«Умное» окно может заменить кондиционеры в офисах

Окна являются не только ключевым компонентом в дизайне здания, но и также считаются наименее энергоэффективной его частью. Благодаря лёгкости, с которой тепло может передаваться через стекло, окна значительно влияют на затраты по отоплению и охлаждению дома. Согласно специализированному докладу ООН, на здания приходится 40% мирового энергопотребления, а через окна теряется половина этого энергопотребления.

Обычные энергосберегающие низкоэмиссионные окна изготавливаются с дорогими покрытиями, которые сокращают инфракрасный свет, проходящий в здание или из него, что помогает снизить затраты на отопление и охлаждение. Однако они не регулируют видимый свет: он является основным компонентом солнечного света, который нагревает поверхности.

Чтобы сделать окна энергосберегающими и недорогими в производстве, учёные из Наньянского технологического университета в Сингапуре обратились к воде. Вода, согласно понятию удельной теплоёмкости, поглощает большое количество тепла, прежде чем начинает нагреваться. В ходе поисков и исследований инженеры создали смесь из гидрогеля, воды и стабилизатора. С помощью экспериментов и моделирования они обнаружили, что стеклопакет, заполненный раствором, может эффективно снижать потребление энергии в различных погодных условиях по причине своей способности реагировать на изменение температуры и освещённость.

При невысокой температуре на улице умное окно прозрачно и пропускает свет. Нагреваясь от солнечного света, раствор, заключённый между стёклами, мутнеет, становясь сначала полупрозрачным, а затем матовым, почти светонепроницаемым. Соответственно, этот эффект не допускает повышения температуры в комнате и позволяет обходиться без кондиционера. К примеру, тестирование ноу-хау в Сингапуре в жаркий полдень показало, что «умное жидкое окно» имело более низкую температуру (50°) по сравнению с обычным стеклянным окном (84°). С заходом солнца гель охлаждается, окно вновь становится прозрачным, а накопленное за день тепло через внутреннее стекло нагревает помещение, снижая нагрузку на систему отопления.

Ещё одно достоинство смарт-окна — высокий показатель звукопоглощения, который на 15% выше, чем у обычных стеклопакетов, зазор у которых заполнен воздухом. Кроме того, тестирование «умной» жидкой оконной панели показало, что она может снизить до 45% потребления энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха по сравнению с традиционными окнами.

По мнению разработчиков, «жидкое» окно наиболее подходит для офисных зданий, где работают в течение светового дня. В настоящее время исследовательская группа ищет спонсоров для коммерциализации интеллектуального окна.