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Sep 13, 2023

Janelas inteligentes que protegem contra a radiação solar podem ajudar a reduzir os gases de efeito estufa

1º de setembro de 2021

1º de setembro de 2021

por Sociedade Fraunhofer

Os pesquisadores da Fraunhofer desenvolveram um revestimento inteligente para janelas de vidro que escurece ao sol. Isso usa materiais eletrocrômicos e termocrômicos que reagem à eletricidade e ao calor. Em edifícios com grandes fachadas de vidro, evita que os ambientes fiquem muito quentes por causa da radiação solar, reduzindo assim a demanda de ar condicionado com uso intensivo de energia.

O setor da construção é um dos maiores emissores de gases de efeito estufa. Segundo a Agência Ambiental Alemã, os edifícios são responsáveis ​​por cerca de 30% das emissões de CO2 do país e 35% do consumo final de energia. Edifícios com grandes fachadas e telhados de vidro são particularmente problemáticos, como as torres de escritórios que dominam as cidades modernas. Eles esquentam ao sol, principalmente no verão. No entanto, o uso de persianas e persianas para fornecer sombra geralmente é impopular, pois prejudicam o apelo estético do vidro e perturbam a visão externa. Em vez disso, o interior é resfriado com ar condicionado, o que requer enormes quantidades de eletricidade e aumenta a pegada de carbono do edifício.

O Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC em Würzburg e o Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP em Dresden desenvolveram uma solução sofisticada para este problema. No projeto Switch2Save, os pesquisadores têm trabalhado em revestimentos transparentes para janelas e fachadas de vidro usando materiais eletrocrômicos e termocrômicos. Estes adicionam uma tonalidade escura variável e transparente ao exterior das janelas, o que mantém os quartos frescos. Os Institutos Fraunhofer fizeram parceria com universidades e parceiros industriais em seis países da UE para este projeto de pesquisa financiado pela UE.

"O revestimento eletrocrômico é aplicado a um filme condutor transparente que pode então ser "ligado". passivamente. Quando uma certa temperatura ambiente é atingida, ela reflete a radiação de calor do sol", explica o Dr. Marco Schott, gerente de grupo de sistemas eletrocrômicos no Fraunhofer ISC.

Com elementos eletrocrômicos, sensores podem ser usados ​​para medir fatores como brilho e temperatura, enviando os resultados para sistemas de controle. Isso envia um pulso de corrente ou tensão para o filme condutor, fazendo com que a janela escureça. A superfície do vidro escurece gradualmente sempre que a temperatura ou o nível de brilho se torna muito alto. Isso evita o superaquecimento dos ambientes e reduz a necessidade de ar condicionado, o que é particularmente útil em climas mais ensolarados e edifícios com grandes fachadas envidraçadas. Também serve como proteção antirreflexo em dias ensolarados. Em dias nublados e à noite, as janelas serão mantidas em estado claro.

Os pesquisadores da Fraunhofer também pensaram na adequação da tecnologia para o uso diário. "As janelas não escurecem repentinamente, mas gradualmente escurecem em alguns minutos", explica Schott. O consumo de energia é muito baixo. Em circunstâncias ideais, o filme eletrocrômico requer apenas eletricidade para o processo de troca e uma voltagem muito baixa é suficiente para iniciar o processo de tingimento. Os materiais termocrômicos não requerem eletricidade, reagindo passivamente ao calor gerado pelo sol. Eles podem ser usados ​​para complementar um sistema comutável ou como uma alternativa, onde uma solução comutável não é necessária.

O Switch2Save promete grandes economias de energia em áreas onde as temperaturas externas são altas, ou seja, nas regiões do sul, reduzindo o uso de sistemas de ar condicionado ou eliminando totalmente a necessidade deles. O Dr. John Fahlteich, Coordenador do Projeto Switch2Save e Chefe do Grupo de Pesquisa da Fraunhofer FEP, explica: "Em regiões quentes da Europa, as demandas de energia de refrigeração e aquecimento dos edifícios modernos podem ser reduzidas em até 70 por cento." A economia não é tão grande nas regiões mais frias do norte, mas os sistemas também podem ser usados ​​aqui como proteção antirreflexo contra a luz solar direta.