پوشش هوشمند شیشه ای برای خنک نگه داشتن ساختمان ها

2022-10-16 13:56:09

                                                    پوشش هوشمند شیشه ای برای خنک نگه داشتن ساختمان ها

محققان فراونهوفر روکش هوشمندی برای پنجره هایی که زیر نور خورشید تیره می شوند ساخته اند. در این مورد از مواد الکتروکرومیک و ترموکرومیک استفاده می شود که به صورت الکتریکی و حرارتی واکنش نشان می دهند. در ساختمان‌هایی که دیوارهای پرده‌ای شیشه‌ای بزرگ دارند، می‌تواند از گرم شدن بیش از حد اتاق‌ها در اثر تابش خورشیدی جلوگیری کند و در نتیجه تقاضا برای تهویه مطبوع انرژی بر را کاهش دهد.

صنعت ساختمان یکی از مهم‌ترین تولیدکنندگان گازهای گلخانه‌ای است. بر اساس داده های آژانس محیط زیست آلمان، ساختمان ها حدود 30 درصد از انتشار CO2 و 35 درصد از انرژی مصرفی آن را تشکیل می دهند. ساختمان‌هایی که دیوارهای پرده‌ای شیشه‌ای بزرگ و سقف دارند، مانند ساختمان‌های اداری که بر شهرهای مدرن تسلط دارند، به‌ویژه مشکل‌ساز هستند. آنها در آفتاب گرم می شوند، به خصوص در تابستان. با این حال، استفاده از کرکره ها و کرکره ها برای ایجاد سایه معمولاً مورد استقبال قرار نمی گیرد، زیرا آنها احساس زیبایی شناختی شیشه را کاهش می دهند و با دید بیرونی تداخل می کنند. در عوض از تهویه مطبوع داخلی برای سرمایش استفاده می شود که نیاز به نیروی زیادی دارد و ردپای کربن ساختمان را افزایش می دهد.

موسسه تحقیقاتی فراونهوفر سیلیکات (ISC) در Wiltsburg و Fraunhofer Organic Electron, Electron Beam and Plasma Technology FEP در درسدن راه حل پیچیده ای برای حل این مشکل ایجاد کرده اند. در پروژه Switch2Save، محققان پوشش شفاف پنجره ها و دیوارهای پرده شیشه ای را با استفاده از مواد الکتروکرومیک و ترموکرومیک مورد مطالعه قرار داده اند. اینها یک رنگ تیره متغیر و شفاف به بیرون پنجره اضافه می کنند تا اتاق را خنک نگه دارد. موسسه Fraunhofer با دانشگاه ها و شرکای صنعتی در شش کشور اتحادیه اروپا برای اجرای این پروژه تحقیقاتی با بودجه اتحادیه اروپا همکاری کرده است.
پوشش هوشمند شیشه ای برای خنک نگه داشتن ساختمان ها 2.jpg

پوشش الکتروکرومیک روی یک فیلم رسانای شفاف پوشانده می شود و سپس می توان آن را "باز" ​​کرد. اعمال ولتاژ باعث انتقال یون ها و الکترون ها می شود که پوشش را تیره می کند و پنجره ها را رنگ می کند. از سوی دیگر، پوشش ترموکرومیک نقش دارد. دکتر مارکو شات، مدیر تیم سیستم الکتروکرومیک Fraunhofer ISC، توضیح داد که وقتی دمای محیط مشخصی حاصل شود، تابش حرارتی خورشید را منعکس خواهد کرد.

با عناصر الکتروکرومیک می توان از سنسورها برای اندازه گیری فاکتورهایی مانند روشنایی و دما استفاده کرد و نتایج را به سیستم کنترل ارسال کرد. این فیلم را برای ارسال پالس های جریان یا ولتاژ هدایت می کند و پنجره ماشه تاریک می شود. هر زمان که دما یا روشنایی خیلی زیاد شود، سطح شیشه به تدریج تیره می شود. این امر از گرم شدن بیش از حد اتاق ها جلوگیری می کند و نیاز به تهویه مطبوع را کاهش می دهد، که به ویژه در آب و هوای آفتابی و ساختمان هایی با دیوارهای پرده شیشه ای بزرگ مفید است. همچنین می تواند نقش محافظت ضد تابش نور را در روزهای آفتابی ایفا کند. پنجره ها در روزهای ابری و در شب روشن خواهند ماند.

محققان Fraunhofer همچنین بررسی کردند که آیا این فناوری برای استفاده روزانه مناسب است یا خیر. پنجره ها به طور ناگهانی تاریک نمی شوند، بلکه به تدریج در عرض چند دقیقه تیره می شوند. شورت توضیح داد که مصرف انرژی بسیار کم است. در حالت بهتر، فیلم الکتروکرومیک تنها در فرآیند تبدیل به قدرت نیاز دارد و ولتاژ بسیار پایین برای شروع فرآیند رنگ‌آمیزی کافی است. مواد ترموکرومیک اصلاً نیازی به الکتریسیته ندارند، بلکه به گرمای تولید شده توسط خورشید واکنش غیرفعال می دهند. آنها را می توان برای تکمیل یک سیستم سوئیچ پذیر یا به عنوان جایگزینی که به راه حل قابل تعویض نیاز ندارد استفاده کرد.

Switch2Save وعده می دهد که با کاهش استفاده از سیستم های تهویه مطبوع یا حذف کامل تقاضا برای سیستم های تهویه مطبوع، در مناطق با دمای بیرونی بالا (یعنی منطقه جنوبی) در مصرف انرژی بسیار صرفه جویی می کند. دکتر John Fahlteich، هماهنگ کننده پروژه Switch2Save و رئیس تیم تحقیقاتی Fraunhofer FEP، توضیح داد که در مناطق گرم اروپا، نیاز به انرژی سرمایشی و گرمایشی ساختمان های مدرن را می توان تا 70 درصد کاهش داد. در مناطق سردتر شمالی، صرفه جویی در هزینه زیاد نیست، اما این سیستم همچنین می تواند در اینجا به عنوان محافظ ضد تابش نور برای جلوگیری از نور مستقیم خورشید استفاده شود.

در اصل، ترکیب لایه الکتروکرومیک و لایه ترموکرومیک در پنجره کامپوزیت انعطاف پذیری بیشتری را فراهم می کند. با استفاده از آن، معماران و توسعه دهندگان می توانند راه حل های شخصی برای مناطق و ساختمان های مختلف ارائه دهند. ما در حال نصب این فناوری در کلینیک اطفال دومین بیمارستان بزرگ در آتن، یونان و یک ساختمان اداری در اوپسالا، سوئد هستیم. در هر دو ساختمان، مصرف انرژی در طول سال قبل و بعد از نصب پنجره‌های جدید پایش و مقایسه خواهد شد. Fahlteich گفت با انجام این کار، ما می توانیم عملکرد واقعی فناوری Switch2Save را نشان دهیم و به آزمایش و بهبود فناوری برای مناطق مختلف آب و هوایی ادامه دهیم.

محققان همچنین به چالش های تولیدی پرداختند. پوشش الکتروکرومیک روی بستر فیلم پلیمری اعمال می شود. از سوی دیگر، پوشش ترموکرومیک از یک زیرلایه شیشه ای نازک استفاده می کند. فرآیندهای پوشش‌دهی شیمیایی مرطوب و خلاء در سیستم‌های اقتصادی تولید کویل به کویل استفاده می‌شود. سپس، اجزای قابل تعویض روی شیشه پنجره با ضخامت 4 میلی‌متر تحت خلاء لمینت می‌شوند و سپس در واحد شیشه عایق ادغام می‌شوند. فرآیند پوشش در مقیاس صنعتی نیز از نظر اقتصادی امکان پذیر است. اجزای قابل تعویض الکتروکرومیک و ترموکرومیک تنها چند صد میکرون ضخامت دارند، کمتر از 500 گرم در متر مربع. در نتیجه، آنها تقریباً هیچ وزنی به پنجره ها اضافه نمی کنند، به این معنی که می توان آنها را در ساختمان های موجود بدون تغییر ساختار ساختمان مقاوم سازی کرد.

اتحاد پروژه در حال حاضر برای بهبود بیشتر فناوری کار می کند. به عنوان مثال، تیم های متخصص در حال مطالعه چگونگی ترکیب عناصر الکتروکرومیک و ترموکرومیک در پنجره های کامپوزیت برای استفاده بهتر از پتانسیل این فناوری هستند. اهداف تحقیقاتی بیشتر شامل تطبیق پوشش با اشکال شیشه ای منحنی و افزودن رنگ های بیشتر به گزینه های آبی و خاکستری موجود است.

هدف گرمایش جهانی و توافقنامه سبز اروپا تقاضا برای فناوری های ساختمانی صرفه جویی در انرژی را در چند سال آینده به میزان قابل توجهی افزایش می دهد - انتظار می رود تا سال 2050، تمام ساختمان های اتحادیه اروپا کربن خنثی شوند. پروژه پنجره های الکتروکرومیک و ترموکرومیک اتحادیه اروپا Switch2Save می تواند سهم مهمی در این امر داشته باشد.

پوشش هوشمند شیشه ای برای خنک نگه داشتن ساختمان ها.jpg


HHG یک حرفه ای است تولید کننده شیشه و ارائه دهنده محلول شیشه ای شامل طیف وسیعی از شیشه ی حرارت دیدهشیشه چند لایهشیشه بافت دار و شیشه اچ شده با 20 سال توسعه بیشتر ، دو خط تولید شیشه الگوی ، دو خط شیشه شناور و یک خط شیشه ترمیم وجود دارد. محصولات ما 80٪ به خارج از کشور حمل می شود ، تمام محصولات شیشه ای ما کنترل دقیق کیفیت هستند و در جعبه چوبی محکم با دقت بسته بندی می شوند ، اطمینان حاصل می کنید که ایمنی شیشه با بهترین کیفیت را به موقع دریافت می کنید.

جزئیات بیشتر: www.hhglass.com