Om in 2050 klimaatneutraal te zijn, moeten veel gebouwen en woningen in Nederland verduurzamen. Gebouwen zijn tot op de dag van vandaag verantwoordelijk voor 40 procent van het energieverbruik. Hoeveel energie een gebouw of woning nodig heeft, hangt sterk af van de ramen. TNO en Brightlands Materials Center staan op het punt om een speciale thermochrome coating voor ramen te lanceren die het energieverbruik sterk kan verminderen. 

"Wat het raam feitelijk doet, is dat het zijn interactie met zonlicht kan aanpassen, afhankelijk van de energievraag van een gebouw", legt Daniel Mann, wetenschapper bij TNO en Brightlands Materials Center, uit.  

"Zonlicht heeft twee functies”, gaat Mann verder. “Ten eerste, de aarde verlichten en ten tweede warmte afgeven. Je wil dat de ramen van je huis of kantoor transparant zijn, voor het uitzicht en om licht naar binnen laten vallen. Voor warmte ligt het anders. In de winter wil je warmte in je gebouw hebben, maar in de zomer niet, want dan wordt het binnen te warm en moet je afkoelen.” 

“En dat is precies wat het slimme raam dat we hebben gemaakt doet”, gaat Mann verder. "In de zomer blokkeert het raam de warmte van de zon, gebaseerd op de energievraag van het gebouw. Het materiaal past dus zelf zijn eigenschappen aan op basis van de temperatuur. Het is altijd transparant voor het oog, maar voor de warmte is het alleen transparant in de winter.” 

Voordelen  
Het materiaal van het raam bestaat uit metaaloxide, dat bij een bepaalde temperatuur van kristalstructuur verandert. Deze verandering brengt ook een verandering in optische eigenschappen met zich mee. In koude toestand is het materiaal volledig transparant voor alle golflengten van zonlicht.  

En wanneer de kristalstructuur bij een bepaalde temperatuur verandert, wordt het infrarode deel van het zonnespectrum geblokkeerd. Omdat de verandering alleen in het onzichtbare deel van het zonnespectrum zit, zie je dit niet gebeuren, volgens Mann. 

Het grote voordeel van deze ramen is natuurlijk dat het energieverbruik vermindert. "Maar er is nog een voordeel, want de meeste energiebesparing vindt plaats in de zomer, wanneer bijvoorbeeld de airconditioning draait", legt Mann uit. "Maar veel gebouwen gebruiken geen airco's. Het kan dus ook een alternatief zijn. Je kunt je kamertemperatuur laag houden, maar je hoeft niet af te koelen." 

"Wat ook gunstig is aan deze ramen, in vergelijking met andere technologieën op de markt, is dat je met die van ons geen elektriciteit nodig hebt", aldus Mann. "En onze coating kan gemakkelijk gerecycled worden. In dit geval is het vergelijkbaar met een gewoon HR++ raam, waarbij je ook een coating hebt om de isolatie te verbeteren." 

In eerste instantie zal de technologie alleen beschikbaar zijn voor nieuwe ramen, maar TNO werkt aan een retrofit-oplossing waarbij ze het thermochrome materiaal op een PET-folie aanbrengen. De folie kan vervolgens worden toegepast op bestaande ramen, aldus Mann. 

Hoeveel energie en geld kunnen mensen besparen door deze ramen te gebruiken? "Dat hangt af van het gebouw en de hoeveelheid zon", antwoordt Mann. "Maar over het algemeen kun je in Nederland voor een woning ongeveer 9 procent energie besparen ten opzichte van de huidige HR++ ramen. Huiseigenaren kunnen tot 500 euro per jaar besparen op hun energierekening." 

Toekomst  
"Maar er zijn veel verschillen binnen de energiebesparing", vervolgt Mann. "Niet alleen tussen landen, maar ook tussen gebouwen. Als je kijkt naar kantoorgebouwen, of hoogbouw met veel ramen, daar is de impact van de zon op de energievraag veel groter.” 

“In dit soort gebouwen kun je veel meer besparen”, zegt Mann. “Als bijvoorbeeld 50 procent van je gebouw uit ramen bestaat, kun je tot 20 of 25 procent van je energieverbruik besparen." 

Ook het klimaat van een land is van invloed. "Als je naar landen gaat die meer warme dagen hebben dan Nederland, heb je ook meer impact", legt Mann uit. "Over het algemeen geldt dat landen met warme zomers en koude winters veel baat hebben bij deze technologie.”  

“Klimaten met warme dagen in de winter hebben de ramen niet nodig. Daar moet je de warmte het hele jaar door blokkeren. En dan kun je gebruik maken van technologieën die al op de markt zijn, zoals zonwerend glas”, zegt Mann. 

TNO is van plan de ramen volgend jaar op de markt te brengen. "Dat hangt wel af van de gesprekken die we nu met bedrijven voeren", zegt Mann. "Maar we zijn goed op weg. Uiteindelijk zal alles worden overgedragen aan de industriële partners. Daarna blijven werken aan deze technologie en streven naar meer innovaties."