Έξυπνη επίστρωση γυαλιού για να διατηρεί τα κτίρια δροσερά
Οι ερευνητές της Fraunhofer έχουν αναπτύξει μια έξυπνη επίστρωση για παράθυρα που σκουραίνουν στον ήλιο. Αυτό χρησιμοποιεί ηλεκτροχρωμικά και θερμοχρωμικά υλικά που αντιδρούν ηλεκτρικά και θερμικά. Σε κτίρια με μεγάλους τοίχους από γυαλί, μπορεί να αποτρέψει την υπερθέρμανση των δωματίων λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας, μειώνοντας έτσι τη ζήτηση για ενεργοβόρα κλιματιστικά.
Ο κατασκευαστικός κλάδος είναι ένας από τους σημαντικότερους εκπομπούς αερίων του θερμοκηπίου. Σύμφωνα με τα στοιχεία της Γερμανικής Υπηρεσίας Περιβάλλοντος, τα κτίρια αντιπροσωπεύουν περίπου το 30% των εκπομπών CO2 της χώρας και το 35% της ενεργειακής κατανάλωσης. Τα κτίρια με μεγάλους γυάλινους τοίχους και στέγες είναι ιδιαίτερα προβληματικά, όπως τα κτίρια γραφείων που κυριαρχούν στις σύγχρονες πόλεις. Ζεσταίνουν στον ήλιο, ειδικά το καλοκαίρι. Ωστόσο, η χρήση περσίδων και παντζουριών για την παροχή σκιάς γενικά δεν είναι ευπρόσδεκτη, καθώς μειώνουν την αισθητική αίσθηση του γυαλιού και παρεμποδίζουν την εξωτερική όραση. Αντίθετα, ο κλιματισμός χρησιμοποιείται εσωτερικά για ψύξη, η οποία απαιτεί πολλή ισχύ και αυξάνει το αποτύπωμα άνθρακα του κτιρίου.
Το Fraunhofer Silicate Research Institute (ISC) στο Wiltsburg και το Fraunhofer Organic Electron, Electron Beam and Plasma Technology FEP Institute στη Δρέσδη έχουν αναπτύξει μια σύνθετη λύση για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Στο έργο Switch2Save, οι ερευνητές μελέτησαν τη διαφανή επίστρωση παραθύρων και γυάλινων κουρτινών τοίχων χρησιμοποιώντας ηλεκτροχρωμικά και θερμοχρωμικά υλικά. Αυτά προσθέτουν έναν μεταβλητό, διαφανή σκούρο τόνο στο εξωτερικό του παραθύρου για να διατηρείται το δωμάτιο δροσερό. Το Ινστιτούτο Fraunhofer έχει συνεργαστεί με πανεπιστήμια και βιομηχανικούς εταίρους σε έξι χώρες της ΕΕ για την υλοποίηση αυτού του ερευνητικού έργου που χρηματοδοτείται από την ΕΕ.
Η ηλεκτροχρωμική επίστρωση επικαλύπτεται σε μια διαφανή αγώγιμη μεμβράνη και στη συνέχεια μπορεί να "ανοιχθεί". Η εφαρμογή τάσης ενεργοποιεί τη μεταφορά ιόντων και ηλεκτρονίων, η οποία σκουραίνει την επίστρωση και χρωματίζει τα παράθυρα. Από την άλλη, η θερμοχρωμική επίστρωση παίζει ρόλο. Ο Δρ Marco Schott, διευθυντής της ομάδας ηλεκτροχρωμικού συστήματος Fraunhofer ISC, εξήγησε ότι όταν επιτευχθεί μια συγκεκριμένη θερμοκρασία περιβάλλοντος, θα αντανακλά τη θερμική ακτινοβολία του ήλιου.
Με τα ηλεκτροχρωμικά στοιχεία, οι αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση παραγόντων όπως η φωτεινότητα και η θερμοκρασία και η αποστολή των αποτελεσμάτων στο σύστημα ελέγχου. Αυτό θα καθοδηγήσει το φιλμ να στείλει παλμούς ρεύματος ή τάσης και το παράθυρο σκανδάλης θα γίνει σκοτεινό. Κάθε φορά που η θερμοκρασία ή η φωτεινότητα είναι πολύ υψηλή, η γυάλινη επιφάνεια θα σκουραίνει σταδιακά. Αυτό αποτρέπει την υπερθέρμανση των δωματίων και μειώνει την ανάγκη για κλιματισμό, ο οποίος είναι ιδιαίτερα χρήσιμος σε ηλιόλουστα κλίματα και κτίρια με μεγάλους γυάλινους τοίχους. Μπορεί επίσης να παίξει το ρόλο της αντιθαμβωτικής προστασίας σε ηλιόλουστες μέρες. Τα παράθυρα θα παραμείνουν φωτεινά τις συννεφιασμένες μέρες και τη νύχτα.
Οι ερευνητές της Fraunhofer εξέτασαν επίσης εάν η τεχνολογία είναι κατάλληλη για καθημερινή χρήση. Τα παράθυρα δεν σκουραίνουν ξαφνικά, αλλά σταδιακά μέσα σε λίγα λεπτά. Ο Short εξήγησε ότι η κατανάλωση ενέργειας είναι πολύ χαμηλή. Σε καλύτερη περίπτωση, το ηλεκτροχρωμικό φιλμ χρειάζεται μόνο ισχύ στη διαδικασία μετατροπής και μια εξαιρετικά χαμηλή τάση είναι αρκετή για να ξεκινήσει η διαδικασία χρωματισμού. Τα θερμοχρωμικά υλικά δεν απαιτούν καθόλου ηλεκτρισμό, αλλά αντιδρούν παθητικά στη θερμότητα που παράγεται από τον ήλιο. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συμπληρώσουν ένα σύστημα με δυνατότητα μεταγωγής ή ως εναλλακτική λύση που δεν απαιτεί εναλλακτική λύση.
Το Switch2Save υπόσχεται να εξοικονομήσει πολλή ενέργεια σε περιοχές με υψηλή εξωτερική θερμοκρασία (δηλαδή στη νότια περιοχή) μειώνοντας τη χρήση συστημάτων κλιματισμού ή εξαλείφοντας εντελώς τη ζήτηση για συστήματα κλιματισμού. Ο Δρ John Fahlteich, συντονιστής του προγράμματος Switch2Save και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του Fraunhofer FEP, εξήγησε ότι στις θερμές περιοχές της Ευρώπης, η ζήτηση ενέργειας ψύξης και θέρμανσης των σύγχρονων κτιρίων μπορεί να μειωθεί έως και 70%. Στις ψυχρότερες βόρειες περιοχές, η εξοικονόμηση κόστους δεν είναι μεγάλη, αλλά το σύστημα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί εδώ ως αντιθαμβωτική προστασία για την αποφυγή του άμεσου ηλιακού φωτός.
Κατ' αρχήν, ο συνδυασμός του ηλεκτροχρωμικού στρώματος και του θερμοχρωμικού στρώματος στο σύνθετο παράθυρο παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία. Με τη χρήση του, οι αρχιτέκτονες και οι προγραμματιστές μπορούν να παρέχουν εξατομικευμένες λύσεις για διάφορους χώρους και κτίρια. Εγκαθιστούμε αυτήν την τεχνολογία στην παιδιατρική κλινική του δεύτερου μεγαλύτερου νοσοκομείου στην Αθήνα, στην Ελλάδα, και σε ένα κτίριο γραφείων στην Ουψάλα της Σουηδίας. Και στα δύο κτίρια, η κατανάλωση ενέργειας θα παρακολουθείται και θα συγκρίνεται καθ' όλη τη διάρκεια του έτους πριν και μετά την εγκατάσταση νέων παραθύρων. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να δείξουμε την πραγματική απόδοση της τεχνολογίας Switch2Save και να συνεχίσουμε να δοκιμάζουμε και να βελτιώνουμε την τεχνολογία για διαφορετικές κλιματικές περιοχές, είπε ο Fahlteich.
Οι ερευνητές αντιμετώπισαν επίσης τις προκλήσεις της παραγωγής. Ηλεκτροχρωμική επίστρωση εφαρμόζεται σε υπόστρωμα φιλμ με βάση το πολυμερές. Από την άλλη πλευρά, η θερμοχρωμική επίστρωση χρησιμοποιεί ένα λεπτό γυάλινο υπόστρωμα. Οι διεργασίες υγρής χημικής επίστρωσης και επικάλυψης υπό κενό χρησιμοποιούνται σε οικονομικά συστήματα κατασκευής πηνίων σε πηνία. Στη συνέχεια, τα εναλλάξιμα εξαρτήματα πλαστικοποιούνται στο γυαλί παραθύρου πάχους 4 mm υπό κενό και στη συνέχεια ενσωματώνονται στη μονάδα μονωτικού γυαλιού. Η διαδικασία επίστρωσης είναι επίσης οικονομικά εφικτή σε βιομηχανική κλίμακα. Τα ηλεκτροχρωμικά και θερμοχρωμικά εναλλάξιμα εξαρτήματα έχουν πάχος μόνο μερικές εκατοντάδες μικρά, λιγότερο από 500 γραμμάρια ανά τετραγωνικό μέτρο. Ως αποτέλεσμα, δεν προσθέτουν σχεδόν καθόλου βάρος στα παράθυρα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να τοποθετηθούν εκ των υστέρων σε υπάρχοντα κτίρια χωρίς αλλαγή της δομής του κτιρίου.
Η συμμαχία του έργου εργάζεται επί του παρόντος για περαιτέρω βελτίωση της τεχνολογίας. Για παράδειγμα, ομάδες ειδικών μελετούν πώς να συνδυάσουν ηλεκτροχρωμικά και θερμοχρωμικά στοιχεία σε σύνθετα παράθυρα για να αξιοποιήσουν καλύτερα τις δυνατότητες αυτής της τεχνολογίας. Περαιτέρω ερευνητικοί στόχοι περιλαμβάνουν την προσαρμογή της επίστρωσης σε καμπύλες γυάλινες μορφές και την προσθήκη περισσότερων χρωμάτων στις υπάρχουσες επιλογές μπλε και γκρι.
Ο στόχος της παγκόσμιας υπερθέρμανσης και της ευρωπαϊκής πράσινης συμφωνίας θα αυξήσει σημαντικά τη ζήτηση για κτιριακές τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας τα επόμενα χρόνια - αναμένεται ότι έως το 2050, όλα τα κτίρια στην ΕΕ θα είναι ουδέτερα από άνθρακα. Το έργο Switch2Save της ΕΕ για ηλεκτροχρωμικά και θερμοχρωμικά παράθυρα μπορεί να συμβάλει σημαντικά σε αυτό
HHG είναι επαγγελματίας κατασκευαστής γυαλιού και ο προμηθευτής λύσεων γυαλιού περιλαμβάνει σειρά από γυαλί, πλαστικοποιημένο γυαλί, γυαλί με υφή και χαραγμένο γυαλί. Με περισσότερα από 20 χρόνια ανάπτυξης, υπάρχουν δύο γραμμές παραγωγής υαλοπίνακα, δύο γραμμές από γυαλί επίπλευσης και μία γραμμή από γυαλί αποκατάστασης. τα προϊόντα μας 80% αποστέλλονται στο εξωτερικό, Όλα τα προϊόντα γυαλιού μας είναι αυστηρός ποιοτικός έλεγχος και συσκευάζονται προσεκτικά σε ισχυρή ξύλινη θήκη, διασφαλίζουν ότι θα λάβετε την καλύτερη ποιότητα γυαλιού ασφαλείας εγκαίρως.
Περισσότερη λεπτομέρεια: www.hhglass.com
