חוקרי אוניברסיטת בן-גוריון פיתחו חלון 'ירוק' שחוסך אנרגיה גם בחורף וגם בקיץ

חוקרי אוניברסיטת בן-גוריון פיתחו חלון, המבוסס על מערכת זיגוג שמשנה את תכונותיו בהתאם לעונות השנה, באמצעות סיבוב הזיגוג במאה שמונים מעלות. "חלון העונות", בו יש מצב מיוחד לעונת החורף (חימום) ולעונת הקיץ (מניעת התחממות), יחסוך אנרגיה הן בבתי מגורים והן במבני משרדים.

החלון פותח על ידי פרופ' יאיר עציון ופרופ' אביתר אראל מהיחידה לאדריכלות מדברית שבמכונים לחקר המדבר ע"ש בלאושטיין בקמפוס אוניברסיטת בן-גוריון בשדה בוקר, במסגרת פרויקט פיתוח רב-לאומי, לו שותף האיחוד האירופי, שהשקיע בו כ-600 אלף אירו. בהמשך חברו חוקרי האוניברסיטה ותעשייני חברת אלובין, שלה ניסיון בתכנון וביצוע מערכות זיגוג מבוססות אלומיניום, כדי להעניק פתרון אקולוגי פאסיבי זול לייצור ופשוט להרכבה.

את החלון ניתן להפוך, על ידי סיבוב ממצב חורף למצב קיץ. החלון החדש מקטין את הבוהק הוויזואלי הנוצר כתוצאה משילוב חלונות גדולים הדרושים לחימום סולארי בחורף, מפסיק את דהיית החפצים בחלל כתוצאה מפגיעה של קרינת שמש ישירה בהם ומקטין את אפקט "כתמי השמש", הנוצרים בחלל בהם פוגעת קרינת שמש ישירה.

במערכת שני לוחות זיגוג מקבילים, המותקנים במרחק קטן האחד מהשני. לוח אחד הוא זיגוג שקוף רגיל (או בידודית), המאפשר את אטימת החלל כמו בכל מערכת זיגוג אחרת. הלוח השני הוא לוח של זכוכית "כהה", אשר מעבירה רק חלק מקרינת השמש, ובמקביל בולעת חלק ניכר אחר ממנה ומתחממת תוך כדי כך. לוח זה הוא בדרך כלל כהה יותר מהלוח הרגיל ופועל כ"משקפי שמש" על החלון. מידת הכהות של הזכוכית הזו נקבעים על-פי שיקולי המתכנן, בהתחשבות בתנאי המקום בו מותקן החלון. בתחתית הזכוכית הכהה ובראשה רווח צר, המאפשר לאוויר לחדור אל החלל שבין שני לוחות הזיגוג ולנוע ביניהם. כל מערכת הזיגוג הזו נתונה במסגרת המסתובבת במאה ושמונים מעלות על ציר אנכי בתוך מסגרת החלון הקבועה.

באשר לעונת החורף, מסביר פרופ' עציון, הזיגוג הכהה מופנה אל פנים החלל, הזיגוג השקוף מופנה החוצה. "קרינת שמש קצרת גלים חודרת דרך הזיגוג השקוף ופוגעת בזיגוג הכהה. האחרון מתחמם ופולט קרינה ארוכת גל לשני כיוונים: אל החלל (בדומה לרדיאטור חשמלי מצוי) אותו הוא מחמם, ואל הזיגוג השקוף, אשר חוסם אותו ואינו מאפשר לו להיפלט החוצה. בגלל הטמפרטורה הגבוהה של הזיגוג הסופג, נוצרת זרימת אוויר בין לוחות הזכוכית - אוויר מתוך החלל המחומם נכנס בפתח התחתון, מתחמם, עולה במרווח בין הזכוכיות ונפלט - חם יותר - אל תוך אותו החלל דרך הפתח העליון. התוצאה חימום בקרינה ארוכת גל בלתי מזיקה ובהסעה, הורדה בעוצמת האור ומניעת בוהק וסינוור. נהנים מכל יתרונות החימום בעזרת קרינת השמש, נפטרים מכל תופעות הלוואי".

עמיתו לפיתוח, פרופ' אראל, מסביר כיצד פועל החלון בעונת הקיץ: הזיגוג הכהה מופנה החוצה, הזיגוג השקוף מופנה פנימה. קרינת השמש הקצרה פוגעת בזיגוג הכהה, ממנו מוקרנת קרינה ארוכת גל החוצה ולכיוון הזיגוג השקוף, שם היא נחסמת כמעט לחלוטין. אוויר חיצוני חודר אל המרווח שבין לוחות הזיגוג, סופג חום משני הלוחות, ונפלט החוצה. הזיגוג הכהה גם מאפשר חדירת אור פחותה אל החלל. אין צורך בתריס, הפתח חשוף, הנוף נראה דרכו ועוצמת האור בחלל היא ברמה הנדרשת.

"התקנת 'חלון העונות' בדירות, וילות ופרויקטים תשפר את מיזוג האוויר הטבעי בבניין, תהפוך את החללים לנעימים יותר באמצעות מניעת סינוור וחום בקיץ וחימום בחורף, תקטין את עלויות החימום והקירור המלאכותיים ותעזור לכולנו לשמור על כדור הארץ שלנו", אומרים החוקרים.