Slimme ramen maken klimaatneutraal wonen beter bereikbaar

Nederland telt ruim 7 miljoen gebouwen, die samen momenteel verantwoordelijk zijn voor 40% van ons energieverbruik. Bovendien zorgt de gebouwde omgeving voor bijna eenderde van de CO2-emissies. Om te voldoen aan de eisen uit het Klimaatakkoord van Parijs, moeten alle woningen en kantoren fors verduurzamen.

Het beoogde eindresultaat is een energie- en klimaatneutrale gebouwde omgeving in 2050. Daarvoor zijn innovaties nodig die helpen het energieverbruik te reduceren. Naast zonnepanelen en warmtepompen kunnen straks slimme ramen een belangrijke bijdrage gaan leveren aan de energie- en emissiebeperking.

Airco en verwarming kunnen vaker uit

Brightlands Material Center, onderdeel van TNO, werkt momenteel aan het SunSmart slimme raam, dat voorzien is van een speciale coating. Deze thermochrome coating helpt bij het reguleren van de binnentemperatuur door in de zomer zonnewarmte tegen te houden, en in de winter juist zonnewarmte door te laten.

Hierdoor kunnen slimme ramen het gebruik van airco en verwarming beperken en dus het energieverbruik verlagen. Een gemiddeld huishouden kan met deze innovatie op jaarbasis enkele honderden euro's (circa €500) op de energierekening besparen.

Dit maakt de ramen slim

Bijzonder aan de door TNO ontwikkelde SunSmart slimme ramen is dat de thermochrome coating autonoom bij een vaste temperatuur schakelt tussen het doorlaten en tegenhouden van zonnewarmte.

Dat de SunSmart slimme ramen kunnen schakelen is een intrinsieke eigenschap van het coatingmateriaal, dat na jaren van onderzoek is geoptimaliseerd voor gebruik in transparant isolatieglas

Voordelen ten opzichte van bestaand solar control glascoatings

SunSmart ramen houden net als solar control glas de warmte in de zomer tegen zonder dat de transparantheid/kleur van het raam veranderd. Hierdoor bespaar je op airco energie, verlaag je de hitte stress en zorg je voor een hoger comfort door zowel lagere temperaturen als genoeg daglicht.

Het grote voordeel t.o.v. solar control glas is dat SunSmart schakelt en dus de zonnewarmte bij lagere temperaturen wel doorlaat (solar control glas blokkeert altijd de zonnewarmte). Hierdoor maak je optimaal gebruik van de zonnewarmte in de overige seizoenen waar je de zonnewarmte gebruikt om minder te verwarmen. De SunSmart slimme ramen waar TNO aan werkt, zijn betaalbaar en voorzien van geïntegreerde temperatuurregulatie. Extra (elektrische) aansluitingen en of het eventueel vervangen van kozijnen is daardoor niet nodig, wat de toepasbaarheid voor architecten vergroot.

Zo werken slimme ramen

De slimme ramen zijn voorzien van een temperatuurgevoelige glascoating van vanadiumdioxide, gemengd met andere ingrediënten. Afhankelijk van de temperatuur laat deze laag het infrarode licht van de zon door of juist niet.

Is het buiten kouder dan 21 graden, dan laat het slimme raam de zonnewarmte door, zodat de verwarming minder hard hoeft te werken. Is het buiten warmer, dan houdt de coating de warmtestraling tegen. Het blijft dan aangenamer binnen en de airconditioning hoeft minder vaak aan.

In alle seizoenen biedt het slimme raam dus voordelen. De thermochrome coating is voornamelijk ontworpen voor de gematigde klimaten in grote delen van Europa en de VS.

Betaalbare innovatie

Bij de ontwikkeling van de slimme ramen keek TNO nadrukkelijk naar de betaalbaarheid van de grondstoffen én het productieproces. Het resultaat is dat de SunSmart thermochrome ramen een terugverdientijd hebben van 5 tot 7 jaar. Dat is ongeveer vergelijkbaar met de investering in zonnepanelen.

Volgens TNO kunnen woningen met airconditioning jaarlijks circa 500 euro besparen op hun energierekening dankzij thermochrome ramen. Ook duurzaam: de thermochrome ramen gaan lang mee met een garandeerde levensduur van 20 jaar.

Andere toepassingen

Doordat we de thermochrome functionaliteit ook kunnen toepassen in verschillende polymeer matrixen zijn daardoor meerdere toepassingen mogelijk dan alleen gecoat isolatie glas. Door het toevoegen van thermochrome pigmenten aan een polymeer folie kunnen ook gelamineerde ramen (veiligheidsglas) worden voorzien van SunSmart, maar bijvoorbeeld ook voor retro-fit folies voor bestaand glas of toepassing in polycarbonaat sheets.

Van pilot naar grootschalige productie

Om de prestaties te testen, werden twee prototype ramen met de SunSmart-coating en twee standaard ramen geïnstalleerd en getest bij TNO's testfaciliteit SolarBEAT.

Een jaar lang werd de straling die door de ramen ging gemeten met speciale apparatuur. Deze metingen toonden aan dat de SunSmart-ramen effectief schakelden tussen het doorlaten en blokkeren van warmte, afhankelijk van de temperatuur.

Ook wonnen we de Aanmoedigingsprijs van de Glas Award 2025.

Dankzij de positieve resultaten en feedback van potentiële klanten, gaan we de spin-off technologie als onafhankelijk bedrijf in 2025 voorbereiden voor de Europese markt. We zien een grote potentie in nieuwbouw en renovatie van ramen om de hittestress van gebouwen te beperken en zo meer welzijn voor de gebruikers te creëren.

Wil je meer informatie over de mogelijkheden, of een demonstratie van de pilot line in Geleen?