Stačí jedna vrstva a okno přestane vpouštět teplo? Chytrá okna už nejsou scifi

Stačí tenká vrstva speciální termochromické vrstvy a z obyčejného okna se může stát okno, které při určité teplotě přestane do budovy vpouštět teplo. Takto jednoduše mohou v budoucnu sama okna zajišťovat tepelný komfort v kancelářích, nemocnicích nebo třeba v dopravních prostředcích.

Technologie průmyslové výroby takových chytrých oken má ještě různá úskalí, vědcům z Fakulty aplikovaných věd (FAV) Západočeské univerzity v Plzni se však nedávno podařilo jedno z nich vyřešit.

Odborníci v týmu profesora Jaroslava Vlčka z katedry fyziky a výzkumného centra NTIS FAV dokázali jako první na světě vytvořit potřebnou tenkou vrstvu na velké ploše o rozměrech 0,3 × 4 metry. Materiál připravili na ultratenké skleněné fólii o tloušťce 100 mikrometrů, tedy jen o málo silnější než lidský vlas.

„Chytrá okna jsou založena na termochromickém efektu, který zajišťuje velmi tenká vrstva (cca 70 nanometrů) jednoho typu oxidu vanadičitého se specifickou strukturou. Tento materiál při určité teplotě změní své vlastnosti a začne odrážet infračervené záření. Díky tomu se okna obrazně řečeno uzavřou pro tepelné spektrum slunečního záření a v budově se udržuje tepelný komfort. To v budoucnu výrazně sníží náklady na klimatizaci,“ vysvětluje Jiří Rezek z FAV a dodává, že tématem se zabývá mnoho výzkumných týmů po celém světě.

To, že plzeňští vědci dokázali přenést metodu přípravy termochromické tenké vrstvy do velkého depozičního zařízení, je významný krok ve vývoji chytrých oken a současně další přiblížení k jejich průmyslové výrobě.

Tohoto úspěchu dosáhli v laboratořích Fraunhoferova institutu v Drážďanech v rámci účasti týmu prof. Jaroslava Vlčka v evropském výzkumném projektu Switch2Save. Ten se mimo jiné zabývá vysoce atraktivním a celospolečensky důležitým tématem šetření energie pomocí aplikace termochromických materiálů na oknech budov.

Vědci ze západočeské metropole byli do projektu přizváni na základě výsledků výzkumu termochromických povlaků, které publikovali v prestižních zahraničních časopisech.

„Mám radost, že naše osmiletá výzkumná práce přinesla úspěch. To ocenili i naši partneři v projektu, zejména představitelé Fraunhoferova institutu, kde jsme úspěšně uplatnili naše know-how,“ říká Jaroslav Vlček.

Výzkumný projekt Switch2Save sdružuje devět partnerů napříč Evropskou unií. Kromě koordinujícího Fraunhoferova institutu jsou řešiteli univerzity (Západočeská univerzita v Plzni a Národní technická univerzita v Aténách), technologické firmy, ale například i druhá největší nemocnice v Řecku Agios Panteleimon. Právě tam se budou nová okna testovat v reálném provozu.

Do konce září 2023 by mělo být na budovu nemocnice nainstalováno celkem 56 okenních tabulí a balkonových dveří na klinikách dětského lékařství a intenzivní péče. Před týmem z FAV teď stojí ještě jeden úkol – zlepšit optické vlastnosti materiálu, především světelnou propustnost a zabarvení.