Skip to main content

Smart, lightweight, cost-effective and energy efficient windows based on novel material combinations

Article Category

Article available in the folowing languages:

Okno na nowe możliwości ograniczenia emisji CO2

Za ponad 60% całkowitych strat cieplnych w budynkach odpowiadają okna. W tym kontekście technologia mająca znacznie poprawić izolacyjne właściwości okien, przy jednoczesnym obniżeniu ceny i śladu węglowego związanego z ich produkcją i użytkowaniem, może odegrać ważną rolę.

Zmiana klimatu i środowisko
Technologie przemysłowe

Większość z nas zgodzi się ze stwierdzeniem, że działalność człowieka ma istotny wpływ na globalne zmiany klimatu. Zużycie i straty energii związane z budynkami odgrywają ważną rolę w emisjach gazów cieplarnianych, a okna są tu głównym winowajcą. W związku z tym naukowcy podjęli się opracowania lepszych rozwiązań w ramach finansowanego przez UE projektu WINSMART. Po raz pierwszy opracowano okna fotochromowe — okna o fotoaktywnej strukturze wielowarstwowej osadzonej na pojedynczej tafli szkła. "Odkryliśmy, że lepszy dobór materiałów umożliwia istotne obniżenie śladu węglowego", wyjaśnia dr Niels Morsing, koordynator projektu z Instytutu Technologicznego w Danii. "Mamy możliwość przybliżyć wartości U okien do tych, jakie charakteryzują pozostałą część powłoki budynku, co oznacza, że okna mogą nie być już dłużej jej słabym punktem". Faktycznie, pod względem izolacji okna zwykle wypadają słabo w porównaniu do reszty zewnętrznej powłoki budynku, czego dowodzą wyższe wartości współczynnika U oznaczające większe przenikanie ciepła. Koncepcja WINSMART łączy technologię szyb próżniowych (VIG) z mechanizmami optycznej regulacji przenikania ciepła w celu obniżenia wartości współczynnika U o ponad 60%. Okna z izolacją próżniową oraz poszukiwania niższych wartości U Szyby VIG to względnie nowa koncepcja wykorzystująca oryginalną koncepcję szyb podwójnych. Ciśnienie w przestrzeni między szybami jest obniżone do wartości poniżej jednej milionowej ciśnienia atmosferycznego, a próżnia prawie całkowicie uniemożliwia konwekcyjną i kondukcyjną wymianę ciepła między szybami. Celem twórców projektu jest obniżenie współczynnika U dla okna aż do 0,3 W/(m2·K). Tymczasem produkty obecnie dostępne na rynku nawet nie zbliżają się do tych wartości z powodu licznych ograniczeń technicznych. Dla przykładu, współczynnik U dla najnowocześniejszych okien potrójnych oscyluje w najlepszym wypadku w okolicach 0,7 W/(m2·K). To znacznie więcej niż dobrze izolowana ściana budynku, dla której współczynnik U może wynosić nawet 0,15 W/(m2·K). W pierwszym okresie zespół dokonał walidacji technologii wytwarzania niezbędnych do produkcji szyb VIG. Liczy się każdy aspekt Naukowcy zajmą się także szarą energią ram, jak również całkowitym zużyciem energii we wszystkich procesach: od zakupu surowców po recykling i utylizację. Celem jest zmniejszenie masy okna o 50%. Wpływ okna na środowisko oceniany jest w całym cyklu życia produktu za pomocą analizy cyklu życia. Przed przeprowadzeniem szczegółowej oceny cyklu życia (LCA) badacze określili metodologię LCA i przygotowali projekt inwentaryzacji LCA dla proponowanego systemu okien. Inteligentne okna oszczędzają energię Inteligentne okna mogą odgrywać również rolę w zmniejszaniu zużycia energii na przykład dzięki optymalizacji ilości promieniowania słonecznego, które przenika przez okno. Naukowcy z projektu WINSMART ponadto dokonują oceny włączenia do szyb VIG technologii optycznej regulacji przenikania ciepła, aby ułatwić zmianę koloru (zacienienie) w reakcji na natężenie światła padającego (fotochromowo) lub na małe napięcie przyłożone (elektrochromowo). Opracowywane jest okno elektrochromowe z elektrolitem redoks jako alternatywa i udoskonalenie standardów stosowanych obecnie w branży. "W tym momencie inteligentna technologia należy do najbardziej obiecujących. Będziemy mogli ją wykorzystać do tworzenia nowych, wysokowydajnych budynków", mówi dr Morsing. Pierwszy prototyp okna powinien być gotowy do testów w drugim kwartale 2016 roku. Z uwagi na fakt, że okna mają duży udział w stratach energetycznych budynków, szeroko zakrojone wykorzystanie nowej technologii mogłoby mieć olbrzymi wpływ na ich energooszczędność, jak również na zmiany klimatu.

Słowa kluczowe

CO2, technologia inteligentnego okna, energooszczędność, straty ciepła, WINSMART, izolacja, ślad węglowy, budynki wysokowydajne

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania