Zomer. Blauwe lucht. Zonneschijn. Maar op kantoor of thuis merk je er niet veel van, omdat de jaloezieën het zicht blokkeren zodat de warmte buiten blijft. Dit scenario zou binnenkort verleden tijd kunnen zijn:EPFL-onderzoekers werken met Empa aan een vensterglas dat in de zomer de hitte buiten houdt en tegelijkertijd een goed zicht op de buitenwereld geeft.

Afhankelijk van het seizoen, ramen moeten een andere functie hebben om voldoende comfort te bieden in kantoren en appartementen. In de zomer moeten ze de warmte weghouden en verblinding door de zon voorkomen. In de winter moeten ze het weinige licht optimaal in de kamer verdelen. Een team onder leiding van Andreas Schüler van het Laboratorium voor Zonne-energie en Bouwfysica van EPFL heeft onlangs een raam ontwikkeld dat aan al deze criteria voldoet. In samenwerking met Empa-onderzoekers onder leiding van Patrik Hoffmann van het Laboratory for Advanced Materials Processing in Thun, er wordt momenteel gewerkt aan de productie ervan, waardoor zonwering binnenkort overbodig zou kunnen worden. Seizoensgebonden vensterglas vermindert oververhitting in de zomer en verblinding in gebouwen en zorgt in de winter voor een hoge zonne-energie en daglichttoetreding. Dit alles zonder het zicht naar buiten te belemmeren door middel van dimmen of jaloezieën.

Jing Gong, een doctoraat student aan EPFL, gebruikte Empa's zeer complexe lasersysteem in Thun om met de precisielaser een zogenaamde mastervorm met een microgestructureerd oppervlak te produceren. Microspiegels worden vervolgens verdampt in deze microgroeven en ingekapseld in een polymeerfilm. Deze folie kan vervolgens eenvoudig in een conventioneel raam met dubbele beglazing worden gestoken. De opstelling van zogenaamde "Compound Parabolische Concentrator" (CPC) lenzen wordt gebruikt om zonlicht optimaal te reflecteren met een lage zichtbaarheidsbeperking. Terwijl de eerste prototypes in het laboratorium zijn ontwikkeld, de onderzoekers zijn al bezig met opschaling. In een proefproject in samenwerking met BASF Zwitserland, het team werkt aan een productieproces dat het mogelijk moet maken om de raamglascoating bestaande uit miljoenen microspiegels met hoge precisie te produceren, snel en voordelig. Dit vormt een grote uitdaging vanwege de zeer hoge optische kwaliteitseisen. De volgende stap is om te laten zien of het glas de alledaagse test doorstaat. De ramen worden geïnstalleerd in het NEST-gebouw op de Empa-campus in Dübendorf in de Solace-eenheid van EPFL.

Het innovatieve vensterglas biedt tal van voordelen, zoals de onderzoekers bevestigen in een eerste schatting. "Het glas kan het verbruik van thermische energie van verwarming of airconditioning met 10 tot 20 procent verminderen, " zegt Hoffmann. In veel gevallen jaloezieën zouden in de toekomst achterwege kunnen blijven. Het licht moet ook gelijkmatiger door de ruimte worden verdeeld. In hun onderzoekswerk de onderzoekers konden aantonen dat het idee werkt. De daglichtautonomie wordt aanzienlijk vergroot. Met een lichtinval van 60 graden, de prototypes leiden al 80% van het licht af - in een bijna horizontale richting. Hierdoor zijn zelfs de verste hoeken van een kantoor of appartement beter verlicht, die een positieve invloed kunnen hebben op het leefklimaat, vooral in de winter - in donkere lichtomstandigheden. Het raam blijft ook transparant, het uitzicht is niet veranderd.