Slim glas kan selectief licht en warmte blokkeren

Amerikaanse onderzoekers hebben een materiaal ontwikkeld dat als een dun laagje aan ruiten kan worden toegevoegd om ze 'slimmer' te maken. De nanokristallen in het glas kunnen selectief zichtbaar licht of warmte blokkeren.

Zonwering zou dankzij het nieuwe materiaal, dat in het Lawrence Berkeley National Laboratory werd ontwikkeld, niet meer nodig zijn. Een laagje glas met nanokristallen zou zichtbaar licht kunnen blokkeren of warmtestraling kunnen tegenhouden. Ook kan zowel zonlicht als infraroodlicht worden geblokkeerd. Met behulp van elektrische pulsen kan tussen de eigenschappen van de nanokristallen geschakeld worden. De techniek zou warmte op zonnige dagen buiten kunnen houden, maar wel natuurlijk licht binnenlaten. Ook kan invallend zonlicht gedimd worden en desgewenst kunnen zowel zichtbaar licht als warmte geblokkeerd worden.

De techniek maakt gebruik van speciale nanokristallen, die dankzij een elektrochromatisch effect van kleur kunnen veranderen. Daarvoor is een elektrische puls nodig en het effect is omkeerbaar. Zo kan geschakeld worden tussen een kleur die nabij-infraroodlicht kan blokkeren en een andere kleur. De daarvoor verantwoordelijke indiumtinoxide-nanokristallen zijn verwerkt in een glasmatrix met daarin niobiumoxide. Dat materiaal heeft een elektrochromatisch effect waarbij het een kleur krijgt die zichtbaar licht tegenhoudt. Door selectief de indiumtinoxide-nanokristallen of het niobiumoxide aan te sturen, kan warmtestraling of licht tegengehouden worden.

De combinatie van beide materialen werkt effectiever dan elk apart. Daardoor kunnen dunnere laagjes gebruikt worden, wat de kosten drukt. De onderzoekers werken aan een commerciële toepassing van hun glascoating. Als gebouwen met de 'slimme' ruiten worden uitgerust, zouden aanzienlijke energiebesparingen op airconditioning mogelijk zijn.

Reacties (73)

[DeBierVampier]

Hey jongens, ik heb nog een geniaal idee wat ik nog niet 10x ben tegengekomen in deze thread:

nieuws: MIT ontwikkelt zonnepaneel uit geverfd glas

Ideale combinatie!

Maar even serieus: indium is uitermate zeldzaam en helaas zijn alle revolutionaire ontwikkelingen die gebruik maken van dit materiaal niet echt vatbaar voor massa-productie.

Als iedereen even deze twee stofjes onthoud kunnen we voortaan valse hoop voorkomen, want ik zie 't veels te vaak gebeuren:

Indium : zeldzaam = geen massaproductie
Arsenicum: uitermate giftig

[Anoniem: 126717]

Indium : zeldzaam = geen massaproductie

Er is zat:

Indium’s abundance in the continental crust is estimated to be approximately 0.05 part per million.
That is about 50 times the abundance of tellurium which we looked at here and that therefore means that we have some 6 billion tonnes of indium to play with. And given that global usage of newly mined indium is currently about 600 tonnes per year…..

(bron)
Dat betekend dus dat het niet bijster goedkoop zal zijn, maar een kosten/baten analyse vertelt je of je er wel of niet voor moet gaan.

[DeBierVampier]

Tellerium
Cost, bulk: $0.44 per 100g
Source: Tellurium is sometimes found free in nature

Indium:
Cost, bulk: $54 per 100g
Source: Indium has no minerals or ores with a high concentration of the element

http://www.chemicool.com/elements/tellurium.html
[url]http://http://www.chemicool.com/elements/indium.html[/url]

Misschien heb je gelijk dat indium niet zo heel zeldzaam is, foutje van mij dan. Alsnog komt 't erop neer dat indium ruim 100x duurder is dan tellurium

[MSalters]

Zelfde verhaal als Uranium wat niet schaars is, omdat het in zeewater zit. De prijs wordt voor dit soort relatief zeldzame materialen bepaald door de winningskosten. Als er ertsen met hoge concentraties bestaan, kunnen de winningskosten relatief laag zijn.

Zegt overigens niet alles: goud komt ook voor "free in nature" maar is bepaald geen $0.44/100g.

[JP1980]

Hoe slim is dit glas?
- in de zomer wil ik warmtestraling blokkeren
- in de winter wil ik warmtestraling juist doorlaten

[Freakster86]

Met behulp van elektrische pulsen kan tussen de eigenschappen van de nanokristallen geschakeld worden.

Ik zie dit straks nog wel worden gebruikt i.c.m. de thermostaat/airconditioning. In de ruimte waar het bijvoorbeeld te koud is laat je eerst het glas meer warmtestralen doorlaten alvorens je de verwarming gaat opstoken (of beide tegelijkertijd om sneller bij de juiste temperatuur te komen).

Vice versa geldt natuurlijk hetzelfde. Airco aan en warmtestrallen vol blokken. Als ze dit dan ook nog eens weten te combineren met het opwekken van elektriciteit heb je de perfecte ruit volgens mij.

[Fjerpje]

Hangt natuurlijk af van het weer, dus de thermostaat zou dan zichzelf eigenlijk continu moeten schakelen.

[The Jester]

Wanneer je stookt wil je de warmte binnenhouden.
Door 's winters de infra rood te blokkeren, houd je de warmte binnen.

Lijkt mij in ieder geval ideaal voor in de woonkamer. Ben benieuwd wanneer het betaalbaar geproduceerd kan worden. Elke cent milieuheffing die je de overheid kunt onthouden is er immers een (1).

[ruurd v.]

In de winter kun je juist beter infrarood doorlaten, waardoor je kamer lekker opwarmt door de zonnestralen. Scheelt weer in de stookkosten... In de zomer blokkeer je het waardoor je kamer lekker koel blijft.

[The Jester]

Niet als je aan het stoken bent. Immers: als het glas IR doorlaat, dan gaat je warmte linea recta naar buiten.
Ideaal zou het zijn wanneer het glas als een membraan werkt: in de winter IR wel van buiten naar binnen, maar niet andersom (= warmte blijft in de kamer).

In de zomer zou het omgekeerd moeten werken: IR wel naar buiten, maar niet naar binnen. Helaas werkt het twee kanten uit, dus 's winters IR blokkeren levert meer op.

[Vlugge Japie]

Hoe slim is dit glas?
- in de zomer wil ik warmtestraling blokkeren
- in de winter wil ik warmtestraling juist doorlaten

Nou, dat kan toch ook? Lees het artikel nog eens door...

[Niet Henk]

Maar hoe is dit verschillend van het al bestaande en breed toegepaste smart glass? Dit heb je toch al, maar is tot nu toe meer gebruikt om ruimtes af te schermen indien nodig?

[QQ2]

Conceptueel niet wezenlijk anders maar de huidige productie method van Smartglass houd alleen zichtbaar licht en na genoeg geen IR tegen (glas zelf zorgt voor UV block).
Ook houd de huidige smartglass maar 80% van het licht tegen (dat melk witte effect) of je moet kiezen voor een optie die altijd minimal 20% blokkeerd want die kan wel volledige verduistering regelen

Deze techniek is goedkoper en bied de mogelijkheid alleen IR te blokkeren.
1 van mijn slaapkamers staat op het zuiden. In de winter een heerlijke kamer maar in de zomer een hel. Allee huidige opties om IR te blokkeren maken de kamer een stuk kouder in de winter en een heel stuk donkerder. Met deze oplossing heb je the best of both worlds, inclusief volledige verduistering

Hoop dat dit snel goed koop op de markt komt. (er is trouwens sowieso veel beweging in deze markt, was laatst ook al een kickstarter voor dit soort functionaliteit in folie)

[Delgul]

Dit ziet er erg fijn uit. Ik heb zelf een huis wat supergoed geisoleerd is, en dat is super in de winter, maar in de zomer wordt het een soort van kas vanwege de instralende zon. Dit is een techniek die ik erg goed zou kunnen gebruiken. Maar ja, het zal nog wel een paar jaar wachten zijn voordat dit tegen redelijke prijzen te koop is...

[Anoniem: 120539]

Dan is het toch wellicht niet zo heel goed geïsoleerd, in ieder geval niet de glazen delen. Met warmte werend glas kan de warmte behoorlijk buiten gehouden worden, en ook dit is nu al gewoon op de markt.
Het nieuwe aan het product in het artikel is dat de gewenste blokkade in te stellen is.

[MathijsParadijs]

Juist de gewenste blokkade is de truc om je huis swinters wel te verwarmen met 'licht' van buiten en somers niet.

Ik heb het zelfde 'probleem' met een lekker goed geïsoleerd huis swinters en een huis wat niet kouder wordt dan 25 graden somers.

Deze ontwikkeling kan wel eens de oplossing zijn hiervoor!

[witchdoc]

Dan heb je goeie isolatie maar slechte ventilatie.
Goeie ventilatie zorgt ervoor dat ellke dag het huis weer afkoelt naar om en bij de nacht temperatuur. Goeie isolatie zorgt dat't die dag ook zo 'fris' blijft.

[Inkjet]

Helaas werkt dat zo niet. Het huis als geheel warmt elke dag een beetje meer op, de muren etc. worden elke dag wat warmer. Op een bepaald moment zijn alle redelijk nieuwe huizen in de zomer erg warm geworden. Zelfs als je in de nacht alles open laat koelt wel de lucht af maar niet het beton. Als dan alle bewoners vertrekken voor hun dagelijke bezigheden en alles afsluiten (het wordt immers overdag heet) is het na tien minuten weer gewoon warm binnen. De mechanische ventilatie laat ik dan overdag ook uit, die maakt het namelijk warmer (de naar buiten afgevoerde lucht wordt immers vervangen door hete lucht van buiten). In de nacht gaat alles weer open en de ventilatie aan.
Het is verder prima, want de stookkosten zijn laag. Maar in een warme periode is het minder.

[BeosBeing]

Dat is bij ons ook. Tegenwoordig hebben we beneden een knikarmscherm en boven lamellen (type "luxaflex, maar dan van hout) en dat scheelt veel. Voor we dat hadden was het in April een weekje 20 graden buiten, werd het binnen 38 à 39 en koelde het 's nachts af tot 32 à 30.

Deze zomer was het met >30 buiten, met ramen, lamellen en gordijnen dicht 'slechts' ongeveer 33-35 binnen en kregen we het terug afgekoeld tot 28 à 30.

Daar komt bij dat we boven wel alles open kunnen zetten maar beneden slechts aan één kant. Van voren kan alleen het wc-raampje open (kier 2cm) en de voordeur.

Ontopic:
Dit glas is een mooie ontwikkeling, maar helaas zal het (net als hedendaags warmewerend glas) helaas nooit worden toegepast in huurwoningen zoals de onze. Had ik een koophuis dan wist ik het wel, en dan had ik ook wel al zonnepanelen op het dak.

[MathijsParadijs]

Lijkt mij niet dat je swinters je huis verwarmt met een airco.

Zoals ik al aangaf ging het mij om het gebruik van passieve warmte en licht. Door je huis swinters wel te laten opwarmen door de zon en somers vooral NIET.

[onetime]

Juist wel.
Een airco is een warmtepomp.
En die kunnen efficienter zijn dan andere manieren van verwarmen.

[exorbitex]

Wat voor efficientie? Kosten, energetisch of beter nog exergetisch?

Kosten
Elektrisch:
1kWh kost ca 23ct en levert 1000*3600= 3,6 MJ
Deze meneer haalt een COP van 3,51 over het hele jaar gemiddeld.
Kosten per MJ=23/3,51/3,6=1,8 ct/MJ

Gas:
1m3 kost 65ct en levert 31,65 MJ
Rendement boiler zetten we even op een lage 100%
Kosten per MJ=65/31,65=2,05 ct/MJ

Aardig concurrerend eigenlijk nu ik het zo voorreken. Dat komt energetisch en exergetisch dan helemaal goed.
Er zitten aan de zijlijn natuurlijk nog een paar if's en butts aan vast. Bestaande installaties vervang je niet zomaar en hopelijk gebruik je geen kolenstroom. Maargoed dat is een andere discussie.

Even slim zijn nog: een airco duidt in z'n algemeenheid op een installatie die de lucht behandelt. Hoe dat verder gebeurt is eigenlijk de keus van de ontwerper. Ben Bronzema (78) is laatst gepromoveerd op een natuurlijke aico die voornamelijk water en wind gebruikt.

On topic:
Je kunt hier natuurlijk ook planten voor gebruiken die in de winter hun bladeren verliezen. Dit hoef je niet perse voor je raam te plaatsen, maar erboven in de vorm van een pergola. Mooi dat we alles met techniek op proberen te lossen, maar vaak is er al heel veel mogelijk vanuit de natuur. Verder zorgen planten voor nog meer positieve effecten zoals het daadwerkelijk absorberen van de warmte ipv je terrasje extra te verwarmen. Je terrasje houdt die warmte vast en zorgt ervoor dat het 's nachts ook nog warm blijft. Vooral in stedelijke omgevingen is dit effect niet te verwaarlozen. Dit zorgt er vaak voor dat er airco's nodig zijn die extra energie slurpen. Op zich in ons landje niet zo'n probleem omdat we relatief dicht bij zee wonen. Ik was van de zomer in Berlijn en overdag 33 en 's nachts 25 is geen pretje.

Overig weetje: Nederlandse huizen gebouwd in de 60'er jaren zijn niet zo goed geisoleerd. We hadden net ons aardgas ontdekt en het idee was dat dat onverkoopbaar zou zijn als nucleaire energy groots van de grond zou komen. Dus moesten we het maar snel zelf allemaal opmaken.

[Reactie gewijzigd door exorbitex op 22 juli 2024 17:37]

[Relief2009]

Het kan wel met een climate control unit

[WhizzKid-Eddy]

Niet iedereen heeft gas of een open haard.

[RRX]

Ook heel energiezuinig inderdaad!

[Henk]

Dat komt vooral omdat de Nederlandse ideeen van 'goed geisoleerd' betekent dat je weinig stookkosten hebt. Er wordt dus van alles gedaan om de warmte vast te houden, maar dat je vergaat in de zomer van de hitte vergeet men ;-)

Warmte-werend glas zorgt s'winters voor hogere stookkosten omdat je dan die warmte ook niet hebt, en dus wordt dat als minder energie-zuinig gezien. De panelen uit het nieuwsbericht zouden hierin een uitkomst zijn

[Anoniem: 529096]

Sorry, maar dat is niet juist. HR++ glas is zowel isolerend omdat het dubbelglas is, maar het bevat ook metaaldeeltjes die de ergste zonnestraling tegenhouden en dus de warmte buitenhuiden. Maar het is geen wondermiddel.

De panelen in dit bericht zouden, als het werkt zoals beloofd, inderdaad uitkomst bieden.

[bangkirai]

HR++ is echter niet standaard zonwerend glas.....

[Anoniem: 529096]

HR++ is echter niet standaard zonwerend glas.....

Dat zeg ik ook niet. HR++ houdt deels de straling van de zon tegen. Zie wiki.

[Origin64]

Het is dan ook 9 maanden winter en twee weken zower per jaar, dus het is kosteneffectiever minder te hoeven stoken. Die twee weken is het toch veel te heet en je gaat daar echt geen airco voor kopen. Ik neem ze wel voor lief.

[Stoney3K]

Het is dan ook 9 maanden winter en twee weken zower per jaar, dus het is kosteneffectiever minder te hoeven stoken. Die twee weken is het toch veel te heet en je gaat daar echt geen airco voor kopen. Ik neem ze wel voor lief.

Dat is dus met de klimaatverandering flink aan het veranderen.

De Nederlandse winters worden wel strenger en het kan meer sneeuwen, maar de zomerperiodes worden ook langer met meer zon.

[Anoniem: 530397]

Er wordt in de ernergieprestatieberekening van een woning wel degelijk rekening gehouden met zoninstraling. Als je heel veel glas op zonbelaste gevels ontwerpt zul je hiervoor moeten compenseren anders heb je dikke kans dat je de energieprestatienorm niet haalt en die moet gehaald worden om überhaupt te mogen bouwen.

Om op je tweede punt terug te komen: isolerende beglazing zorgt in de winter juist niet voor hogere stookkosten. Als de zon in de winter krachtig genoeg zou zijn om woningen te verwarmen, had men natuurlijk nooit woningisolatie hebben hoeven "uitvinden"!
Heb je wel eens op een zonnige windstille winterdag je ramen opengezet? Ondanks het lekkere zonnetje zit je binnen no-time in je huis te klappertanden.

[Anoniem: 64119]

"Warmte-werend glas zorgt s'winters voor hogere stookkosten omdat je dan die warmte ook niet hebt, en dus wordt dat als minder energie-zuinig gezien."

Voor zover ik weet verlies je in de winter via je ramen veel meer warmte van binnen naar buiten dan dat er in diezelfde winter periode Zon binnen komt.

Overigens ben ik er dan wel benieuwd naar of deze "coating" ook in staat is om in de winter warmte binnen te houden of dat het principe alleen zo werkt dat het in de zomer warmte buiten houdt.....

[Delgul]

Met warmte werend glas kan de warmte behoorlijk buiten gehouden worden, en ook dit is nu al gewoon op de markt.

Klopt. Alleen hou je het dan in de winter ook buiten en dat wil je dan weer net niet... De instelbaarheid van dit produkt is precies ook wat ik er goed aan vind, maar dat had jij ook al opgemerkt ;-)

[Sfynx]

Dan is het toch wellicht niet zo heel goed geïsoleerd, in ieder geval niet de glazen delen. Met warmte werend glas kan de warmte behoorlijk buiten gehouden worden, en ook dit is nu al gewoon op de markt.
Het nieuwe aan het product in het artikel is dat de gewenste blokkade in te stellen is.

Het probleem is dat de warmte binnen ontstaat door de instralende zon.

[Vaevictis_]

Dat heb ik dus ook, en heb daarom warmtewerende folie op de ramen geplakt. Dat scheelt zo'n 5 graden!

Je hebt tegenwoordig ook folie die zowel warmtewerend is en tegelijke tijd isolerend. Kun je mooi in de zomer en winter profiteren.

Kijk maar eens op www.ifoha.de

[Cyb]

Ik denk dat het energiebesparende effect van dergelijke folie niet geldt voor HR++ glas. HR++ is van zichzelf warmte binnenhoudend (zonnestralen worden niet geblokkeerd, uitgaande warmte wel). Met die folie erbij, mis je de warmte van de zonnestralen in de winter, terwijl het warmte binnenhoudende effect minimaal is.

[Anoniem: 530397]

Om nog maar te zwijgen van de grote kans op glasbreuk als je dit type folie binnen op het HR++-glas plakt. Daarom is breuk met deze oorzaak ook uitgesloten van de glasgarantie.

[Anoniem: 487878]

De 10jarige fabrieksgarantie vervalt inderdaad.

Zie ook:

Aanbrengen folie op isolatieglas
In het algemeen geeft een fabrikant van isolatieglas 10 jaar garantie op isolerend dubbelglas. Deze garantie geldt uitsluitend voor het volledig dicht zijn van de eenheid. Dit betekent dat het doorzicht niet wordt verminderd door inwendige aanslag, condensatie, stof of aantasting van de coating tussen de glasbladen. Aan deze garantie zijn een aantal voorwaarden verbonden. In de garantievoorwaarden van de fabrikanten is bijvoorbeeld vermeld dat schade door veranderingen of bewerkingen aan de eenheid uitgesloten worden van de garantie. Onder veranderingen of bewerkingen verstaat men ook het aanbrengen van folie op het glas.

Bron: http://kcg.knowmany.net/b...action=view&Content_Id=77

Al zou thermische breuk niet snel ontstaan als de gehele beglazing beplakt zou worden. Omdat thermische glasbreuk een rechtstreekse gevolg is van spanningen die veroorzaakt worden door een temperatuursverschil tussen twee aangrenzende zones (bv schaduw) in eenzelfde glasblad.

[Anoniem: 314510]

Een verfijning van reeds bestaande techniek, hoewel dat niet lichtdoorlatend was.
(Ook op basis van Liquid Crystal)

Als het productieproces eenvoudig is, zal dit toch wel baanbrekend worden in bijvoorbeeld wolkenkrabbers of andere openbare gebouwen.

Pas in een veel later stadium voor de nieuwbouw van je eigen huis..

[Anoniem: 126717]

Als het productieproces eenvoudig is, zal dit toch wel baanbrekend worden in bijvoorbeeld wolkenkrabbers of andere openbare gebouwen.

Vooral als het hiermee wordt gecombineerd: nieuws: Transparante zonnepanelen voor ramen verdubbelen in rendement
Twee laagjes op je glas die je energierekening naar beneden laat tuimelen.

[Vaevictis_]

Als ze het nu eens konden combineren met Samsung transparant smart glass, dat zou wel heel tof zijn.

http://www.youtube.com/watch?v=NuoIGteFC20

On topic: Lijkt me echt een product voor Cornering, even kijken wanneer ze hiermee komen.

[hardwareaddict]

Te velen hier betrekken het op de situatie in Nederland. Handiger is om te kijken naar de grote fallus symbolen (wolkenkrabbers) die gebouwd worden op hete plekken zoals in bijvoorbeeld UAE er staan

Veel hetere plekken op de planeet zijn er niet. Zo'n gebouwtje (afgezien van feit dat helft van de bevolking gehuisvest kan worden in 1 zo'n gebouw) heeft veel profijt van glas dat warmte buitenhoudt.

[dsdevries]

Een laagje glas met nanokristallen zou zichtbaar licht kunnen blokkeren of warmtestraling kunnen tegenhouden. Ook kan zowel zonlicht als infraroodlicht worden geblokkeerd.

Wat een vreemde zin is dit. In principe heb je uv-licht, infrarood licht en zichtbaar licht. Infrarood licht is warmte. De zon straalt in principe alle drie de soorten licht uit en zonlicht is het zichtbare licht dat de zon uitstraalt. In feite wordt dus twee keer hetzelfde gezegd. Het lijkt alsof de redactie de boel een beetje door elkaar aan het halen is.

[Reactie gewijzigd door dsdevries op 22 juli 2024 17:37]

[vanaalten]

Niet helemaal. De eerste zin zegt 'A of B', de tweede zin zegt 'zowel A en B'. Als je die tweede zin weglaat denk ik "maar wat als ik beide wil tegenhouden'?

Beter was misschien geweest "zou zichtbaar licht en/of warmtestraling kunnen tegenhouden".

[Retaliator]

Dit fenomeen zie je al jaren in sciencefiction films en series. Zelfs K.I.T.T. uit Night Rider beschikte al over deze functie (ramen die donkerder konden worden door een druk op een toets). Kan er helaas even geen filmpjes van vinden online.

Leuke toepassing in de auto. Normaal getinte ramen bij weinig licht en met een druk op een toets een standje donkerder.

[Niet Henk]

Wikipedia:

Smart glass has been used in some small-production cars. The Ferrari 575 M Superamerica had an electrochromic roof as standard, and the Maybach has a PDLC roof as option. Some Privacy Glass has been applied in the Maybach 62 car for privacy protection purposes.

Je bent dus niet de enige die er zo over denkt.

[knirfie244]

Is dit nieuw? Volgens mij had "het Huis van de Toekomst" bij de Autotron dit 20 jaar geleden al...

Al dan niet met een andere technologie (volgens mij met een LCD laag op het glas).

[Reactie gewijzigd door knirfie244 op 22 juli 2024 17:37]

[style2k]

ja idd zoiets is er al . alleen in dat geval kan het glas verkleuren ofzo waardoor die alles buiten houd. maar dit glas kan dus blijkbaar licht en warmte appart buitenhouden . dus je krijgt wel licht binnen maar geen warmte of je krijgt warmte binnen en geen licht. denk dat daarin het verschil zit met het glas wat jij bedoelt

[flipthegreat]

En nu nog met zonnepaneel functionaliteit erbij !

nieuws: MIT ontwikkelt zonnepaneel uit geverfd glas

nieuws: Student TU Delft meet opbrengst elektriciteitsopwekkende ramen

[Schnitzel]

[...] “In the US, we spend about a quarter of our total energy on lighting, heating and cooling our buildings,” [...]

http://newscenter.lbl.gov...-the-iq-of-smart-windows/

het zou inderdaad een mooie besparing wezen alleen zou ik het nuttiger vinden om met het geblokkeerde licht nog iets te gaan doen zoals bij zonnecel folie voor op ramen.

Gave uitvinding, ben benieuwd of dit commercieel ook een succes zal worden, helaas is dat meestal de doorslaggevende factor bij dit soort nieuwe vindingen. Het is academisch gezien altijd heel mooi, maar helaas ligt het meestal aan de centen of het ook praktijk wordt. We zullen het merken

Terecht dat de auteurs hiermee in Nature zijn gekomen