Кондиционер сегодня стал довольно распространенным явлением. Он работает от электричества, о котором, конечно, в древние времена ничего не знали. Как же справлялись с жарой на Ближнем Востоке и в Средиземноморье, где температура могла достигать 50°C?
Каждый из нас хотя бы раз контактировал с кондиционером - в офисе или магазине. В жаркую погоду - это спасение для организма, который не приспособлен к высоким или экстремальным температурам. Однако людям, жившим сотни лет назад, приходилось обходиться без него. Древние не имели электричества или охлаждающих агентов, а технологии того времени были менее развиты, чем сейчас. Однако изобретатели того времени придумали множество практичных решений, которые можно с успехом внедрить в дизайн современных зданий.
На Ближнем Востоке температура достигала самых высоких температур. Из-за отсутствия деревьев, рек и озер, охладиться было негде. Чтобы спастись от жары, жители этого региона разработали несколько практичных методов охлаждения, которые могли понизить температуру в помещении на десяток градусов.
Первый пример - городское планирование. Здания в таких городах располагались очень близко друг к другу, что защищало стены от чрезмерного нагрева. Кроме того, в домах строились малакафы (башни для улавливания воздуха/ветра), которые были ориентированы на преобладающие направления ветра.
Другим примером является машрабия - это особый архитектурный элемент, характерный для традиционной исламской архитектуры. Несмотря на свой красивый внешний вид, он играет чрезвычайно важную роль в охлаждении дома. Ажурный балкон со встроенными решетками с маленькими отверстиями предназначался для улавливания ветра и пассивного охлаждения помещения. Очень часто для усиления эффекта туда ставили емкость с водой. Машрабии регулировали воздушным потоком, снижали его температуру и повышали влажность в охлаждаемом помещении.
Еще одним решением древности было соединение дымоходов домов с системой подземных туннелей, в которых протекала вода (обычно с близлежащих гор). Дымоход "всасывал" холодный воздух из туннелей с холодной водой и охлаждал воздух более чем на 15°C. На Ближнем Востоке этот метод кондиционирования воздуха используется уже более 1000 лет.
Средневековые инженеры применяли аналогичные методы охлаждения зданий. Они строили специальные дымоходы, через которые выходил теплый воздух. Позже, один из самых известных в мире изобретателей, Леонардо Да Винчи, построил ветряную мельницу, которая приводилась в движение водяным колесом.
Только спустя столетия, в 1758 году, Бенджамин Франклин и Джон Хэдли заметили, что жидкости с высокой летучестью, такие как спирт, способны быстро охлаждать воздух. А в 1820 году Майкл Фарадей доказал, что воздух в помещении можно охладить сжатым и сжиженным аммиаком.
Отцом кондиционера считается Уиллис Хэвиленд Кэрриер, спроектировавший и изготовивший для типографии установку, с помощью которой контролировалась температуру воздуха и уровень влажности. Это произошло в 1902 году. Спустя 20 лет он представил еще одно великое изобретение - кондиционер с центробежным компрессором. Благодаря компактным размерам, он был более функциональным. С этого момента кондиционирование воздуха пережило настоящий бум. В 1931 году был разработан оконный кондиционер, очень похожий на современный. С 1933 года кондиционеры стали использоваться в частных домах. А после ВМВ, в 1950-х годах, началось массовое производство компактных домашних кондиционеров.
По различным данным, в 2021 году в мире было установлено 1,9 млрд кондиционеров. К 2050 году ожидается, что эта цифра вырастет до 5,7 млрд. В России в в 2021 году примерно 67% домов и квартир оснащены системами кондиционирования воздуха, а в Китае процент домов с кондиционерами увеличился с 8 до 79% в период с 2004 по 2021 год.
Инженеры и ученые продолжают разрабатывать новые технологии, которые должны улучшить процесс охлаждения. Одной из таких являются самоохлаждающиеся краски, использующие радиационное охлаждение.
Окрашенная им поверхность испускает больше инфракрасного излучения (в диапазоне от 8 до 13 мкм), чем поглощает из окружающей среды. В результате такого дисбаланса воздух в помещении охлаждается. Кроме того, краска имеет высокий коэффициент отражения солнечных лучей - более 95%. Благодаря этой технологии поверхность можно охладить на 10 градусов ниже температуры окружающей среды.
В 2021 году также была изобретена ткань, отводящая тепло от поверхности тела и быстро передающая его в окружающую среду. Единственный ее недостаток - она должна соприкасаться с кожей, поэтому не подходит для одежды свободного покроя.
Такой же способ охлаждения использует наша планета, отбрасывающая инфракрасное излучение в космическое пространство. Кто знает, может быть, однажды мы сможем охлаждать себя сами, просто отдавая избыточное тепло в космос?