Έξυπνος υαλοπίνακας που μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία

Ο έξυπνος υαλοπίνακας εμποδίζει τη μετάδοση της θερμότητας στο εσωτερικό των κτιρίων, μειώνει τις ενεργειακές ανάγκες θέρμανσης και ψύξης, ενώ έχει βελτιωμένες ηχομονωτικές ιδιότητες σε σύγκριση με τους κοινούς υαλοπίνακες.
Λόγω της ευκολίας, με την οποία μεταδίδεται η θερμότητα μέσω του γυαλιού, τα παράθυρα αποτελούν συνήθως ένα από τα πιο ενεργοβόρα δομικά στοιχεία ενός κτιρίου. Αν και κυκλοφορούν στο εμπόριο πιο αποδοτικά συστήματα συγκριτικά με του παρελθόντος, όπως κουφώματα με τριπλούς υαλοπίνακες ή υαλοπίνακες χαμηλής εκπεμπτικότητας, τα κουφώματα, ακόμη και σήμερα, ευθύνονται συνήθως για τη μισή ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων σε θέρμανση, κλιματισμό και δροσισμό.


Αναζητώντας λύσεις σ’ αυτό το πρόβλημα, ερευνητές στο τεχνολογικό πανεπιστήμιο Νανιάνγκ της Σιγκαπούρης (Nanyang Technological University - NTU) ανέπτυξαν έναν έξυπνο υαλοπίνακα που εμποδίζει τη διείσδυση της ηλιακής ακτινοβολίας τις ζεστές ώρες της ημέρας, διατηρώντας το κτίριο δροσερό. Παράλληλα, η θερμότητα που απορροφάται, απελευθερώνεται σταδιακά, όταν πέσει η θερμοκρασία, μειώνοντας τις ενεργειακές καταναλώσεις του κτιρίου.


Το έξυπνο παράθυρο αποτελείται από δύο υαλοπίνακες, στο διάκενο των οποίων εγχέεται ένα υγρό μείγμα. Αυτό το ρευστό υλικό, που αποτελείται από υδρόπηκτη ουσία μεγέθους μικρόμετρου, νερό και έναν σταθεροποιητή, εξασφαλίζει την καλύτερη ανταπόκριση του παραθύρου στις αλλαγές της θερμοκρασίας. Όταν ο υαλοπίνακας εκτίθεται σε ζέστη γίνεται αδιαφανής μέσα σε διάστημα 30 λεπτών, εμποδίζοντας την ηλιακή ακτινοβολία να εισέλθει στο εσωτερικό, ενώ όταν η θερμοκρασία πέφτει, επιστρέφει στην αρχική διάφανη κατάστασή του. Την ίδια στιγμή η υψηλή θερμοχωρητικότητα του νερού επιτρέπει σε μια μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας να αποθηκεύεται αντί να μεταφέρεται στο εσωτερικό του κτιρίου και κατόπιν να απελευθερώνεται τη νύχτα, όταν πέφτει σταδιακά η θερμοκρασία.


Με βάση προσομοιώσεις σε διαφορετικές κλιματικές συνθήκες, η ομάδα διαπίστωσε πως το έξυπνο παράθυρο μπορεί να μειώσει έως και 45% τις ανάγκες ενός κτιρίου σε θέρμανση, δροσισμό και εξαερισμό, συγκριτικά με παραδοσιακούς υαλοπίνακες. Παράλληλα, είναι περίπου 30% πιο ενεργειακά αποδοτικό συγκριτικά με τα εμπορικά διαθέσιμα παράθυρα χαμηλής εκπεμπτικότητας, ενώ έχει μικρότερο κόστος κατασκευής. Επιπλέον, ο υαλοπίνακας λειτουργεί και ως μονωτής ήχου, με 15% μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα συγκριτικά με έναν διπλό υαλοπίνακα.

Το έξυπνο παράθυρο, που σύμφωνα με την ομάδα μπορεί να παραχθεί σε οποιοδήποτε σχήμα και μέγεθος, βρίσκεται τώρα στο στάδιο αναζήτησης συνεργατών για την εμπορική παραγωγή του.