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Sep 06, 2023

스마트 창문이 에너지를 절약하는 방법

출처: ISTOCK.COM/ISMAGILOV에서 수정됨 반응에 따라 색조가 변하는 스마트 창문

크레딧: ISTOCK.COM/ISMAGILOV에서 수정됨

열이나 빛 등의 자극이나 사용자의 취향에 따라 색이 변하는 스마트 창문이 점점 보편화되고 있지만, 기술이 주류가 되기까지는 시간이 좀 걸릴 수 있습니다.

겨울 동안 열을 유지하고 여름 동안 내보내는 특수 유리는 비용과 복잡성이 방해가 되지 않는다면 건물을 훨씬 더 효율적으로 만들 수 있습니다.

브리트니 J. 밀러 2022년 8월 6일

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햇볕이 잘 드는 창문을 통해 들어오는 자연광은 훌륭합니다. 눈을 가늘게 뜨고 이마의 땀을 닦아내기 전까지는 말이죠. 차양을 닫거나 에어컨을 켤 수 있지만, 방이 어둡거나 전기 요금이 오르게 됩니다.

이 난제에 대한 해결책은 40년 전에 생각해낸 것입니다. 즉, 귀하의 취향에 맞게 조정할 수 있는 스마트 창문입니다. 특정 파장의 빛을 차단하는 특수 소재를 사용하여 이 창은 날씨나 개인의 편안함에 맞춰 조정됩니다. 너무 뜨거운? 창문은 빛을 차단하고 방을 시원하게 유지하기 위해 색을 칠할 수 있습니다. 너무 춥다? 색조가 사라지고 따뜻한 자연광이 공간을 따뜻하게 해줍니다. 프라이버시를 원하시나요? 스위치를 누르면 일부 유리가 흐려질 수 있습니다.

지난 수십 년 동안 스마트 창 연구의 발전으로 기술이 실험실 수준을 넘어섰습니다. 스마트 유리 시장은 2028년까지 75억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 스마트 창 유형은 이미 보트, 자동차, 비행기에서 찾아볼 수 있으며, 사무실이나 공항 터미널과 같은 건물로 들어가고 있습니다. 그리고 몇 가지 주요 과제를 극복한다고 가정하면 언젠가 주택을 더욱 에너지 효율적으로 만드는 데 중요한 역할을 할 수 있다고 지지자들은 말합니다.

건물은 미국 에너지 소비의 무려 39%를 차지하며, 그 중 35%는 난방, 환기 및 냉방과 관련되어 있습니다. 스마트 창문은 선택적으로 열을 차단하거나 열을 유입시킬 수 있기 때문에 이러한 에너지 요구를 줄일 수 있습니다. 일반적인 건물 에너지의 약 35%가 창문을 통해 손실됩니다.

그러나 스마트 창문이 주류로 자리잡고 모든 사람의 에너지 사용량을 줄이려면 가격이 낮아져야 합니다. 현재 장치는 표준 에너지 효율 창문 가격의 최대 10배에 달할 수 있습니다. 기술을 더 저렴하게, 어쩌면 더 스마트하게 만드는 것은 연구자들의 관심 분야입니다.

재료 물리학자인 Claes-Göran Granqvist는 미래에는 "이러한 스마트 창 외에 다른 창을 가질 이유가 전혀 없습니다"라고 말합니다.

스마트 창문은 전화와 TV가 "스마트"하다고 여겨지기 훨씬 전에 탄생했습니다. 1980년대 초, 스웨덴의 Chalmers University of Technology와 캘리포니아의 Lawrence Berkeley 국립 연구소의 과학자들은 에너지 효율적인 건축 자재를 만드는 새로운 방법을 브레인스토밍하고 있었습니다. 연구원들은 색조를 동적으로 변경하는 반응형 창에 대한 아이디어를 생각해 냈습니다. 초기 연구에 참여한 Granqvist는 보조금 신청서에 "스마트 창문"이라는 문구를 사용했습니다. 그 이름은 그대로 유지되었고 최초의 스마트 윈도우는 1984년에 결실을 맺었습니다.

창문은 건물 내 즐거운 공간을 조성하고 쾌적한 실내 환경을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 차세대 스마트 창문은 더욱 친환경적이고 에너지 효율적인 경제의 핵심이 될 것입니다.

원래 프로토타입의 크기는 불과 몇 센티미터에 불과했으며 투명에서 어두워짐으로 가역적으로 변경되는 유리가 특징이었습니다. 이는 유리, 여러 층의 재료 및 작은 충격을 공급하는 투명 전도체를 함께 끼워서 달성한 위업이었습니다. 전압은 재료가 빛과 상호 작용하는 방식을 변경하여 반사되거나 흡수되는 파장을 변경했습니다.

기술이 발전함에 따라 연구자들은 열, 자외선, 자성과 같은 다른 자극에 반응하여 빛을 조작하는 다른 물질을 탐구했습니다. 오늘날에는 다양한 특수 "스마트 재료"가 사용되며 연구자들은 계속해서 새로운 재료를 조사하고 있습니다.