TNO: ‘Gezin bespaart jaarlijks 500 euro met thermochrome ramen’
Een gezin kan jaarlijks zo’n 500 euro energiekosten besparen dankzij thermochrome ramen. Dat verwacht professor dr. Pascal Buskens van TNO. Deze speciale ramen zijn een uitvinding van TNO en Brightlands Materials Center, waaraan studenten van Zuyd Hogeschool en een promovenda van Hasselt University hebben bijgedragen. Uniek aan de ramen is dat ze ’s zomers voor verkoeling zorgen en ’s winters voor verwarming. En dat zonder dat je er zelf iets voor hoeft te doen. De enige aansturing is de temperatuur buiten.
Ramen die zorgen voor minder gebruik van airco in de zomer èn verwarming in de winter: The Window of the Future (WOF). Na vier jaar intensief onderzoek hebben studenten van Zuyd met het bijzonder lectoraat Sustainable Energy in the Built Environment en een promovenda van de Hasselt University de resultaten van hun onderzoek gepresenteerd op de Brightlands Chemelot Campus in Geleen. Het onderzoek is uitgevoerd met TNO (de Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek) en Brightlands Materials Center. Dit zijn de vaste partners van Sustainable Energy in the Built Environment.
VO2
Maar hoe werken die ramen nou? Het geheim van de smid is een coating van vanadium dioxide (VO2) op het glas. “VO2 maakt van nature bij 67 graden een temperatuurswitch. Dat betekent dat het warmtestraling van de zon tegenhoudt boven de 67 graden en doorlaat als het kouder is. Maar als een raam pas zonnewarmte tegenhoudt als het warmer is dan 67 graden, heb je daar niets aan. Daarom hebben we de VO2 aangepast in het laboratorium. Nu ligt het kantelpunt bij ongeveer 20 graden”, vertellen onderzoekers Kathleen Stout (Zuyd) en Lavinia Calvi (Hasselt University).
In de praktijk komt dit erop neer dat de ramen de woonkamer merkbaar koeler houden zodra het buiten warmer wordt dan 20 graden. Bij lagere temperaturen zorgen ze er juist voor dat het huis opwarmt met zonnewarmte. “En dat is precies wat we wilden”, vertelt Kathleen. Daarnaast hebben ze de VO2 dusdanig gemodificeerd dat het zicht naar binnen of buiten hetzelfde is als bij gewone ramen. Het is dus geen getint glas maar volledig transparant.
Vervolgonderzoek
Tijdens de presentatie van de onderzoeksresultaten vertelde Zeger Vroon (bijzonder lector Sustainable Energy in the Built Environment) dat het wel nog even gaat duren voordat consumenten de ramen ook kunnen kopen. En gedurende een jaar gaat TNO de coating nu eerst op grotere glasplaten testen. Dit is nodig om in elk seizoen te kijken hoe de coating zijn werk doet. Als alles goed gaat, zijn de ramen over twee tot drie jaar te koop. Buskens verwacht dat de ramen vooral in de nieuwbouw of bij renovatieprojecten gewild zullen zijn.
Sterke coating
Aan de houdbaarheidsdatum van de coating zal het in elk geval niet liggen. Onderzoekers Fallon Colberts en Jörgen Boumans van Zuyd hebben de coating de voorbije jaren aan alle weersomstandigheden blootgesteld in een zogeheten klimaatkast. Hiervoor hebben ze de VO2 op de buitenkant van de ramen aangebracht. Zo hadden wind en regen vrij spel in de laboratoriumkast. Onder die omstandigheden kan de coating zeker vijf jaar mee. Maar in de praktijk zal de coating niet aan de buitenkant worden aan gebracht maar aan de binnenkant van het dubbelglas, zodat de laag niet beschadigd raakt. Hierdoor is de verwachte levensduur gelijk aan die van een standaard HR++ raam. “Als consument hoor en zie je niets van die coating of de switch”, vertelt Kathleen. “Je voelt het alleen aan de temperatuur in huis.”
Consument
Senior onderzoeker Wendy Broers van de opleiding Built Environment bij Zuyd heeft samen met de Universiteit Maastricht onderzocht hoe The Window of the Future kan aansluiten bij de wensen en behoeften van consumenten. “Bij alle duurzame veranderingen is het belangrijk bewoners mee te laten beslissen zodat ze zich ook medeverantwoordelijk voelen voor de energietransitie en de veranderingen aan hun woning. Niet iedereen is hetzelfde. De ene persoon wil bijvoorbeeld zonnepanelen vanwege het groene imago terwijl een ander vooral geïnteresseerd is in de nieuwste technische gadgets. Met deze verschillen moet rekening gehouden worden in communicatie en campagnes”, zegt Broers.
Foto's: Judith Houben
Zo werken wij aan een duurzamere wereld
Bij Zuyd Hogeschool gonst het van de ideeën en initiatieven die bijdragen aan een duurzamere wereld. Met het programma Duurzaam Zuyd bieden we hieraan richting en ondersteuning. In dit programma geven wij onze duurzaamheidsambities vorm: we zorgen voor een integrale plaats van duurzaamheid in ons onderwijs, we verduurzamen onze bedrijfsvoering en we investeren in de vitaliteit van onze studenten en medewerkers. We zijn er nog niet, maar we werken hier iedere dag keihard aan. Op die manier zorgen we er als hbo-instelling voor dat onze studenten zich ontwikkelen tot goedopgeleide professionals. Professionals die de kennis en de vaardigheden hebben om vanuit hun vakgebied bij te dragen aan een duurzamere wereld.
