Viacvrstvové „tekuté okná“ by mohli pomôcť budovám šetriť energiu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 3. 2. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Už existujú „inteligentné“ okná, ktoré sa dajú elektronicky prepínať medzi prepúšťaním slnečného svetla a jeho blokovaním. Nové viacvrstvové „tekuté“ okná sa však dajú nastaviť na niekoľko energeticky úsporných režimov filtrácie slnečného svetla.
Nastavením nepriehľadnosti skla na existujúcich fotochromatických oknách môžu používatelia regulovať, koľko slnečného svetla prejde cez okno do miestnosti. Vo väčšine prípadov sklo čiastočne blokuje viditeľné spektrum slnečného svetla, čím zabraňuje prílišnému presvetleniu miestnosti, spolu s infračerveným spektrom, čím zabraňuje prílišnému otepleniu miestnosti.
Počas horúcich letných dní však ľudia môžu chcieť jas viditeľného svetla, ale nie teplo infračerveného. V zime by pravdepodobne chceli oboje. Okrem toho môžu chcieť zmierniť viditeľné svetlo, aby nemuseli celý deň žmurkať. Tu prichádza na rad nové „tekuté okno“.
Vyvinul ho tím vedcov z Torontskej univerzity pod vedením profesora Bena Hattona a inšpiroval sa farbou meniacou sa kožou chobotníc, sépií a krillov. Tieto živočíchy sú schopné presúvať pigmenty v bunkách pod svojou kožou a meniť ju tam a späť medzi priehľadným a nepriehľadným stavom.
Prototyp tekutého okna pritom obsahuje viacero na sebe uložených plátov priehľadného plastu, z ktorých každý má sieť mikrokanálikov s milimetrovou hrúbkou. Čerpaním kvapalín obsahujúcich rôzne pigmenty (alebo iné molekuly) do kanálikov v každom pláte alebo z nich je možné vybrať rôzne kombinácie optických vlastností okna ako celku.
Napríklad čerpaním pigmentu blokujúceho viditeľné svetlo z jedného plátu a čerpaním pigmentu blokujúceho infračervené svetlo do druhého plátu možno okno nastaviť tak, aby prepúšťalo viditeľné svetlo a zároveň blokovalo infračervené svetlo. Okrem toho sa prečerpávaním pigmentu rozptyľujúceho svetlo do inej vrstvy alebo z inej vrstvy nastaví jemnosť / ostrosť viditeľného slnečného svetla v miestnosti.
Na základe počítačových modelov založených na výkone prototypov vedci odhadujú, že aj keby sa tekuté okná používali len na moduláciu priepustnosti infračerveného svetla, budova by ročne spotrebovala približne o 25 % menej energie na vykurovanie, chladenie a osvetlenie. Ak by sa okná používali aj na reguláciu viditeľného svetla, toto číslo by sa zvýšilo na približne 50 %.
„Budovy spotrebúvajú množstvo energie na vykurovanie, chladenie a osvetlenie priestorov v nich,“ hovorí Raphael Kay, čerstvý absolvent univerzity v Toronte, hlavný autor článku o štúdii. „Ak dokážeme strategicky riadiť množstvo, typ a smer slnečnej energie, ktorá vstupuje do našich budov, môžeme výrazne znížiť množstvo práce, ktorú od vykurovacích telies, chladičov a svetiel požadujeme.“
Článok bol nedávno uverejnený v magazíne PNAS.
