Okna patří mezi největší zdroje energetických ztrát v budovách. Významná část tepla přes ně bez užitku uniká ven. Nový transparentní materiál by mohl tuto situaci změnit a toto téma je pro Česko stále aktuálnější na pozadí růstu cen energií a zvýšeného zájmu o energetickou účinnost bydlení.
Okna jsou jednou z největších „energetických netěsností“ budov. Přes okna se ztrácí více tepla než přes většinu ostatních konstrukčních prvků. Nedávno vyvinutý průhledný materiál může v budoucnu tyto ztráty výrazně omezit: propouští téměř veškeré denní světlo a zároveň izoluje natolik účinně, že se z hlediska energetických vlastností může měřit s masivní obvodovou stěnou.
Zvýšení energetické účinnosti oken bez ztráty světla
Materiál s názvem Mochi vyvinul vědecký tým na jedné z technických univerzit ve Spojených státech a výsledky výzkumu byly publikovány v respektovaném mezinárodním odborném časopise. Podobné inovace budí zájem i u evropských odborníků, včetně Česka, kde se aktivně diskutují způsoby modernizace bytových i veřejných budov.
Cílem výzkumníků je výrazně zlepšit energetické parametry oken bez snížení množství přirozeného denního světla, což je zvlášť důležité v husté městské zástavbě a u historických budov, které jsou v českých městech běžné.
Budovy spotřebovávají přibližně 40 % veškeré energie
Poptávka po takových řešeních je vysoká. Budovy jsou celosvětově odpovědné přibližně za 40 % celkové spotřeby energie, především kvůli vytápění a chlazení. Podobná situace je i v Česku. Ačkoliv okna v průměru tvoří jen asi osm procent obálky budovy, uniká přes ně značná část tepla. Ani moderní vícekomorová izolační zasklení zatím dokážou tyto ztráty omezovat jen částečně.
Název Mochi je zkratkou pro Mesoporous Optically Clear Heat Insulator, tedy „mezopórový opticky čirý tepelný izolant“. Materiál tvoří silikonová struktura s póry v nanometrové velikosti. Tyto póry jsou menší než vlnová délka viditelného světla, díky čemuž zůstává materiál téměř zcela průhledný a současně výrazně snižuje přenos tepla.
Materiál vykazuje vysoké tepelněizolační vlastnosti
Měření ukazují, že přes takovou fólii projde více než 99 % viditelného světla. Pro srovnání, běžná jednoduchá skla propouštějí přibližně 85–90 %, moderní dvojskla nebo trojskla zhruba 75–85 % a 65–75 %. Energeticky úsporná, protisluneční nebo tónovaná skla mají často propustnost světla pod 65 %, což je zvlášť patrné v podmínkách často zataženého počasí ve střední Evropě.
Zároveň materiál vykazuje mimořádně dobré tepelněizolační parametry. Tepelná vodivost Mochi je přibližně 10 milivatů na metr a kelvin. U nehybného vzduchu v tradičních izolačních oknech je tento ukazatel zhruba 27 milivatů. Díky tomu je materiál mimořádně perspektivní pro vysoce energeticky účinné okenní konstrukce, které by mohly snížit náklady na vytápění v českých domácnostech.
Okna mohou být srovnatelná se zateplenými obvodovými stěnami
Mochi se neuvažuje pouze pro klasická okna, ale také pro střešní okna, skleněné fasády, skleníky a systémy denního osvětlení, tedy řešení, která se aktivně využívají i v Česku. První testy naznačují, že okna s tímto materiálem mohou být z hlediska energetických vlastností srovnatelná s dobře zateplenými obvodovými stěnami.
Vývoj je však zatím v rané fázi. V současnosti se daří vyrábět fólie pouze do velikosti přibližně jednoho čtverečního metru. Výzkumníci to však považují především za technické omezení a domnívají se, že v budoucnu je průmyslové škálování reálné, což otevírá perspektivy pro využití podobných materiálů i na evropském trhu.