Okna są zwykle słabym ogniwem domowej pętli energetycznej. Przepuszczają światło, co z pewnością pozwala zaoszczędzić pieniądze na żarówkach. Umożliwiają przenikanie ciepła, co pomaga zimą, ale szkodzi latem. Ale bądźmy szczerzy: większość ludzi nie uważa swoich szyb okiennych za zaawansowane technologicznie. Startup o nazwie Research Frontiers próbuje zmienić to nastawienie. Opatentowali technologię, która w ciągu kilku sekund zmienia okno z krystalicznie czystego w nieprzezroczyste. Koniec z zamartwianiem się zasłonami. Tylko przełącznik.
Od dziesięcioleci polegamy na zasłonach i mini roletach. Blokują widoczność, ale przepuszczają światło. I ciepło. Urządzenia zawierające cząstki stałe (SPD) eliminują ten wyciek. Systemy te, zwane również zaworami świetlnymi, wykorzystują mikroskopijne cząstki pochłaniające światło do kontrolowania transmisji. Możesz przejść od jasnego do ciemnego w ciągu kilku sekund. To nie magia. To jest fizyka. Istnieje także możliwość ulepszenia posiadanego obecnie szkła.
Jak faktycznie działają okna SPD
Nie potrzebujesz doktoratu, aby zrozumieć mechanikę tutaj. Pomyśl o oknie jak o kanapce. Okno z urządzeniem opartym na cząsteczkach składa się z dwóch głównych warstw szkła lub tworzywa sztucznego. Panele te są pokryte przezroczystym materiałem przewodzącym. Pomiędzy nimi znajduje się płynna zawiesina lub film. Wewnątrz tej cieczy unoszą się miliony drobnych czarnych cząstek.
Oto sekwencja zdarzeń po włączeniu przełącznika:
- Przykładasz umiarkowane napięcie do powłoki przewodzącej.
- Elektryczność wpływa na zawieszone cząstki.
- Cząsteczki układają się w prostą, równoległą linię.
- Światło przechodzi przez szczeliny jak woda przez płot.
Wyłączyć zasilanie? Cząsteczki rozpraszają się. Powracają do losowego, chaotycznego wzoru. Blokują światło. Dostosowując napięcie, możesz przyciemnić okno gdzieś pomiędzy całkowicie przezroczystym a całkowicie nieprzezroczystym. To jest ciągłe monitorowanie.
Opcje sterowania i kompatybilność
Nie jesteś ograniczony do jednego przycisku na ścianie. Research Frontiers oferuje kilka sposobów kontrolowania przyciemniania. Niektóre instalacje wykorzystują reostat umożliwiający ręczne ściemnianie. Inne integrują piloty dla wygody.
Właściciele domów znający się na technologii mogą sprawić, że system będzie w pełni zautomatyzowany. Fotokomórki wyczuwają intensywność nasłonecznienia. Czujniki wykrywają obecność osób w pomieszczeniu. Okno dostosowuje się samoczynnie, bez Twojego udziału.
To nie jest tylko teoria. Research Frontiers posiada około 470 patentów na tę technologię. Licencjonują je dużym graczom, takim jak Polaroid i GE. Urządzenia oparte na cząsteczkach widzisz teraz wszędzie, tylko nie zawsze w oknach. Stosowane są w szyberdachach, lusterkach wstecznych, goglach narciarskich, a nawet w płaskich wyświetlaczach komputerowych. Technologia jest dojrzała. Rzadko można go znaleźć w zestawach do modernizacji budynków mieszkalnych.
Modernizacja istniejących okien
Największym wahaniem właścicieli domów są koszty. Wymiana każdego okna w domu jest kosztowna. I destrukcyjne. Firma Research Frontiers rozwiązała ten problem konkretnym patentem: nr 6 429 961. Obejmuje „Techniki modernizacji okien z przełączalnymi i nieprzełączalnymi ulepszeniami okien”.
Oznacza to, że możesz zmodernizować istniejące szyby. Nie musisz wyrywać ramek. Instalujesz folię lub panel SPD na górze lub wewnątrz istniejącej jednostki. Jest to praktyczne rozwiązanie dla starszych domów, w których nadal znajduje się szkło jednoszybowe lub stare dwuszybowe.
Realistyczna ocena efektywności energetycznej
Oto pytanie, które wszyscy sobie zadają: „Jeśli muszę użyć prądu, aby uczynić okno przezroczystym, czy nie jest to nieefektywne?”
Matematyka mówi nie. Według doniesień można zasilić około 15 dużych inteligentnych okien SPD w typowym domu, zużywając mniej energii niż zużywa standardowa lampka nocna. Zużycie energii na utrzymanie stanu przejrzystego jest znikome. Oszczędności energii wynikające ze zmniejszonego obciążenia klimatyzacji i sztucznego oświetlenia z nawiązką rekompensują to niewielkie zużycie. Opłaca się za wygodę i rachunki za media.
Historia kryształów blokujących światło
Technologia ta ma dziwną historię pochodzenia. Edwin Land, wynalazca aparatu Polaroid, stworzył pierwsze urządzenie wykorzystujące SPD. Nie odkrył jednak podstawowej zasady. Pies to zrobił.
Ponad sto lat temu angielski chemik podał swojemu psu wodorosiarczan chininy na rozstrój żołądka. Pies oddał mocz na tacę zawierającą jod. Chemik zauważył powstawanie w mieszaninie zielonych kryształów. Uświadomił sobie, że te kryształy mogą filtrować światło. Land później wykorzystał te pochłaniające światło kryształy do stworzenia przyciemnianych okularów. Zasada pozostaje ta sama. Wyrównaj cząstki, aby były widoczne. Rozrzuć je, aby zachować prywatność.
Oprócz SPD
Urządzenia oparte na cząsteczkach są potężne, ale nie są jedynymi na rynku. W niektórych inteligentnych aplikacjach systemu Windows możesz napotkać ciekłe kryształy. Technologia ta istnieje już od lat i zasila wszystko, od ekranów laptopów po szkło architektoniczne. Są też urządzenia elektrochromowe, które pełnią podobne funkcje, ale wykorzystują inną reakcję chemiczną do zmiany gęstości ściemniania.
Następnym razem rozważymy te alternatywy. Ale na razie możliwość włączania i wyłączania okien zapewnia poziom kontroli, którego tradycyjne rolety po prostu nie są w stanie zapewnić. Zachowaj wygląd, kiedy tylko chcesz. W razie potrzeby eliminujesz odblaski. Robisz to przy użyciu ułamka energii, jakiej można się spodziewać.
Tu nie chodzi o wymianę okien. Mówimy o ich modernizacji.
