Новые умные окна послужат в роли кондиционеров - «Технологии»

Ученые MIT создали полимерный гель, способный пропускать или блокировать лучи ближнего инфракрасного диапазона солнечного света. Им предлагают заполнять пространство камер оконных стеклопакетов для регулирования уровня тепла, проникающего в здание. Свойства геля меняются в зависимости от температуры внешней среды, и переход от нагревания дома к блокировке тепловых лучей будет происходить автономно, по достижении определенного порогового теплового показателя.

В развитых странах примерно половина электроэнергии, потребляемой домохозяйствами, расходуется на обогрев или охлаждение жилища, так что при внедрении предложенной технологии в промышленных масштабах удастся добиться значительного уменьшения нагрузки на энергосети.

В ясные солнечные дни мы, как правило, используем жалюзи или плотные портьеры, чтобы сохранить в комнатах ночную прохладу. Инженеры ранее предлагали устранить человеческий фактор в этом процессе путем создания электрохромных окон, которые темнеют под действием небольшого электрического напряжения. Такое решение, например, уже используется в последнем поколении самолетов Boeing 787 Dreamliner. Технологию электрохромных стекол только условно можно назвать автономной, поскольку нужен оператор, который подаст ток в систему.

Читайте также: Бесплатное электричество в обмен на данные хотят поставлять энергокомпании Британии

Электрохромные стекла дороги, недолговечны и непостоянны в способности блокировать свет. Альтернативные предложения менять характеристики стекла включали в себя нанесение пленки диоксида ванадия. Этот термохромный состав действительно способен заблокировать проникновение солнечного света в помещение, но только если температура на поверхности стекла превышает 90 °С, что не подходит к реалиям окружающей среды.

Умные окна, разработанные в MIT, оказались более практичными. Полимерные частицы геля с предельно однородной плотностью, закаченные между двумя стеклами стеклопакета, сжимаются или разбухают в зависимости от температуры. При температуре +25 °С частицы микрогеля имеют диаметр 1.4 микрометра, задерживают ничтожно мало света, поэтому окно остается прозрачным и пропускает 81.6% инфракрасных лучей. При повышении температуры до +32 °С гранулы выталкивают воду, которая рассеивает инфракрасные лучи, и 94% тепловых волн блокируется на поверхности.

Эксперименты показали значительную разницу в нагреве помещения при применении окон с микрогелем по сравнению с окнами с обычным двойным остеклением. Эффективность микрогеля не снижается даже при 1000 циклов нагрева и охлаждения внешней среды, также он не подвержен замерзанию. Наконец, окна собранные по этой технологии не являются чрезмерно дорогими, что представляет большую перспективу для реальных приложений.

Читайте также: «Умные» окна могут на 40% повысить энергоэффективность зданий за счет слоя из прозрачных фотоэлементов

Источник: zmescience.com