Материал на окна для полного контроля и блокировки солнечного излучения

Материал на окна для полного контроля и блокировки солнечного излучения

Разработка умного материала, размещаемого на окне в виде плёнки, блокирующей прохождение солнечного тепла – технология, можно считать, уже освоенная. Материал на окна остаётся прозрачным, когда температура поверхности ниже 32ºC, но приобретает молочную структуру, когда температура превышает указанное значение. Это изменение внешнего вида происходит благодаря термохромным микрочастицам, изменяющим фазы в ответ на нагрев. Молочный внешний вид умного окна может блокировать до 70% солнечного излучения, что приводит к 30-процентному снижению нагрузки для охлаждения здания.

Материал на окна по технологии «молочной» плёнки

Теперь в дополнение к термохромному материалу учёные решили встроить в окна датчики, контролирующие солнечный свет, яркость и температуру. В целом есть идея получить комплексное решение для снижения нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Реализация идеи заставляет учёных изыскивать материал на окна, способный значительно уменьшить количество тепла, исходящего, либо проникающего внутрь здания через окна. Между тем уже разработан кремниевый аэрогель высокой прозрачности, который помещается между двумя стеклянными панелями и практически на 50% изолирует потери, по сравнению с классическими окнами.

Имеется в виду материал на окна «AeroShield», который на 95% состоит из воздуха. Остальная часть материала содержит наночастицы кремнезёма размером всего 1-2 нанометра. Такая структура блокирует все три режима потери тепла:

  1. Проводимость.
  2. Конвекция.
  3. Излучение.

Когда газ улавливается внутри небольших пустот материала, этот газ уже больше не в состоянии передавать энергию посредством конвекции. В то же время наночастицы кремнезёма поглощают излучение и повторно излучают в том же направлении, откуда это излучение исходит.

Композиция материала обеспечивает очень интенсивный температурный градиент, который удерживает тепло там, где это необходимо для пользователя, независимо от наружных температурных условий (тепло или холод).

Цветовой подход к совершенству технологии

Разработчики отмечают возможности для объединения технологии «AeroShield» с другими решениями под контроль оконного интерфейса. Не так давно разработаны полимеры для использования в окнах или на фасадах зданий с эффектом улавливания или отражения тепла независимо от цвета.

Используя смесь полиэтилена и растворителя, учёные добавили различные наночастицы для придания цвета. После растяжения материал становится полупрозрачным, состав материала меняется. Ранее неорганизованные углеродные цепи превращаются в параллельные линии, которые намного лучше проводят тепло.

Несмотря на то, что эти полимеры нуждаются в дальнейшей разработке для использования в прозрачных окнах, возможно, их допустимо использовать в красочных, полупрозрачных окнах. Такие конструкции также отражают или улавливают тепло, способствуя экономии энергии.


При помощи информации: AeroShield