پنجره‌های هوشمندی که نور و گرما را تنظیم می‌کند

پنجره‌ها برای اتاق‌ها، نور، گرما و دید به بیرون را به ارمغان می‌آورند، اما ما همیشه هر سه این عوامل را در یک زمان باهم نمی‌خواهیم. به همین دلیل است که محققان در سوئیس در حال توسعه یک روش نسبتا ساده برای هوشمندسازی پنجره‌ها با تعبیه آینه‌های منعکس کننده کوچک در آنها هستند که شرایط اتاق‌ها را در تمام ایام سال مطلوب نگاه می‌دارد.

نمونه‌هایی از پنجره‌های هوشمند در سال‌های اخیر در شکل‌های متنوع معرفی شده‌اند. پنجره‌های الکتروکرومی می‌توانند رنگ خود را براساس تقاضا تغییر دهند و در عرض چند دقیقه از روشن تا تاریک تغییر می‌کنند. در حالی که بعضی از آنها می‌توانند میزان نور یا گرمای ورودی به اتاق را مدیریت و تنظیم کنند.

بعضی دیگر می‌توانند انرژی خود را از خورشید بگیرند، در حالی که طرح‌های دیگر بدون جلوگیری از ورود نور، برای حفظ حریم خصوصی، تار می‌شوند.

مشکل این است که اکثر این سیستم‌ها به منابع قدرت نیاز دارند و نسبتا پیچیده هستند.

محققان موسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان ( EPFL ) و آزمایشگاه فدرال علوم مواد و فناوری ( Empa ) در سوئیس در حال ساخت پنجره‌های هوشمندتری هستند که ضمن حفظ شفافیت، می‌تواند مثلا نور را وارد اتاق کند اما مانع ورود گرما شود.

تیم برای شروع از یک لیزر دقیق برای ایجاد یک ریز ساختار شیاردار بر روی سطح یک نوار استفاده کرد. آینه‌های کوچک که به عنوان لنزهای متمرکز کننده سهمی‌وار مرکب ( CPC ) شناخته می‌شوند، سپس در حفره‌های سطحی تبخیر می‌شوند.

این نوار را می‌توان به شیشه و یا به داخل پنجره‌های دو جداره وارد کرد، تا آرایه‌ای از آینه‌های کوچک می‌تواند نور خورشید را به شکل کارآمدتر به اتاق منعکس کند و حتی تاریک‌ترین نقاط اتاق را هم روشن کند.

محققان می‌گویند در آزمایش‌های خود، مواد پنجره هوشمند موفق به انتشار 60 درجه‌ای نور شد و توانست 80 درصد نور ورودی را منعکس کند و تقریبا نور خورشید را به صورت افقی به اتاق برساند.

برای کسانی که نگران تار شدن یا پنجره هستند، محققان می‌گویند که شیشه این پنجره هوشمند چشم انداز را تحت تاثیر قرار نمی‌دهد و در هر شرایطی کاملا شفاف می‌ماند.

محققان همچنین می‌گویند که این پنجره هوشمند قادر خواهد بود که در زمستان نور و گرما را به اتفاق هم به اتاق برساند، اما در تابستان مانع ورود گرما و تشعشع اذیت کننده نور خورشید شود.

محققان در حال حاضر بر روی یک پروژه آزمایشی برای پوشش بازتابنده کار می‌کنند که شامل نصب نمونه‌های اولیه این پنجره‌ها در ساختمان "امپا" و نظارت بر چگونگی کار است.

تیم هم اکنون در حال توسعه فرآیندهای تولید انبوه این پنجره هوشمند است.