Các tòa nhà chiếm 40% tổng sử dụng năng lượng toàn cầu và cửa sổ chiếm phần lớn trong tiêu hao năng lượng, theo báo cáo của Liên Hợp Quốc năm 2009.

Đây cũng là nguyên nhân vì sao, nhiều loại cửa sổ tiết kiệm năng lượng khác nhau được phát minh trong những năm qua nhằm giải quyết vấn đề này. Các nhà khoa học trên toàn thế giới tiếp tục tìm các giải pháp đổi mới nhằm giảm thiểu tiêu hao năng lượng tòa nhà.

Các nhà khoa học Singapore thuộc Đại học Công nghệ Nanyang (NTU), trong một  báo cáo khoa học cho biết đã phát triển một loại cửa sổ chứa đầy chất lỏng, phát triển từ loại cửa sổ lắp kính hai lớp tiết kiệm năng lượng. Nhóm nghiên cứu chỉnh sửa lại công nghệ để làm tăng hiệu quả hơn.

Cửa sổ chứa đầy chất lỏng có thể ngăn nhiệt mặt trời và lưu trữ lại và có thể tỏa ra vào ban đêm, điều chỉnh sự truyền tải năng lượng mặt trời. Công nghệ mới này rất có hiệu quả tiết kiệm năng lượng do việc sử dụng máy điều hòa hoặc máy sưởi ít hơn.

Cửa sổ làm đầy chất lỏng điều chỉnh truyền năng lượng mặt trời

'Cửa sổ thông minh' mới của NTU bao gồm hai tấm kính chứa đầy chất lỏng gốc hydrogel, nước và hợp chất ổn định nằm giữa. Công nghệ này có thể giảm đến 45% năng lượng tiêu thụ trong các tòa nhà so với cửa sổ thông thường. Ngoài ra, nó rẻ hơn và hiệu quả hơn 30% so với các cửa sổ có độ phát xạ nhiệt thấp hiện có trên thị trường.

  Kính hai lớp chứa chất lỏng khi nhiệt độ tăng lên do ánh sáng mặt trời.

Nhưng thành phần trong chất lỏng nằm giữa hai lớp kính.

 

Đây cũng là cửa sổ tiết kiệm năng lượng đầu tiên sử dụng các thành phần chất lỏng và hỗ trợ tầm nhìn của NTU Smart Campus nhằm phát triển những giải pháp công nghệ tiên tiến cho một tương lai bền vững.

Cửa sổ hoạt động cả ban ngày và ban đêm. Chất lỏng bên trong cửa sổ hấp thụ nhiệt mặt trời vào ban ngày và tích trữ nhiệt năng, giữ cho nhiệt độ phòng không tăng và giảm sử dụng những thiết bị điều hòa không khí.

Khi chất lỏng nóng lên sẽ trở thành mờ đục hoặc đổi màu, cản ánh sáng từ bên ngoài vào, giúp làm mát phòng hơn nữa và không tạo lên hiệu ứng nhà kính.

Khi ánh sáng mặt trời giảm xuống, chất lỏng dần hạ nhiệt độ và cửa sổ trở lại trong sáng. Cửa sổ sẽ giải phóng năng lượng nhiệt được lưu trữ, một phần đi qua kính vào phòng, làm giảm nhu cầu sử dụng hệ thống sưởi ấm tòa nhà.

Tăng khả năng cách âm giữa các tấm kính

Cửa sổ chứa đầy chất lỏng không chỉ điều chỉnh sự truyền năng lượng mặt trời, những thử nghiệm âm thanh cho thấy, kính có thể giảm tiếng ồn hiệu quả hơn 15% so với cửa sổ lắp kính hai lớp.

Wang Shancheng, tác giả chính của nghiên cứu và là Cán bộ Dự án thuộc Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu NTU cho biết, cửa sổ kính hai lớp và cửa sổ thông minh giống nhau do cả hai đều có hai tấm kính.

Sự khác biệt giữa hai loại này là một cấu trúc ở giữa chứa không khí, cấu trúc thứ hai chứa đầy chất lỏng gốc hydrogel nhằm tăng hiệu quả lưu trữ và cách âm giữa các kính. Do đó, cửa sổ 2 lớp chất lỏng thông minh, ngoài việc có thể bổ xung các tính năng kỹ thuật khác nhau, như tăng tầm nhìn từ trong nhà, điều chỉnh mức phát xạ nhiệt trong phòng khi nhiệt độ giảm xuống mà còn cách âm tốt, điều không có ở cửa sổ tiết kiệm năng lượng.