Inteligentné nátery aj okná z vedeckých laboratórií – zvýšia raz energetickú účinnosť budov?

Administratívna budova
Zdroj: iStock

Tím výskumníkov z Berkeley Lab vyvinul náter, ktorý dokáže budovu udržať teplejšiu alebo chladnejšiu, v závislosti od toho, aké je počasie. Na podobnom princípe fungujú aj okná so špeciálnym povlakom, s ktorými prišli zase vedci zo Singapuru.

Materiály rodinných domov a budov majú veľký vplyv na ich schopnosť odraziť slnečné lúče a tým aj na celkovú energetickú účinnosť. Pred vyše rokom zaujal vedeckú obec aj svet chladiaci účinok superbielej farby, ktorá odráža až 95 % slnečného žiarenia. Ultra biela farba výskumníkov z Univerzity Purdue v USA má účinky porovnateľné s bežnou klimatizáciou. Problémom je, že dom udrží chladný ako v lete, tak aj v zime.

Vedci z kalifornského Berkeley Lab sa preto rozhodli zamerať na to, ako by sa takýto náter mohol automaticky prepnúť na zachytávanie tepla v zime. Vyvinuli materiál, ktorý nazvali tepelne adaptívny sálavý povlak (anglická skratka TARC).

Ten využíva vlastnosť oxidu vanadičného, zlúčeniny, ktorá pri 67 stupňoch Celzia vedie elektrinu, ale nie teplo. Počas teplých dní materiál absorbuje a vyžaruje infračervené svetlo a drží ho tak ďaleko od budovy. V prípade chladného počasia sa stane priehľadným a prejdú cezeň slnečné lúče do budovy.

Podľa meraní TARC dokáže odraziť 75 % slnečného žiarenia bez ohľadu na počasie. Keď však vonkajšia teplota stúpla nad 30 stupňov, materiál vyžaroval až 90 % svojho tepla. Pri 15 stupňoch uvoľnil len 20 % svojho tepla.

TARC
Vzorky nového tepelne adaptívneho sálavého náteru | Zdroj: Thor Swift/Berkeley Lab

Prispôsobivé sklo do každého počasia

S podobným objavom na báze rovnakej zlúčeniny prišiel aj iný tím z Technologickej univerzity Nanyang v Singapure. Ich povlak pre sklá a okná obsahuje nanočastice oxidu vanadičného, ktoré využívajú spektrum svetla na chladenie aj vykurovanie. Žiadne doterajšie riešenie, ktoré reguluje prestup slnečného žiarenia do miestnosti cez sklo nedokázalo súčasne reagovať na teplo aj chlad.

„Väčšina energeticky úsporných okien dnes rieši solárny zisk spôsobený blízkym infračerveným žiarením. Výskumníci často prehliadajú dlhovlnné infračervené žiarenie. Náš tím po prvýkrát predviedol sklo, ktoré dokáže priaznivo reagovať na obe vlnové dĺžky. To znamená, že sa dokáže nepretržite vylaďovať a reagovať tak na meniacu sa teplotu počas všetkých ročných období,“ povedal Dr. Long Yi, vedúci štúdie.

Prispôsobivé sklo
Samoprispôsobivé sklo obsahuje nanočastice oxidu vanadičného | Zdroj: NTU Singapore

Táto inovácia podľa nich vypĺňa chýbajúcu medzeru medzi tradičnými inteligentnými oknami a sálavým chladením tým, že ukazuje nový smer výskumu pre minimalizáciu spotreby energie.

Berkeley Lab, Nanyang Technological University, red