Inteligentne okna umożliwiają zwiększanie efektywności energetycznej Efektywność energetyczna budynków stała się jednym z kluczowych zagadnień związanych ze zmianą klimatu oraz rosnącymi kosztami życia. Inteligentne okna, które są w stanie kontrolować ilość przepuszczanego promieniowania słonecznego, mogą pomóc nam w dostosowaniu temperatury wewnątrz budynków przy zachowaniu bardzo wysokiej efektywności. Technologie przemysłowe © Grand Warszawski/Shutterstock.com Budynki w Unii Europejskiej odpowiadają za około 35 % ogólnych emisji gazów cieplarnianych, a jednocześnie zużywają aż 40 % energii. Zwiększanie ich efektywności energetycznej stanowi zatem nieodzowny krok, który pozwoli nam na osiągnięcie ambitnych celów w zakresie neutralności klimatycznej europejskiej gospodarki, a także ograniczy koszty ich eksploatacji, których znaczenie wzrosło w obliczu trwającego kryzysu energetycznego i rosnących cen. „Okna pozostają jednym z najsłabszych ogniw, jeśli mowa o efektywności energetycznej budynków”, twierdzi Ioannis Papakonstantinou z University College London w Zjednoczonym Królestwie, koordynator projektu IntelGlazing. Wiele okien w eksploatowanych budynkach nadal jest wyposażone w pojedyncze szyby lub podwójne szyby zespolone pierwszej generacji, które charakteryzują się stosunkowo słabymi parametrami w zakresie izolacji. „Co więcej, są po prostu statyczne”, dodaje Papakonstantinou. „Mam przez to na myśli, że są dostosowane wyłącznie do określonych warunków klimatycznych, a ich adaptacja jest niemożliwa. Biorąc pod uwagę, że większość mieszkańców Europy zamieszkuje w strefach klimatu kontynentalnego oraz umiarkowanego, gdzie doświadczają chłodnych zim i gorących okresów letnich, takie rozwiązanie pozostawia wiele do życzenia”. Zwiększanie efektywności energetycznej Aby rozwiązać ten problem i pomóc Europie w osiągnięciu celów w zakresie efektywności energetycznej, zespół finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu IntelGlazing zajął się opracowaniem bardziej inteligentnych okien. W tym celu Papakonstantinou oraz zebrany przez niego zespół badaczy przyglądali się potencjałowi oferowanemu przez szkło nanostrukturalne. „Cała koncepcja opiera się na tym, że ten rodzaj szkła dostosowuje się do różnych temperatur, dzięki czemu może wpuszczać promieniowanie słoneczne do pomieszczeń w zimowych miesiącach, z kolei w lecie może je odbijać”, wyjaśnia. Ilość promieniowania przechodzącego przez okno jest uzależniona od warunków środowiskowych panujących na zewnątrz. W ramach projektu udało się wykazać właściwości reaktywne tego rodzaju szkła na temperaturę otoczenia, a także zbadać jego osiągi w zakresie pochłaniania promieniowania. Zespół miał również okazję do zbadania innych możliwych zastosowań tego nanomateriału. „Odbijanie lub pochłanianie podczerwonego promieniowania słonecznego to tylko jedna z wielu możliwości”, twierdzi Papakonstantinou. „Kolejną może być samooczyszczanie – nanostrukturalna powierzchnia zachowuje się inaczej nie tylko w kontakcie z fotonami, ale także z cieczami”. Zainteresowanie przemysłu Szklana powierzchnia charakteryzująca się właściwościami samoczyszczącymi i antybakteryjnymi jest świętym Graalem dla wielu graczy w sektorze przemysłu, począwszy od producentów ekranów dotykowych, a kończąc na szpitalach i operatorach środków transportu publicznego. Zespół przyjrzał się również bliżej funkcji przeciwdziałania kondensacji pary wodnej, która cieszy się dużym zainteresowaniem ze strony sektora motoryzacyjnego. „Oczywiście nasz projekt cieszył się także sporym zainteresowaniem ze strony producentów okien”, zauważa Papakonstantinou. „Jednym z powodów jest to, że w ramach naszych prac dokonaliśmy prawdziwego przełomu w zakresie produkcji”. Wytwarzanie szkła nanostrukturalnego zwykle wymaga realizacji wielu niezwykle kosztownych kroków. W ramach projektu IntelGlazing udało się jednak opracować metodę wytwarzania tego materiału obejmującą jedynie dwa etapy. „Z racji tego, że jesteśmy laboratorium badawczym, następnym krokiem jest myślenie o zwiększaniu skali produkcji”, dodaje Papakonstantinou. Inteligentna folia polimerowa Sukcesy projektu IntelGlazing na tym się nie kończą. W procesie pracy nad nanoszkłem zespołowi udało się odkryć nowatorski sposób kontroli emisji ciepła dzięki zastosowaniu nanokompozytowej folii polimerowej, która nie zatrzymuje promieniowania słonecznego. „W praktyce oznacza to, że pokrycie dachu powłoką odbijającą ciepło i folią sprawi, że w lecie wciąż będzie ona odbijać ciepło, zatrzymując je w zimie”, wyjaśnia Papakonstantinou. „Innymi słowy, dach budynku będzie nieustannie «włączał się i wyłączał» niczym klimatyzacja w oparciu o temperaturę otoczenia, jednak nie będzie zużywał przy tym energii”. Zarówno inteligentne szyby, jak i przełomowe rozwiązania w dziedzinie polimerów znajdują się obecnie na wczesnych etapach rozwoju, jednak Papakonstantinou i jego zespół cieszą się na myśl o potencjale rynkowym nowych produktów. W przypadku skutecznego zwiększenia skali produkcji obie technologie mogą przynieść znaczące oszczędności energii i zwiększyć efektywność energetyczną w czasie, gdy Europa najbardziej potrzebuje takich inteligentnych rozwiązań. Słowa kluczowe IntelGlazing, okna, energia, słoneczne, promieniowanie, klimat, polimer, szyby, motoryzacja
