Inovativni premaz za stakla smanjuje potrošnju energije za trećinu

Zašto je ugao pod kojim sunčevi zarci padaju na prozor od značaja? Promjenljivost ugla između direktnih sunčevih zraka i normalnog vektora prozora, posebno izražena tokom podnevnih sati kada je sunce najviše i temperatura najveća, predstavlja izazov za tradicionalne filtere koji su dizajnirani da djeluju samo kada je sunčeva svjetlost usmjerena direktno.

Tengfei Luo, glavni autor studije, objasnio je da njihov premaz ostaje efikasan i funkcionalan bez obzira na promjene položaja sunca tokom dana. Premaz se sastoji od slojeva silicijum-dioksida, aluminijum-oksida i titanijum-dioksida nanijetih na staklenu podlogu, uz dodatak izuzetno tankog sloja silikonskog polimera koji odražava toplotno zračenje, čime se poboljšava hlađenje.

Silikonski polimeri, poznati po svojoj fleksibilnosti i izdržljivosti, efikasno odvode toplotu od izvora, sprečavajući pregrijavanje.

Izazov u razvoju ovog premaza bio je odabir optimalne kombinacije slojeva kako bi se omogućilo efikasno reflektovanje sunčevih zraka pod različitim uglovima. Luo napominje da je zbog velikog broja mogućih kombinacija, metod pokušaja i grešaka bio nepraktičan.

Korišćenjem kvantnog hlađenja za identifikaciju idealne kombinacije, istraživači su eksperimentalno potvrdili optičke karakteristike i sposobnost fotonske strukture da smanji povećanje temperature unutar prostorije kada se kombinuje sa slojem za termalno zračenje. Simulacijama su pokazali da ovaj premaz može smanjiti temperaturu za 5,4°C do 7,2°C, što dovodi do godišnje uštede energije od oko 97,5MJ/m².

Dodatni testovi sa prozorima postavljenim horizontalno pokazali su izvanredne performanse hlađenja fotonske strukture, smanjujući temperaturu za do 7,2°C. Luo je uporedio premaz sa polarizovanim naočarima za sunce. On smanjuje intenzitet svjetlosti, ali ne smanjuje vidljivost čak ni kada se promijeni ugao gledanja. Ova osobina čini premaz idealnim ne samo za zgrade već i za vozila.

Zaključak istraživanja je da bi ovaj premaz za prozore mogao imati široku primenu i značajno doprinijeti energetskoj efikasnosti u gradovima širom Sjedinjenih Država i sveta, naročito u područjima sa tropskom klimom.