Từ tấm cách nhiệt đến lớp ốp tường, vật liệu hiệu suất cao sẽ giúp thúc đẩy thiết kế tiết kiệm năng lượng.

1. Cửa sổ công nghệ nano

Các nhà nghiên cứu Đại học Princeton dự đoán rằng cửa sổ thông minh có thể tiết kiệm đến 40% chi phí năng lượng. Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại cửa sổ có thể điều khiển lượng ánh sáng và nhiệt đi vào tòa nhà và tự cung cấp năng lượng bằng các tấm pin mặt trời trong suốt.

Các nhà nghiên cứu đang làm việc để phát triển một phiên bản thử nghiệm linh hoạt, có thể dễ dàng áp dụng cho các cửa sổ hiện hành. Chủ sở hữu và người quản lý tòa nhà có thể dùng một ứng dụng trên điện thoại để điều chỉnh lượng ánh sáng mặt trời đi qua cửa sổ suốt cả ngày, giúp tiết kiệm chi phí sưởi ấm và làm mát.

2. Gỗ công nghiệp CLT

Hãy nghĩ đến những dầm cong ấn tượng và các tòa nhà bằng gỗ công nghiệp. Các tấm lát gỗ ghép (CLT) là một vật liệu tương đối mới đối với kiến trúc sư. CLT có lợi thế hơn hẳn về hiệu suất năng lượng khi so sánh với gỗ thông thường. CLT cũng có thể đạt các kích thước lên đến 10 feet rộng, dài 40 feet và dày hơn 1ft. Với sản phẩm gỗ công nghiệp, sợi gỗ sẽ tăng cường độ cứng, làm cho nó rắn chắc hơn 100% nhựa tái chế. Phần ngoài CLT được bọc nhựa, bảo vệ gỗ khỏi bị ẩm mốc. Tấm gỗ composite có thể sử dụng trên 95% bộ phận cây xanh, so với 63% của gỗ thường.

3. Panel cách nhiệt SIPs

Các thành phần chính của SIPs là xốp và tấm sợi (OSB), mất ít năng lượng và nguyên liệu để sản xuất hơn so với các hệ thống kết cấu khác. Một số công ty hiện đang sản xuất panel với chất cách điện polystyrene graphite, chất có màu xám và giúp tăng giá trị cách nhiệt đến 20%. SIPs cũng có thể giúp các kiến trúc sư đạt được chứng chỉ năng lượng LEED Platinum và tiêu chuẩn Nhà thụ động.

4. Tấm cách nhiệt chân không (VIP)

Xu hướng nhà ở tại Hoa Kỳ đang ngày càng trở nên nhỏ hơn. Tấm cách nhiệt chân không VIP có thể là giải pháp cách nhiệt hiệu quả và tiết kiệm không gian. VIP gồm một vật liệu lõi xốp đóng trong một khối hộp. Không khí sau đó được hút ra và khối hộp được đóng kín bằng nhiệt. Vật liệu lõi ngăn không cho các tấm cách điện bị vỡ khi không khí được lấy đi. Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Canada (NRC) đã theo dõi và phân tích các tấm cách nhiệt mái nhà trong năm năm tại cơ sở của NRC. Họ thấy rằng tấm VIP có thể duy trì được hơn 80% hiệu suất nhiệt sau 30 năm.

5. Tấm ốp “trong suốt”

Tấm ốp là một phần quan trọng có tác động trực quan đến tòa nhà và cũng là một trong những nguyên nhân chính gây tổn thất năng lượng trong tòa nhà. Để đáp ứng nhu cầu về ánh sáng ban ngày và hiệu suất năng lượng, các tấm nano polycarbonate được sử dụng trên các bức tường và trần nhà “trong suốt”. Năng lượng được sử dụng để chế tạo tấm polycarbonate cũng tương tự như sản xuất kính. Các tấm polycarbonate bền – cứng hơn 250 lần so với kính và hầu như không thể phá vỡ; chúng được thử nghiệm trong nhiệt độ từ -40 đến 120 C (-40 đến 240 F) và có thể chịu được nhiều thời tiết khắc nghiệt như bão gió, mưa đá hoặc bão tuyết. Các tấm polycarbonate bao gồm polyme tổng hợp hoặc biopolyme được lấp đầy bằng nanogel cách điện. Tấm polycarbonate có thể tiết kiệm đến 50% năng lượng so với kính thông thường.

6. Tấm tường tiết kiệm năng lượng

Việc xây dựng những ngôi nhà mới đòi hỏi nhiều vật liệu và xử lý chất thải nghiêm ngặt. Tấm tường thế hệ mới sẽ cung cấp giải pháp tiết kiệm năng lượng hơn. Những tấm tường này yêu cầu ít hơn 40% gỗ so với các khung nhà gỗ và thải ra ít hơn 98% lượng chất thải. Panel tường này là sự kết hợp polyisocyanurate (polyiso) cách nhiệt bên ngoài và phun xốp polyurethane (SPF) trong khoang tường. Tấm tường cách điện, có các khớp nối bằng băng 

7. Mái nhà “xanh”

Hệ thực vật che phủ trên mái có thể ngăn nước xâm nhập vào tòa nhà, giảm áp lực cho hệ thống thoát nước đô thị và giảm ô nhiễm. Điều quan trọng hơn là làm thế nào để kéo dài tuổi thọ của hệ thống cây trên mái nhà và tăng hiệu suất năng lượng qua hằng năm.

Màng chống thấm sử dụng trong các mái “xanh” bao gồm vật liệu PVC chắn ảnh hưởng của tia cực tím và nhiệt độ cao. Nhiều mái nhà “xanh” đã tồn tại trên 30 năm. Một mái “xanh” lớn có khả năng thu được 17.000 gallon nước mưa trong mỗi trận bão, hay 1.819.000 gallon mỗi năm. Nước mưa có thể được sử dụng để tưới cây, tiết kiệm tới 50% nước sạch.

8. In 3D cải thiện hiệu suất nhiệt

Các nhà nghiên cứu Hà Lan gần đây đã thử nghiệm ý tưởng: Sử dụng một hệ thống facade (mặt tiền)  in 3D để tối ưu hóa hiệu suất nhiệt của tòa nhà. Hệ thống này được gọi là Spong3D - cứng nhưng nhẹ. Các nhà nghiên cứu tin rằng vật liệu mới sẽ tối ưu hóa hiệu suất nhiệt theo các điều kiện khí hậu khác nhau trong suốt cả năm. Nó hoạt động bằng cách tích hợp giữa khoang không khí cách nhiệt và các kênh trên mặt ngoài công trình lưu trữ khối lượng nhiệt di động. Spong3D hiện vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu.

HN | kienviet.net

Sưu tầm: KS. Dương Quang Tuấn

Nguồn: https://kienviet.net/2018/01/24/8-loai-vat-lieu-moi-cho-hieu-qua-nang-luong/