Padedamas vėjo ir lietaus stiklas gamins elektrą?
Neseniai JAV išrastas naujo tipo langų stiklas, galintis ne tik pakeisti spalvą, bet ir gaminti elektros energiją. Jis atsirado pirmiausia galvojant apie stiklus, kuriuos nuolat veikia vėjas ir lietus. Tokiai gamybai pritaikytas triboelektros, t. y. trinties elektros (kai elektros srovė sukuriama dviem paviršiams trinantis vienas į kitą) ir statinės elektros, kurios turi lietaus lašai, potencialas. Šiems dviem skirtingiems elektros generavimo variantams stikle panaudoti skirtingi medžiagų sluoksniai: pirmajame sluoksnyje išdėstyti taip pat neseniai išrasti triboelektros nanogeneratoriai (TENG), paimantys į stiklą atsimušančių lietaus lašų teigiamą elektrinį krūvį; antrąjį sluoksnį sudaro du plastiko lakštai su juos skiriančiomis mažomis spyruoklėlėmis. Dėl padidėjusio oro srovės greičio lakštai spaudžiami vienas prie kito ir taip sukuriama trinties elektros srovė. O sumažėjus atstumui tarp lakštų stiklas patamsėja ir įgauna melsvą atspalvį. Kol kas pavyko sugeneruoti maždaug 130 milivatų elektros vienam kvadratiniam metrui stiklo. Nors tai labai mažai, tačiau toks stiklas tinka naudoti ir bevielio ryšio tinklams, nes pajėgtų maitinti mažos galios prietaisus. Laukia dar vienas iššūkis – rasti būdų stikle ne tik generuoti, bet ir išsaugoti elektros energiją, tarkime, įterpiant permatomus superkondensatorius.
Kai į stiklą įliejami metalų oksidai…
Architektūros ir statybos srityse šildantys langai atvėrė dideles galimybes ir iš esmės keičia įsivaizdavimą apie energiškai efektyvų namą. Šildantys langai atsirado dėl technologinio proveržio, kuris leido gamybos procese į stiklo kristalinę gardelę įlieti plonus ir nematomus (permatomus) srovę praleidžiančių metalų oksidų sluoksnius. Tokie langai įšildo patalpą, pasitelkdami infraraudonuosius spindulius. Jų eksploatavimas yra analogiškas kaip įprasto elektros prietaiso, o montavimas panašus į įprastų plastikinių langų. Šildantys langai padeda išvengti skersvėjų, šalto oro srautų, kondensato ir šilumos nuostolių. Ši išmanioji alternatyva tradicinėms šildymo sistemoms yra gerokai tobulesnė ir ekonomiškesnė. Šildančiuose languose sumontuojami davikliai ir termoreguliatoriai, kuriais galima lengvai, greitai ir labai tiksliai keisti temperatūrą kiekvienoje pastato patalpoje pagal poreikius. Tokie langai garantuoja visišką nepriklausomybę nuo neprognozuojamų Lietuvos orų, šilumos tinklų avarijų, oficialiai skelbiamų šildymo sezonų pradžios ir pabaigos.
Ir – netikėtumas: šildančius langus galima naudoti nestandartiniams sprendimams. Pavyzdžiui, juos pritaikyti bet kuriose šviesai laidžiose konstrukcijose, kaip, tarkime, lodžijoje oranžerijoje su egzotiškais augalais įprastame miesto bute. Arba šildoma pavėsinė iš stiklo užmiesčio sklype – tikra vasaros oazė apsnigtame peizaže…
Išmanusis stiklas pasyviesiems namams – naudinga realybė
Pagal nuostatas pasyviuosiuose pastatuose, atitinkančiuose A++ klasę, energijos suvartojimas turi būti net
90 % mažesnis nei tipinės statybos pastatuose. Tą įmanoma pasiekti parenkant tinkamas medžiagas, energiškai efektyvius langus, naudojant alternatyvius energijos šaltinius, keičiant gyventojų gyvenimo būdą. Atsižvelgdamas į tai, kad pasyviuosiuose namuose nėra oro kondicionierių, vienas JAV architektūrinio stiklo gamintojas sukūrė langų stiklą su inovatyvia danga „ClimaGuard Premium2“ – ji išsiskiria dideliu šviesos laidumu, termoizoliacija ir gebėjimu maksimaliai išnaudoti saulės energiją patalpoms šildyti. Ši naujos kartos šilumą taupanti stiklo danga leidžia ir Lietuvos langų gamintojams sukurti išmaniuosius langus su trigubo stiklo paketais, akivaizdžiai sumažinančiais energijos sąnaudas apšvietimui bei šildymui. Ji gali būti grūdinama ar dedama ant laminuoto stiklo, todėl tinka naudoti ne tik įprastiems langams, bet ir stiklo konstrukcijoms, kurioms keliami saugumo žmogui reikalavimai. Langai su trigubo stiklo „ClimaGuard“ paketu į patalpas praleidžia 74 % natūralios dienos šviesos, o šių langų šilumos perdavimo koeficientas Ug siekia 0,53 W/m²K. Vienas pirmųjų A klasės energinio naudingumo visuomeninių pastatų, kurio stiklo fasadams pritaikytas šis energiją taupantis sprendimas, – Vilniuje pastatytas biurų daugiaaukštis „Grand Office“.
Langai su ventiliacijos sistema
Europos bendrovių konsorciumas sukūrė langų su ventiliacijos sistema technologiją „Climawin“, pritaikytą tiek šiltam, tiek šaltam klimatui. Ši technologija žiemą, kai per langus ir vėdinimo sistemą prarandama daug pastato šilumos, padės kone ketvirtadaliu sumažinti šildymo išlaidas, o vasarą atliks vėsinimo funkciją. Europos Sąjungos investicijomis finansuota technologija turėtų ypač sudominti senų pastatų renovacijos dalyvius.
Sukurtoji technologija iš esmės yra pasyvi rekuperacinė vėdinimo sistema. Standartinis pastatas, aprūpintas vien tik ja, sutaupo 18–24 % šilumos. Languose optimizuota šilumos varža, saulės energijos išnaudojimas ir saulės spindulių kontrolė leidžia akivaizdžiai pagerinti pastato energinį ir šiluminį efektyvumą. Integruota vėdinimo sistema yra valdoma patalpose belaide jutiklių sistema, vėdinimo oras šildomas naudojant ir saulės baterijų tiekiamą energiją. Langai išsiskiria automatiškai reguliuojamu oro įtraukimu, dvigubu stiklų sluoksniu, oro filtrais. Sistema ištirta ir patvirtinta septynių partnerių iš Danijos, Vokietijos, Airijos ir Portugalijos.
Langai švarūs išbus ilgiau
Ir biurų valdytojams, ir namų šeimininkėms labai pravartūs savaime nusivalantys langai su unikalia dvejopo veikimo danga, naudojančia gamtos jėgas. Jų stiklo paketai turi specialią dangą, atliekančią dvi funkcijas: 1) ji reaguoja į UV saulės spindulius, kurie suardo organinius nešvarumus;
2) lyjant ant jos nesusiformuoja lašelių, kai vanduo tolygiai pasiskirsto ant stiklo paviršiaus suformuodamas ploną plėvelę, kuri neleidžia susilaikyti nešvarumams, apsaugo nuo dėmių bei nudžiūvimo dryželių susidarymo. Toks stiklas itin greitai nudžiūva. Saulės, šilumos izoliacijos ir triukšmo kontrolės reikalavimai dideliuose įstiklinimo plotuose gali būti derinami su savaime nusivalančių stiklų savybėmis.
Vienu telefono mygtuko spustelėjimu…
Nemėgstantiesiems dangstyti langų, bet mielai maigantiems telefoną išradėjai siūlo specialią plėvelę, kuri gali paversti langus neskaidriais vos vienu išmaniojo telefono paspaudimu – internetu valdoma sistema leidžia mėgautis privatumu netraukant užuolaidų. Be to, daugiau nereikės jaudintis dėl palikto atviro lango išvykus, nes su inovatyvia langų sistema „VeriLock“ galima valdyti langus išmaniuoju telefonu.
Dar viena išmanioji technologija leidžia nustatyti norimą stiklų spalvą pagal poreikį ir nuotaiką: inovatyvūs spalvą keičiantys stiklai gali raminti arba, priešingai, suteikti energijos, užtikrinti privatumą arba puikų apšvietimą filmams žiūrėti.
Rytojaus technologija biuro, namų bei komercinėms patalpoms
„Smart Glass“ technologija žada „šviesų rytojų“ biuro, namų bei komercinėms patalpoms. Tai vienu jungiklio paspaudimu reguliuojama išmaniojo stiklo plėvelė, leidžianti valdyti stiklo skaidrumo savybes. Veikimo principas gana paprastas: plėvelėje esantys skystieji kristalai, veikiami elektros srovės, susigrupuoja sudarydami tvarkingą struktūrą ir taip praleidžia šviesą. Išjungus elektros srovę, kristalų struktūra tampa netvarkinga – taip vaizdas už lango tampa nematomas. Plėvelė ne tik suteikia privatumo, bet ir taupo energiją, dėl jos vasarą patalpoms kondicionuoti išeikvojamą energiją galima sumažinti iki 50 %. Tokios išmaniosios plėvelės gali būti limpančios – naudojamos ant bet kokio stiklinio paviršiaus, jos puikiai tinka stiklams laminuoti. Pritaikius „Smart Glass“ technologiją galima įrengti interaktyvius ekranus, naudojamus parduotuvių vitrinose, parodų metu ar pristatymo renginiuose.
Langai – iš permatomos medienos?
Amerikiečių chemikai pasiūlė langų stiklus pakeisti mediena, atradę būdą, kaip paversti ją visiškai permatoma pašalinant iš jos ligniną. Tokie langai padės taupyti šilumos energiją, nes bus ne tokie laidūs kaip stiklas. Mediena apdorojama dviem etapais: iš pradžių ji mirkoma itin aukštos temperatūros natrio tirpale, kuris pašalina ligniną (mišrų aromatinį polimerą, kuris palaiko medžio tvirtumą) – po šio proceso mediena tampa minkšta ir permatoma. Vėliau tokia apdorota mediena tepama epoksidine derva. Ši ją kelis kartus sutvirtina. Kol kas pavyko apdoroti 12 х 12 cm dydžio ir 1 cm pločio medienos gabalą. Panašų medienos apdorojimo būdą šiuo metu mėgina ir švedai.
Nematoma pagalba ją matantiems paukščiams
Daugybė paukščių žūsta atsitrenkę į stiklo namų langus. Siekiant to išvengti buvo sukurta speciali langų plėvelė „Ornilux Mikado“, kurios nemato žmogaus akis, tačiau ją puikiai pastebi paukščiai – tai padeda saugoti sparnuočių gyvybes.
