Ciepło ucieka przez okna. Naukowcy z PAN znaleźli na to sposób

Źródło:
PAP
Zima w Górowie Iławieckim
Zima w Górowie IławieckimTVN24
wideo 2/10
Zima 2022/2023 - Polska, Europa, świat

Polscy naukowcy wpadli na pomysł, który może zrewolucjonizować ocieplanie domów podczas chłodniejszych dni. Jak przekonują, ich projekt powłoki termoizolacyjnej do szyb jest dość prosty, a także niedrogi w produkcji i bardziej skuteczny niż obecnie praktykowane metody.

Sposób na powłoki termoizolacyjne do szyb - zatrzymujące promieniowanie podczerwone - opracowali fizycy z PAN. Ich pomysł pozwala zmniejszyć skalę ucieczki ciepła zimą przez okna. Oszczędności na ogrzewaniu mogą wynieść nawet kilkanaście procent - szacują twórcy rozwiązania.

- Najsłabszym ogniwem w izolacji cieplnej budynków są często okna. Ucieka przez nie nawet 10-50 procent energii z ogrzewania mieszkań - mówił dr hab. Bartłomiej Witkowski, profesor Instytutu Fizyki PAN.

Cztery razy mniej ciepła

Jak sprawić, żeby szyby były zarazem cienkie, przezroczyste, wytrzymałe, niedrogie - i zatrzymywały energię? Sposobem polskiego zespołu jest naniesienie na szybę trwałego filtru, który nie będzie przepuszczać promieniowania podczerwonego. Zespół prof. Witkowskiego opracował przepis właśnie na takie powłoki, składające się z nanowarstw domieszkowanego tlenku cynku. Takie filtry podczerwieni mogłyby być nanoszone przez producentów okien wprost na powierzchnię szkła. Możliwe byłoby też jednak wytworzenie przezroczystej folii, którą naklei się na szybę w gotowych już oknach.

- Przez szybę z naszą powłoką uciekać będzie do czterech razy mniej ciepła niż przez taką samą szybę bez powłoki - ocenia Bartłomiej Witkowski. I dodaje, że szyba z filtrem nie zmienia koloru - jest dalej przezroczysta dla ludzkiego oka.

Badacz zaprezentował eksperyment na prototypie swojego rozwiązania. Żarówka halogenowa ogrzewa kawałek czarnego materiału, ale na drodze pomiędzy lampką i materiałem jest szybka: raz z powłoką, raz - bez. - Przy zastosowaniu szyby bez powłoki już po kilkunastu sekundach materiał rozgrzał się do ponad 43 stopni Celsjusza, a w przypadku, kiedy na drodze stanęła szybka z naszą powłoką, po minucie temperatura nie przekroczyła 30 stopni - opisał prof. Witkowski.

Tańsze i skuteczniejsze rozwiązanie

Jak dodał, na rynku istnieją już filtry podczerwieni, które poprawiają własności termoizolacyjne okien. Stosuje się je choćby w niektórych samochodach. - To rozwiązania skuteczne, ale drogie - nieopłacalne przy produkcji okien w mieszkaniach - ocenił.

Na rynku dostępne są też folie termoizolacyjne do okien domowych. - Są na rynku dwa dobre rozwiązania, które rzeczywiście przyczyniają się do oszczędności. Ich minusem jest jednak nietrwałość i to, że nie można ich nałożyć na gotowe okna. Muszą być one bowiem nakładane na wewnętrzną część okien w kontrolowanych warunkach - dostęp do tlenu błyskawicznie je degraduje. Właściwości termoizolacyjne tych konkurencyjnych folii znikają też zwykle po kilku latach użytkowania - tłumaczył.

Jak zaznaczył, w ramach badań jego zespół próbował znaleźć rozwiązanie równie skuteczne i niedrogie w produkcji, jak folie dostępne na rynku, ale znacznie trwalsze - takie, które nie będą ulegać degradacji w powietrzu i które można by zastosować w gotowych oknach.

Wszystkie ciała w naszym otoczeniu emitują promieniowanie podczerwone, a więc fale elektromagnetyczne o długości między 780 nanometrów a 1 milimetrem, niewidoczne dla ludzkiego oka. - W temperaturze pokojowej - a więc przy około 20 stopniach Celsjusza - maksimum promieniowania przypada na fale o długości 10 mikrometrów. Na szczęście ten zakres jest blokowany przez zwykłe szyby. Promieniowanie termiczne sięga jednak zakresu 1-5 mikrometra, gdzie zarówno szyba, jak i nasza atmosfera są przezroczyste - poinformował dr Witkowski.

Projekt gotowy do wdrożenia

To, że ciepło łatwo "ucieka" z mieszkania właśnie w postaci promieniowania podczerwonego, widać zwłaszcza na obrazach z kamer termowizyjnych (a więc właśnie rejestrujących podczerwień) skierowanych na budynki - na takich zdjęciach zwykle to właśnie od okien bije największy blask - co oznacza, że promieniowanie podczerwone jest tam relatywnie silne. Właśnie stąd wziął się pomysł na produkcję filtrów blokujących przenikanie promieniowania podczerwonego - z szczególności w zakresie od 1 do 5 mikrometrów.

Przepis polskich badaczy obejmuje technologię nanoszenia nanowarstw tlenku cynku na wybraną powierzchnią metodą ALD - osadzania warstw atomowych. Aby wdrożyć to rozwiązanie na rynek, potrzebny jest reaktor, w którym na szybach osadzane będą odpowiednie nanowarstwy. A takie reaktory dostępne są już w seryjnej produkcji - używa się ich choćby przy tworzeniu powłok paneli fotowoltaicznych. - Projekt osiągnął już gotowość wdrożeniową. Szukamy teraz firm zainteresowanych wdrożeniem tego rozwiązania - podsumował prof. Witkowski.

Autorka/Autor:kw

Źródło: PAP

Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock

Pozostałe wiadomości

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ostrzega przed burzami z silnym deszczem. W mocy są ostrzeżenia pierwszego i drugiego stopnia. Ulewom będzie towarzyszyć porywisty wiatr, miejscami może spaść nieduży grad.

Uwaga: ostrzeżenia IMGW przed burzami nadal w mocy

Uwaga: ostrzeżenia IMGW przed burzami nadal w mocy

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Pogoda na jutro, czyli na środę 16.07. Noc będzie pochmurna, miejscami z przejaśnieniami i rozpogodzeniami, ale w dzień niebo nad Polską zakryją chmury, z których może popadać. Temperatura będzie niższa niż we wtorek, ale nie powinna spaść poniżej 20 stopni.

Pogoda na jutro - środa, 15 lipca. Chmury, deszcz i niższa temperatura. Nocą może mocno wiać

Pogoda na jutro - środa, 15 lipca. Chmury, deszcz i niższa temperatura. Nocą może mocno wiać

Źródło:
tvnmeteo.pl

Wtorek to kolejny burzowy dzień w Polsce. W województwach warmińsko-mazurskim i zachodniopomorskim zaobserwowano leje kondensacyjne, czyli zalążki trąb powietrznych.

Lej kondensacyjny w Kołobrzegu i nie tylko

Lej kondensacyjny w Kołobrzegu i nie tylko

Aktualizacja:
Źródło:
Sieć Obserwatorów Burz

W poniedziałek wschodnie stany USA nawiedziły silne opady, które wywołały powodzie. Woda pochłonęła życie co najmniej dwóch osób. Mieszkańcy i służby oceniają skalę zniszczeń i sprzątają po przejściu żywiołu.

"To było trochę postapokaliptyczne"

"To było trochę postapokaliptyczne"

Źródło:
CNN, CBS News

Burze i przyniesione przez nie ulewy powodują szkody na południu kraju. W Jelczu-Laskowicach (woj. dolnośląskie) doszło do zalania drogi na odcinku kilku metrów, a na Opolszczyźnie żywioł uszkodził dach stodoły. Padało także w Szczecinie.

Zalane drogi i uszkodzony dach. Skutki wtorkowych burz

Zalane drogi i uszkodzony dach. Skutki wtorkowych burz

Źródło:
Oława na Sygnale, TVN24

Rządowe Centrum Bezpieczeństwa rozesłało alerty w związku z prognozowanymi burzami, ulewnymi deszczami i silnym wiatrem. Eksperci ostrzegają, że możliwe są podtopienia, i zalecają, aby w trakcie burzy znaleźć bezpieczne schronienie. Sprawdź, kto dostał alert RCB.

Alert RCB. "Znajdź bezpieczne schronienie"

Alert RCB. "Znajdź bezpieczne schronienie"

Źródło:
RCB

Sąd koronny w Newcastle skazał we wtorek Daniela Grahama i Adama Carruthersa na cztery lata i trzy miesiące więzienia za ścięcie 100-letniego jaworu, który pojawił się w filmie o przygodach Robin Hooda. Mężczyźni odpowiedzieli też za uszkodzenie muru Hadriana z II wieku naszej ery, wpisanego na listę UNESCO.

Ścięli drzewo znane z "Robin Hooda". Idą do więzienia

Ścięli drzewo znane z "Robin Hooda". Idą do więzienia

Źródło:
PAP

Najbliższe dni przyniosą ciepłą i jednocześnie dynamiczną aurę. Nad krajem pojawią się fronty niosące obfite opady deszczu, a miejscami burze. Temperatura maksymalna na ogół będzie przekraczać 20 stopni Celsjusza, a pod koniec tygodnia zbliży się do 30 st. C.

Do końca tygodnia warto mieć przy sobie parasol

Do końca tygodnia warto mieć przy sobie parasol

Źródło:
tvnmeteo.pl

Chiny zniszczyły 300 zapór wodnych na Czerwonej Rzece, będącej głównym dopływem Jangcy - podała państwowa agencja Xinhua. Cel? Ochrona środowiska. Jednocześnie jednak w innej części kraju Pekin rozpoczyna budowę nowej, największej na świecie zapory, która budzi ogromne obawy ekologów.

Chiny zniszczyły 300 zapór wodnych

Chiny zniszczyły 300 zapór wodnych

Źródło:
Xinhua, South China Morning Post, Financial Times, tvn24.pl

Kapsuła Dragon z Sławoszem Uznańskim-Wiśniewskim na pokładzie wylądowała w Oceanie Spokojnym. Do wodowania doszło w rejonie wybrzeża Kalifornii o godzinie 2.31 czasu lokalnego. Od momentu gdy polski astronauta opuścił kapsułę, zajmowały się nim służby medyczne. Teraz czeka go pobyt na obserwacji w niemieckiej Kolonii, do której leci na pokładzie polskiego samolotu rządowego.

Sławosz Uznański-Wiśniewski leci. Tym razem do Kolonii

Sławosz Uznański-Wiśniewski leci. Tym razem do Kolonii

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Intensywne opady deszczu nawiedziły miasto Fuji w japońskiej prefekturze Shizuoka. Przyniesione przez burzę tropikalną Nari ulewy spowodowały lokalne powodzie i paraliż komunikacyjny. Służby ostrzegały przed osuwiskami.

Zalane drogi, paraliż komunikacyjny. Pierwsza taka burza od niemal dekady

Zalane drogi, paraliż komunikacyjny. Pierwsza taka burza od niemal dekady

Źródło:
Reuters, NHK

Ulewny deszcz sparaliżował w poniedziałek nowojorskie metro. Woda wdarła się do wagonów i na perony, powodując chaos i masowe opóźnienia. Nagrania z zalanej stacji 28th Street ukazują pasażerów, którzy w panice unosili nogi nad zalaną podłogą.

Deszcz zalał metro, pasażerowie wskakiwali na siedzenia

Deszcz zalał metro, pasażerowie wskakiwali na siedzenia

Źródło:
Reuters, CBS News

Sławosz Uznański-Wiśniewski bezpiecznie wrócił na Ziemię. Polak od końca czerwca przebywał na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w ramach misji Axiom-4. Przed powrotem do domu astronauta skorzystał z usług "kosmicznego fryzjera".

Przed powrotem polski astronauta był u "kosmicznego fryzjera"

Przed powrotem polski astronauta był u "kosmicznego fryzjera"

Źródło:
Nichole "Vapor" Ayers/X, PAP

Sławosz Uznański-Wiśniewski wrócił z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Kapsuła wylądowała w Oceanie Spokojnym. Teraz astronautę czeka szereg badań, procedur i ważnych zadań. Jak będą wyglądały jego nadchodzące tygodnie?

Wodowanie i co dalej? Następne kroki polskiego astronauty

Wodowanie i co dalej? Następne kroki polskiego astronauty

Źródło:
tvnmeteo.pl, PAP, POLSA

Polski astronauta zakończył misję na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i jest w trakcie powrotu na Ziemię. We wtorek jego kapsuła będzie wodować w Pacyfiku. Jednak powrót jest bardziej skomplikowany i niebezpieczny niż mogłoby się wydawać.

Jak wcelować w ocean z kosmosu

Jak wcelować w ocean z kosmosu

Źródło:
PAP

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna i kapsuła Dragon - taki widok mogliśmy podziwiać w nocy z poniedziałku na wtorek na polskim niebie. Na pokładzie statku kosmicznego znajduje się polski astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski, który we wtorek wróci z ISS na Ziemię. Materiały otrzymaliśmy na Kontakt24.

Kapsuła Dragon nad Polską. Oglądaliście ostatni lot Sławosza

Kapsuła Dragon nad Polską. Oglądaliście ostatni lot Sławosza

Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24

Poniedziałek upływa w części kraju pod znakiem burz. W kilku miejscowościach pojawiły widać było groźnie wyglądający lej kondensacyjny, czyli zalążek trąby powietrznej.

Lej kondensacyjny nad Polską

Lej kondensacyjny nad Polską

Źródło:
tvnmeteo.pl

Burze przechodziły w poniedziałek nad częścią kraju. Towarzyszące im opady deszczu spowodowały, że podtopiło Suwałki, a w powiecie raciborskim zalana została trasa Pawłów-Maków. Na terenie Mazowsza spadł grad.

Suwałki popłynęły po ulewie

Suwałki popłynęły po ulewie

Aktualizacja:
Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl, Kontakt24

W niedalekiej odległości od gminy Nijar w andaluzyjskiej prowincji Almeria zatrzęsła się ziemia. Było to najsilniejsze trzęsienie ziemi od 1930 roku, na szczęście - jak poinformowały lokalne władze - nie doprowadziło do poważniejszych szkód.

Trzęsienie ziemi w Andaluzji. Było najsilniejsze od prawie 100 lat

Trzęsienie ziemi w Andaluzji. Było najsilniejsze od prawie 100 lat

Źródło:
ENEX

Największy znany fragment Marsa na Ziemi, nazwany NWA 16788, zostanie wystawiony na sprzedaż 16 lipca w domu aukcyjnym Sotheby's. To meteoryt, który znaleziony został dwa lata temu na Saharze. Spodziewa się, że cena sprzedaży wyniesie od 2 do 4 milionów dolarów.

Największy znany fragment Marsa idzie na sprzedaż

Największy znany fragment Marsa idzie na sprzedaż

Źródło:
CBS News, ABC news

Misja Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zbliża się do końca. W programie "Wstajesz i wiesz" reporter TVN24 BiS Hubert Kijek i Piotr Dziuban z firmy Creotech opowiadali o tym, jak będzie wyglądał powrót polskiego astronauty na Ziemię i tym, jakie są jego dalsze plany.

Akademia astronautów, może nawet Księżyc. Co po powrocie z ISS?

Akademia astronautów, może nawet Księżyc. Co po powrocie z ISS?

Źródło:
TVN24, PAP

Góra lodowa zagraża portowi w niewielkiej miejscowości Innaarsuit na Grenlandii. Jak poinformował lokalny nadawca KNR, masa lodu znalazła się niebezpiecznie blisko zakładu przetwórstwa ryb i lokalnego sklepu. Służby monitorują sytuację na wypadek pęknięcia lodu.

Góra lodowa utrudnia im pójście do sklepu

Góra lodowa utrudnia im pójście do sklepu

Źródło:
PAP

Burze z gradem przechodziły w niedzielę nad Polską. W południowej części kraju strażacy mieli pełne ręce roboty - na Podkarpaciu doszło do przerw w dostawach prądu, a w Małopolsce wiatr zwiał dach z kościoła. Groźnie wyglądające chmury szelfowe pojawiły się także na północy.

Przerwy w dostawach prądu, podtopienia. Burzowa niedziela w Polsce

Przerwy w dostawach prądu, podtopienia. Burzowa niedziela w Polsce

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

Turcja walczy z pożarami lasów. Ogień ponownie pojawił się w zachodniej części kraju, która płonęła jeszcze niecałe dwa tygodnie temu. Służby walczą z żywiołem z ziemi i powietrza.

Ugasili śmiertelnie groźny pożar, po dwóch tygodniach ogień wrócił

Ugasili śmiertelnie groźny pożar, po dwóch tygodniach ogień wrócił

Źródło:
Reuters, aa.com.tr

Zaraz po weekendzie temperatura zbliży się do 30 stopni. Co czeka nas w kolejnych dniach? Sprawdź najnowszą autorską długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeto.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: idzie duża zmiana

Pogoda na 16 dni: idzie duża zmiana

Źródło:
tvnmeteo.pl