Polscy naukowcy mają pomysł na ograniczenie strat ciepła w budynkach. Opracowali technologię termoizolacyjnych pokryć do szyb

Od 10 do 50 proc. ciepła w gospodarstwach domowych ucieka przez okna. Rozwiązaniem nie musi być ich wymiana, ale specjalna powłoka, która zwiększy termoizolacyjność szyby. Fizycy z Polskiej Akademii Nauk opracowali folie pokryte nanowarstwami tlenku cynku z domieszką glinu, które mogą zmniejszyć utratę ciepła nawet czterokrotnie. Dzięki temu znacząco spadnie także wysokość rachunków za ogrzewanie. Nowe rozwiązanie ma być znacznie trwalsze i tańsze niż dostępne dziś na rynku folie.

– Tlenek cynku jest szeroko stosowanym w przemyśle półprzewodnikiem, a glin to jest po prostu aluminium, więc też wszystkim dobrze znany. To bezpieczny i bardzo stabilny materiał. Odpowiedni sposób zrobienia takiej warstwy – a mówimy o strukturze krystalograficznej, odpowiednim poziomie domieszkowania, odpowiedniej grubości – może uzyskać takie same właściwości jak szeroko stosowane zachodnie folie termoizolacyjne do szyb – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje dr hab. Bartłomiej Witkowski, profesor IF PAN, kierownik Zespołu Fizyki Materiałów Silnie Skorelowanych w Instytucie Fizyki Polskiej Akademii Nauk.

Rozwiązanie jest efektem pracy zespołu, który w Instytucie Fizyki PAN prowadził badania w kierunku synergii parametrów termoizolacyjnych oraz zdecydowanie większej trwałości i przepuszczalności światła widzialnego, nawet bez stosowania atmosfery ochronnej. Na rynku są już dostępne szyby o bardzo wysokiej izolacji termicznej, ale nie są całkowicie przezroczyste, a ich konstrukcja jest obarczona wadami, które mogą mieć wpływ na opłacalność takiej inwestycji. Tym bardziej że jest to także kosztowne rozwiązanie.

– Najbardziej ekskluzywne i drogie okna mają specjalne powłoki, na ogół produkcji zachodniej, ale mają jedną wadę – są krótkotrwałe. Mają genialne parametry optyczne, bardzo dobrze przepuszczają światło widzialne, blokują podczerwień, dają naprawdę realne oszczędności na poziomie kilkudziesięciu procent w kosztach ogrzewania, natomiast szybko się degradują. Wymagają specjalnej powłoki ochronnej, dlatego są w środku w szybach zespolonych, natomiast w przypadku rozszczelnienia takiej szyby błyskawicznie tracą swoje właściwości. Nawet bez rozszczelnienia, powoli, po roku–dwóch zaczynają tracić swoje właściwości – wyjaśnia prof. Bartłomiej Witkowski. – Zastosowaliśmy inną technologię, która daje bardzo wysoką trwałość takich rozwiązań.

Okna są obecnie odpowiedzialne nawet za połowę strat ciepła w budynkach. Problemem jest wysoka transmisja szyb w zakresie podczerwonym. Ma to miejsce zarówno zimą, kiedy ciepło poprzez okna wypromieniowuje na zewnątrz, prowadząc do wychładzania się pomieszczeń, jak i latem, kiedy wnętrza budynków się nagrzewają. Rozwiązanie proponowane przez polskich naukowców może się więc sprawdzić podczas całorocznej eksploatacji. Jak podkreślają, ilość traconego ciepła dzięki folii termoizolacyjnej można obniżyć ze średnio 30 proc. do 7,5 proc., za czym idą znaczące oszczędności na rachunkach za prąd. Ogrzewanie domu czy mieszkania odpowiada bowiem za największe zużycie energii. Takie rozwiązania w obecnych czasach kryzysu energetycznego i wysokich kosztów surowców będą zyskiwać na popularności. Tym bardziej że można je zastosować nie tylko w nowych, lecz również już zamontowanych oknach.

– Potencjał wdrożenia jest bardzo realny, ponieważ technologia wykorzystywana do produkcji takich pokryć to jest technologia ALD (Atomic Layer Deposition – osadzanie warstw atomowych). Ma już ona prawie 50 lat i od początku była przemysłową technologią. Są dostępne realne wielkie reaktory, które mogą w sposób taśmowy produkować takie ogniwa. Więc to jest w zasadzie kwestia tylko odpowiednich inwestycji firm produkujących okna albo folie do okien – uważa kierownik zespołu badawczego w IF PAN.

Wdrożenie rozwiązania będzie więc zależeć od zainteresowania ze strony producentów. Jeśli by się ono pojawiło, to czas potrzebny na uruchomienie produkcji wyniósłby zaledwie kilka miesięcy.

Według Allied Market Research światowy rynek energooszczędnych okien do 2027 roku wypracuje przychody sięgające ponad 29 mld dol. Dla porównania w 2019 roku wartość ta wynosiła nieco ponad 15,5 mld. dol. Średnioroczne tempo wzrostu utrzyma się na poziomie ponad 8 proc.