تطوير نوافذ سائلة تقلل تكاليف الطاقة المستهلكة في المباني

طور باحثون من جامعة “تورنتو” الكندية، نوافذ متعددة الطبقات ذات طبيعة سائلة يمكنها تقليل الطاقة المستهلكة لتدفئة المباني وتبريدها وإضاءتها.

ويتضمن النموذج الأولي للتقنية صفائح مسطحة من البلاستيك تتخللها مجموعة من القنوات تبلغ سماكتها ميليمترا واحدا، يمكن من خلالها ضخ السوائل، وخلط الأصباغ أو الجسيمات أو أي جزيئات أخرى في السوائل للتحكم في نوع الضوء المار من خلال النوافذ.

ويمكن رقميا إزالة السوائل من كل طبقة أو إضافتها، وذلك عن طريق استخدام مضخات صغيرة، فضلا عن إمكانية دمج الصفائح لتتكدس في طبقات متعددة، لتصبح كل طبقة مسؤولة عن نوع مختلف من الوظائف البصرية، مثل التحكم بقوة الضوء أو ضبط تشتته.

وصمم الفريق البحثي نماذج رقمية مفصلة لتحليل التأثير المحتمل على الطاقة، كما زود النماذج الرقمية بقياسات جربوا فاعليتها في النموذج الأولي، بالاستعانة بخوارزميات الذكاء الاصطناعي لاختبار آليات التحكم المختلفة، وتجربة استجابة الطبقات للظروف المحيطة المتغيرة.

وأشار الباحثون إلى أن التجارب الأولية للتقنية أثبتت قدرتها على توفير نحو 25 في المئة من الطاقة المستهلكة للتدفئة والتبريد والإضاءة سنويا عند تنشيط طبقة واحدة منها فقط، لترتفع نسبة الكفاءة إلى 50 في المئة عند استخدام طبقتين منها.

وتعمل التقنية الجديدة على تحسين الطول الموجي المنقول عبر النوافذ وقوة الضوء، موفرة تحكما أكبر ببيئة المبنى، مع إبقاء تكاليف التصنيع منخفضة، في ظل الاعتماد على مكونات بسيطة ومتوفرة.