Khai thác ánh sáng và nhiệt từ “cửa sổ lỏng”

những nhà kỹ thuật cho biết, phát minh “cửa sổ lỏng” mới kiên cố chặn ánh sáng mặt trời để giữ cho tòa nhà mát mẻ nhưng cũng hấp thụ nhiệt tỏa ra vào ban ngày hoặc ban đêm để cắt giảm mức chi phí năng lượng.

Cửa sổ được phát minh bởi những nhà nghiên cứu tại Đại học kỹ thuật Nanyang, Singapore (NTU), dùng chất lỏng gốc hydrogel giữa những tấm kính và được phát hiện giúp giảm tiêu thụ năng lượng trong các tòa nhà tới 45% phân tích cửa sổ kính truyền thống.

Phát minh cũng tiết kiệm năng lượng hơn khoảng 30% đối chiếu kính tiết kiệm năng lượng bán sẵn trên thị trường, cũng như phải chăng hơn, theo những nhà kỹ thuật NTU, các người đã dành gần một thập kỷ cho dự án cho biết.

Trưởng nhóm nghiên cứu Long Yi phát biểu: “Trước đây, đa số người chỉ nói về việc ngăn chặn ánh sáng mặt trời vào mùa hè và để ánh sáng mặt trời chiếu vào nhà vào mùa đông, nhưng không ai nhắc về việc lưu trữ nhiệt - bên tôi là những người thứ nhất làm điều này”.

Vật liệu “cửa sổ lỏng” chắc hẳn được dùng cho các mảnh kính nhỏ hoặc to. “Nó giống như nước”, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết. Theo một báo cáo của Liên Hợp Quốc năm 2009, các tòa nhà siêu ngốn năng lượng, rộng rãi trong số đó được sưởi ấm bằng nhiên liệu hóa thạch, chiếm 40% lượng năng lượng tiêu dùng toàn cầu và cửa sổ chiếm một nửa mức tiêu thụ năng lượng đấy.

Cơ quan Năng lượng quốc tế cho biết, lượng khí thải khiến nóng hành tinh trực tiếp và gián tiếp từ điện và nhiệt thương mại được sử dụng trong những tòa nhà đã tăng lên mức cao nhất được ghi nhận vào năm 2019, chiếm 28% lượng khí thải CO₂ liên quan đến năng lượng tiêu thụ toàn cầu.

Sự gia tăng 1 phần được thúc đẩy bởi sự đòi hỏi năng lượng ngày càng tăng để sưởi ấm và khiến mát, sở hữu tỷ lệ người có vật dụng điều hòa ko khí gia nâng cao và thời tiết khắc nghiệt, theo cơ quan này tập trung trong 1 báo cáo năm 2020.

những cửa sổ tiết kiệm năng lượng Thông thường được khiến cho bằng những lớp phủ đắt tiền giúp giảm ánh sáng hồng ngoại đi vào hoặc ra khỏi tòa nhà, giúp giảm nhu cầu cần thiết sưởi ấm và làm cho mát. Nhưng chúng không điều chỉnh ánh sáng nhìn thấy, 1 thành phần chính của ánh sáng mặt trời khiến cho các tòa nhà nóng lên.

Để khắc phục các hạn chế, những nhà nghiên cứu của NTU đã trộn vi hydrogel, nước và chất ổn định, phát hiện ra rằng nó cứng cáp giảm tiêu thụ năng lượng một giải pháp hiệu quả ở nhiều vùng khí hậu vì nó tự động phản ứng có những thay đổi về nhiệt độ.

Hỗn hợp chất lỏng trong “cửa sổ thông minh” chuyển sang dạng đục hoặc đóng băng lúc tiếp xúc mang nhiệt, cản ánh sáng mặt trời. Lúc nhiệt độ nguội đi, nó trở lại trạng thái trong suốt ban đầu, giải tỏa ánh sáng và nhiệt.

những nhà kỹ thuật của NTU đã tiến hành mô phỏng bằng biện pháp tiêu dùng những mô hình tòa nhà và dữ liệu thời tiết từ Thượng Hải, Las Vegas, Riyadh và Singapore, cũng như các thực nghiệm ngoại trừ trời ở Singapore, Quảng Châu và Bắc Kinh.

Họ hy vọng sẽ sớm bắt đầu làm việc sở hữu các công ty để cuốn hút sự ưa chuộng thương mại.

các cửa sổ lỏng, ưng ý nhất với các tòa nhà văn phòng với người sử dụng vào ban ngày, có thể được điều chỉnh cho các vị trí khác nhau.

Nhưng chúng hiệu quả nhất ở vùng nhiệt đới và các nơi nhiệt độ nâng cao vào ban ngày và giảm mạnh vào ban đêm, chẳng hạn như Trung Đông. Những thử nghiệm cũng cho thấy, cửa sổ chất lỏng thông minh giảm tiếng ồn đảm bảo hơn 15% so sánh cửa sổ lắp kính hai lớp.