„Inteligentne” okna: szyby fotochromowe, termochromowe, elektrochromowe …

23-03-2021

Opracowano na podstawie artykułu "How Windows Can Remake the Power Grid", EPRI Journal, June 2019

Okna w bilansie energii budynków

Każdego roku w Stanach Zjednoczonych okna są odpowiedzialne za utratę około 30 % energii zużywanej do ogrzewania i chłodzenia budynków równoważnej 100 mln ton ropy naftowej. Na wielkość tę składają się przepływy strumieni ciepła przez okna i straty na wentylację. Latem promieniowanie słoneczne nagrzewa nadmiernie pomieszczenia, zwiększając pobór mocy przez klimatyzację. Zimą okna umożliwiają utratę ciepła na zewnątrz. Tymczasem okna stanowią unikalne elementy budowlane. W odróżnieniu od typowych układów ogrzewania, chłodzenia i oświetlenia, od których wymaga się możliwie niskiego zużycia energii, okna są w stanie nie tylko zredukować straty, lecz nawet zapewnić pozyskiwanie ciepła dla domu.

Badania pokazały, że wprowadzenie potrójnych szyb w USA mogłoby zmniejszyć zużycie energii na ogrzewanie budynków wręcz do zera, a pobór energii na chłodzenie obniżyć o 80 %. Przed kryzysem naftowym 1973 roku w USA większość okien posiadała tylko jedną szybę. Potem upowszechniły się konstrukcje z dwoma szybami, lecz i one nie zapewniały pożądanej redukcji strat ciepła. Wyraźną poprawę przyniosły nowe technologie: powłoki szyb obniżające przenikanie promieniowania podczerwonego i ultrafioletowego bez  pogarszania oświetlenia pomieszczeń oraz wypełnianie przestrzeni między szybami argonem zamiast powietrzem. Z czasem w Europie północnej popularność zdobyły okna z trzema szybami, jednak w USA innowacja ta nie przyjęła się, gdyż wymagałaby kosztownych zmian konstrukcyjnych okien. Nie mniej jednak i na tym rynku pojawiło się nowatorskie rozwiązanie polegające na wstawieniu między istniejące dwie szyby trzeciej znacznie cieńszej. Szyby te wyposażono w powłoki zatrzymujące niepożądane promieniowanie podczerwone (IR) i ultrafioletowe (UV), a przestrzeń między nimi wypełniono kryptonem.