смарт окна что это такое
Что такое смарт-окна? Пластиковые окна-хамелеоны
Современные тенденции энергосбережения в строительстве не так давно дали мощный старт производству пластиковых окон. Они удобны для архитекторов, поскольку им можно придавать любые формы, являются энергосберегающими и шумозащитными, имеют кучу преимуществ по сравнению с деревянными. Однако любая пластиковая рама до недавнего времени монтировалась с обыкновенным стеклом, которое очень уязвимо в плане энергосбережения. Именно через стекло поступает больше всего солнечного света в квартиру, а с ним и тепла или холода, в зависимости от времени года.
Однако технологии не стоят на месте и ученые все время изобретают стекла с новыми свойствами. Не за горами то время, когда, покупая окна, мы будем выбирать не профиль, а именно стекла, ориентируясь на их функциональные особенности.
Сегодня ученые Америки, Китая, России работают над приданием стеклу новых защитных функций. Такие окна уже получили множество приставок: смарт-окна, «умные» или «интеллектуальные» окна. Что же они умеют?
Окно-хамелеон по-американски
Компания из Денвера предложила окна, которые автоматически изменяют прозрачность в зависимости от степени освещенности. Это способствует меньшему проникновению ультрафиолетовых лучей в жаркий летний период. В основу изобретения положен принцип напыления нанополимера, который безвреден для человека. Он способен изменять свою молекулярную температуру в зависимости от температуры окружающей среды. Окна с использованием такого стекла способны экономить до 40% энергии на климат-контроль помещений.
Одним из существенных достоинств такого напыления является возможность уменьшить солнечные блики при работе с компьютерами, что очень актуально для работников офисов.
Китайский вариант оконной солнечной батареи
Китайские инженеры начали работать в несколько ином направлении – они пытаются создать стекла, способные оптимизировать энергопотребление. Так, по их идее окна должны превращать солнечную энергию в электрическую. Это что-то вроде окна, совмещенного с солнечной батареей. При этом вместо стекла используют два слоя поликарбоната (не уступающего по характеристикам силикатному стеклу), между которыми наносят покрытие на основе оксида ванадия. Такое покрытие обеспечивает свободное проникновение ультрафиолетовых лучей до определенной температуры, а потом начинает его отражать, оставляя при этом покрытие прозрачным. Излишек излучения поглощается фотогальваническими элементами, расположенными по краю окна и вырабатывающими электроэнергию.
«Интеллектуальное» окно по-русски
Российские изобретатели всегда удивляли мир, вспомним Кулибина, Попова, Курчатова. Вот и ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова показали миру свое детище – новую оптическую технологию создания электрохромного устройства, способного управлять степенью освещенности и цветом стекла. Это удивительное решение может со временем быть востребованным как для архитектурных, так и для дизайнерских интерьерных решений. Такие окна позволят сохранить тепло в самый лютый мороз, прохладу в жару и посмотреть на мир в новых красках.
9 Комментарии
Неплохо бы если окна были дисплеями, передающими красивый вид из окна, который влияет на цену квартиры. Множество депрессивных состояний в России, не столько из-за тяжёлой жизни, сколько из-за пасмурности. У нас мало солнца, да ещё любимая музыка в основном минорна, под свечи. Вместе с красивым видом, по окнам можно транслировать солнечный день, в сырую осеннюю серость, с весёлой танцевальной музыкой. Желательно против воли владельца, в терапевтических дозах.
Интересное предложение. Вот только против воли владельца — вряд ли такое возможно. Разве что в специальных заведениях.
Интересные идеи. Блики действительно иногда очень мешают.
Будем надеяться что все эти идеи как можно быстрее попадут на наш массовый рынок и будут доступны.
Да что не хватает, то не хватает солнца в больших городах, из-за этого настроение негативное.
А вот такие окна мне напоминают очки солнцезащитные — хамелеон, они также из прозрачных меняют на полную защиту, от проникновения опасного солнца.
Так это же окна для тех, кто живёт в жарких странах, как минимум. Для климата РФ они не очень актуальны.
Да, технологии развиваются семимильными шагами!
Когда это до нас еще дойдет, энергосберегающие окна были бы очень актуальны.
Думаю, это случится только тогда, когда стоимость сберегаемой энергии покроет доп. затраты на установку/эксплуатацию таких окон. Пока это не так.
Да и, вообще, я думаю это произойдёт ещё не менее чем через 500 лет.
Выигрыш очень сомнительный от этого сбережения!
И вообще, если солнечную энергию так хочется использовать, почему тогда на стенах и на крыше не установить такую же тему?
Интересная технология, хотелось бы посмотреть сквозь такие окна, желательно, в своей квартире!
Умные окна с климат контролем, и не только
Привет всем читателям блога «Строим дом».
На днях мы рассматривали умные двери, но если есть умные двери значит должны быть и умные окна? Конечно есть. И сегодня мы как раз о них и поговорим.
Современные смарт-окна способны открываться по установленной программе, затворяться в дождь, регулировать свою светопроницаемость, температуру и уровень шума внутри помещения.
Смарт-ручки для окон
Сегодня популярность среди смарт-устройств для современных окон набирают ручки, сохраняющие установленную температуру в комнате путем передачи сигнала на систему климат контроля при открывании окна – от чего климатизер сам временно отключается. Этими оконными ручками руководить и удаленно через специальное приложение, установленное на компьютере либо в мобильном устройстве. Смарт-ручки легко устанавливаются как на новые окна, так и на уже устроенные.
Автоматическая система проветривания
Автоматическая система проветривания окон такая например, как MACO Window-Matic, которая программируется на срок до одного месяца – предоставляет возможность открывать и закрывать окна в определенное время.
Функция умных окон может быть увеличена путем установки дополнительных сенсорных датчиков, за счет которых створки будут автоматически закрываться при дожде или сильных порывах ветра.
Изменение светопропускаемости стекол
Также современные окна способны регулировать освещенность в комнате. Это стало возможным, благодаря электро-хромным стеклам, разработанными американской компанией NREL (National Renewable Energy Laboratory). Их светопроницаемость изменяется в зависимости от поданного на них напряжения.
Компания Peer+ (Голандия) пошла дальше и предложила стекла с фотоэлектрическим покрытием SEG (Smart Energy Glass), которые могут не только изменять свою прозрачность, но и накапливать солнечную энергию. Ученый из университета Буффало Сарбаджит Банерджи предложил покрывать стекла вольфрамом, смешанным с оксидом ванадия (V205).
Оксид ванадия способен изменять структуру своей решетки в зависимости от температуры, переживая так называемый фазовый переход. При температуре ниже +32оС – это соединение является полупроводником, который не пропустит инфракрасное излучение, но и не поглотит его.
Электрохромные стекла в умных окнах изменяют светопропускаемость в зависимости от напряжения поданного на них
При повышении температуры кристаллическая решетка изменяется, соединение оказывается проводником и начинает поглощать инфракрасное излучение. В результате в жаркую погоду стекла с этим покрытием работают как охладитель, поглощая излишнее количество тепла.
Окна с умными стеклами
Компанией Samsung была предложена нано-разработка Transparent Smart Window, представляющая из себя 46-дюймовую LCD-панель с разрешением 1366 х 768 пикселей и контрастностью 500 : 1. Стандартные LCD-панели имеют прозрачность 5 %, а TSW – 15-20 %. Это дает возможность для использования панели в качестве окна.
Управляя устройством при помощи виджетов можно «закрывать жалюзи», делать окно прозрачным, использовать Smart Window как тачскрин для компьютерных задач, просматривать видео. В светлое время суток роль подсветки выполняет внешний свет, а в темное время подключается встроенная LED-подсветка.
Прозрачная LCD панель с виджетом климат-контроля
Кстати поучаствуйте в опросе ниже, ваше мнение интересно.
Такие умные окна еще редкость, но то, что у них большое будущее – это факт. Тем боле, что они усовершенствуются, что делает наш дом комфортным и уютным. На этом у меня пока все, делитесь своими впечатлениями в комментариях ниже.
Smart технологии. Умные окна для дома и офиса.
Умное стекло помогает сохранить определенный уровень конфиденциальности в офисе и защитить личную жизнь в квартире или частном доме.
Компании при производстве стекла используют PDLC-технологию – электрохромная технология производства «SMART Glass». Такое стекло может менять свою прозрачность в зависимости от освещенности, температуры и подачи электрического тока. При пасмурной погоде свет рассеивается так, что становится мягким, создавая уют в помещении.
В выключенном состоянии стекло становится оптически непроницаемым и приобретает молочно-матовый цвет. В это время его можно использовать как проекционный экран. Можно, например посмотреть футбольный матч на большом экране.
Еще одним бонусом в использовании Умного стекла будет экономия на коммунальных услугах. Снижаются теплопотери за счет термосберегающих свойств материала. Функция «жалюзи» экономит на кондиционировании.
Умное стекло можно использовать в квартирах, домах, офисах, гостиницах, мед.учреждениях, бассейнах, магазинах и в качестве рекламных поверхностей.
Умное окно: автоматизация проветривания комнаты, интеграция в Home Assistant
Для меня всегда особенно интересно знакомиться с разработками энтузиастов умного дома. И тема этого обзора — будет как раз про такое устройство. Мы с вами рассмотрим актуатор — то есть исполнительный механизм, который физически воздействует на управляемый объект, где в качестве такого объекта выступает окно, с возможностью установки в режим проветривания.
Контакты авторов проекта, по состоянию на дату обзора
Как купить: написать в директ @um_okno в инстаграм или написать на почту.
Содержание
О проекте
Герой обзора — это детище молодого стартапа Умное окно, в нем используются как фабричные изделия — платы управления, двигатель, так и DIY — корпус, тяги и конечно прошивка. На сегодняшний день это уже полностью готовое к использованию решение, но при этом авторы не останавливаются на достигнутом, продолжая постоянно совершенствовать продукт.
Поставка
Поставка осуществляется во все страны, куда возможно в принципе доставить Почтой России. Например с доставкой в Киев никаких проблем не возникло.
Все тщательно упаковано, и доехало в полной целости и сохранности. Хочу отметить что даже процесс упаковки дорабатывается, в ближайшем времени, я имею в виду от даты этого обзора, все элементы системы будут упаковываться в специально вырезанные для них лазером ниши в пенопласте.
Мне на тест попал полный комплект системы умное окно. Сразу хочу сказать что на данном этапе существует только версия с стационарным питанием, то есть необходима проводка кабеля питания.
Под словом полный — я подразумевал то, что в него входит внешний датчик температуры и влажности, который позволяет использовать систему в автономном режиме, без привязок к внешним системам управления.
Датчик выполнен в виде обычной вилки для евророзетки, он шлет данные о температуре и влажности на актуатор. Но если планируется использовать умное окно в связке например с Home Assistant — то необходимости в этом сенсоре нет.
Тяга состоит из двух, соединенных между собой частей — это тот самый рычаг который и управляет открытием и закрытием окна.
Как и корпус двигателя, эта часть выполнена методом 3D печати и хотя это не фабричное производство, качество изготовления не уступает заводскому.
В комплекте имеется и разъем для подключения к блоку питания и весь необходимый крепеж даже с запасом. Дополнительно на плечи пользователя ложится только кабель и его проводка по окну.
Блок питания — рассчитанный на выходное напряжение 12 Вольт и ток до 1 А, так же имеется в комплекте.
Актуатор
Это основная часть устройства. Внутри распечатанного на 3D принтере корпуса белого цвета, находится двигатель и вся логическая часть. Сбоку находятся две кнопки ручного управления.
С другой стороны находится вал двигателя и вывод кабеля питания. В этом обзоре я не буду касаться вопроса проводки питания по окну, так как там есть несколько вариантов решения — например внутри полой рамы окна. Я планирую, как будет свободное время — попробовать аккуратно проложить узкий короб по краю окна.
Что касается установки привода — тут тоже есть выбор. На задней крышке уже есть отверстия, которые позволят установить его вместо штатной ручки, но это приведет к невозможности ручного открытия. Оптимально ставить его в верхней части окна — тут кстати будет нужно меньшее усилие для открытия.
Я закрепил на двусторонний монтажный скотч, который, по крайней мере пока, отлично справляется с своей задачей. Можно использовать и саморезы и клей — кому как больше нравится.
При подключении питания — обязательно соблюдайте полярность, сквозь корпус устройства виден сигнальный светодиод.
В зависимости от того, в каком состоянии находится привод, или какая операция сейчас выполняется — меняется и его цвет.
Ручное управление и шум двигателя — ссылка на фрагмент видео обзора
Подключение
После подачи питания, привод переходит в режим точки доступа. Сеть так и называется privod и далее идет уникальный код устройства. Пароль для подключения к сети — 12345678. После подключения необходимо перейти на страницу авторизации.
На ней — нужно указать название и пароль своей домашней wi-fi сети. Есть два режима подключения — с указанием фиксированного IP адреса и с автоматической выдачей IP адреса роутером.
Далее привод перезагрузится и подключится к домашней сети. Если выбран режим DHCP — смотрим какой адрес присвоен роутером, устройство имеет название которое состоит из слова ESP и кода устройства.
Перейдя по этому адресу — попадаем на страницу управления приводом. Тут указано состояние окна — открыто или закрыто, либо процент открытия, установка автоматического режима проветривания, желаемая температура, включение режима проветривания на заданное время и ручное открытие и закрытие.
Устройство имеет довольно много настроек. Кроме названия и сетевого имени — можно регулировать скорость двигателя, фактический % открытия и закрытия окна, % усилия — чем ниже, тем меньше изнашивается двигатель, время включения авторежима, яркость светодиода и тут же находится код устройства.
В расширенных настройках есть возможность указать параметры подключения к внешнему MQTT серверу — все уже догадались как привод будет интегрироваться с home assistant? Еще ниже есть возможность настройки коэффициентов PID-контроллера — это параметры определяющие работу авторежима — чувствительность на изменения, скорость реагирования, амплитуда движений окна.
На момент тестирования, для home assistant — устройство необходимо вручную прописывать в конфиге, но идет работа над понятным для discovery режима формата
Внешний сенсор
Подключим внешний сенсор температуры и влажности. Методика такая — же, ищем появившуюся сеть с словом sensor и подключаемся к ней используя пароль 12345678. Далее переходим на страницу авторизации.
Тут указываем параметры для подключения к домашнему wi-fi, указываем свой или автоматическую выдачу адреса роутером.
Для перевода в режим настроек, сенсор необходимо дважды включить и выключить из сети — методика описана в инструкции, кстати возможно что это будет тоже доработано и реализовано в виде кнопки.
Для сенсора нужна только одна настройка — это уникальный код привода, который берется из его настроек. После перезагрузки, сенсор раз в две минуты будет слать на него измеренные параметры температуры и влажности.
Внешний сенсор включенный в одну из розеток удлинителя Orico.
После этого, под целевой температурой, будут отображаться данные полученные с датчика. Логика привода, в авторежиме, будет самостоятельно регулировать положение окна в зависимости от этих параметров и настроек PID коэффициентов. Но, в случае использования привода совместно с home assistant или другой системой умного дома, наличие этого сенсора не обязательно.
Настройка
После установки на окно — нужно вручную найти крайние положения. Это зависит от окна и места установки. В моем случае максимальное открытие достигалось на 90%. Это значение я и указал в поле Открыто.
И закрытие — при положении в 15% — это значение я указал в поле закрыто. Теперь при команде открытие и закрытие, актуатор будет останавливаться на этих значениях — 15 и 90%.
Работу актуатора в установленном положении — ссылка на фрагмент видео обзора
Home Assistant
На момент выхода обзора, для добавления актуатора в систему Home Assistant необходимо прописать его вручную по шаблону который копируется из подсказки в его настройках. Но еще раз уточню — уже сейчас ведется работа, направленная на то, чтобы устройство обнаруживалось интеграцией MQTT автоматически.
Здесь нужно продублировать те же значения минимума и максимума, которые мы определили и установили в веб интерфейсе привода.
Соответственно этих положений и будет достигать привод при открытии и закрытии окна. Вручную можно выбрать и любое из промежуточных значений открытия.
Автоматизации
Вариантов автоматизаций тут можно придумать множество, связав с любыми сенсорами, трекерами, условиями и прочими объектами Home Assistant. В качестве примера приведу простую автоматизацию завязанную на показания датчика CO2.
В случае если показания CO2 превысят значение в 900 ппм, температура за окном будет ниже 5 градусов Цельсия, а окно закрытым.
Приводу будет отдана команда на неполное открытие — до положения в 40%. Что-то то вроде зимнего проветривания.
На практике, в моем случае, это выглядит так.
Следующее в автоматизации условие аналогично первому, но при температуре за окном — выше 5 градусов Цельсия.
В этом случае окно будет открыто полностью.
И последнее в этой автоматизации условие, будет отрабатываться, если значение CO2 станет ниже 600 ppм, тогда, при условии что окно в этот момент открыто
Приводу будет отдана команда на закрытие. Еще раз повторюсь — это лишь простой пример, на практике эта автоматизация будет намного сложнее, я хочу учитывать больше параметров, в частности не закрывать окно если на улице не холодно, связать этот кейс с автоматизацией по увлажнению и отоплению. Думаю что через какое-то время сделаю отдельный урок по этой теме.
Видео версия обзора
Вывод
Актуатор позволяет автоматизировать очень важный кейс — проветривание помещения и на сегодняшний день, фабричных аналогов, не считая пары вариантов цепных приводов, я не встречал. Конечно все можно решить и при помощи установки системы приточной вентиляции, но она, в отличии от рассматриваемого решения — не всегда имеет техническую возможность для установки, да и по цене — существенно дороже.
От себя хочу пожелать стартапу Умное окно — дальнейшего успешного развития их продукта!
Остекление б у дущего Смарт-окна для оригинальных решений в дизайне
Принцип переменной матовости
Смарт-стекло Thermo Glass Private — уникальное «умное» стекло, способное изменять свою прозрачность и светопроницаемость.
Материал может менять свою прозрачность при подаче к нему электричества: простое нажатие кнопки — и за считанные мгновения ваши окна станут совершенно прозрачными или абсолютно непроницаемыми для посторонних взглядов.
У новинки широчайшая сфера использования: от коммерческого сектора (входные группы, офисные перегородки, наружная реклама) до частного (остекление зимнего сада, мансарды, бассейна).
Подоконник — в дополнение к окну вы можете заказать подоконник ПВХ.
Откосы — обрамляют оконный проем. Препятствует образованию конденсата на окнах, поддерживает оптимальный уровень тепла в помещении.
Тёплые откосы — cэндвич-панели для откосов отличаются слоеной структурой. Между двумя стенками толщиной в 1 мм находится вспененный материал.
Штукатурные откосы — оконная классика. Очень долго это был самый распространённый способ оформления окна.
Гипсокартонные откосы — для утепления гипсокартонных откосов, под плиту кладут утеплительный материал.
Отливы — это «козырек», который устанавливается с внешней стороны окна для того чтобы по нему стекала дождевая вода и тающий снег. Он защищает основание окна от лишней влаги.