طور باحثون من جامعة بن غوريون نافذة "خضراء" توفر الطاقة في الشتاء والصيف

يوجد في "نافذة الفصول" وضع خاص لموسم الشتاء (التدفئة) وموسم الصيف (الوقاية من ظاهرة الاحتباس الحراري)، وسيوفر الطاقة في كل من المنازل السكنية ومباني المكاتب

قام باحثون من جامعة بن غوريون بتطوير نافذة تعتمد على نظام زجاجي يتغير خصائصه حسب الفصول، وذلك عن طريق تدوير الزجاج بمقدار مئة وثمانين درجة. "نافذة الفصول"، التي يوجد فيها وضع خاص لموسم الشتاء (التدفئة) وموسم الصيف (الوقاية من ظاهرة الاحتباس الحراري)، ستوفر الطاقة في كل من المنازل السكنية ومباني المكاتب.

تم تطوير النافذة من قبل البروفيسور يائير عتصيون والبروفيسور أفيتار أرييل من وحدة هندسة الصحراء في معهد بلوستين لأبحاث الصحراء في حرم جامعة بن غوريون في سدي بوكر، كجزء من مشروع تطوير متعدد الجنسيات يشارك فيه الاتحاد الأوروبي. الشريك الذي استثمر حوالي 600 يورو. وفي وقت لاحق، تعاون مع باحثي الجامعة والصناعيين في شركة "ألوبين"، التي تتمتع بخبرة واسعة في تصميم وتنفيذ أنظمة الزجاج القائمة على الألومنيوم، لتوفير حل بيئي سلبي رخيص التصنيع وسهل التجميع.

في النافذة الخاصة، التي تسعى إلى تلبية الرغبة في الشفافية دون المساومة على كفاءة الطاقة، ابتكر المصممون نافذة ثورية، بالمعنى الحرفي للكلمة: يمكن تحويلها من الوضع الشتوي إلى الوضع الصيفي عن طريق الدوران. تعمل النافذة الجديدة على تقليل الوهج البصري الناتج عن الجمع بين النوافذ الكبيرة - اللازمة للتدفئة الشمسية في الشتاء، وتوقف بهتان الأجسام الموجودة في الفضاء نتيجة لأشعة الشمس المباشرة التي تضربها وتقلل من تأثير "البقع الشمسية" التي تنشأ في المكان حيث يضرب ضوء الشمس المباشر شاغلي المكان ويمنحهم شعورا بالدفء الشديد غير مريح

يتكون النظام من لوحين زجاجيين متوازيين، يتم تركيبهما على مسافة صغيرة من بعضهما البعض. إحدى الألواح عبارة عن زجاج عادي شفاف (أو عازل) يتيح إغلاق المساحة - كما هو الحال في أي نظام زجاجي آخر. اللوحة الثانية عبارة عن لوحة من الزجاج "الداكن" التي تنقل جزءًا فقط من إشعاع الشمس وفي نفس الوقت تمتص جزءًا آخر مهمًا منه وتسخن في هذه العملية. عادة ما تكون هذه اللوحة أغمق من اللوحة العادية وتعمل بمثابة "نظارة شمسية" على النافذة. يتم تحديد درجة عتامة هذا الزجاج وفقا لاعتبارات المخطط، مع مراعاة ظروف المكان الذي تم تركيب النافذة فيه. في أسفل الزجاج الداكن وفي الأعلى توجد فجوة ضيقة، تسمح للهواء بالتغلغل في الفراغ الموجود بين لوحي الزجاج والتحرك بينهما. يتم تضمين نظام الزجاج بأكمله في إطار يدور بمقدار مائة وثمانين درجة على محور عمودي داخل إطار النافذة الثابتة.

أما بالنسبة لفصل الشتاء، يوضح البروفيسور عتصيون، فإن الزجاج الداكن يتم توجيهه نحو داخل المساحة، بينما يتم توجيه الزجاج الشفاف إلى الخارج. "يخترق الإشعاع الشمسي ذو الموجة القصيرة الزجاج الشفاف ويؤدي إلى إتلاف الزجاج الداكن. يسخن الأخير وينبعث إشعاع طويل الموجة في اتجاهين: إلى الفضاء (على غرار المبرد الكهربائي الموجود) الذي يسخنه، وإلى الزجاج الشفاف الذي يحجبه ولا يسمح بانبعاثه إلى الخارج. ظاهرة الاحتباس الحراري - تذكر؟ بسبب ارتفاع درجة حرارة الزجاج الماص، يتم إنشاء تدفق هواء بين الألواح الزجاجية - يدخل الهواء من المساحة الساخنة من خلال الفتحة السفلية، ويسخن، ويرتفع في الفجوة بين الزجاجات ويتم تفريغه - أكثر سخونة - في نفس الفضاء من خلال الفتحة العلوية. والنتيجة - التسخين بالإشعاع طويل الموجة (غير ضار!) والحمل الحراري، مما يقلل من شدة الضوء ويمنع الوهج والوهج. كما أن الإشعاع المباشر من الشمس لا يمكن أن يؤذي الإنسان في الفضاء... استمتع بجميع فوائد التدفئة بمساعدة الإشعاع الشمسي، وتخلص من جميع "الآثار الجانبية".

يشرح زميله في التطوير، البروفيسور آرال، كيف تعمل النافذة في فصل الصيف: الزجاج الداكن متجه للخارج، والزجاج الشفاف متجه للداخل. يضرب الإشعاع الشمسي القصير الزجاج الداكن، الذي ينطلق منه الإشعاع طويل الموجة (الذي نتخلص منه...) باتجاه الزجاج الشفاف، حيث يتم حجبه بالكامل تقريبًا. يخترق الهواء الخارجي الفراغ الموجود بين ألواح الزجاج، ويمتص الحرارة من كلا اللوحين، ويطرد إلى الخارج. يسمح الزجاج الداكن أيضًا بدخول ضوء أقل إلى الفضاء. ليست هناك حاجة للمصراع، فالفتحة مكشوفة والمنظر مرئي من خلالها وتكون شدة الضوء في الفضاء في المستوى المطلوب!

تعتبر "نافذة الفصول" كما ذكرنا الحل الأمثل لمداخل المنازل الخاصة والمباني العامة. "إن تركيب "نافذة الفصول" في الشقق والفلل والمشاريع سيؤدي إلى تحسين تكييف الهواء الطبيعي في المبنى، وسيجعل المساحات أكثر متعة من خلال منع الوهج والحرارة في الصيف والتدفئة في الشتاء، وسيقلل من تكاليف يقول الباحثون إن التدفئة والتبريد الاصطناعي سيساعدنا جميعًا على حماية كوكبنا.