Энергосберегающие окна: последние достижения науки и взгляд в будущее

В начале июля 2017 г. учёные из Принстонского университета представили smart-стекло, регулирующее свою прозрачность и температуру в помещении в зависимости от внешних условий. По сути, это обычное стекло с гибкими и прозрачными солнечными элементами на поверхности. Последние поглощают ультрафиолет и вырабатывают электроэнергию для питания встроенных в окно интеллектуальных датчиков. Управляется и настраивается конструкция со смартфона. По предварительным данным, новое стекло снижает расходы на обогрев и охлаждение дома на 30-40%.

Подобные решения уже стали привычными: стремление к энергоэффективности – мегатренд, охватывающий больше и больше производителей.

«Умные» стёкла волнуют учёных мира. Так, в 2013 г. эксперты МГУ им. М.В. Ломоносова создали электрохромную светопрозрачную конструкцию, цветом и светопропусканием которой можно управлять, подавая внешнее напряжение. Стекло позволяет увидеть мир в новом цвете, согреться в мороз и защититься от палящего солнца летом. Алексей Хохлов, проректор проекта, академик, в одном из своих интервью так прокомментировал достижение российской науки: «Вы едете, скажем, в автомобиле, нажимаете кнопку и делаете всё в розовом цвете. Или повышаете контрастность лобового стекла, или затемняете бликующее зеркало заднего вида. Ещё «умные» окна применяются, когда необходимо, например, минимизировать нагревание помещений от воздействия прямого солнечного света в жарких странах».

Последнее время профессиональное сообщество охвачено идеями создания окон, подключаемых к Интернету. Например, компания View получила $650 млн. инвестиций на выпуск подобных стёкол. Смысл разработки пока остаётся неизменным – регулировать прозрачность окна и включить автоматическую подстройку под окружающую среду и погоду. В будущем компания планирует превратить рядовые стёкла в дисплеи дополненной реальности.

Не отстают от производителей стёкол и компании, выпускающие оконные системы. «Преимущества инновационных энергосберегающих решений не так очевидны при установке стёкол в рядовой ПВХ-профиль – через него будет уходить тепло, и это скажется на конечной эффективности всей конструкции, – говорит Станислав Французов, продукт-менеджер департамента ПВХ-систем и фурнитуры Schüco, ведущего немецкого разработчика и поставщика комплексных решений для окон, дверей и фасадов из ПВХ и металла. – Для интеграции с «умными» решениями существует система LivIng с улучшенным уплотнителем из этиленпропиленового каучука, повышающим герметичность в сложных углах конструкции и создающим надёжный замкнутый контур по периметру. Это обеспечивает высокий уровень энергоэффективности, а также защищает от сквозняков, влаги и шума».

Оконная система LivIng проверена Институтом оконных технологий ift Rosenheim: согласно предписанию учёных, конструкция с трёхконтурным уплотнением может применяться в «пассивных» домах, особенность которых – отсутствие отопления.

Вероятно, в ближайшем будущем оконные профили, так же, как и представленные Принстоном стёкла, научатся не просто сохранять, но и вырабатывать энергию. Подобные разработки сегодня уже предложены производителями жалюзи и обоев: они состоят из гибких солнечных панелей толщиной менее 0,5 мм. Каждый модуль создаётся при помощи трафаретной печати и соединяется с другими, поэтому конструкция получается похожей на плитки в ванной. Панель размером с ладонь генерирует 75 милливатт мощности, а значит, элемента размером с лист А4 хватит для зарядки смартфона.

Мир, описываемый писателями-фантастами прошлых веков, стал реальным. Впереди нас ждут сенсорные стёкла со встроенными компьютерами или телевизорами, нано-окна, «умные» жалюзи и пр. Нужно лишь немного подождать и выбрать инновацию по душе.