Branża stolarki budowlanej, szczególnie w zakresie okien i drzwi, należy do jednej z najbardziej innowacyjnych. Producenci tych wyrobów, w tym także polscy, wyznaczają nowe trendy i kierunki rozwoju, inspirując konstruktorów i architektów do tworzenia wizjonerskich projektów. Okna z szybami generującymi prąd i ciepło lub z wyświetlanymi na nich filmami albo stronami internetowymi, a także otwieranymi gestem lub telefonem są już rzeczywistością i dostępne w sprzedaży.
KIERUNKI ROZWOJU OKIEN
Ciągle wzrastające potrzeby ludzkie wymuszają zmiany, często rewolucyjne, w codziennie użytkowanych produktach. Jest to widoczne także w budownictwie, szczególnie w branży okienno-drzwiowej. Mieszkania i całe budynki mieszkalne, biura i inne budynki użyteczności publicznej powinny stawać się coraz bardziej bezpieczne i funkcjonalne. W związku z tym okna przestają być tylko otworowym wyrobem budowlanym dostarczającym światło i ciepło słoneczne oraz umożliwiającym wymianę powietrza. Istotną sprawą jest także ograniczenie negatywnego wpływu działania człowieka na środowisko, głównie w zakresie zmian klimatycznych. Nowe rozwiązania konstrukcyjne okien powodują, iż wyroby te stają się elementami zarządzania mieszkaniem lub budynkiem. Produkowane są okna z przeziernymi szybami wytwarzającymi prąd oraz z powłokami, które oddają energię w postaci światła. Kupić już również można okna tzw. interaktywne z wkładami szybowymi pełniącymi taką samą rolę jak ekrany laptopów. Wdrożono także do produkcji szyby okienne będące promiennikami ciepła.
Przyjąć można, iż okna produkujące prąd służący do oświetlenia pomieszczeń i ich ogrzania zimą, staną się przyszłością techniki okiennej, a także ścian fasadowych. Podkreślić należy, że nie jest to zbyt odległa przyszłość, gdyż okna produkujące prąd są już dostępne. Stanowi to także wkład branży stolarki w powstrzymanie negatywnych skutków kryzysu klimatycznego na świecie.
NOWE FUNKCJE OKIEN
OKNA REGULUJĄCE KLIMAT POMIESZCZENIA
Jak już powyżej przedstawiono, niektóre z obecnie produkowanych okien mogą być elementami zarządzania mieszkaniem lub budynkiem. Przy pomocy okien można zarządzać oszczędzaniem energii cieplnej i ilością światła oraz ciepła słonecznego wpadającego do wnętrza. Ponadto mogą być wyposażone w urządzenia regulujące dopływ powietrza i klimat w pomieszczeniu. Bardzo często jest to połączone z okuciami zwiększającymi odporność na włamanie, w tym z informującymi o takich próbach.
Jako przykładowe rozwiązania z tego zakresu można wymienić okna z zabudowanymi kompaktowymi nawiewnikami z funkcją rekuperacji czyli odzyskiwania ciepła. Ich działanie polega na przenoszeniu ciepła ze zużytego i wychodzącego powietrza na świeżo wpływające do pomieszczenia, co powoduje jego rozgrzanie. Pozwala to na zapewnienie zdrowego klimatu w mieszkaniu, z jednoczesną oszczędnością energii. Takie nawiewniki oferuje m.in. firma SIEGENIA, a ich zasadę działania przedstawia fot. 1. Są to nawiewniki typu AEROMAT VT, charakteryzujące się wysokim stopniem odzysku ciepła bez konieczności odprowadzania kondensatu, inteligentnym systemem filtrowania oraz zintegrowanym automatycznym sterowaniem poziomu wilgoci i dwutlenku węgla (CO2). Komfortową obsługę zapewnia nawiewnik w wariancie „smart”, w którym jest wyposażony w moduł Wi-Fi, umożliwiający sterowanie parametrami za pomocą smartfona lub tabletu, poprzez stosowną aplikację.
OKNA WYTWARZAJĄCE PRĄD
Dość powszechnie stosowane są panele fotowoltaiczne instalowane na dachach, będące źródłem prądu elektrycznego. Technologia fotowoltaiczna znalazła także zastosowanie w oszkleniach okiennych w postaci powłoki z tzw. kropek kwantowych, czyli małych półprzewodników o rozmiarach rzędu kilku do kilkudziesięciu nanometrów ( 1 nanometr = 0,000 000 001 m). Kropki absorbują promienie słoneczne i działają jak światłowód, prowadząc energię do krawędzi, w których są usytuowane ogniwa właściwe. Taki koncentrator wychwytuje promienie słoneczne niezależnie od kąta nachylenia.
Firma ML System z Rzeszowa działająca na rynku fotowoltaniki zintegrowanej z budynkami, uzyskała w Polsce kilka patentów na sposób wytwarzania modułów fotowoltaicznych z wykorzystaniem technologii kropek kwantowych i przygotowuje się do uruchomienia ich produkcji. Jest to przeźroczysta szyba zamieniająca promienie ultrafioletowe i podczerwone na energię elektryczną. Kropki kwantowe tworzą niewidoczną powłokę w szkle budowlanym o powszechnym zastosowaniu, które w wyglądzie niczym się nie różni od tradycyjnych szyb zespolonych. Jednak oprócz podstawowej funkcji zapewnienia doświetlenia pomieszczeń przy jednoczesnej izolacji termicznej, ma dodatkową funkcję w postaci generowania darmowej energii elektrycznej ze słońca.
W literaturze fachowej można znaleźć informacje, iż technologia fotowoltaiczna bazująca na kropkach kwantowych pozwala już obecnie wyprodukować z każdego m² szyby około 200 W energii elektrycznej. Przeciętne mieszkanie wyposażone w przybliżeniu w 10 m² przeszkleń okiennych jest w stanie wytworzyć w ciągu godziny 2 kWh energii. Dodać należy, iż dla realizacji tego przedsięwzięcia wystarczy dotychczasowe standardowe szyby okienne zastąpić nowymi – fotowoltaicznymi.
OKNA OŚWIETLAJĄCE WNĘTRZA
Przedstawiona powyżej technologia pozwoli wkrótce nanieść na szybę okna powłokę, która odda energię w postaci światła. Wraz ze spadkiem w ciągu dnia intensywności światła słonecznego zwiększać się będzie moc „świecenia” szyby okiennej. Kiedy już nastąpi noc, intensywność światła okiennego i jego temperatura barwowa będzie identyczna jak naturalnego światła w ciągu dnia. W związku z tym dodatkowe źródła światła w pomieszczeniu z takimi oknami staną się całkowicie zbędne.
OKNA OGRZEWAJĄCE POMIESZCZENIA
Promieniowanie słoneczne generuje ciepło, które szczególnie w okresie jesienno-zimowym jest niezbędnym elementem w kształtowaniu klimatu w pomieszczeniach. Stało się to przyczyną do wdrożenia do produkcji szyb okiennych, będących promiennikami ciepła. Tego rodzaju szyby emitują promieniowanie cieplne ze słońca, w związku z czym mogą zastąpić instalacje centralnego ogrzewania. Dodać jeszcze można, iż jest to promieniowanie ukierunkowane, przez co nie nagrzewa szyby zewnętrznej, a w konsekwencji nie powoduje strat energii. Według producentów tych szyb, ilość emitowanej energii wystarczy do ogrzania pomieszczenia, dając tym samym użytkownikom poczucie dużego komfortu cieplnego.
OKNA INTERAKTYWNE
Już w chwili obecnej są dostępne w handlu okna z wkładami szybowymi spełniającymi takie same funkcje jak ekrany laptopów. Efektem ich zastosowania może być sytuacja, w której zamiast widoku krajobrazu z okna można zobaczyć na nim dowolny obraz telewizyjny, filmowy itp. Technologia tego typu pozwala także na regulację intensywności i jasności obrazu. Podkreślić należy, iż sposoby wykorzystania okien z taką funkcją w budynkach mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego oraz w biurach i innych obiektach użyteczności publicznej są niemal nieograniczone.
Również polskie firmy z branży okiennej podjęły działania nad stworzeniem okien pozwalających na oglądanie telewizji, korzystanie z Internetu lub pracę na panelu dotykowym. Jedną z nich jest firma Drutex, która opracowała konstrukcję okna łączącego najlepsze cechy związane z energooszczędnością i funkcjonalnością z dodatkowymi funkcjami multimedialnymi. Produkt o nazwie SmartWindow składa się z interaktywnego okna oraz jednostki sterującej odpowiadającej za kontrolę i interakcję z użytkownikiem poprzez szereg interfejsów. Sama matryca LCD (wyświetlacz ciekłokrystaliczny) jest zamknięta w szybie zespolonej, która chroni wyświetlacz przed wpływem czynników zewnętrznych. Do okna można podłączyć pendrive lub dysk przenośny z danymi multimedialnymi, klawiaturę oraz myszkę. Istnieje również opcja wykorzystania domowej sieci komputerowej celem podłączenia okna do Internetu, co stwarza zupełnie nowe możliwości funkcjonalne okna. W materiałach informacyjnych firmy Drutex z tego zakresu, zamieszczona jest ilustracja okna SmartWindow zobrazowana w niniejszej publikacji na fot. 3.
Kolejnym polskim producentem z branży okiennej prowadzącym prace związane z oknami interaktywnymi jest firma Oknoplast. Dotychczas zaprezentowała prototyp okna wyposażonego w matrycę LCD typu transparent z integrowanym panelem dotykowym. Na szybie można wyświetlać wszelkiego rodzaju obrazy, np. filmy czy strony internetowe, a także zarządzać nimi, jak na urządzeniu dotykowym. Informacja o prototypie obejmuje także ilustrację, którą przedstawiono na fot. 4.
inż. Zbigniew Czajka
OKNO 4/2019
Literatura
K. Klos „Innowacje w branży okienno-drzwiowej” ,Materiały budowlane
Nr 8/2019
Materiały informacyjne firm: SIEGENIA, ML System, Drutex, Oknoplast
1.webp)
.webp)
.webp)
