„Superokno” pozwoli zmniejszyć koszty energii na świecie o 10 miliardów dolarów

W samych Stanach Zjednoczonych każdej zimy przez okna ucieka energia cieplna warta 20 miliardów dolarów. To wstępny szacunek i przy założeniu, że w większości budynków znajdziemy okna dwuszybowe. Badacze z Berkeley National Laboratory pracują nad stworzeniem „superokna”, które pozwoliłoby rozwiązać ten problem i było dwukrotnie lepsze w izolowaniu niż 99% obecnie używanych okien.

Nowoczesne, trzyszybowe okna są dwa razy lepsze niż dwuszybowe i siedem razy lepsze niż zwykła szyba w izolacji termicznej. Badacze z Berkeley współpracują niezależnie z producentami drzwi i okien – Andersen Corporation oraz Alpen High Performance Products nad stworzeniem energooszczędnych drzwi i okien.

Fotowoltaika od Columbus Energy

„Nasze podejście to zaatakowanie problemu z dwóch stron – popytu na rynku i podaży ze strony producentów”, mówi Steve Selkowitz z Berkeley Lab. „Współpracujemy z producentami, aby pomóc im stworzyć lepsze okna. Współpracujemy też z Energy Star czy dostawcami ciepła, którzy mogliby udzielać rabatów dla klientów wykorzystujących oszczędne okna. Pełnimy rolę katalizatora tej technologii”.

Berkeley Lab ma długą tradycję projektowania innowacyjnych materiałów do ekobudownictwa. Ich prace nad energooszczędnymi oknami sięgają lat ’70 XX wieku, gdy kryzys naftowy katalizował pomysły oszczędzania energii. Wtedy to badacze stworzyli pokrycia do szyb, które zatrzymują promieniowanie podczerwone (ciepło) we wnętrzu domu. Pozwoliły one zaoszczędzić energię cieplną wartą miliardy dolarów.

Selkowitz wierzy, że nowe potrójne okna będą mogły zaoszczędzić jeszcze więcej. Obecnie okna składają się z dwóch szyb z odpowiednimi pokryciami, pomiędzy którymi znajduje się argon. Nowe okna mają trzy szyby – trzecia warstwa pomiędzy zewnętrznymi szybami jest wykonana z cienkiego szkła, które pokryte jest specjalnym, nowym pokryciem. Trzecia innowacja to zamiana argonu na krypton – oferuje on jeszcze wyższą rezystancję termiczną niż w dotychczasowych oknach.

Jakkolwiek na rynku są już dostępne okna trzyszybowe, to dopiero te opracowane w Berkeley są takiej samej wagi i grubości jak dwuszybowe. Pozwala to na montowanie ich w produkowanych już ramach i oknach.

Koszty ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń w USA wynoszą około 50 miliardów dolarów rocznie. Największy wkład w to ma strata ciepła w chłodniejszym klimacie.

Przez lata ambicją badaczy było stworzenie okna, które izoluje lepiej niż ściany. Ich nowe okna może spełnić to marzenie. Nowe okno izoluje dwa razy lepiej niż najlepsze obecnie na rynku okna dwuszybowe.

„Superokno” zostało tak naprawdę wynalezione i opatentowane w Berkeley Lab ponad 20 lat temu. Jednakże wtedy nie było źródeł odpowiednio cienkiego szkła o potrzebnych wymiarach. „Cienkie szkło w środku ma 0,7 mm”, mówi jeden z badaczy. „Dwadzieścia lat temu żadna firma nie chciała podjąć się wykonania takich szyb na skalę przemysłową. Teraz cienkie ekrany telewizorów wykorzystują normalnie tego rodzaju szkło”.

„Andersen Corporation współpracowało z Berkeley Lab w latach ’80 XX wieku. Cieszymy się że możemy współpracować ponownie nad prototypem nowoczesnego okna”, mówi Katherine Graham, szefowa jednego z zespołów w tej firmie.

Nowe okna mają nie tylko zmniejszyć koszty ogrzewania zimą, ale także chłodzenia latem i w cieplejszym klimacie. Te same okna instalować będzie można w dowolnym miejscu, co przełoży się na ograniczenie zużycia energii.

Nowe „superokna” to coś zupełnie innego niż „inteligentne okna” np. z szybami elektrochromatycznymi. Takie technologie także badane są w Berkeley – naukowcy opracowali tam specjalne nanokryształy, które są w stanie zmieniać intensywność światła przechodzącego przez okna, dostosowując się do nasłonecznienia. Komercjalizacją tej technologii zajmuje się start-up Heliotrope. Mimo wszystko tego rodzaju okna są od pięciu do ośmiu razy droższe niż trzyszybowe „superokno”.

źródło: techexplore.com