تُعتبر النوافذ من المصادر الرئيسية لهدر الطاقة في المباني، حيث يشكل هذا القطاع حوالي 40% من استهلاك الطاقة العالمي، فالحرارة التي تدخل عبر الأسطح الزجاجية تقلل بشكل كبير من كفاءة التدفئة والتبريد، لذا، قام فريق بحثي في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) بتطوير تقنية نوافذ ذكية مناسبة للمشاة، لا تعمل فقط على تحسين كفاءة التدفئة والتبريد في المباني الحضرية، بل تعالج أيضًا مشكلة الازدحام المزمنة في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية، ومع تزايد الطلب على تقنيات بناء أكثر ذكاء وكفاءة، تمثل النوافذ الذكية النشطة حلاً مبتكرًا، فهي تختلف عن الزجاج التقليدي الذي يستجيب بشكل سلبي لتغيرات الضوء أو درجة الحرارة، بينما تتيح هذه الأنظمة التحكم الفوري في الضوء والحرارة من خلال.
ابتكر فريق KAIST نسخة متطورة من هذه التقنية تُعرف باسم RECM (الترسيب الكهربائي العكسي والمرآة الكهرومية)، وهي جهاز كهرومي أحادي الهيكل ينظم بفعالية انتقال الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يتيح تحكمًا دقيقًا في المناخ الداخلي والتوهج، وفقًا لموقع interesting engineering.
ممكن يعجبك: تفاصيل أول عرض متعدد الأنماط في العالم في حالة انعدام الجاذبية
تتمثل إحدى أهم تطورات نافذة KAIST الذكية في قدرتها على كبح التوهج الناتج عن الضوء المنعكس الخارجي، وهي مشكلة لطالما عانت منها النوافذ التقليدية القائمة على الترسيب المعدني، من خلال دمج المواد الكهرومية مع عملية ترسيب محسّنة، نجح فريق البحث في ابتكار “نافذة ذكية مناسبة للمشاة” مثالية لبناء المنازل، حيث توفر رؤية محسّنة وراحة في البيئات الحضرية.
مقال له علاقة: كيف ستدير “تسلا” عن بعد سياراتها الذكية؟ وما حدود هذه التقنية؟
تقدم نافذة RECM الذكية، التي طورتها KAIST، حلاً متعدد الاستخدامات للتحكم في المناخ الحضري من خلال ثلاثة أوضاع تشغيل متميزة، ففي الوضع الشفاف، تسمح النافذة بمرور ضوء الشمس والحرارة بحرية، مما يجعلها مثالية لتدفئة المساحات الداخلية خلال الأشهر الباردة.
عند الحاجة إلى الخصوصية وتنظيم درجة الحرارة، يتحول لون النافذة إلى أزرق غامق عن طريق تفعيل المواد الكهروكرومية التي تمتص بعض الضوء والحرارة، وأخيرًا، في وضع الانعكاس، تتشكل طبقة فضية على الزجاج تعكس جزءًا كبيرًا من ضوء الشمس والحرارة، بينما تقلل الصبغة الزرقاء من وهج الشمس للمشاة في الخارج.
يوفر هذا النظام ثلاثي الأوضاع للمباني أداة ديناميكية لإدارة الضوء والحرارة والوهج طوال اليوم، مما يُحسن كفاءة الطاقة والراحة الحضرية.
لاختبار التأثير الواقعي لتقنية RECM، أجرى فريق البحث تجارب باستخدام نموذج منزل مصغر، حيث ارتفعت درجة الحرارة الداخلية باستخدام نافذة زجاجية تقليدية إلى 58.7 درجة مئوية في 45 دقيقة فقط، بينما عند ضبط نافذة RECM على الوضع الثالث، انخفضت درجة الحرارة بشكل ملحوظ إلى 31.5 درجة مئوية، مما يُظهر انخفاضًا ملحوظًا بنحو 27.2 درجة مئوية.
وفقًا لمؤلف الدراسة، البروفيسور هونغ تشول مون من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا، فإن هذا البحث يتقدم إلى ما هو أبعد من تقنيات النوافذ الذكية التقليدية التي تركز فقط على التحكم في الضوء المرئي، مما يخلق منصة تدير درجات الحرارة الداخلية بشكل نشط مع تحسين السلامة البصرية للمشاة، مع التطبيقات المتوقعة في المباني الحضرية والمركبات والقطارات.
