طلاء زجاجي ذكي للحفاظ على برودة المباني

2022-10-16 13:56:09

                                                    طلاء زجاجي ذكي للحفاظ على برودة المباني

طور باحثو فراونهوفر طلاءًا ذكيًا للنوافذ التي تغمق في الشمس. يستخدم هذا المواد الكهروكرومية والحرارية التي تتفاعل كهربائيًا وحراريًا. في المباني ذات الجدران الستارية الزجاجية الكبيرة ، يمكن أن يمنع ارتفاع درجة حرارة الغرف بسبب الإشعاع الشمسي ، وبالتالي تقليل الطلب على مكيفات الهواء كثيفة الطاقة.

صناعة البناء هي واحدة من المصادر الرئيسية لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري. وفقًا لبيانات وكالة البيئة الألمانية ، تمثل المباني حوالي 30٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في البلاد و 2٪ من استهلاكها للطاقة. تعتبر المباني ذات الجدران والأسقف الزجاجية الكبيرة الساترة مشكلة بشكل خاص ، مثل مباني المكاتب التي تهيمن على المدن الحديثة. ترتفع درجة حرارتهم في الشمس ، خاصة في الصيف. ومع ذلك ، فإن استخدام الستائر والستائر لتوفير الظل أمر غير مرحب به بشكل عام ، لأنها تقلل من الشعور الجمالي للزجاج وتتداخل مع الرؤية الخارجية. بدلاً من ذلك ، يتم استخدام تكييف الهواء داخليًا للتبريد ، الأمر الذي يتطلب الكثير من الطاقة ويزيد من البصمة الكربونية للمبنى.

قام معهد فراونهوفر لبحوث السيليكات (ISC) في ويلتسبورغ وفراونهوفر أورجانيك إلكترون ، شعاع الإلكترون ومعهد تكنولوجيا البلازما FEP في دريسدن بتطوير حل معقد لحل هذه المشكلة. في مشروع Switch2Save ، كان الباحثون يدرسون الطلاء الشفاف للنوافذ والجدران الزجاجية باستخدام المواد الكهروكرومية والحرارية. تضيف هذه الألوان نغمة داكنة متغيرة وشفافة إلى الجزء الخارجي من النافذة للحفاظ على برودة الغرفة. أبرم معهد فراونهوفر شراكة مع جامعات وشركاء صناعيين في ست دول من الاتحاد الأوروبي لتنفيذ هذا المشروع البحثي الممول من الاتحاد الأوروبي.
طلاء زجاجي ذكي للحفاظ على برودة المباني 2.jpg

يتم طلاء الطلاء الكهربائي على فيلم موصل شفاف ، ومن ثم يمكن "فتحه". يؤدي تطبيق الجهد إلى نقل الأيونات والإلكترونات ، مما يؤدي إلى تعتيم الطبقة الخارجية وتلطيخ النوافذ. من ناحية أخرى ، يلعب الطلاء الحراري دورًا. أوضح الدكتور ماركو شوت ، مدير فريق نظام Fraunhofer ISC الكهربائي ، أنه عندما يتم الوصول إلى درجة حرارة محيطة معينة ، فإنها ستعكس الإشعاع الحراري للشمس.

باستخدام العناصر الكهربية ، يمكن استخدام المستشعرات لقياس عوامل مثل السطوع ودرجة الحرارة ، وإرسال النتائج إلى نظام التحكم. سيؤدي هذا إلى توجيه الفيلم لإرسال نبضات التيار أو الجهد ، وستصبح نافذة المشغل مظلمة. عندما تصبح درجة الحرارة أو السطوع عالية جدًا ، يغمق السطح الزجاجي تدريجيًا. هذا يمنع ارتفاع درجة حرارة الغرف ويقلل من الحاجة إلى تكييف الهواء ، وهو أمر مفيد بشكل خاص في المناخات المشمسة والمباني ذات الجدران الستارية الزجاجية الكبيرة. يمكن أن تلعب أيضًا دور الحماية ضد التوهج في الأيام المشمسة. ستظل النوافذ مشرقة في الأيام الملبدة بالغيوم وفي الليل.

نظر باحثو فراونهوفر أيضًا في ما إذا كانت التكنولوجيا مناسبة للاستخدام اليومي. النوافذ لا تغمق فجأة ، بل تدريجيًا في غضون بضع دقائق. وأوضح شورت أن استهلاك الطاقة منخفض للغاية. في حالة أفضل ، لا يحتاج الفيلم الكهربائي إلا إلى الطاقة في عملية التحويل ، والجهد المنخفض للغاية يكفي لبدء عملية التلوين. المواد الحرارية لا تتطلب الكهرباء على الإطلاق ، ولكنها تتفاعل بشكل سلبي مع الحرارة التي تولدها الشمس. يمكن استخدامها لاستكمال نظام قابل للتحويل أو كبديل لا يتطلب حلاً قابلاً للتحويل.

يعد Switch2Save بتوفير الكثير من الطاقة في المناطق ذات درجة الحرارة الخارجية المرتفعة (أي المنطقة الجنوبية) عن طريق تقليل استخدام أنظمة تكييف الهواء أو إلغاء الطلب تمامًا على أنظمة تكييف الهواء. أوضح الدكتور جون فاهلتيش ، منسق مشروع Switch2Save ورئيس فريق البحث في Fraunhofer FEP ، أنه في المناطق الدافئة من أوروبا ، يمكن تقليل الطلب على طاقة التبريد والتدفئة في المباني الحديثة بنسبة تصل إلى 70٪. في المناطق الشمالية الأكثر برودة ، التوفير في التكاليف ليس كبيرًا ، ولكن يمكن أيضًا استخدام النظام هنا كحماية ضد الوهج لمنع أشعة الشمس المباشرة.

من حيث المبدأ ، فإن الجمع بين الطبقة الكهروكرومية والطبقة الحرارية في النافذة المركبة يوفر قدرًا أكبر من المرونة. باستخدامه ، يمكن للمهندسين المعماريين والمطورين تقديم حلول مخصصة لمختلف المناطق والمباني. نقوم بتركيب هذه التكنولوجيا في عيادة طب الأطفال في ثاني أكبر مستشفى في أثينا ، اليونان ، ومبنى مكاتب في أوبسالا ، السويد. في كلا المبنيين ، ستتم مراقبة استهلاك الطاقة ومقارنته على مدار العام قبل وبعد تركيب النوافذ الجديدة. من خلال القيام بذلك ، يمكننا إظهار الأداء الفعلي لتقنية Switch2Save ، ومواصلة اختبار التكنولوجيا وتحسينها لمناطق مناخية مختلفة ، على حد قول فاهلتيش.

كما تناول الباحثون تحديات التصنيع. يتم تطبيق الطلاء الكهربائي على طبقة أساسها البوليمر. من ناحية أخرى ، يستخدم الطلاء الحراري طبقة رقيقة من الزجاج. تستخدم عمليات الطلاء الكيميائي الرطب والفراغ في أنظمة تصنيع اللفائف الاقتصادية. بعد ذلك ، يتم تصفيح المكونات القابلة للتحويل على زجاج النافذة بسمك 4 مم تحت فراغ ، ثم يتم دمجها في وحدة الزجاج العازل. عملية الطلاء مجدية اقتصاديًا أيضًا على المستوى الصناعي. لا يتجاوز سمك المكونات الكهروكرومية والحرارية القابلة للتحويل بضع مئات من الميكرونات ، أي أقل من 500 جرام لكل متر مربع. نتيجة لذلك ، لا يضيفون أي وزن تقريبًا إلى النوافذ ، مما يعني أنه يمكن تعديلها في المباني الحالية دون تغيير هيكل المبنى.

يعمل تحالف المشروع حاليًا على زيادة تحسين التكنولوجيا. على سبيل المثال ، تدرس فرق الخبراء كيفية الجمع بين العناصر الكهروضوئية والعناصر الحرارية في النوافذ المركبة للاستفادة بشكل أفضل من إمكانات هذه التقنية. تتضمن أهداف البحث الإضافية تكييف الطلاء لأشكال الزجاج المنحني وإضافة المزيد من الألوان إلى الخيارات الزرقاء والرمادية الموجودة.

سيؤدي هدف اتفاقية الاحتباس الحراري والاتفاقية الأوروبية الخضراء إلى زيادة الطلب بشكل كبير على تقنيات البناء الموفرة للطاقة في السنوات القليلة المقبلة - من المتوقع أنه بحلول عام 2050 ، ستكون جميع المباني في الاتحاد الأوروبي خالية من الكربون. يمكن لمشروع Switch2Save التابع للاتحاد الأوروبي للنوافذ الكهروضوئية والحرارية أن يقدم مساهمة مهمة في ذلك

طلاء زجاجي ذكي للحفاظ على برودة المباني


HHG هو المهنية مصنع الزجاج ومزود حل الزجاج تشمل مجموعة من خفف من الزجاجالزجاج الرقائقيزجاج محكم والزجاج المحفور. مع أكثر من 20 عامًا من التطوير ، يوجد خطان لإنتاج الزجاج النموذجي وخطان من الزجاج المصقول وخط واحد من زجاج الترميم. يتم شحن منتجاتنا بنسبة 80 ٪ إلى الخارج ، وجميع منتجاتنا الزجاجية تخضع لرقابة صارمة على الجودة ومعبأة بعناية في علبة خشبية قوية ، وتضمن حصولك على أفضل جودة للسلامة الزجاجية في الوقت المناسب.

تفاصيل اكثر: www.hhglass.com