Runar Bäckstrom

Åbo Akademin luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunta 

Vuonna 2022 Runar Bäckströmin säätiö myönsi rahoituksen Åbo Akademin projektille ”Passiivisen jäähdytyksen kattoikkunaprototyyppi”. Projektin tavoitteena on kehittää Prototyyppi II, joka toimii tehokkaasti myös päiväsaikaan. Ensimmäinen proof-of-concept -vaiheen prototyyppi (Prototyyppi I) osoitti yöllä saavutettavan 100–150 W/m² passiivisia jäähdytystehoja. Gopala Gangisettyn väitöskirjatyö (2021–2025) pyrkii saavuttamaan vastaavia jäähdytystehoja myös päivisin, jolloin useiden satojen W/m² auringonsäteily tekee passiivisesta jäähdytyksestä huomattavasti haastavampaa.

Ratkaisuksi tähän tutkitaan nanohiukkasten (NP, nanoparticles) käyttöä – tässä tapauksessa SiO₂/TiO₂-yhdistelmiä – jotka valikoivasti estävät (heijastamalla, absorboimalla tai uudelleensäteilemällä) osan auringonsäteilystä. Kattoikkunan tarkoitus on päästää luonnonvaloa sisään päiväsaikaan, mutta samalla viilentää rakennusta.

Useiden eri nanohiukkasformulointien testauksen jälkeen, laboratorio-olosuhteissa tehtyjen pienoismallikokeiden ohella, ulkotestaukset ovat nyt alkaneet. Prototyyppi II – kooltaan 90 cm x 30 cm x 10 cm – on sijoitettu ÅA:n Aurum-rakennuksen ulkopuolelle, ja kokeet jatkuvat elokuuhun asti. Erityisen kiinnostavaa on suorituskyky auringonlaskun ja -nousun aikaan, jolloin lyhytaaltoinen (SW) säteily korostuu.

Testit tehdään pyöreillä (ks. kuva, nanohiukkasia ei vielä lisätty) tai neliönmuotoisilla erikoislaseilla, jotka mahdollistavat pitkäaaltoisen (LW) lämpösäteilyn siirtymisen. Nämä lasit on upotettu tavallisiin ikkunalaseihin, jotka eivät päästä pitkäaaltoista säteilyä lävitseen. Lisäksi kattoikkunan sisällä käytetään eri kaasuja, kuten ilmaa, hiilidioksidia tai ilma-ammoniakkiseosta. Taivaan lämpötilaa – johon lämpö säteilee passiivista jäähdytystä varten – mitataan pitkäaaltoalueen kattavalla pyrgeometrillä.