Умное (электрохромное) стекло: принцип работы и область применения

Умное стекло: Чем интересна технология Smart glass

Разбираемся в электрохромных стеклах и сфере их применения

Пленка состоит из двух слоев с нанесенным токопроводящим слоем, между которыми находится полимер, содержащий жидкие кристаллы. При подаче тока на проводящие слои жидкие кристаллы ориентируются в одном направлении и обеспечивают прозрачность. Проще говоря, во включенном состоянии пленка на стекле не заметна — оно выглядит прозрачным.

Пленку наносят на стекло или помещают в триплекс (стекло, состоящее из двух или более склеенных между собой слоев). Уровень прозрачности можно регулировать диммером (регулятор мощности), а также есть возможность подключить стекло к «умному дому» и управлять им через пульт или смартфон.

Экран для проектора
Кроме прочего, «умное стекло» может быть адаптировано для использования в качестве экрана высокого разрешения, позволяющего смотреть, например, фильм, как на мониторе.

Совет: Используйте стекло Optiwhite (для лучшего качества картинки). Его прозрачность выше стандартной, и стекло не имеет зеленоватого оттенка.

Цветное стекло
Поскольку основная функция «смарт-стекла» — это изменение прозрачности, обычно для него выбирают белый или серый оттенок. Сама пленка стандартно белого цвета, но можно заказать иные, если белый кажется скучным. Вопрос — нужно ли? Ведь, если выбрать темный или яркий тон, в прозрачном состоянии стекло также будет плохо пропускать свет, а значит, сама функция «смарт-стекла» становится ненужной. Да и любое яркое цветовое пятно будет активно вмешиваться в интерьер.

Рисунок на стекле
Очевидно, что на стекло можно нанести рисунок пескоструем. Но надо ли? Ведь он не будет заметен большую часть времени — в матовом выключенном состоянии «смарт-стекла». Другое дело декор, который можно выполнить из самой пленки, — на заказ из нее вырезается любой абстрактный рисунок (от вас потребуется только чертеж). В выключенном состоянии декор будет виден, во включенном — получите прозрачную перегородку.

Уход за электрохромным стеклом
Технология смарт-стекла весьма популярна для использования в ванных комнатах — особенно, если из окна ванной (которое и планируется с переменной прозрачностью) открывается красивый вид. Но где ванная комната, там конденсат, кальциевые разводы, мыльные брызги и необходимость часто и очень качественно мыть стекло.

Главное, советует производитель, — не царапать пленку (речь идет о пленке, наклеенной на однослойное стекло). Однако, чем больше площадь остекления, тем толще должно быть само стекло, тем чаще для этих целей используют триплекс. То есть пленка находится между двумя стеклами, и повредить физически ее невозможно. Да и разбить двухслойное стекло 12 мм вместе с пленками не так-то просто.

Совет: Желательно, чтобы установку электрохромного стекла проводил поставщик, а не обычный электрик. Чтобы конструкция была безопасной, необходимо качественно герметизировать и изолировать все контакты. К тому же вы будете точно знать, к кому обратиться по гарантии в случае, если система выйдет из строя.

Цена вопроса
Как и многие «умные» технологии, «смарт-стекло» — дорогое удовольствие, Квадратный метр пленки в среднем стоит 30 000 руб., то есть небольшая перегородка обойдется в 100 000 руб. и дороже.

На чем можно экономить?

На стекле — не нужно
Триплекс, безусловно, дороже обычного стекла: материала тратится вдвое больше, и его необходимо склеивать. Однако нужно также помнить, что это пленка (несмотря на заверения производителя). А разница стоимости триплекса и обычного стекла достаточно мала на фоне итоговой цены изделия.

На нестандарте — вполне
Чем больше пожеланий «на заказ», тем дороже изделие. Если вы выберете белое стекло, белую пленку, будете ориентироваться на стандартный размер стекла, производителю будет легче (дешевле) выполнить ваш заказ. Не придется переплачивать за «эксклюзив».

Нарезка — только если изделие мало
Некоторые российские дистрибьюторы предлагают нарезку пленки у нас, в России, что, по их словам, сильно удешевляет конструкцию. Особенно это касается индивидуальных заказов. Да, это и вправду несколько сократит затраты. Но стоит помнить: пленка поставляется листами определенных, ограниченных размеров. Это значит, что если требуемый вам размер больше стандартного, то пленка потребует спайки в местах стыка. Сделают ли у нас лучше, чем на заводе-производителе? Не будет ли потом проблем с подключением пленки? Все же технология не так давно в России, опыта маловато — велик шанс не сэкономить, а наоборот: потратиться в будущем на ремонт или замену конструкций.

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ…
Ремонт : Стены | Потолки | Полы | Материалы и конструкции | Обои | Краски и штукатурка | Напольные покрытия | Плитка и мозаика | Окна и двери | Лестницы | Камины

Умное стекло

Прогресс не стоит на месте. Дома оснащаются мультифункциональными окнами, которые не только сберегают тепло, но и меняют прозрачность по желанию владельца. Подробнее о том, что такое умное стекло и по какой технологии производится. Виды, область применения, а также преимущества и недостатки технологии «смарт» далее в статье.

Что это такое

Технология «smart» означает «умное». Такие стеклянные поверхности способно изменять оптические свойства при включении и выключении.

На что способно смарт стекло:

  • при включении становится матовым или затенять окно;
  • не пропускает ультрафиолетовые лучи;
  • оснащено подогревом стеклопакета и функцией антиобледенения;
  • обладает шумопоглощающими качествами.

Также оно позволяет разделить помещение на зоны и может служить в качестве дисплея для воспроизведения видео.

При этих характеристиках сохраняется светопропускная способность. В любом состоянии пропускает до 80% света в обе стороны.

Существует два типа.

  1. Меняющие прозрачность автоматически. Это происходит при изменении температуры или яркости освещения. Они применяются в застеклении фасадов, крыш домов и мансардных окон.
  2. Электроуправляемые. Подключаются к системе электропитания, используются в интерьерах жилых и офисных помещений.

Важно! Стоит знать, что в отключенном состоянии поверхность будет матовой! Для того, чтобы поверхность была прозрачной, система обязана быть активной.

По методу применяемых технологий в изготовлении, стекло с переменной прозрачностью подразделяется на следующие виды.

Электрохромные

Электрохромные стекла, реагирующие на электрический импульс, меняют цвет и затемняются. Бывают окрашены в различные цвета.

Состоит из двух слоев проводников — электрохромного слоя, на которое подается напряжение и накопителя. Изменение цвета происходит за счет приходящих в движение ионов. Скорость перехода цвета зависит от размера поверхности. Светоизменяющийся слой бывает в виде напыления или пленки.

Подача напряжения нужна только во время перемещения ионных частиц. Такая технология применяется при производстве автомобильных зеркал.

Электрохромное стекло получило популярность не только из-за функциональных характеристик, двадцатилетнему сроку службы, но и низкому электропотреблению.

Поставляется на рынок в виде двойных или тройных стеклопакетов, с очень низким коэффициентом теплопроводимости.

Жидкокристаллические

Жидкокристалическое тоже относится к электрохромному виду. Самым популярным является ЖК-дисплей. Эта технология внедрена в массовое производство.

Лучше всех оно подходит для медиафасадов, которые с наступлением темноты превращаются в большие экраны. Проектируемое изображение будет высокого разрешения и контрастности.

Также они применяются в застеклении конференц — залов и офисов. В течение нескольких секунд перегородки гарантируют уединение пользователей.

Принцип действия ЖК – панелей в следующем.

  1. Подача напряжения вызывает упорядочение частиц в электрическом диаполе, что делает стекло прозрачным.
  2. Когда напряжение выключается, частицы возвращаются в первоначальное хаотическое состояние, световые лучи рассеиваются и поверхность становится темной.

Поддержка в прозрачном состоянии требует постоянной подачи электрического напряжения. Степень матовости и затемнения регулируется.

Также подходит для наружного остекления. Может применяться в совокупности с другими ламинирующими пленками, например, УФ, регулирующими доступ инфракрасного излучения.

Преимущество жидкокристаллической технологии в том, что возможно изготовление электрохромной пленки, которая может применяться к уже установленному остеклению. Также возможно использование в сочетании с цветной пленкой. Могут оснащаться ЖК дисплеем для управления.

Фотохромные

Фотохромные реагируют на уровень освещенности — темнеют при ярком дневном свете. Используется в оптике и в оконных стеклопакетах. Позволяют автоматически регулировать уровень освещаемости помещений.

Также регулирует поступление тепла и снижает затраты на отопление или охлаждение помещения.

Фотохромное окно при наступлении сумерек становится прозрачным в отличие от покрытого тонированной пленкой, которое постоянно тёмное

Термохромное

Цветоизменение зависит от реакции на температуру и количества попадающего на него солнечного света, а также температуры внутри и снаружи дома. Тонкая гелевая прослойка при нагревании белеет и может становиться матовой при определенной температуре. Это помогает предотвратить перегрев.

Читайте также:  Дома из sip панелей (фото): плюсы и особенности

Граница матовости задается при изготовлении изделия и для каждого объекта рассчитывается индивидуально. Такой вид используется и для создания панорамного остекления и крыши.

Особенности производства

Устройство умных стекол многослойное. Середину составляет плёнка с жидким слоем, которая называется Smart Film. Жидкий слой, покрывается с обеих сторон полимерным материалом, на который нанесено токопроводящее покрытие. Такую пленку наносят с обоих сторон и покрывают стеклом.

В жидком слое применяется три типа частиц:

  • полимерных рассеянных жидкокристаллических (PDLC);
  • взвешенных (SPD);
  • электрохромных (ECD).

От типа применяемых частиц зависят свойства получаемых окон с изменяемой прозрачностью.

Без электрического напряжения частицы внутри Smart Film двигаются хаотично. В таком состоянии поверхность матовая с молочным оттенком.

При подаче электропитания кристаллы становятся упорядоченно к токопроводящему слою. Это положение жидких частиц и отвечает за прозрачность.

Важно! С обоих сторон на стёкла такого типа наносится плёнка для защиты от пападания воды или агрессивных моющих средств.

Область применения

Любой вид подходит для дверей и оконных рам. При их применении отпадает необходимость в жалюзи. Стеклянная поверхность может быть белой, серой или голубой. Выбор цвета зависит от вкусов заказчика и интерьера помещения.

Области применения делятся на несколько сфер.

  1. В частных домах применяется для остекления крыш, террас, зимних садов и бассейнов. Также распространено в интерьерах для перегородок в душах и ванных комнатах.
  2. Подходит для перегородок в жилых и офисных помещениях. Используется для экранов и рекламных выставочных стендов.
  3. Используется в транспортной сфере. Из него производят автомобильные окна, перегородки в автобусах и лимузинах, остекление иллюминаторов воздушных и водных судов.
  4. В сфере торговли применяют для витрин и ограждения примерочных кабинок.
  5. В медицинских учреждениях применяется в процедурных и массажных кабинетах.
  6. В спортивных учреждениях при застеклении спортзалов и бассейнов.

Плюсы и минусы

Плюсы применения мультифункциональных самозатемняющихся стёкол очевидны. Можно существенно сэкономить на отоплении и кондиционировании помещений, а также на покупке жалюзи для окон.

Сохранение приватности жилища тоже даёт дополнительное преимущество. Расход электроэнергии для обслуживания мал.

Стеклянные поверхности абсолютно безопасны для человека и животных. При повреждении сохраняют целостность благодаря ламинированию.

Из недостатков стоит отметить высокую стоимость подобного материала.

Улучшать жизнь и делать жилище комфортным и уютным — вот главная роль умных окон.

Способность выполнять дополнительные задачи, сохраняя при этом отличный уровень эксплуатационных характеристик в шумоизоляции, безопасности и низкой теплопроводности.

Электрохромное стекло Private Glass Control – эксклюзивная разработка нового поколения

Private Glass Control – это высокотехнологичное электрохромное стекло, способное полностью изменить ваше представление о возможностях современного внутреннего и внешнего остекления помещений. Инновационные технологии, применяемые при изготовлении данного вида материала, делают его эксклюзивной и многофункциональной разработкой с широчайшей сферой применения.

Принцип работы электрохромного стекла

Электрохромное стекло Private Glass Control представляет собой два стеклянных слоя, между которыми помещается токопроводящее вещество, меняющее степень прозрачности материала. В основе управления технологией лежит способность изделия изменять свои светопоглощающие свойства под воздействием электричества. В момент подачи питания цвет стекла только изменяется с прозрачного на синий выбранной насыщенности.

В выключенном режиме поверхность остается абсолютно прозрачной, а при подаче тока стекло постепенно затемняется. Процесс переключения в затемненный режим занимает от 2 до 6 минут. Время зависит от площади поверхности и глубины выбранного оттенка. Процесс перехода электрохромного стекла в прозрачное состояние требует 5-8 минут.

Управление

Для управления изделием и переключения режимов можно использовать как стационарный переключатель, так и дистанционный пульт управления, систему климат-контроля, персональный компьютер.

Характеристики

Private Glass Control – безопасность, долговечность, невероятное количество функций

Стекло обеспечивает беспрепятственный обзор наружу и комфортное естественное освещение

Затемняющие свойства электрохромного стекла позволяют использовать материал вместо жалюзи и штор на окнах

Поверхность не пропускает инфракрасное и ультрафиолетовое излучение

Остекление данным типом материала позволяет экономить на кондиционировании помещения

Технология потребляет минимальное количество электроэнергии, так как подача напряжения требуется только в момент перехода электрохромного стекла

Преимущества

Стоимость

Стоимость изделия, изготовленного на базе технологии электрохромного стекла Private Glass Control рассчитывается индивидуально, исходя из ряда факторов, таких как:

Конструктивные особенности и особенности эксплуатации (габариты, площадь, форма, размер, вес, количество элементов)

Система управления (интеграция в систему «умный дом» и др.)

Особенности стекла, используемого в производстве изделия

ПРАЙС-ЛИСТ НА ЭЛЕКТРОХРОМНОЕ СТЕКЛО PRIVATE GLASS CONTROL

Сфера применения умного электрохромного стекла

Уникальные свойства электрохромного стекла Private Glass Control превращают его в многофункциональное изделие с невероятно широкой областью применения.

  • Private Glass Control в коммерческом секторе
  • Private Glass Control в частном секторе
  • Основной областью использования электрохромного стекла Private Glass Control является внешнее остекление помещений. Применение данного вида материала позволяет контролировать количество тепла и света, поступающего через окна. Умное электрохромное стекло – это идеальный высокотехнологичный элемент современных жилых, производственных, офисных зданий. Использование монохромного стекла в конференц-залах и офисных помещениях позволяет повысить качество условий работы сотрудников: материал обеспечивает идеальную температуру в помещении, приятный синий цвет поверхности оказывает положительное влияние на работоспособность.

    Применение материала при остеклении квартир, пентхаусов, гостиничных апартаментов позволяет достичь максимальных условий комфорта в помещении, воплотить сложнейшие дизайнерские задумки. Легкая интеграция в систему «умный дом» обеспечивает простоту и удобство управления.

    Электрохромное стекло

    Наша компания представляет вашему вниманию инновационный продукт – электрохромное стекло Private Glass Control. Данное стекло имеет функцию изменения прозрачности стекла. Продукция представляет собой две стеклянных поверхности, между которыми помещается специальный токопроводящий слой, при влиянии на него электричества он изменяет прозрачность стекла.

    Когда питание выключено, поверхность стекла остаётся прозрачной, а при подаче тока стекло постепенно становится матовым. Сам процесс перехода занимает примерно пять минут. Для управления электрохромным стеклом можно использовать пульт ДУ, стационарный переключатель либо систему климат-контроля.

    Электрохромное стекло Private Glass Control имеет отличные свойства:

    – оно позволяет обеспечивать комфортное естественное освещение и прекрасный обзор;

    – благодаря своим свойствам, стекло заменяет шторы, жалюзи и прочие приспособления для затемнения пространства и создания приватности;

    – стекло защищает практически от всего спектра вредного УФ излучения;

    – помимо прочего, Private Glass Control позволяет экономить средства за счёт уменьшения использования кондиционера;

    – при работе используется минимальное количество электроэнергии.

    Использование электрохромного стекла как в жилом помещении, так и в офисном или коммерческом, позволят сделать жизнь и работу более комфортной и удобной. При этом срок эксплуатации данного продукта составляет многие годы. Электрохромное стекло абсолютно безопасно для использования даже в детской комнате.

    Цена на электрохромное стекло зависит от нескольких параметров: габаритов, формы и количества элементов, системы управления и особенностей стекла.

    Заинтересовало? Оставьте свой номер

    Мы проконсультируем вас по всем интересующим вопросам

    Электрохромное умное смарт-стекло. Обзор его особенностей и областей применения

    Электрохромное умное смарт-стекло, в основе которого лежит технология Smart Glass, – новинка среди светопропускающих материалов, представленных на российском строительном рынке. Инновационные решения, применяемые в этом смарт-стекле, наделяют его возможностью превращения из прозрачного, в стекло с глубоким матово-белым оттенком.

    Да-да. Теперь очередная фантастическая, казалась бы, идея, старанием ученых и специалистов разных областей науки, воплощена в жизнь. Трансформация стекла в непрозрачное состояние осуществляется под действием электрического тока. Для активации/деактивации матового режима предназначен специальный выключатель.

    Принцип действия умного электрохромного смарт-стекла.

    В основе управления уровнем прозрачности лежат способности поляризуемых частиц под воздействием электричества упорядочивать свои ряды. Упорядочивание рядов открывает проникающим лучам света возможности для беспрепятственного прохождения сквозь поляризуемые частицы.

    Способность частиц «выстраиваться» не могла бы возникнуть без наличия в стекле двух важных составляющих:

    • токопроводящего слоя (точнее – одного или двух);
    • жидких кристаллов или напыления металла.

    Первый – токопроводящий слой Smart Glass – предназначен для создания электрического слоя, влияющего на активизацию сложных процессов в кристаллах, либо в ионах напыления металла.

    Второй – сами составляющие, на которые оказывается воздействие.

    [tip]Важно! С обеих сторон на умное стекло наносится защитная пленка. Это делается для того, чтобы оградить его от попадания воды или моющих средств, имеющих агрессивную среду.[/tip]

    Стекло с регулируемой прозрачностью отсеивает большую часть ультрафиолетового излучения, негативно влияющего на здоровье человека. На работу электрохромного стекла не требуется много электроэнергии – в спящем режиме оно потребляет лишь несколько ватт.

    Технические характеристики смарт-стекла.

    • защита от инфракрасного излучения – порядка 42%;
    • защита от ультрафиолета – свыше 98%;
    • напряжение переменного типа, 100-110 Вольт.

    Свойства «умных стекол»:

    1. При включенном состоянии – материал прозрачный, при выключенном – окрашивается в непроницаемый матовый цвет;
    2. Коэффициент одновременного пропускания света – при включении: 75±3% /при выключении: 10±1%;
    3. Коэффициент светопропускания солнца – при включении: 80±1% / при выключении: 60±1%;
    4. Помутнение – при включении: 2±1% / при выключении: 80±3%;
    5. Варианты исполнения по цвету пленки (выключенное состояние): молочно-белая, светло-голубая, темно-серая, возможны вариации;
    6. Форма стекла – любая;
    7. Рабочая температура – от -30 градусов С до +75 градусов С;
    8. Эксплуатационный период – 10 лет;
    9. Срок гарантии – 5 лет.

    Область применения.

    • залы для конференций и переговоров;
    • офисные перегородки.

    Культура и сфера искусства:

    • интерактивные выставочные и демонстрационные стенды;
    • большие проекционные экраны;
    • рекламные и выставочные стенды.

    • остекление тренажерных залов;
    • теннисных площадкок.

    • ограждение витрин;
    • примерочных кабинок;
    • витринных шкафов.

    Медицина и косметика:

    • процедурные комнаты;
    • массажные комнаты;
    • солярии.

    • остекление иллюминаторов воздушных и водных судов;
    • перегородок в автобусах и лимузинах;
    • остекление автомобилей специального назначения;
    • автомобильные окна.

    • межкомнатные перегородки;
    • остекление зимней площадки для сада;
    • остекление зенитных фонарей;
    • экраны для домашнего кинотеатра;
    • перегородки душа и ванных комнат;
    • двери и жалюзи.

    Не лишним будет знать, что максимальная толщина Smart Glass не превышает 6 мм, а электрохромные листы обычно бывают в пределах от 1,5м х 3м до 1,8м х 3м.

    Возможные варианты установки умных стекол.

    Умное стекло в составе пластикового окна. В этом случае в стандартный ПВХ профиль, вместо стеклопакета, монтируется умное стекло. При включенном Smart Glass создается высокий уровень теплоизоляции – в остекленном помещении становится ощутимо теплее.

    Обычное умное стекло, которое устанавливается в обычную раму и закрепляется при помощи соответствующих зажимов. Такой вариант использования, как правило, применяется для разделения больших комнат на зоны, определенного размера.

    Стоимость смарт-стекла.

    Технология создания электрохромных смарт-стекол еще достаточна нова, поэтому производители не спешат снижать стоимость конечного продукта. Поэтому цена смарт-стекла для рядового покупателя остается запредельной. Судите сами: значения на ценнике такого умного светопропускающего решения могут варьироваться в пределах 250-2200 Евро за 1м 2 . Разброс цен основан на общем размере стекла и функций, запрограммированных к выполнению.

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

    Обобщённая концепция применения электрохромного стекла

    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, 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:

    • просто затеняющие,
    • затеняющие и прозрачные,
    • зеркальные и непрозрачные.

    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 «умного» 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:

    • центральный разделитель,
    • два электрода (тонкие электрические контакты) с каждой стороны разделителя,
    • два прозрачных электрических контактных слоя с обеих сторон электродов.

    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, эффективно переключая «умное» окно в затенённое состояние.

    По мере изменения напряжения на электродах происходит обратный процесс, соответственно «умное» окно вновь приобретает состояние прозрачности. Что примечательно, энергия расходуется только в моменты переключения электрохромных окон в прозрачное или затенённое состояние. Оставаясь в любом из режимов, «умное» окно не расходует 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), обладающий свойствами изменения цвета в моменты пропускания тока через структуру. Технология напоминает ту, что используется для фотохромных солнечных очков, но требует 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. Такой 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.

    Преимущества и недостатки «умных» электронных окон

    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 в кондиционировании воздуха и, соответственно, затраты на такой сервис.

    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, и 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. Согласно исследованиям рынка, одно большеразмерное интеллектуальное окно оценивается на уровне примерно $30000–60000 рублей.

    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.

    Перспективы развития технологии «умного» остекления

    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.

    «Умное» стекло с регулируемой прозрачностью для Smart дома

    Умное стекло или Smart-glass можно назвать одной из самых перспективных новинок на российском рынке. За счёт своей способности менять свойства под действием электрического тока и необыкновенно широкой сферы применения оно стремительно завоёвывает популярность у владельцев домов по технологии Smart house. Это целое устройство, которое может быть как полностью прозрачным, так и полностью затемнённым. Любой эффект ему можно придать простым нажатием кнопки на пульте.

    Структура и свойства «умного» стекла

    Умное стекло – устройство многослойное. Его сердцевину составляет полимерная плёнка (Smart Film). Она имеет внутренний жидкий слой, покрытый с двух сторон слоями полимера, на которые нанесено проводящие покрытие. Smart Film, в свою очередь, ламинируют с двух сторон и покрывают стеклом.

    Smart glass — технология будущего

    Жидкий слой Smart Film может состоять из трёх типов частиц: полимерных рассеянных жидкокристаллических (PDLC), взвешенных (SPD) или электрохромных (ECD). От типа частиц зависят некоторые свойства умного стекла.

    Без подачи электрического тока частицы внутри Smart Film расположены хаотично. В этом состоянии поверхность стекла выглядит полностью непроницаемой. Она матовая и имеет молочный оттенок. При подаче электрического тока кристаллы становятся перпендикулярно по отношению к проводящему слою. Такое положение жидких кристаллов делает умное стекло прозрачным.

    Стоит отметить, что стекло, не теряет своей светопроницаемости. Следовательно, помещение в любом случае не будет затемнено.

    Умное стекло с PDLC реагирует на переключение кнопки в течение 0,1 секунды.

    Smart glass с SPD

    Структура плёнки с SPD почти не отличается от структуры плёнки с PDLC. Единственное различие таится в форме частиц. Она стержнеобразная, поэтому стекло остаётся оптически проницаемым при любых условиях. Под действием электрического тока, взвешенные частицы упорядочиваются, при этом умное стекло имеет светло-синий или светло-серый оттенок. Без подачи напряжения при хаотичном расположении частицы поглощают свет таким образом, что стекло становится тёмно-синим. Реже оно имеет чёрный или серый цвет.

    Умное стекло (Smart-glass)

    Скорость реакции стекла с SPD при нажатии кнопки составляет 2–3 секунды.

    Стекла с ECD

    Стекло с ECD принципиально отличается по способу формирования внутреннего слоя. Он создаётся при помощи многократного напыления на плёнку и без подачи напряжения абсолютно прозрачен. При подаче напряжения ионы лития начинают перемещаться. За счёт этого происходят трансформации. Цвет стекла изменяется, как и стекла с SPD. Контролировать затемнение можно путём изменения величины напряжения.

    Стекло с ECD реагирует на переключение медленнее всех. Ему необходимо для этого до 300 секунд.

    Область применения «умного» стекла

    Стекло с ECD и SPD применяются не так широко, как с PDLC, из-за тесной взаимосвязи прозрачности и светопроницаемости. Но спрос на них тоже есть.

    Любой вид умного стекла можно вставить в двери и оконные рамы. С ним нет необходимости в жалюзи. Достаточно просто нажать на кнопку, и стекло станет непроницаемым. Его поверхность может быть белой, голубой или серой. Выбор цвета всецело зависит от покупателя. Из него удобно создавать всевозможные перегородки в жилых и офисных помещениях, использовать в качестве проекционных экранов, рекламных стендов.

    Умные стекла — в каждый дом!

    Умное стекло широко применяется в транспортной и торговых сферах. Из него делают автомобильные окна, перегородки в автобусах, витринные и примерочные кабинки в тортовых помещениях. В некоторых медицинских учреждениях его используют в процедурных и массажных кабинетах.

    Умное стекло сделает любое помещение комфортабельным, этим и обусловлена его популярность.

    Читайте также:  Жироуловитель под мойку: устройство и принцип работы, плюсы и минусы, как выбрать, монтаж
Ссылка на основную публикацию