طلاء الزجاج الذكي يمكن أن يبرد المباني الزجاجية

الباحثون في معهد فراونهوفير قد طوروا طبقة ذكية لبناء الزجاج يمكن أن تُظلم تلقائياً في ضوء الشمس.هذه التكنولوجيا تجمع بين المواد الكهروكرومية والحراريةفي المباني الحديثة ذات جدران الستار الزجاجية الواسعة ، يقلل الطلاء بشكل فعال من ارتفاع درجة حرارة المنازل الداخلية الناجمة عن الإشعاع الشمسي ،مما يقلل من الاعتماد على أنظمة تكييف الهواء كثيفة الطاقة.

صناعة البناء هي أحد المصادر الرئيسية للانبعاثات العالمية للغازات الدفيئة.يمثل قطاع البناء حوالي 30% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في البلاد و 35% من استهلاكها للطاقةتشهد المباني ذات الواجهات والأسطح الزجاجية الكبيرة، وخاصة مباني المكاتب، ارتفاعات حادة في درجات الحرارة الداخلية خلال الإشعاع الشمسي الصيفي القوي.غالبًا ما تعرض أجهزة التظليل التقليدية مثل الستائر والستائر الجمالي البصري وتعيق الرؤيةونتيجة لذلك، تعتمد هذه المباني عادة على تكييف الهواء للتبريد، مما يؤدي إلى ارتفاع استهلاك الكهرباء وزيادة البصمة الكربونية.

لمعالجة هذه المسألة، معهد فراونهوفر لأبحاث السيليكات (ISC) ومعهد فراونهوفر للإلكترونيات العضوية،وتكنولوجيا البلازما (FEP) قادت معا مشروع "Switch2Save" الممول من الاتحاد الأوروبيتعاونت مع الجامعات وشركاء الصناعة في العديد من البلدان الأوروبية لتعزيز تطوير وتطبيق تكنولوجيا طلاء النوافذ الذكية.

في نظام الطلاء الذكي هذا، يستند المكون الكهروكروميكي إلى فيلم موصل شفاف.تمكين الزجاج من الانتقال بشكل عكسي من الشفاف إلى الداكنالطلاء الحراري، من ناحية أخرى، يعكس حرارة الشمس تلقائيًا عندما تصل درجة حرارة البيئة إلى عتبة محددة.تعمل بدون طاقة خارجية كآلية استجابة سلبية.

يمكن دمج العناصر الكهروكرومية مع أجهزة الاستشعار ونظام التحكم لمراقبة كثافة الضوء ودرجة الحرارة في الوقت الحقيقي.النظام يرسل إشارة كهربائية إلى الفيلم الموصلفي الأيام الغائمة أو في الليل ، يعود الزجاج إلى الشفافية الكاملة.تعظيم إدخال الضوء الطبيعي.

وقد تم تطبيق هذه التكنولوجيا بالفعل في تطبيقات عملية للمباني. على سبيل المثال، تم تركيب هذا النظام الزجاجي الذكي في عيادة الأطفال في مستشفى كبير في أثينا، اليونان،ومبنى مكاتب في أوبسالاسيقوم الباحثون بإجراء دراسة لمراقبة استهلاك الطاقة لمدة عام لمقارنة استهلاك الكهرباء في أنظمة تكييف الهواء قبل وبعد تعديلها.التحقق من أداء توفير الطاقة في ظل الظروف المناخية الحقيقية.

من حيث التصنيع، يستخدم الفريق عمليات كيميائية رطبة وتكنولوجيا طلاء فراغ.بينما يتم تحضير الطبقة الحرارية على رصيف زجاجي رقيق للغايةتسمح طرق الإنتاج المتداولة بالإنتاج الاقتصادي وقابل للتوسع. المنتج النهائي سميكه بضع مئات من الميكرومترات ويزن أقل من 500 غرام لكل متر مربع.مما يسهل تركيبها في نوافذ المباني الحالية دون تعديلات هيكلية.

في الوقت الحالي، يركز فريق المشروع على زيادة تعزيز قابلية التطبيق للتكنولوجيا. تشمل الجهود الجمع بين الوحدات الكهربائية اللون والحرارية اللون لتحسين المرونة التنظيمية.تطوير عمليات طلاء مناسبة للزجاج المنحني، وتوسيع خيارات الألوان إلى ما وراء الرمادي والأزرق لتلبية الاحتياجات الجمالية المعمارية المتنوعة.

مع تقدم الاحتباس الحراري والصفقة الخضراء للاتحاد الأوروبي ، يزداد الطلب على تقنيات البناء الفعالة من حيث الطاقة بسرعة. من المتوقع أن تحقق جميع المباني في الاتحاد الأوروبي حيادية الكربون بحلول عام 2050.تكنولوجيات النوافذ الذكية مثل Switch2Save مستعدة للعب دور رئيسي في تعزيز التحول منخفض الكربون في صناعة البناء.