Паметни премаз за стакло хлади стаклене зграде

Грађевинска индустрија је један од највећих емитера гасова стаклене баште. Према немачкој агенцији за животну средину, зграде чине око 30 одсто емисије ЦО2 у земљи и 35 одсто њене потрошње енергије. Посебно су проблематичне зграде са великим стакленим фасадама и крововима, као што су пословне зграде које доминирају модерним градовима. Загревају се на сунцу, посебно лети. Међутим, употреба ролетни и ролетни за обезбеђивање сенке је генерално непожељна јер нарушавају естетику стакла и ометају поглед споља. Уместо тога, унутрашњост се хлади клима уређајем, што захтева много струје и повећава угљенични отисак зграде.

Фраунхофер институт за истраживање силиката ИСЦ у Вирцбургу и Фраунхофер институт за органске електроне, електронске зраке и технологију плазме ФЕП у Дрездену развили су комплексно решење за ово питање. У пројекту Свитцх2Саве, истраживачи су радили на прозирним премазима за прозоре и стаклене фасаде користећи електрохромне и термохромне материјале. Они додају променљиву, провидну тамну нијансу спољашњој страни прозора, одржавајући просторију хладном. Фраунхофер институт је сарађивао са универзитетским и индустријским партнерима у шест земаља ЕУ на овом истраживачком пројекту који финансира ЕУ.

Електрохромски премаз се наноси на провидни проводни филм, који се затим може "укључити". Примена напона покреће пренос јона и електрона који потамњују премаз и затамњују прозор. Термохромски премази, с друге стране, функционишу тако што рефлектују топлотно зрачење сунца када се постигне одређена температура околине, објашњава др Марко Шот, менаџер групе Фраунхофер ИСЦ Елецтроцхромиц Системс.

Са електрохромским елементима, сензори се могу користити за мерење фактора као што су осветљеност и температура и слање резултата у контролни систем. Ово шаље струјни или напонски импулс на проводни филм, изазивајући затамњење прозора. Кад год температура или осветљеност постану превисоки, стаклена површина ће постепено потамнити. Ово спречава прегревање просторије и смањује потребу за климатизацијом, што је посебно корисно у сунчаним климама и зградама са великим стакленим фасадама. Такође делује као заштита против одсјаја током сунчаних дана. Прозори ће остати светли у облачним данима и ноћу.

Фраунхоферови истраживачи су такође разматрали да ли је технологија погодна за свакодневну употребу. Прозори се не затамњују изненада, већ постепено затамњују током неколико минута, уз веома ниску потрошњу енергије, објаснио је Шот. У пожељном случају, електрохромски филм захтева електричну енергију само током процеса пребацивања, а веома ниски напони су довољни да започну процес бојења. Термохромним материјалима уопште није потребна електрична енергија, већ пасивно реагују на топлоту коју генерише сунце. Могу се користити за допуну система који се могу пребацити или као алтернатива где нису потребна решења која се могу укључити.

Свитцх2Саве обећава значајну уштеду енергије у областима са високим спољним температурама (тј. јужни региони) смањењем употребе система за климатизацију или потпуно елиминисањем потребе за њима. Др Јохн Фахлтеицх, координатор пројекта и вођа истраживачке групе у Фраунхофер ФЕП-овом Свитцх2Саве, објаснио је да се у топлијим регионима Европе потребе за енергијом за хлађење и грејање модерних зграда могу смањити до 70 процената. У хладнијим северним регионима, уштеде нису огромне, али систем се овде може користити и као заштита против одсјаја од директне сунчеве светлости.

У принципу, комбинација електрохромних и термохромских слојева у композитним прозорима нуди највећу могућу флексибилност. Користећи га, архитекте и програмери могу да обезбеде индивидуална решења за различите области и зграде. Инсталирамо технологију у педијатријској клиници друге највеће болнице у Атини, Грчка, и пословној згради у Упсали, Шведска. У обе зграде ће се пратити и упоређивати потрошња енергије годину дана пре и после постављања нових прозора. На тај начин можемо показати стварне перформансе Свитцх2Саве технологије и наставити да тестирамо и побољшавамо технологију за различите климатске зоне, рекао је Фахлтеицх.

Истраживачи су се такође позабавили изазовима производње. Електрохромски премази се наносе на филмске подлоге на бази полимера. Термохромски премази, с друге стране, користе танке стаклене подлоге. Влажни хемијски и вакуумски процеси премазивања се користе за економичне системе производње ролна-на-ролна. Преклопни склоп се затим вакуумски ламинира на прозорско стакло дебљине 4 мм, које се затим интегрише у јединицу изолационог стакла. Процес премазивања је такође економски изводљив у индустријском обиму. Електрохромни и термохромски преклопни елементи су само неколико стотина микрона дебели и мање од 500 грама по квадратном метру. Као резултат тога, они једва да додају тежину прозорима, што значи да се могу накнадно уградити у постојеће зграде без промене структуре зграде.

Пројектни конзорцијум тренутно ради на даљем побољшању технологије. На пример, тимови стручњака истражују како да комбинују електрохромне и термохромне елементе у композитним прозорима како би боље искористили потенцијал технологије. Даљи циљеви истраживања укључују прилагођавање премаза закривљеним стакленим облицима и додавање више боје постојећим плавим и сивим опцијама.

Загревање света и циљеви Европског зеленог договора значајно ће повећати потражњу за енергетски ефикасним грађевинским технологијама у наредним годинама – очекује се да ће све зграде у ЕУ бити неутралне од угљеника до 2050. Пројекат Свитцх2Саве ЕУ за електрохромне и термохромне прозоре може да учини важан допринос овоме.