Okosablak – ablakok a közeli jövőből

Leáldozóban az üvegesek kora? 

Emlékszem egy kereszthuzatra gyerekkoromból, amikor a játszótérről felrohanva be akartam rontani a lakásba, de apám rám csapta az ajtót. Sajnos már késő volt. Mivel éppen egy nagy szellőztetés folyt, a folyosón pedig nyitva volt az ablak, akkora kereszthuzat keletkezett, hogy bevágódott a szobai ablak, és az üvege nagy csörömpöléssel az utcán kötött ki. Szerencsére nem esett a járókelők fejére. Aztán hívhattuk az üvegest, aki meg is jelent egy mérőszalaggal, majd pár nap múlva megérkezett az üvegtáblával és némi gittel. A jövő ablakait valószínűleg nem lesz ilyen egyszerű újra üvegezni, és aligha lesz elég a mérés, az üvegvágás és a gittelés tudománya a javításhoz. Azok az okosablakok, amelyek hamarosan utat törhetnek maguknak a piacon, speciális szaktudást fognak megkívánni, és cseréjük nem lesz éppen olcsó mulatság. A hagyományos értelemben vett üvegesek kora lassan véget érhet.   

Üveg és nanotechnológia

Jelenkorunk innovációi elsősorban az energiatakarékosságra, a jó szigetelésre, és a masszív vasalatokra támaszkodnak. A príma szigetelés és a megfelelő szellőzés kettős funkciójával rendelkező ablakokkal már nagyon komoly energiatakarékosság érhető el, de mindez semmi ahhoz képest, amit a talán nem is olyan távoli jövő tartogat a számunkra. 

A változást az ablak legnagyobb eleme, az üveg fogja hordozni, mivel az üvegtechnológia a számítástechnikai forradalommal párhuzamosan fejlődik. Az üvegnek olyan új tulajdonságokat tudnak biztosítani a kémikusok és a mérnökök, amelyek már-már a varázslat kategóriájába tartoznak. Mindezt az üveg, az üvegfelület mechanikai, vagy elektromechanikai tulajdonságainak megváltoztatásával érik el. Az eljárások következtében teljesen megváltoznak az üveg eredeti funkciói, annak fény- és hőáteresztő képessége, átlátszósága és energiaelnyelő képessége. Ezeket a változásokat speciális anyagokkal érik el, amelyet a hordozófelületre visznek fel. 

A hordozó anyagok és az üveg kapcsolatát a nanotechnológia biztosítja. A kísérleti anyagok megváltoztatják a hő- és fényhullámokat, és magának az anyagnak a feszültségét is. Ezek az irányított változások egészen különleges tulajdonságokkal vértezik fel az üveget, így a keretbe foglalt nyílászárókat. A legelőrehaladottabb kísérleteket az Egyesült Államok, Dél-Korea, az Európai Unió és Izrael folytatja.

Mik azok az elektrokromatikus üvegek?

Lássuk a legérdekesebb okosablak megoldásokat, amelyek már túljutottak az első, kísérleti fázisokon, és hamarosan a piacra kerülhetnek.

Egy technológia az indium-ón-oxid kompozitra alapoz. Ez az anyag az üvegfelületen egyfajta hőérzékelőként funkcionál, és egy bizonyos hőfoknál elsötétíti az üveget, így automatikusan végzi az elsötétítést, ami által nem melegszik túl a lakás. Az összetevők arányának megváltoztatásával tejüveg alakul ki, amitől az ablak automatikus függönyként is funkcionál, mert beengedi ugyan lágyan a fényt, de kívülről senki sem láthat rá a lakók életére. A kompozitokat nanotechnológia segítségével, filmrétegként viszik fel a felületre. Az ilyen speciális üvegeket elektrokromatikusnak nevezik szakmai körökben. Ezek képesek az infrasugarak kiszűrésére, mindeközben egyáltalán nem csökkentve az üveg átlátszóságát.   

Okosablak – komplex megoldások, magasfokú energiatakarékosság  

Az innováció nem áll meg a pusztán besötétítés-bevilágítási funkciónál, hanem tovább lépve az ablak általunk jól ismert fogalmát teljesen átírja, és olyan komplex tulajdonságokkal vértezi fel a jövő nyílászáróit, amiért tényleg kiérdemlik az okosablak nevet.    

Az ilyen ablakok könnyedén birkóznak meg a nyári hőség és napfény problematikájával, mert segítségükkel nemcsak a fényt szűrhetjük meg, de a beáramló hő mennyiségét is szabályozhatjuk. Ez a technológia kiforrott állapotában minden bizonnyal csapást jelent majd a klímagyártók piacára. Az ilyen ablak jó szolgálatot tesz majd minden évszakban. Tavasszal például úgy használhatjuk majd fel a segítségével a nap melegét, hogy közben nem kell ébredés előtt beengedni az álmunkat megszakító fényt. Már egy ilyen ablak is sokat tehet hozzá a klímavédelemhez, nem beszélve róla, hogy a rezsiszámlánk is lényegesen „levegősebb” lenne. 

A napelem gyártók is meglátták a nagy üvegfelületben a lehetőséget, és olyan vékony, átlátszó, és igen hatékony elemekkel kísérleteznek, amelyek egyszerre töltik be az energiaszolgáltatás és az ablak funkcióját. Egy nagy toronyház teljes üvegfelülete lehet majd egy kisebb energiatelep, teljesen kiváltva a fosszilis energiákat. Ráadásul ezeket az elemeket számítógépes vezérléssel ellátva egészen hatékonyan ki lehet majd használni, és a felesleges energiát visszatöltve, máshol is igénybe lehet majd venni.     

Kísérleteznek olyan ablakrendszerekkel, amelyekkel 20-25%-os energiahatékonyság érhető el. Az ilyen okosablak egy passzív hővisszanyerő szellőzőrendszert tartalmaz, amelynek segítségével kiegyensúlyozhatjuk a lakás hidegebb és melegebb pontjai között a levegőt. Hideg tájakon élők számára előmelegíti a szellőzési levegőt, míg a meleg éghajlaton önhűtési funkcióját használhatják ki a lakók. Az európai fejlesztők ezt a technológiát napelemmel üzemeltetett beltéri érzékelőkkel javították tovább. A rendszer tökéletes hőszigeteléssel, állítható szellőzőnyílásokkal és levegőszűrővel rendelkezik. Az integrált elektronika és a beltéri érzékelők olyan funkcionális rugalmasságot adnak az okosablaknak, hogy a világ bármelyik éghajlatán fel lehet használni.     

Út a multimédiás ablakfelületek felé

Amikor televíziót nézünk vagy rámeredünk a számítógépünk monitorára, akkor tulajdonképpen a modern üvegtechnológiára támaszkodunk. Nem véletlen tehát, hogy az ablak, illetőleg annak üvegfelülete sem kerülte el a tervezők és feltalálók figyelmét, hiszen ezek a nagy felületek tökéletesen alkalmasak lehetnek multimédiás felületek kialakítására is. 

Az ablak tulajdonképpen egy LCD képernyő és kettős üvegezés különös házasságából születik meg. A belső felülete a monitor, amit ugyanúgy használhatunk, mint egy tabletet, csak a mérete impozáns. Az ilyen ablak – amellett, hogy beengedi a megfelelő fényt és hőt – energiatakarékos processzorral szerelt és vezeték nélküli kommunikációra is képes. Mindent tud, amit egy mai modern számítógépnek tudnia kell, sőt még annál is többet. Kamera felszerelésével arcfelismerő rendszer is beépíthető, így már akkor felismeri a lakás tulajdonosát az ablak, amikor az hazaérkezik, és a szenzorok a bejárati ajtó nyitásától a lakás megfelelő hőellátásáig mindent működésbe hoznak.      

A fentiekben taglalt okosablak funkciókat talán kicsit még a sci-fik világába tartozónak gondolnánk, de az eljárások már túl vannak a tesztfázison. A következő lépés a tömeggyártás lehet, amely jelentősen csökkentheti a még túlságosan magas beszerzési árakat.