Het raam houdt bij hoge temperaturen zonnewarmte tegen en laat het bij lage temperaturen juist door. Het resultaat? Je hoeft ‘s winters minder te verwarmen en ‘s zomers minder te koelen.

Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn, maar de eerste resultaten tijdens praktijktesten zijn veelbelovend. “De resultaten van een aantal maanden monitoren laten zien dat het slimme raam schakelt van infraroodlicht (zonnewarmte, red.) doorlatend naar blokkerend, zodra er direct zonlicht op het raam valt en de omgevingstemperatuur boven de 20°C ligt,” zo vertelt professor Pascal Buskens, werkzaam bij TNO, dat het slimme raam met enkele partners ontwikkelde. “Terugschakelen naar doorlaten van infraroodlicht gebeurt doorgaans ’s nachts, wanneer het glasoppervlak afkoelt. Zo wordt de zonnewarmte in het gebouw optimaal benut en is er minder energie nodig voor zowel verwarmen als koelen.” En dat voel je ook in de portemonnee. “De extra energie- en kostenbesparingen kunnen oplopen tot 8% en €23,70 per vierkante meter raam per jaar ten opzichte van de meest geavanceerde HR++-ramen.”

Hoe werkt het?
Het slimme raam waar Buskens op basis van de eerste praktijktesten zo enthousiast over spreekt, maakt gebruik van een PVB polymeerfolie waar zogenoemde thermochrome pigmenten in verwerkt zitten. “Het thermochrome pigment bestaat uit een materiaal dat bij een vooraf ingestelde temperatuur kan schakelen tussen twee verschillende kristalstructuren,” legt Buskens uit. “De kristalstructuur bij lage temperatuur heeft infraroodlicht doorlatende eigenschappen, die bij hogere temperatuur heeft infraroodlicht blokkerende eigenschappen.”

Bij een hoge buitentemperatuur houdt het slimme raam zonnewarmte tegen. Maar zodra de buitentemperatuur onder een bepaalde waarde daalt, wordt de warmte juist doorgelaten. “Er worden optische sensoren gebruikt om de temperatuur in de thermochrome polymeerfolie continu te meten, zodat we daaruit kunnen afleiden bij welke temperatuur van de polymeerfolie het raam schakelt. De sensoren zijn ontwikkeld door de Universiteit Hasselt en IMEC,” vertelt Buskens. “Deze informatie helpt ons om de schakeltemperatuur van ons materiaal zo te optimaliseren dat we optimale energiebesparing kunnen bereiken.” Afbeelding: TNO.

Voor de praktijktest zijn de polymeerfolies met thermochrome pigmenten gebruikt om twee glasplaten aan elkaar te plakken. “Die aan elkaar geplakte glasplaten zijn gebruikt als buitenste glasplaat in een dubbelglas raam. Dat raam is geïnstalleerd in het Solarbeat testgebouw op de campus van de Technische Universiteit Eindhoven, waar we nu monitoren hoe het raam in de praktijk schakelt tussen het doorlaten en tegenhouden van infraroodlicht van de zon.”

Goed voor de portemonnee én het klimaat
En de eerste resultaten zijn dus veelbelovend. Het folie blijkt te doen wat het moet doen en op de juiste momenten infraroodlicht tegen te houden en door te laten. En daar zie je verder niets van. “Het materiaal is zowel bij een lage als hoge temperatuur transparant voor zichtbaar licht. Als gebruiker zie je de schakeling dus niet.” Waar je het wel merkt, is in de portemonnee. “Deze ramen hebben een groot voordeel in klimaten met een relatief koude winter en een relatief warme zomer, zoals bijvoorbeeld in Nederland,” vertelt Buskens. Doordat het slimme raam bij hoge temperaturen warmtestraling tegenhoudt en bij lage temperaturen juist warmtestraling doorlaat, hoef je ‘s winters minder te verwarmen en ‘s zomers minder te koelen.

Zo zou je bijvoorbeeld op warme zomerdagen de airco nog wel nodig hebben, maar aanzienlijk minder vaak en minder lang hoeven te laten draaien. “En zo verbruik je behoorlijk minder elektriciteit.” Dat is – zeker met het oog op de huidige energieprijzen – prettig voor je portemonnee. Maar het is ook beter voor het klimaat. “We hebben eerder al berekend dat als alle ramen in Nederland van deze technologie zouden worden voorzien, je zoveel energie bespaart dat je jaarlijks 4.5 megaton CO2 minder uitstoot.”

Pilot
En zo kan het slimme raam dus op meerdere fronten een verschil maken. De praktijktesten zijn echter nog in volle gang en dus kun je het raam – helaas – nog niet in je eigen woning of kantoor laten installeren. “We gaan deze pilot doorzetten tot eind 2022, zodat we leren hoe onze technologie werkt in alle vier seizoenen. De informatie die we uit deze pilot krijgen, bepaalt dan of we samen met bedrijven direct verder kunnen opschalen naar uiteindelijk een commercieel product, of dat er nog verbeteringen noodzakelijk zijn voorafgaand aan verdere opschaling en commercialisatie.”

En zo wordt ons geduld dus nog even op de proef gesteld. Maar als het slimme raam de praktijktesten met vlag en wimpel doorstaat, kan het snel gaan. Zo wijzen de onderzoekers erop dat het schakelen tussen warmte doorlaten en warmte blokkeren een intrinsieke eigenschap van het gelamineerde glas is. Dat betekent dat het slimme raam in gewone kozijnen kan worden geplaatst, zonder speciale installatie-eisen. “En het slimme raam is zowel geschikt voor huizen als ook voor niet-residentiële gebouwen,” merkt Buskens op. Ten slotte hoef je het ook voor de prijs waarschijnlijk niet te laten. “Gezien de lage kostprijs van onze technologie, zou het voor gebruikers mogelijk moeten zijn om de investering binnen zeven jaar terug te verdienen.”