смарт стекло что это такое
Технология smart glass, что такое Smart стекло и smart пленка
Технология smart glass, разработана в прошлом веке, в восьмидесятых годах. А вот практическое применения такая инновация получила только в настоящем времени.
Основой smart glass является жидкокристаллическая решетка, состоящая из атомов. От воздействием электрики атомы начинают менять свое местоположение, и предоставляют возможность регулировать прозрачность внутренней стеклянной перегородки или же окна.
Что такое smart стекло, умная пленка
Основные преимущества smart пленки, стекла
Все преимущества инновационных разработок зависят напрямую от электричества: если оно выше, то и степень прозрачности smart стекла/пленки будет большей. Прежде чем купить smart пленку помните, что ее установлением должны заниматься специалисты, в точности, как и монтажом умного стекла, обладающие практическим опытом работы. При правильной установке вы исключаете возможность повреждения и получаете уникальные возможности инновационных изделий.
К основным недостаткам, можно отнести:
Высокая стоимость обусловлена тяжелым процессом производства и применением дорогостоящих материалов. Сложность монтажа напрямую зависит от уязвимости и для установки таких изделий производители рекомендуют воспользоваться услугами специалистов, исключить услуги, которые предлагают неопытные подрядчики.
В интернет-магазине от компании SmartFilm представлены разные виды инновационных изделий, которые закупаются напрямую у ведущих производителей со всего мира. У нас вы сможете купить smart стекло/пленку по доступной стоимости, воспользоваться услугами монтажа и доставки.
Если у вас остались вопросы по продукции, услугам нашей компании обращайтесь к нашим специалистам. Ответим на вопросы, поможем с выбором и установкой.
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:
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.
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.
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.
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:
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.
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.
Смарт стекло. Применение и работа. Технологии электрохромизма
Смарт стекло – это многослойное стекло переменной матовости, способное изменять свои оптические качества. Широко применяется для фасадного остекления и при изготовлении офисных перегородок.
Принципы работы
Умное стекло может менять свои оптические качества с матового в прозрачное. В своем большинстве оно изготавливается по технологии триплекс. По сути, это два листа обычного стекла с размещенной между ними пленкой, которая и меняет оптические качества.
Изменение прозрачности пленкой выполняется в связи с изменением определенных условий:
Умные стекла, работающие по принципу фотохромизма, меняют свою окраску под воздействием видимого света, в частности, ультрафиолета. То есть по мере усиления освещенности их поверхности, они начинают темнеть. Это вызвано исключительно физическими качествами применяемых материалов. То есть, управлять процессом невозможно. В связи с этим такие стекла преимущественно нашли применение в качестве линз для солнцезащитных очков. Чем ярче освещение на улице, тем они темнее. Нужно отметить, что изменения прозрачности происходят медленно.
Стекла меняющие прозрачность под воздействием температуры содержат внутри пленку с включениями вольфрама и диоксида ванадия. Эти компоненты при нагреве выше +29°С меняют свои качества и начинают отражать инфракрасное освещение. Данное качество позволяет стеклам в жару становиться тонированными или матовыми. Это позволяет предотвратить перегрев помещения за счет солнечных лучей. Такие умные стекла срабатывают медленно. Принудительно вернуть их прозрачность пока жара не спадет невозможно, что является главным недостатком этой технологии.
Смарт стекло, меняющее свою прозрачность за счет подачи электрического напряжения, является самыми перспективными, за счет чего и получили большое распространение. Оно в спокойном состоянии темное или матовое, но при подаче электричества моментально становятся прозрачными. Управление стеклом выполняется кнопкой, сенсором или с помощью дистанционного пульта. Благодаря возможности регулировки и моментального переключения, именно стекла этого типа обычно и подразумеваются как умные.
Электрохромные технологии
Электрические умные стекла работают по принципу электрохромизма. То есть применяемая в них пленка меняет свои качества в результате воздействия электрического тока.
Существует 3 вида смарт стекол, работающих по этому принципу:
Это кардинально отличающиеся между собой разновидности электрических умных стекол. Однако внешне они смотрятся практически одинаково, и могут отличаться только оттенками матовости.
LCD смарт стекло
Это полимерные жидкокристаллические устройства. В них используются частицы, обладающие одновременно качествами жидкостей и кристаллов. Они мгновенно меняют свое агрегатное состояние с жидкого в твердое прозрачное при изменении определенных условий. В виде капель они становятся почти непрозрачными. При подаче напряжения на стекло частицы затвердевают, и приобретают полную прозрачность.
Изменение их агрегатного состояния происходит за счет присутствия особого полимера. Именно он становится активатором жидкого или твердого состояния при подаче напряжения через специальный прозрачный токопроводящий слой. Жидкие кристаллы меняют свои качества за счет изменений в полимере.
В состоянии без подачи напряжения, когда стекло обесточено, кристаллы становятся жидкими. За счет этого они преломляют прямые световые лучи. Как следствие стекло становится практически непрозрачным. При подаче напряжения капли переходят в кристаллы и дополнительно под воздействием электрического поля выстраиваются таким образом, чтобы свет проходил сквозь них с минимальным рассеиванием.
Данная технология позволяет контролировать степень прозрачности изменением напряжения. Если его мало, то электрическое поле выравнивает не все кристаллы, поэтому часть из них по-прежнему мешает прозрачности, но в меньшей мере.
В своем большинстве такие умные стекла работают в режиме включено и выключено. Однако используемая в них технология при некотором совершенствовании также позволяет применить поверхность в качестве проецирующего изображение экрана. То есть такие стекла вполне можно применять как монитор. В одном режиме они темные или матовые, в другом прозрачные, а в третьем показывают различные спроецированные на них изображения. Стекла с такими возможностями используют для остекления торговых витрин. В вечернее и ночное время на них показывается реклама.
LCD стекла могут содержать пленки, которые в спокойном состоянии без напряжения имеют один из цветов:
В качестве источника питания умного LCD стекла служит блок на 12-36В. То есть такое напряжение полностью безопасно. К тому же получить поражение током от стекла невозможно. Напряжение на токопроводящий прозрачный внутренний слой подают клеммы, которые скрываются в раме, поэтому контакт с ними невозможен.
Нужно отметить, что в продаже можно встретить LCD пленку. Купив ее, можно сделать смарт стекло из любого уже установленного окна или витрины. Она приклеивается, как и обычные матовые пленки. Отличие заключается только в дальнейшей установке клемм по периметру и прокладке провода до блока питания. Свойства и технические особенности данной пенки не позволяют делать в ней фигурные отверстия. Они должны быть только прямоугольными. Это нужно учесть в случае установки выступающей фурнитуры.
SPD умное стекло
Это также многослойное стекло триплекс. Внутри него вклеивается пленка, содержащая стержнеобразные частицы, плавающие в тончайшем слое жидкости. При отсутствии напряжения они располагаются в произвольном порядке, за счет чего многие поворачиваются боком непрозрачной стороной. В этот момент смарт стекло может быть серым, синим или черным.
При подаче напряжения взвешенные стержнеобразные частицы выравниваются торцами в сторону света. В таком положении они прозрачны. Стекло, работающее по данной технологии, также может менять уровень прозрачности за счет подачи разного напряжения. SPD энергоэффективное, его фактический уровень потребления 5 вт/м².
CD стекло
Это электрохимическое смарт стекло. Оно меняет прозрачность при относительно кратковременной подаче напряжения. Особенность его в том, что при изменении цвета до определенного уровня насыщения можно отключить питание, и стекло уже не поменяет свои оптические качества. Таким образом, оно более экономичное в плане потребления электроэнергии.
Однако стекло этого типа не пользуется большим спросом в связи с тем, что изменение прозрачности занимает несколько минут. Затемнение начинается по краям и медленно распространяется в центр. Мгновенные переключения как на других типах электрических смарт стеклах невозможны.
Электрохимические стекла меняют насыщенность оттенка, но всегда сохраняют прозрачность больше или меньше. В связи с этим они нашли применение в зеркалах заднего вида у автомобилей. Благодаря небольшому размеру зеркал, переключение происходит достаточно быстро. Изменение отражающих качеств позволяет минимизировать блики, мешающие обзору через зеркало.
Расход энергии на умное остекление
Смарт остекление не имеет столь широкого распространения, как могло бы быть, в связи с дороговизной его производства. Сама пленка стоит в разы дороже, чем современные очень качественные стеклопакеты. А если учитывать, что кроме смарт пленки нужны еще и стекла, блок питания, пульт и клеммы, то за монтаж такого остекления придется сильно потратиться. Поскольку это в своем роде электроприбор, то при его установке также придется оплачивать счета за электроэнергию.
В среднем расход электричества на поддержание прозрачности смарт стекла составляет 5-7 Вт/м2. Учитывая, что обычно оно находится в состоянии покоя, то есть непрозрачным, и электричество не потребляет, то в сутки расходует электричества не больше LED лампочки.
Сфера использования
Наиболее широкое распространение получили электрические умные стекла. Они применяются при остеклении:
Смарт стекло применяется при проведении остекления окон в жилых и коммерческих зданиях. Их использование позволяет отказаться от применения штор, тюля, жалюзи или роллетов. Окна вручную переключаются в режим прозрачности на короткий период днем, когда нужно открыть максимальный доступ света в помещение. Это очень удобно и отлично сочетается с современным интерьером.
Наиболее широкое применение смарт стекло получило для организации зонирования офисов. Смарт стеклянные перегородки могут при нажатии кнопки мгновенно из матовых стать прозрачными. Это позволяет создать комфортную рабочую обстановку. В выключенном состоянии такие перегородки имеют молочно-белый цвет, чем напоминают стену. Если же нужно обеспечить обзор в остальную часть офиса, то достаточно включить питание.
Смарт стекло отлично подходит для установки на витрины. В дневное время оно включается для обзора товаров, а к закрытию магазина выключается. Кроме этого, за счет матовости на него можно проектировать рекламные изображения.
Умные стекла других типов, не требующие подключения питания, могут использовать при изготовлении линз для солнцезащитных очков. Из них также делают экраны для музейных экспонатов, к примеру, картин. При усилении солнечного света экран уменьшает доступ ультрафиолета, вредного для красок.
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.