Что такое электрохромное стекло

Смарт-стекло — принцип работы, особенности технологии и сферы применения

Уникальные свойства умного стекла, его способность мгновенно из матового, непрозрачного становиться прозрачным и наоборот, а также энергосберегающие и звукоизоляционные качества делают материал все более востребованным в строительстве, архитектуре и дизайне. Возможности использования технологии довольно широки.

Что такое смарт-стекло?

Смарт-стекло – инновационный материал, обладающий функцией переменной прозрачности. Между двумя листами прозрачного стекла расположена жидкокристаллическая пленка. К ней подведен электрический ток низкого напряжения.

В выключенном состоянии, без воздействия тока, жидкие кристаллы расположены хаотично, рассеивают свет. Стекло в этом случае – матовое, непрозрачное.

Во включенном режиме расположение жидких кристаллов упорядочивается, стекло (например для перегородок) становится прозрачным. В обоих случаях количество пропускаемого света не изменяется. В отличие от жалюзи или теневых штор матовое стекло не затемняет помещение.

Создатель умного стекла – инженер Стив Абади. Он загорелся идеей еще в 70-х годах прошлого века. Однако технологии тех лет не позволяли воплотить замысел Абади. Первое смарт-стекло LC Glass было представлено покупателям в 1984 г. Позже С. Абади основал компанию Innovative Glass Corporation. В 2003 г. ею было выпущено умное стекло под торговой маркой E-Glass.

В России смарт-стекло появилось в 2010 году. С тех пор оно стремительно завоевывает рынок и все чаще используется не только в офисах, медицинских учреждениях и административных помещениях, но и для остекления окон домов, в дизайне интерьеров.

Преимущества и недостатки

Материал имеет как достоинства, так и недостатки.

Достоинства:

Современные виды материала на взвешенных частицах обладают высокой степенью прозрачности, без замутнения. Если раньше смарт-пленку требовалось ламинировать в триплекс, то современную пленку можно просто приклеить.

Недостатки:

Однако стоимость конструкций компенсируется энергосберегающей и защитной функцией материала. Смарт-стекло защищает от солнечной радиации. А экономия на кондиционировании покрывает расходы на остекление. Это особенно актуально для южных, солнечных регионов.

Разработчики стараются снизить энергопотребление. Так, студент из Нидерландов запатентовал технологию – стекло само производит энергию из солнечного света и используя ее, изменяет прозрачность. Русские и французские ученые усовершенствовали технологию – стекло, кроме обеспечения себя самого энергией, создает дополнительную внешнюю мощность и может снабдить энергией другие устройства.

Отдельные виды смарт-стекла обладают своими минусами. К примеру, материал со взвешенными частицами требует специальных покрытий, чтобы блокировать ультрафиолет.

Недостаток электрохромного материала – низкая скорость перехода от одного состояния в другое. Время затемнения составляет до нескольких минут.

Основные принципы работы

Уникальные свойства смарт-стекла зависят от его особенной конструкции. Между двумя прозрачными листами расположена пленка с жидкими кристаллами. Именно они придают полезные свойства материалу. Когда поступает электричество, возникает электромагнитное поле. Под его воздействием расположение кристаллов меняется, из хаотичного становится упорядоченным. Это влияет на светопропускные свойства стекла, оно становится прозрачным. Свет проходит сквозь пленку, не встречая препятствий в виде нагромождений кристаллов. В обычном состоянии материал – матовый.

Силу тока можно регулировать с помощью специального устройства. Если напряжение невысокое, то упорядочиваются не все жидкие кристаллы. Изделие становится лишь частично прозрачным. Чем напряжение выше, тем уровень прозрачности больше.

Технологии производства

Smart glass – представляет собой сложную конструкцию, состоящую из трех основных слоев:

Распространенные технологии изготовления в зависимости от вида пленки:

Полимерные жидкокристаллические устройства (LCD)

Жидкие кристаллы в этих устройствах разлагаются на составляющие, а затем затвердевают. В момент перехода из жидкого состояния в твердое кристаллы становятся несовместимыми с полимером и создают в нем вкрапления (капли). Условия, при которых происходит фиксация, влияют на размер вкраплений, что влияет на свойства смарт-стекла.

Смесь полимера и жидких кристаллов помещена между двумя листами пластика или стекла. Тонким слоем нанесен прозрачный электропроводящий материал. Он отвечает за поступление напряжения. Из медной фольги изготовлены электроды, находящиеся в контакте с проводящим слоем. При поступлении напряжения электромагнитное поле заставляет кристаллы упорядоченно выстраиваться. Свет поступает через капли-вкрапления, и материал становится прозрачным.

С помощью дополнительных слоев или использования красителя можно регулировать проходящее через стекло количество тепла и света. Возможны противопожарные и противорадиационные варианты, применяемые в специальных устройствах.

Устройства со взвешенными частицами (SPD)

Между двумя листами прозрачного стекла расположена пленка взвешенных в жидкости стержнеобразных частиц. Без электрического напряжения частицы находятся в хаотичном состоянии и поглощают свет. При этом стекло имеет серый, черный или темно-синий оттенок. При поступлении тока взвешенные частицы выстраиваются упорядоченно, стекло приобретает прозрачность.

Переход происходит мгновенно. Для поддержания прозрачного состояния необходим маленький, но постоянный ток. Особенность материала в том, что он в любом состоянии оптически проницаем.

Электрохромные устройства (ECD)

В электрохромных (электрохимических) устройствах изменяемый слой представляет собой напыление ионов лития. Подача напряжения регулирует прозрачность. Количество пропускаемого света можно контролировать. Состояние материала меняется между прозрачным, полупрозрачным и цветным. В тонированном состоянии оттенки варьируются от самого насыщенного до едва заметного.

Подача напряжения нужна лишь для изменения прозрачности. Чтобы поддерживать состояние, электропитание не требуется. Затемнение начинается с периферии и заканчивается в центре. Для полной тонировки стекла большой площади требуется до нескольких минут.

Технические особенности

Технические характеристики смарт-стекла зависят от его вида:

Дополнительные возможности smart стекла

Умное стекло обладает рядом дополнительных свойств:

Сфера применения

Первоначально смарт-стекло использовалось лишь в офисах для зонирования пространства. Со временем технология стала более доступной, а стоимость изделий ниже. Умное стекло начали широко использовать в жилых помещениях.

В зданиях можно выделить 2 основных направления использования:

Перегородки позволяют зонировать обширное пространство, создавая отдельные, относительно изолированные места. Эту возможность используют в офисах для разграничения мест для сотрудников.

Изменяемая прозрачность позволяет достигнуть эффекта приватной зоны. Способность смарт-стекла поглощать звуки делает переговорные комнаты не только недоступными визуально, но и защищенными от случайных слушателей. Когда необходимость в конфиденциальности отпадает, стекло можно сделать вновь прозрачным.

Преимущество умных перегородок в том, что они внешне не загромождают площадь, пропуская достаточное количество света.

Способность создавать отдельные зоны нашла применение в самых разных отраслях:

Стоимость

Цена смарт-стекла зависит от производителя, вида материала, толщины, конструктивных особенностей.

Заключение

Применение умного стекла с изменяющейся прозрачностью в разных областях говорит о современных тенденциях технического развития. Технологии производства смарт-стекла неизменно совершенствуются, что делает материал более доступным и еще больше расширяет возможности его использования.

Источник

Электрохромные стекла — что такое и зачем нужны

Открой Окно! > Технология > Электрохромные стекла — что такое и зачем нужны

Решил взять в руки свою спортивную форму и записался в тренажерный зал. Вот только выбрал его не очень удачно.

В солнечные дни там становится жарко из-за прямых лучей, не комфортно. Нет ни жалюзи, ни затемнения, система кондиционирования не спасает.

Вот в этой жаре и возникла мысль, что сюда отлично вписались бы электрохромные стекла.

И если бы руководство спросило моего мнения по поводу благоустройства зала, порекомендовал бы именно их.

Еще не знаете, что это такое? Тогда информация будет для вас очень занимательной.

Электрохромное (электрохимическое) остекление

Описание электрохромного стекла

Электрохимическая (электрохромная) технология позволяет изменять поглощающие свойства стекла.

Под действием электрического напряжения, стекло переключается между двумя фиксированными состояниями: прозрачное (выключенное) и затемненное (включенное).

Самостоятельно не может служить проекционным экраном, выступая современной альтернативой шторам и жалюзи. Может применяться совместно с другими технологиями смарт-стекла (например, со стеклом меняющейся матовости) или автономно.

Принцип работы электрохромного стекла

Электрохромный слой внутри стекла меняет свои поглощающие свойства под действием электрического напряжения и переходит из нормально прозрачного состояния в непрозрачное.

При пропадании напряжения стекло переходит в прозрачное состояние.

Скорость переключения электрохромного стекла медленная, существенно зависит от размера панели и различна для осветления и затемнения.

Стеклу большого размера необходимо для затемнения 2-3 минуты, для осветления — 10-15 минут. Процесс изменения цвета идет неравномерно: начинается с краев и позже — в центре, выравнивая цвет к концу процесса.

Такое явление называется «радужный эффект».

При подаче напряжения (менее 5В) ионы перемещаются от одного слоя к другому, где они вступают в обратимую химическую реакцию, образуя твердые соединения.

Это изменяет оптические свойства слоя (увеличивает поглощение света и солнечной энергии) тем самым придает темную матовость стеклу.

Основные характеристики электрохромного стекла

Цвета: синий, зеленый, бронзовый.

Минимальные размеры: 300×300 мм.

Максимальные размеры: 2000×1000 мм.

Стандартная толщина: 11, 12, 14 мм (Нестандартная толщина — по запросу).

Масса 20-30 кг/кв.м. в зависимости от толщины.

Пропускает от 5% до 90% света в различных состояниях (вкл, выкл).

Химический слой помещен внутри обычного стекла, которое можно мыть и обрабатывать так же, как и обыкновенное.

Жалюзи и шторы перестают быть необходимыми со стеклом изменяемой прозрачности.

Электрохромное стекло не подвержено разрушающему воздействию ультрафиолетового излучения.

Возможно изготовление стеклопакетов с воздушной камерой на основе электрохромного стекла.

Возможно изготовление молированного электрохромного стекла заданной кривизны.

Оттенки цвета электрохимического стекла:

Управление

Электрохимическое остекление требует подведения электропитания около 5В (для перехода и поддержания состояния затемнения). Управление блоком питания может осуществляться:

Производство и установка электрохромного стекла

Везде, где применяется обычное стекло, оно может быть заменено электрохромным: окна, двери, перегородки, фасадные конструкции.

Возможно производство электрохромного остекления для установки как перегородок или дверей внутри помещения, так в составе стеклопакетов для окон, люков мансарды, наружных дверей.

Возможна установка стеклопакетов с проводкой проводов в существующие рамы (замена существующих стекол), либо изготовление новых конструкций рам из алюминия, нержавеющей стали, дерева либо пластика.

Электрохромные стёкла, электрохромные плёнки, электрохромные окна

Каждый человек не раз в своей жизни сталкивается с моментами, когда необходимо побыть в одиночестве, без посторонних взглядов, что в условиях современного мегаполиса не всегда удаётся.

Смена климата и небывалое по температурным рекордам количество летних дней тоже увы не редкость…

Представим ситуацию. Вы владелец шикарного современного офиса. Разгар рабочего дня, жара, индустриальный раздражающий пейзаж за окном.

Шторы, жалюзи- всё это старо, как мир, а об уникальности дизайна речь не идёт в принципе.

Всё это могло бы привести в уныние, если бы в руках у Вас не было маленького пульта дистанционного управления от системы управления электрохромными окнами.

Мгновение, и все стеклопакеты начинают медленно затемняться, полностью преображая пространство. Фантастика, скажете Вы! И будете не правы!

Как же это работает?

Стандартное электрохромное стекло представляет собой обыкновенной строительный триплекс, только вместо стандартного полимера между стёклами находится электрохромный слой с введёнными в него электрическими контактами.

В состоянии покоя слой абсолютно прозрачен, стекло ничем не отличается от обыкновенного полированного стекла.

При подаче напряжения в 2 В составляющие полимер анодная и катодная составляющие в процессе электролиза окрашиваются в синий или зелёный цвет. При выключении питания всё возвращается в исходное положение.

Технические характеристики.

Электрохромные стёкла относятся к разряду энергосберегающих. Расходы на охлаждение помещений в летний период и расходы на обогрев помещения в зимний значительно меньше по сравнению с обыкновенными стеклопакетами. Звукоизоляция на 30 % процентов выше, чем у обыкновенных стеклопакетов.

Область применения ограничена только Вашей фантазией. Офисы, переговорные, зимние сады, балконы, окна в спальнях и детских, загородные дома, бассейны, картинные галереи.

Конструкция состоит из двух одинаковых и абсолютно прозрачных плёнок, содержащих между собой жидкие кристаллы.

В отличие от Российского продукта плёнки меняют оттенок с молочного на прозрачный. Схема работы полностью повторяет алгоритм работы электрохромного стекла, при подаче напряжения в 60-80 В стекло начинает менять свой оттенок.

У электрохромных плёнок Polyvision есть огромное существенное отличие от электрохромных стёкол- габаритный размер готового изделия.

Если стекло не может превышать 2000Х1000 мм, то габарит изделия с нанесённой плёнкой уже 3500Х1820 мм.

Хорошими примерами использования данной плёнки могут быть стеклянные стены для домашнего кинотеатра с проекционным оборудование и стёкла в автомобиле. Всё остальное ограниченно опять же Вашей фантазией.

Смарт-стекло с переменной матовостью

Смарт-стекло мгновенно переключается между прозрачным / матовым состоянием.

Технология смарт-стекла переменной матовости позволяет мгновенно переключать состояние «умного» стекла из матового в прозрачное (по одному щелчку с пульта или нажатию кнопки).

Основа технологии — пленка переменной матовости с внутренним жидкокристаллическим (LC) слоем.

Пленка помещается между двумя слоями стекла (триплекс) или стекло с нанесенной на него самоклеющейся пленкой.

Принцип действия

В обычном состоянии, когда стекло изменяемой прозрачности отключено от источника питания, жидкие кристаллы LC-пленки ориентированы хаотично во все стороны и рассеивают все падающие на стекло лучи света, проходящие через нее, препятствуя видимости сквозь стекло в обе стороны; стекло — матовое, высокой степени непрозрачности.

При подаче питания, кристаллы ориентируются в перпендикулярном стеклу направлении, пропуская без искажений (не рассеивая) падающие в этом направлении лучи: делают стекло прозрачным.

Количество пропускаемого света одинаково в обоих состояниях, меняется только степень рассеивания: затемнения не происходит.

Варианты изготовления

Пленка переменной матовости может использоваться совместно с различными видами стекол: обычными float-стеклами, просветленными (типа OptiWhite), тонированными, художественными (с различными рисунками), совместно с различными декоративными, защитными или сенсорными пленками.

Наиболее подходящий вариант изготовления стекла переменной матовости выбирается исходя из особенностей:

Характеристики

Основные свойства смарт-стекла

Состояние без электропитания — матовое, при подаче — становится прозрачным.

Время переключения — менее секунды.

Пропускает около 80% света в оба направления независимо от состояния (матовость или прозрачность), не затемняя помещение.

Максимальные размеры: не ограничены (нанесение пленки на стекло).

Толщина: от 4 мм (нанесение пленки); от 10 мм (триплекс).

Энергопотребление 5÷7 Вт/м2.

Возможно изготовление молированного (гнутого) смарт-стекла.

Триплекс переменной матовости можно мыть и обрабатывать так же, как и обыкновенное.

Защита от ультрафиолета.

Жалюзи и шторы, обеспечивающие конфиденциальность, не нужны на окнах со стеклом изменяемой прозрачности.

Может выступать проекционным экраном.

Цвета смарт-остекления

При изготовлении смарт-стекла может быть использовано стекло различных оттенков:

Стандартные цвета смарт-пленки (в матовом и прозрачном состояниях): Молочно-белая, Темно-серая, Светло-голубая.

Безопасность

Смарт-стекло может служить в качестве ударопрочного остекления: технология сходна с триплексом. Для усиления антивандальных свойств возможно нанесение защитной пленки.

Возможно применение смарт-стекла в составе пулестойкого стеклопакета.

Идеально для временного сокрытия ценностей от посторонних глаз.

Вид через смарт-стекло

Смарт-стекло переменной матовости имеет высокую степень рассеивания (опалесценцию): уже на расстоянии 1-2 см за ним не видно практически никаких предметов (в матовом состоянии).

Однако, если на стекло падает резкая тень (если объект находится между источником света и стеклом недалеко от стекла; за стеклом — затемненное помещение), то через стекло виден неясный темный контур объекта. Это нужно учитывать при проектировании освещения помещений со стеклом переменной матовости.

В прозрачном состоянии стекло немного рассеивает лучи, падающие на него под большим углом: если смотреть «вдоль» стекла, заметна легкая матовость — «замутненность».

Матовость можно изменять постепенно (медленно уменьшая напряжение со

65В до 0), но это изменяет в первую очередь расстояние, на котором объекты за стеклом не будут видны. Изменения происходят довольно быстро.

Этот эффект можно использовать в различных приложениях, когда изображение находится недалеко от стекла (например, картина, закрытая смарт-стеклом).

Но для витрин, например, такое использование будет не эффектным, т.к. видимые объекты на улице как правило находятся на примерно одном и том же расстоянии от стекла и проявятся все одновременно.

Способы переключения

Все время, когда на стекло с LC-пленкой подается напряжение — оно находится в прозрачном состоянии. Переключение из состояния в состояние происходит практически моментально.

Управлять переключением тока могут все стандартные электрические устройства-выключатели.

Электрическая схема управления обычно разрабатывается индивидуально под конкретный проект.

Управление прозрачностью стекла может осуществляться самыми разными способами:

Где применяется умное стекло

Возможные применения «умного стекла» определяются основным свойством смарт-стекла — управление прозрачностью (матовостью) стекла для обеспечения приватности и конфиденциальности.

Перегородки
Внутри помещения или выходящие на улицу: в рамах или цельностеклянные, гнутые и непрямоугольных форм.

Окна
Вместо жалюзи или штор.

Двери
В распашных, раздвижных, маятниковых и складных дверях, в том числе для ванных комнат и санузлов.

Вывод изображений
Обратная проекция для витрин, переговорных комнат и рекламных конструкций.

Автомобили
Люки и внутренние перегородки.

Технические характеристики смарт-стекла

Смарт-стекло представляет собой многослойное стекло, изготовленное из одного или двух прозрачных стекол и слоя жидкокристаллической пленки (LC Film). Пленка расположена между слоями стекла или нанесена на один из слоев.

Композиция компакнтно собрана в единую конструкцию.

Смарт-стекло с изменяющейся прозрачностью способно менять свои физические свойства при подаче на него управляющего напряжения около

100В переменного тока.

При выключенном состоянии (ВЫКЛ), кристаллы жидкористаллической пленки расположены и ориентированы хаотично, придавая стеклу матовость («молочный белый» цвет), просмотр через конструкцию невозможен.

При включенном состоянии (ВКЛ), кристаллы в пленке ориентируются в одном и том же направлении, стекло становится прозрачным, полностью просматривающимся.

Защитные внешние слои (толщина

Внутренний слой – жидкокристаллические капли в полимерном заполнении (толщина

Толщина пленки: около 400 мкм

Минимальные размеры: не ограничены (нанесение пленки на стекло).

Максимальные размеры: 1500×3200 мм (триплекс).

Толщина жидкокристаллической пленки: около 400 мкм.

Стандартная толщина: 10, 12, 14 мм.

Толщина: 7,5 ÷ 100 мм (по запросу).

Цвета: молочный белый, бронзовый, серый, зеленый, голубой.

Нормально-матовое остекление (прозрачное при подаче напряжения).

Энергопотребление: 5-7 Вт/м2.

Время переключения менее 0,5 сек:

Возможные особенности конструкций из «умного» стекла:

Источник

Умные окна: электрохромное стекло – что это такое и как работает?

Главная страница » Умные окна: электрохромное стекло – что это такое и как работает?

Задачу регуляции количества внешнего света (солнечных лучей), входящего внутрь помещений, долгое время традиционно решали посредством внедрения жалюзи. Однако этот инструмент требует постоянных действий от владельцев недвижимости – приходится открывать / закрывать жалюзи, по мере надобности. И вот, появлением новой концепции управления внешним светом — конструкции электрохромного стекла (умные окна), учёные фактически решили проблему одним нажатием кнопки.

Обобщённая концепция применения электрохромного стекла

Специалисты намекают на простоту, удивительные удобства, на экологические преимущества. Что же представляют собой умные окна и как работают на практике? Попробуем разобраться.

Практичным и нужным строительным материалом является стекло. Сложно представить, насколько:

оставались бы жилые и прочие помещения, не будь в распоряжении строителей возможностей остекления сооружений.

Однако при всех выраженных преимуществах материала, стеклу присущи также определённые недостатки. В частности, материал пропускает свет и тепло, независимо от желаний владельца недвижимости.

Летним жарким днём масса солнечной энергии, поступающей внутрь здания, заставляет использовать кондиционер, что сопровождается существенным расходом энергии. Это стоит денег и наносит вред окружающей среде.

Очевидный момент, когда владельцы большинства домов и офисов оснащают окна шторами или жалюзи. Это умный подход к окнам, но не автоматизированный. Шторы и жалюзи создают технологический барьер, восполняющий недостаток стекла, но считать полностью «умным» такой подход нельзя.

Начало 20-го века ознаменовалось появлением «умной» техники, максимально автоматизированной. Среди примеров:

Логичным стал вопрос — почему бы не оборудовать дома «умными» электрическими окнами, способными автоматически переходить от светлого режима к тёмному режиму?

Умные окна (также именуемые «умными» стёклами), переключаемые динамические конструкции, позволяют изменять режимы освещения.

Научная идея (концепция) таких «умных» конструкций, напрямую связана с электрохромизмом — эффектом смены цвета материалом (или переключения от прозрачного состояния к непрозрачному).

Функции электрохромизма проявляются в моменты прикладывания к материалу электрического напряжения.

Обычно «умные» окна демонстрируют плавный переход от синеватого цвета к полной прозрачности при прохождении электрического тока.

Эффект действия «умного» окна, полученный в условиях лаборатории. Как видно на картинке режимы «прозрачности» (слева) и полного «затенения» (справа) вполне оправдывают название технологичной конструкции

Конструктивные разновидности электрохромного стекла

Существуют различные типы электрохромного стекла:

Каждый тип выстраивается по индивидуальной технологии. Рассмотрим одну из технологий, которая основана на активности ионов лития.

Обычное простое окно изготавливается из одной вертикальной стеклянной панели. В свою очередь стеклопакеты делают как минимум из двух стеклянных панелей, разделённых воздушным зазором для улучшения теплоизоляции и звукоизоляции.

Более сложные окна (с использованием светоотражающего / теплоотражающего стекла), которые уже можно считать «умными», покрываются тонким слоем металлических химикатов.

Электрохромные — полностью умные окна, работают примерно аналогично сложным металл-химическим конструкциям. Но металл-оксидные покрытия «умных» электрохромных конструкций выглядят более сложными.

Рабочая плёнка таких «умных» систем наносится процессами, аналогичными тем, которые используются при изготовлении интегральных микросхем (например, кремниевых компьютерных чипов).

Структура умные окна (схема и принцип действия): А – режим затенения при отключенном питании; В – режим прозрачности при включенном питании; 1 – плёночная прослойка; 2 – жидкокристаллический активный слой; 3 – жидкокристаллическая плёнка; 4 – токопроводящее покрытие

На производственной практике электрохромное умное окно изготавливается либо на основе силикатного стекла, либо на базе пластика (технический термин — «подложка» или базовый материал).

Рабочая поверхность покрывается несколькими тонкими слоями с помощью процесса распыления. На внутренней поверхности изделия (смотрит внутрь помещения) «умное» окно имеет двойной «сэндвич», состоящий из пяти ультратонких слоёв:

Принцип работы выстраивается на периодической миграции ионов лития сквозь сепаратор между двумя электродами. Обычно, когда «умное» окно прозрачно, ионы лития сосредоточены в области одного из электродов, выполненных на базе оксида лития-кобальта (LiCoO2).

Когда на электроды подаётся некоторое напряжение, ионы мигрируют через сепаратор к другому электроду. Прохождением через сепаратор, выполненный из поликристаллического оксида вольфрама, электроны способствуют отражению света. Соответственно, налицо эффективное переключение умного окна в затенённое состояние.

По мере изменения напряжения на электродах происходит обратный процесс, соответственно умные окна вновь приобретают состояние прозрачности.

Что примечательно, энергия расходуется только в моменты переключения электрохромных окон в прозрачное или затенённое состояние. Оставаясь в любом из режимов, умные окна не расходуют электрической энергии.

Другие технологии для достижения подобных эффектов

Кроме литий-ионной технологии доступны также другие варианты остекления. Например, вместо размещения разделителя между слоями электродов используется электрохромный материал (краситель).

Такой материал обладает свойствами изменения цвета в моменты пропускания тока через структуру. Технология напоминает применяемую для фотохромных солнечных очков, но требует более точного контроля питания.

Умные окна, выполненные по схеме описанной выше, устанавливаются как отдельные элементы. Требуется установка целого стеклопакета, где стёкла покрыты специальным составом.

Этот вариант видится достаточно затратным. Однако есть возможность получить технологию «умных» окон по удешевлённой схеме.

Вариант плёночного оснащения обычных оконных конструкций обходится потенциальному пользователю дешевле. Между тем, «умная» плёнка показывает улучшенные характеристики быстродействия по сравнению с технологией напыления и возможности управления смартфоном

Известные в области остекления производители «Sonte» и «Smart Tint», к примеру, предлагают тонкую самоклеящуюся электрохромную плёнку.

Такого рода материал несложно нанести на существующие стандартные окна, сделав эти компоненты жилища «умными». Плёнка позволяет включать / выключать вновь созданные «умные» конструкции специальным приложением на смартфоне.

Электрохромные плёнки используют технологию, аналогичную жидкокристаллическому дисплею, где жидкие кристаллы под точным электронным управлением изменяют массив проходящего света.

Когда ток подключен, кристаллы выстраиваются линейно подобно открывающимся жалюзи, обеспечивая прохождение лучей света. Если же ток выключен, кристаллы ориентируются случайным образом, рассеивают свет, делая «умные» окна непрозрачными.

Производительность накладных плёнок впечатляет. Согласно утверждениям специалистов «Smart Tint», «умная» плёнка способна пропускать 98% света в режиме прозрачности.

В другом случае, коэффициент пропускания снижается примерно втрое, организуется не менее эффективное состояние непрозрачности. Долговечность определяется границей количества переключений, которая заявлена производителем на уровне 3 млн. раз – не менее.

Умные окна — п реимущества и недостатки

Технологичность рассматриваемых конструкций очевидна. Действительно есть чему удивляться и стремиться к тому, чтобы как можно скорее применить в деле.

Между тем, несмотря на привлекательные технологии, так называемые умные окна показывают не только явные преимущества, но вместе с тем и реально имеющие место недостатки.

Стоит ознакомиться с теми и другими, чтобы более определённо конкретно подходить к вопросу приобретения и установки интеллектуального остекления.

Преимущественные стороны «умного» остекления

Умные окна могут рассматриваться своего рода техническим трюком, но эти конструкции определённо демонстрируют экологическое преимущество. Создавая затенённое состояние, такие конструкции отражают практически 98% света и солнечного тепла.

Этим процессом значительно сокращается потребность кондиционировать воздух, соответственно, снижаются затраты.

По оценкам производителя «View Glass», электрохромное стекло помогает сократить пиковое потребление энергии на охлаждение и освещение примерно на 20%.

Поскольку «умное» остекление работает от электричества, легко организовать управление системой с помощью схемы «умного» дома или датчика солнечной энергии, независимо от присутствия внутри здания владельцев.

Схема управления прозрачностью остекления, дополненного интеллектуальной плёнкой: 1 – самоклеющаяся электрохромная плёнка; 2 – стабилизатор постоянного напряжения; 3 – преобразователь переменного напряжения в постоянное; 4 – кнопка управления; 5 – функционал (приложение) смартфона

Подобного рода остекление позволяет сэкономить до 8% от общего энергопотребления здания. Новое технологичное остекление использует небольшой объём электричества.

Только в моменты переключения режимов (на 100 окон расходуется примерно столько же энергии, сколько на одну лампу накаливания). В общем и целом, достигается абсолютная экономия энергии.

Другие преимущества интеллектуальных окон включают конфиденциальность владельца одним движением переключателя (нет нужды крутить штоки жалюзи или тянуть канаты штор). Удобство эксплуатации и безопасность также можно отнести к преимущественной стороне.

Недостатки конструкций «умного» остекления

Стекло, предполагающее печать электродов и причудливых металлических покрытий, конечно же, обходится потенциальному владельцу в несколько раз дороже, чем обычное стекло.

Также вызывает вопросы долговечность материалов, применяемых в изготовлении текущих конструкций. Эксплуатационные характеристики снижаются примерно через 10–20 лет, но это более короткий срок, чем показывает традиционное остекление.

Ещё один недостаток таких сооружений – время перехода от состояния прозрачности к непрозрачному состоянию и обратно. Некоторые технологии ограничивают этот промежуток времени минутами.

Правда, наклеиваемые электрохромные плёнки показывают более быстрый переход (менее 1 секунды) от прозрачного состояния к непрозрачному режиму и обратно.

Умные окна и перспективы развития технологии

Перспективные проекты указывают на подход комбинирования электрохромных окон и солнечных панелей, чтобы вместо бесполезного отражения солнечного света, технологичные окна зданий поглощали энергию и сохраняли для дальнейшего использования.

Остаётся только представить интеллектуальные окна, улавливающие часть солнечной энергии в течение дня, с последующим сохранением в аккумуляторы. Сохранённая энергия в ночное время суток используется на освещение дома.

Конечно, интеллектуальное окно не в состоянии одновременно на 100% обеспечить прозрачность и работать как 100-процентная эффективная солнечная панель. Поступающая энергия либо передается через стекло, либо поглощается и сохраняется, но не в режиме одновременного действия.

Конструкция двойного действия сопряжена с компромиссом для обеих сторон. Такое сооружение остаётся относительно тёмным даже в режиме прозрачности, менее эффективным для захвата энергии по сравнению с полноценным солнечным элементом.

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Источник