Mipako ya Kioo yenye Akili Ili Kuweka Majengo Yakiwa Ya baridi
Watafiti wa Fraunhofer wameunda mipako mahiri kwa madirisha ambayo yana giza kwenye jua. Hii hutumia nyenzo za kielektroniki na thermochromic ambazo huguswa na umeme na joto. Katika majengo yenye kuta kubwa za pazia za glasi, inaweza kuzuia vyumba visipate joto kutokana na mionzi ya jua, na hivyo kupunguza mahitaji ya viyoyozi vya nishati kubwa.
Sekta ya ujenzi ni moja wapo ya watoaji wakuu wa gesi chafu. Kulingana na data ya Shirika la Mazingira la Ujerumani, majengo yanachukua takriban 30% ya uzalishaji wa CO2 nchini na 35% ya matumizi yake ya nishati. Majengo yenye kuta kubwa za pazia za kioo na paa ni tatizo hasa, kama vile majengo ya ofisi ambayo yanatawala miji ya kisasa. Wanapata joto kwenye jua, haswa katika msimu wa joto. Hata hivyo, matumizi ya vipofu na shutters kutoa kivuli kwa ujumla si kuwakaribisha, kama wao kupunguza hisia aesthetic ya kioo na kuingilia kati maono ya nje. Badala yake, hali ya hewa hutumiwa ndani kwa ajili ya baridi, ambayo inahitaji nguvu nyingi na huongeza kiwango cha kaboni cha jengo hilo.
Taasisi ya Utafiti ya Fraunhofer Silicate (ISC) huko Wiltsburg na Fraunhofer Organic Electron, Electron Beam na Plasma Technology FEP Institute huko Dresden wametengeneza suluhisho changamano la kutatua tatizo hili. Katika mradi wa Switch2Save, watafiti wamekuwa wakisoma mipako ya uwazi ya madirisha na kuta za pazia za kioo kwa kutumia vifaa vya electrochromic na thermochromic. Hizi huongeza toni tofauti na ya uwazi ya giza kwenye nje ya dirisha ili kuweka chumba kikiwa na baridi. Taasisi ya Fraunhofer imeshirikiana na vyuo vikuu na washirika wa viwanda katika nchi sita za Umoja wa Ulaya kutekeleza mradi huu wa utafiti unaofadhiliwa na EU.
Mipako ya electrochromic imefungwa kwenye filamu ya uwazi ya uwazi, na kisha inaweza "kufunguliwa". Utumiaji wa voltage huchochea uhamishaji wa ions na elektroni, ambayo hufanya mipako kuwa nyeusi na kutengeneza madirisha. Kwa upande mwingine, mipako ya thermochromic ina jukumu. Dk. Marco Schott, meneja wa timu ya mfumo wa kielektroniki wa Fraunhofer ISC, alieleza kuwa halijoto fulani ya mazingira inapofikiwa, itaakisi mnururisho wa jua.
Kwa vipengele vya kielektroniki, vitambuzi vinaweza kutumika kupima vipengele kama vile mwangaza na halijoto, na kutuma matokeo kwa mfumo wa udhibiti. Hii itaongoza filamu kutuma mipigo ya sasa au ya voltage, na dirisha la trigger litakuwa giza. Wakati wowote halijoto au mwangaza unapokuwa juu sana, uso wa glasi utafanya giza polepole. Hii inazuia vyumba kutoka kwa joto kupita kiasi na kupunguza hitaji la hali ya hewa, ambayo ni muhimu sana katika hali ya hewa ya jua na majengo yenye kuta kubwa za pazia za glasi. Inaweza pia kucheza nafasi ya ulinzi dhidi ya glare katika siku za jua. Madirisha yatabaki mkali siku za mawingu na usiku.
Watafiti wa Fraunhofer pia walizingatia ikiwa teknolojia hiyo inafaa kwa matumizi ya kila siku. Madirisha hayafanyi giza ghafla, lakini hatua kwa hatua ndani ya dakika chache. Short alieleza kuwa matumizi ya nishati ni ya chini sana. Katika hali bora, filamu ya kielektroniki inahitaji nguvu tu katika mchakato wa ubadilishaji, na voltage ya chini sana inatosha kuanza mchakato wa kuchorea. Nyenzo za thermochromic hazihitaji umeme kabisa, lakini huguswa tu na joto linalotokana na jua. Zinaweza kutumika kukamilisha mfumo unaoweza kubadilishwa au kama mbadala ambao hauhitaji suluhisho linaloweza kubadilishwa.
Switch2Save inaahidi kuokoa nishati nyingi katika maeneo yenye joto la juu la nje (yaani eneo la kusini) kwa kupunguza matumizi ya mifumo ya viyoyozi au kuondoa kabisa mahitaji ya mifumo ya hali ya hewa. Dk. John Fahlteich, mratibu wa mradi wa Switch2Save na mkuu wa timu ya utafiti ya Fraunhofer FEP, alieleza kuwa katika maeneo yenye joto ya Ulaya, mahitaji ya nishati ya kupoeza na kupasha joto ya majengo ya kisasa yanaweza kupunguzwa kwa kiasi cha 70%. Katika mikoa yenye baridi kali ya kaskazini, akiba ya gharama si kubwa, lakini mfumo huo pia unaweza kutumika hapa kama ulinzi wa kuzuia mwangaza ili kuzuia jua moja kwa moja.
Kimsingi, mchanganyiko wa safu ya electrochromic na safu ya thermochromic kwenye dirisha la mchanganyiko hutoa kubadilika zaidi. Kwa kuitumia, wasanifu na watengenezaji wanaweza kutoa ufumbuzi wa kibinafsi kwa maeneo mbalimbali na majengo. Tunasakinisha teknolojia hii katika kliniki ya watoto ya hospitali ya pili kwa ukubwa huko Athens, Ugiriki, na jengo la ofisi huko Uppsala, Uswidi. Katika majengo yote mawili, matumizi ya nishati yatafuatiliwa na kulinganishwa mwaka mzima kabla na baada ya ufungaji wa madirisha mapya. Kwa kufanya hivyo, tunaweza kuonyesha utendakazi halisi wa teknolojia ya Switch2Save, na kuendelea kujaribu na kuboresha teknolojia kwa maeneo tofauti ya hali ya hewa, Fahlteich alisema.
Watafiti pia walishughulikia changamoto za utengenezaji. Mipako ya electrochromic inatumika kwa substrate ya filamu ya polymer. Kwa upande mwingine, mipako ya thermochromic hutumia substrate ya kioo nyembamba. Michakato ya mipako ya kemikali ya mvua na utupu hutumiwa katika coil za kiuchumi ili mifumo ya utengenezaji wa coil. Kisha, vipengele vinavyoweza kubadilishwa vinawekwa laminated kwenye kioo cha dirisha cha 4mm chini ya utupu, na kisha kuunganishwa kwenye kitengo cha kioo cha kuhami. Mchakato wa mipako pia unawezekana kiuchumi katika kiwango cha viwanda. Vipengee vya kielektroniki na vya thermokromi vinavyoweza kubadilishwa vina unene wa maikroni mia chache tu, chini ya gramu 500 kwa kila mita ya mraba. Matokeo yake, huongeza karibu hakuna uzito kwa madirisha, ambayo ina maana wanaweza kurekebishwa katika majengo yaliyopo bila kubadilisha muundo wa jengo.
Muungano wa mradi kwa sasa unafanya kazi ili kuboresha zaidi teknolojia. Kwa mfano, timu za wataalamu zinajifunza jinsi ya kuchanganya vipengele vya kielektroniki na vya joto katika madirisha yenye mchanganyiko ili kutumia vyema uwezo wa teknolojia hii. Malengo zaidi ya utafiti ni pamoja na kurekebisha mipako kwa fomu za kioo zilizopinda na kuongeza rangi zaidi kwa chaguo zilizopo za bluu na kijivu.
Lengo la Mkataba wa ongezeko la joto duniani na Mkataba wa Kijani wa Ulaya utaongeza kwa kiasi kikubwa mahitaji ya teknolojia ya ujenzi wa kuokoa nishati katika miaka michache ijayo - inatarajiwa kwamba ifikapo mwaka wa 2050, majengo yote katika EU yatakuwa yasiyo ya kaboni. Mradi wa Switch2Save wa EU wa madirisha ya kielektroniki na thermochromic unaweza kutoa mchango muhimu kwa hili.
HHG ni mtaalamu mtengenezaji wa glasi na mtoaji wa suluhisho la glasi ni pamoja na anuwai ya kioo kali, kioo kilichokaa, glasi ya maandishi na glasi iliyochorwa. Kwa maendeleo zaidi ya miaka 20, kuna mistari miwili ya uzalishaji wa glasi ya muundo, mistari miwili ya glasi ya kuelea na laini moja ya glasi ya urejesho. bidhaa zetu meli 80% kwenda nje ya nchi, bidhaa zetu zote za glasi ni udhibiti mkali wa ubora na umefungwa kwa uangalifu katika kesi kali ya mbao, hakikisha unapokea usalama bora wa glasi kwa wakati.
Maelezo zaidi: www.hhglass.com
