أعلن فريق بحثي من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا عن تطوير تقنية جديدة لنافذة ذكية، قادرة على تقليل تسرب الحرارة والضوء داخل المباني والمركبات.
وأوضح الباحثون أن هذه النافذة تعالج مشكلة «التوهج الضوئي» التي تؤثر على راحة المارة في المدن، ونُشرت النتائج، الجمعة، بدورية «ACS Energy Letters».
ويُعدّ تسرب الحرارة من النوافذ، إضافة إلى التوهج الناتج عن انعكاس الضوء، من أبرز التحديات التي تواجه المباني في البيئات الحضرية.
وتسمح النوافذ التقليدية بدخول كميات كبيرة من الحرارة خلال فصل الصيف، ما يؤدي لزيادة استهلاك الطاقة في التبريد، في حين تسبب النوافذ المعدنية العاكسة توهجاً بصرياً مزعجاً نتيجة انعكاس أشعة الشمس مباشرة على المارة.
ولا تؤثر هذه المشكلات على كفاءة الطاقة داخل المبنى فحسب؛ بل تُسهم أيضاً في خلق بيئة غير مريحة بصرياً في محيطه الخارجي، الأمر الذي يستدعي حلولاً ذكية تجمع بين العزل الحراري والتحكم في الإضاءة بطريقة فعالة وصديقة للبيئة والمجتمع.
ووفق الفريق، توفر التقنية الذكية الجديدة تحكماً دقيقاً في كمية الضوء والحرارة الداخلة عبر النوافذ حسب الحاجة، من خلال إشارات كهربائية فورية، ما يجعلها تقنية «نشطة» مقارنة بالأنظمة التقليدية التي تعتمد على تفاعل تلقائي مع الضوء أو الحرارة دون تدخل مباشر من المستخدم.
وتعمل النافذة الذكية، التي طُورت تحت اسم «RECM» بـ3 أوضاع مختلفة، الأول «شفاف»، يسمح بدخول الضوء والحرارة كما في الزجاج العادي، ويُعد مثالياً خلال فصل الشتاء للاستفادة من أشعة الشمس.
وفي الوضع الثاني «ملون»، تتحول النافذة إلى لون أزرق عميق بفعل التنشيط الكهربائي، ما يتيح الخصوصية ويقلل من انتقال الحرارة إلى الداخل.
نوافذ صديقة للمارة
أما الوضع الثالث «ملون مع ترسيب معدني»، فتُستخدم فيه أيونات الفضة التي تترسب على سطح النافذة، فتعكس الضوء والحرارة للخارج، بينما تمتص المواد الملونة الضوء المنعكس لتقليل التوهج، ما يجعل هذه النافذة صديقة للمارة بالمناطق الحضرية.
وأظهرت تجارب على نموذج مصغر لمنزل أن درجة الحرارة الداخلية وصلت إلى 58.7 درجة مئوية خلال 45 دقيقة عند استخدام زجاج تقليدي، في حين لم تتجاوز 31.5 درجة مئوية باستخدام النافذة الجديدة في الوضع الثالث، ما يعكس قدرة هذه التقنية على خفض درجة الحرارة بنحو 27.2 درجة مئوية، وهو ما يُعد دليلاً واضحاً على فاعليتها في التحكم بالحرارة الداخلية.
وأكّد الفريق أن هذا الابتكار يتجاوز تقنيات النوافذ الذكية الحالية التي تركز على الضوء المرئي فقط، إذ يقدم نظاماً متكاملاً للتحكم الحراري والبصري النشط، مع مراعاة السلامة البصرية للمارة.
وأضاف الباحثون أن التقنية قابلة للتطبيق على واجهات المباني، وكذلك في المركبات والقطارات، كما أنها تتماشى مع رؤية المدن الذكية التي تهدف إلى تحسين كفاءة الطاقة، والحدّ من التلوث الضوئي، والارتقاء بجودة الحياة الحضرية.