Энергоэффективность. Энергосбережение. Новости.

 


Современные архитектурные тенденции таковы, что значительная часть поверхности зданий – это окна или конструкции, пропускающие свет. Преимущества очевидны - такие строения позволяют максимально использовать возможности естественного освещения. Минус таких конструкций – необходимость создания особых технологий, позволяющих оптимально изолировать внутренние помещения от изменяющихся условий внешней среды.

Чрезмерный нагрев внутренних помещений солнцем летом приводит к большей нагрузке на системы кондиционирования; потери тепла внутренних помещений зимой значительны, поскольку обычное стекло передает максимальное количество тепла за счет конвекции / теплопроводности. Очевидно, что строительство современных энергоэффективных зданий требует особых «умных стекол».

Стекла, которые можно назвать «умными», уже нашли применение, например, в автомобильной промышленности: это электрохромное стекло, использующее электрическую энергию для перехода от прозрачного до затемненного состояния. Такое стекло применяется для автоматического затемнения зеркал заднего вида автомобиля при различном освещении (как защита от слепящего света фар).

Электрохромное стекло на оксидах металлов было разработано на средства федеральных грантов и прошло испытания в нескольких правительственных лабораториях США. Результаты испытаний показывают, что электрохромное стекло данного вида долговечно и может переходить из прозрачного в затемненное состояние и обратно более 100 000 раз без утраты функциональности. Исследования, проведенные в США, показали, что использование электрохромных стекол в помещении, требующем отопления в холодное время года, снижает затраты электроэнергии на 44%. Помимо этого в ясные солнечные дни помещения, снабженные такими стеклами, затемнены, что приводит к снижению нагрузок на системы кондиционирования на 19-26%. Для сравнения: широко используемые в России пластиковые окна обеспечивают экономию затрат на электроэнергию до 15-25% в год.

К недостаткам электрохромных стекол можно отнести малую скорость перехода из одного состояния в другое. Для того чтобы небольшое по площади стекло из затемненного стало прозрачным (или наоборот), необходимо от трех до пяти минут. Стекло большой площади изменяет состояние не одновременно по всей поверхности, а от краев к середине. При снижении температуры внешнего воздуха временной интервал перехода увеличивается. Перечисленные ограничения привели к тому, что использующиеся электрохромные стекла «настраивают» только на два состояния – полностью прозрачное и полностью затемненное. В будущем, возможно, будут предложены промежуточные уровни затемнения.

Рынок «умных стекол» представлен также «устройствами со взвешенными частицами» (SPD). Эти устройства состоят из двух панелей из стекла или пластика с проводящим покрытием внутренних поверхностей. Проводящий пленочный слой содержит взвешенные частицы специально разработанного химического состава. Переменный ток, подаваемый на проводящие слои, ориентирует частицы, что приводит к изменению пропускаемого конструкцией светового потока. Преимущества SPD-конструкций – быстрое изменение состояния (менее чем за три секунды) от темного к светлому или наоборот независимо от площади поверхности окна.

Очевидно, что описанные технологии предоставляют значительные возможности для энергосбережения, однако в настоящее время нет исследований, сравнивающих эти технологии по стоимости, преимуществам и времени окупаемости.