شیشه هوشمند چیست؟
۱۳:۲۰ | ۱۴۰۲/۰۵/۲۶
به گزارش اخبار ساختمان، شیشه هوشمند یکی از جدیدترین تکنولوژی های روز دنیا محسوب می شود و می تواند از جذب گرمای نامطلوب ناشی از تشعشع پرتوهای نور خورشید پیشگیری کند. یکی از مهم ترین موارد کاربرد استفاده از این شیشه ها در صنعت ساختمان به ویژه خانه هوشمند و یا فضاهای اداری و بیمارستانی، تفکیک و خصوصی سازی فضاهای داخلی است. به علاوه شیشه های هوشمند در پروژه های تبلیغات محیطی نیز می توانند کاربرد گسترده ای داشته باشند.
شیشه هوشمند چیست؟
شیشه هوشمند یا اسمارت گلس نوعی شیشه است که با استفاده از تکنولوژی های پیشرفته، می تواند میزان نور ورودی را کنترل کند. مات یا شفاف شدن شیشه با استفاده از جریان برق اتفاق می افتد و وابسته به مواردی مانند گرما و نور نیز هست. به عبارت دیگر شیشه هوشمند با توجه به شرایط محیط یا فرمان کاربر می تواند همه یا برخی از طول موج های نور را مسدود کند.
شیشه هوشمند چگونه کار می کند؟
فناوری شیشه هوشمند (smart glass) فعال امکان کنترل اشکال مختلف نور (مرئی، IR، UV) را با الکتریسیته فراهم می کند. با الکتریسیته، شیشه از حالت مات به شفاف تبدیل می شود و امکان کنترل دینامیک نور را فراهم می کند.
شیشه هوشمند هنگامی که خاموش است، ذرات داخل آن پراکنده می شود و باعث ایجاد مات شدن برای حفظ حریم خصوصی و پنهان کردن داخل اتاق می شود.
فناوری شیشه هوشمند PDLC و SPD یک فناوری شیشه فعال است که حالت های شیشه را با برق تغییر می دهد. ذرات با مولکول های منحصر به فرد درون شیشه هوشمند با روشن شدن پراکنده یا هم تراز می شوند و اجازه می دهند نور برای شفافیت عبور کند و آن سوی شیشه قابل رویت باشد.
انواع شیشه هوشمند
در حالت کلی شیشه های هوشمند به دو دسته فعال و منفعل تقسیم می شوند. شیشه اسمارت فعال نوعی از شیشه است که به وسیله جریان الکتریکی کنترل می شود. اما شیشه اسمارت منفعل، تحت تاثیر عوامل محیطی مانند میزان نور یا گرما تغییر وضعیت می دهد.
از جمله محبوبترین شیشه های هوشمند می توان به موارد زیر اشاره کرد:
شیشه هوشمند الکتروکرومیک
اساس کار شیشه الکتروکروماتیک، عبور جریان الکتریکی است و به همین دلیل در دسته شیشه های هوشمند فعال قرار دارد. هر شیشه الکتروکروماتیک از دو لایه شفاف، دو الکترود و یک جداکننده تشکیل شده است. با برقراری جریان الکتریکی یون های اطراف الکترود همه در یک سمت لایه شفاف قرار گرفته و به این ترتیب رنگ شیشه را تغییر می دهند.
شیشه های EC یا الکتروکروماتیک می توانند در کاهش هزینه ها و بهینه سازی مصرف انرژی بسیار مفید باشند. چرا که قابلیت جذب یا انعکاس گرما را در فصول مختلف سال دارند. در نتیجه با وجود این نوع شیشه ها نیازی به استفاده از تجهیزات دیگر برای تعدیل دما نخواهد بود.
شیشه هوشمند LC
شیشه های هوشمند LC و PDLC نیز از نوع شیشه فعال هستند. در فاصله بین دو لایه این شیشه های هوشمند، از تکنولوژی PDLC (پلیمر پراکنده کریستال مایع) استفاده می شود. منظور از PDLC مولکول های کریستال مایعی هستند که در محیط پلیمری قرار گرفته اند. زمانی که جریان برق متصل نیست، مولکول های PDLC جهت گیری های مختلف و نامنظمی دارند. این وضعیت تصادفی باعث ایجاد ظاهری مات برای شیشه می شود. هنگامی که جریان الکتریکی برقرار می شود، مولکول ها منظم و هم راستا شده و در نتیجه شیشه شفاف می شود.
از آن جا که در این نوع شیشه ها به جای یون لیتیوم از کریستال مایع استفاده می شود، این شیشه ها عمر بالایی دارند. به علاوه سرعت تغییر از شفاف به مات در شیشه های LC و PDLC بالاتر از سایر مدل ها است. به همین دلیل این نوع شیشه های هوشمند، در مکان های پر رفت و آمد که در آنها از شیشه ها زیاد استفاده می شود کاربرد دارند.
شیشه ترموکرومیک
در ساخت این شیشه ها یک لایه میان دو لایه شیشه استفاده شده که در آن رنگدانه هایی با قابلیت تغییر رنگ قرار گرفته اند. عامل تغییر فیزیکی این شیشه تعییرات دما است. در صورتی که دمای خانه بالا برود، رنگدانه ها تغییر کرده و تیره می شود. در نتیجه با بالارفتن دمای محیط، شیشه به طور خودکار مات می شود. از طرف دیگر با سرد شدن هوا، شیشه اجازه عبور نور طبیعی خورشید را می دهد. از آنجا که برای تغییر وضعیت شیشه نیازی به جریان برق نیست، این شیشه ها در دسته شیشه های اسمارت منفعل قرار می گیرند.
شیشه فتوکرومیک
شیشه هوشمند فتوکرومیک از نوع منفعل بوده و با نور خورشید به صورت خودکار تیره یا روشن می شود. این شیشه ها از تکنولوژی فتوکرومیک استفاده می کنند. ذرات معلق داخل لایه بین دو شیشه، در مقابل اشعه ماورا بنفش خورشید واکنش نشان داده و تغییر رنگ می دهند. به همین دلیل کاربرد اصلی شیشه های فتوکرومیک در عینک سازی و نمای بیرونی ساختمان است.
شیشه هوشمند مات شونده
ویژگی اصلی شیشه هوشمند مات شونده، سرعت آن در تغییر وضعیت شیشه است. به طوری که در کسری از ثانیه شیشه از حالت مات به شفاف یا برعکس تبدیل می شود. این پنجره هوشمند در دفاتر کار، بیمارستان ها، مکان های عمومی و … استفاده می شود و به علت قابلیت تغییر سریع، ایمنی و دوام و حفظ حریم شخصی محبوب هستند.
شیشه هوشمند خود تمیز شونده
شیشه اسمارت خود تمیز شونده از یک لایه شیشه به همراه یک روکش نازک از دی‌اکسید تیتانیوم و موادی برای تمیز نگه داشتن سطح شیشه تشکیل شده است. هر چند هزینه این نوع اسمارت گلس از انواع دیگر بالاتر است، اما همیشه شیشه ای تمیز و مقاوم خواهید داشت. علاوه بر صرفه جویی در وقت، این شیشه های مقاوم اثر بسزایی در کاهش مصرف انرژی دارند، چرا که پوشش داخلی آنها گرما را منعکس می کند.
مزایای شیشه هوشمند
* جلوگیری از وارد شدن اشعه های مضر نور خورشید
* امکان تنظیم مقدار شفافیت شیشه
* استفاده بهینه از فضای داخلی
* عایق صوتی و عایق حرارتی
* امکان کنترل از راه دور
* مناسب برای شخصی سازی
* استفاده و نگهداری آسان
* بهینه سازی مصرف انرژی
* ایمنی و مقاومت بالا در برابر ضربه و فشار
* امکان
کاربردهای شیشه هوشمند
تمامی امکاناتی که برای شیشه های هوشمند گفته شد در کنار مصرف برق بسیار پایین (پنج وات بر متر مربع) این شیشه ها، استفاده از این محصول را در خانه های هوشمند، سالن های کنفرانس، پارتیشن ها، استخرها و نماهای تجاری توجیه پذیر ساخته است.
شیشه های هوشمند فاقد محدودیت جهت استفاده بوده و تقریباً در تمامی مراکز عمومی استفاده می شوند. اما در منازل هنوز فراگیر نشده و تنها در خانه های هوشمند قابل ملاحظه است. سایر کاربردهای شیشه هوشمند عبارت اند از:
- باشگاه ها
- موزه ها
- هتل ها
- بیمارستان ها
- خودروها
- و...
قیمت شیشه هوشمند
شیشه های هوشمند (smart glass) به دلیل استفاده از فیلم های هوشمند و حساسیت بسیار این شیشه ها، دارای قیمت نسبتاً بالایی بوده و مواد اولیه تهیه شیشه بالا بوده که در قیمت شیشه های هوشمند تأثیر دارد.
اما از خواص بی نهایت این شیشه نباید چشم پوشی کرد. در واقع شیشه های هوشمند با صرفه جویی بیش از حد در مصرف بی رویه انرژی سبب بازگرداندن مقدار زیادی از ذخایر طبیعی گردیده اند. شیشه های هوشمند با جلوگیری از ورود گرمای مزاحم به داخل فضا و همچنین جلوگیری از سرمای بیرون به داخل، سبب حفظ انرژی شده و با سازوکاری که ایجاد می کنند بسیاری از هزینه های بعدی ناشی از تعمیر اجناس و زیاده روی شیشه را می کاهند.
به چه مدل شیشه هوشمند نیاز داریم؟
هر فناوری شیشه هوشمند مزایا، معایب و کاربردهای ایده آل خود را دارد. شیشه پنجره های بیرونی ساختمان ها به احتمال زیاد SPD، EC یا PDLC کنترل نور خورشیدی استفاده می کنند. در حالی که پارتیشن های حریم خصوصی داخل ساختمان از نوع PDLC هستند. پارتیشن های داخلی SPD عمدتاً برای اتاق هایی که نیاز به تاریکی دارند (ایستگاه های تلویزیون، سونوگرافی) مناسب هستند و EC فقط برای پنجره های نما که به دلیل زمان انتقال آهسته نیازی به دودی کردن فوری ندارند، مناسب هستند.
تصمیم گیری اینکه کدام نوع شیشه هوشمند برای پروژه یا برنامه شما مناسب است ممکن است گیج کننده به نظر برسد. به همین دلیل ما جدولی ایجاد کرده ایم تا به روشن شدن انتخاب ها و نحوه استفاده از آنها برای به حداکثر رساندن فضای شما کمک کند.
| نوع | ویژگی ها | محل استفاده |
| PDLC (داخلی) | حریم خصوصی را بدون مسدود کردن نور ارائه می دهد. به سرعت تغییر می یابد | پارتیشن های اداری یا هتل ها جهت ایجاد حریم خصوصی |
| PDLC (بیرونی) | گرمایی که از نور خورشید ساطع می شود را بدون مسدود کردن از خود رد می کند و برای صرفه جویی در انرژی بسیار مناسب است. | پنجره های خارجی - دیوارهای شیشه ای - پارتیشن های داخلی |
| SPD | SPD تا 99 درصد از ورود گرمای خورشید جلوگیری می کند، پنجره ها را دودی می کند تا فضایی سایه دار ایجاد کند و به سرعت عکس العمل نشان می دهد | پنجره های سقفی نما - شیشه اتومبیل ها، قطارها و هوانوردی - استودیوهای تلویزیونی - اتاق های سونوگرافی - گالری ها - جایی که آثار هنری در معرض نور خورشید آسیب می بینند |
| EC | انتقال نور را به آرامی مسدود می کند | پنجره های نما بزرگ یا کوچک که نیازی به سایه فوری ندارند |
واژه نامه اصطلاحات شیشه هوشمند
شیشه هوشمند فعال: محصولی که ظاهر و عملکرد را در پاسخ به بارهای الکتریکی روشن/خاموش به لایه ها یا پوشش های رسانا تغییر می دهد.
کنترل کننده: دستگاهی که می تواند برق را به طور مداوم با استفاده از دیمرها به شیشه هوشمند برساند تا ظاهر را از شفاف به رنگی یا مات تغییر دهد.
شیشه دینامیک: یک محصول شیشه ای قابل تغییر که به بارهای الکتریکی فعال یا محرک های غیرفعال (بدون بار الکتریکی) متکی است.
شیشه الکتروکرومیک: یک شیشه هوشمند فعال که در درجه اول برای پنجره های نما ساخته شده از فرمولاسیون هایی که مستقیماً روی شیشه قرار گرفته اند استفاده می شود.
LCG: شیشه کنترل نور، که حاوی کریستال ها یا مولکول های رسانای الکتریکی است که بین حالت مایع و جامد جا به جا می شوند.
فیلم PDLC فضای باز: فیلم کریستال مایع پراکنده پلیمری رسانای الکتریکی برای پنجره ها که گرما را کنترل می کند اما نور را کنترل نمی کند، فقط توسط تولیدکنندگان خاص موجود است.
شیشه هوشمند غیرفعال: شیشه های فتوکرومیک و ترموکرومیک با پوشش هایی که به اشعه های خورشیدی پاسخ می دهند.
فیلم PDLC: یک فیلم رسانای الکتریکی که نور را کنترل می کند اما گرما را کنترل نمی کند و حاوی کریستال های مایع پراکنده پلیمری است
شیشه فتوکرومیک: یک شیشه روکش دار که بیشتر در عینک استفاده می شود که نور بصری را فیلتر می کند
قطبی شدن: یک ردیف یکنواخت از مولکول ها در مواد کنترل کننده نور، مانند کریستال های مایع، برای فیلتر کردن یا مسدود کردن نور.
شیشه حریم خصوصی: شیشه هوشمند که می تواند مات شود
فیلم PDLC چند لایه: فیلم PDLC تولید شده توسط یک سازنده که بین ورق های شیشه ای با لایه های چسبنده توسط یک سازنده شیشه لمینت می شود.
PDLC ساده: فیلم PDLC قابل تعویض که نور را اما نه گرما را دستکاری می کند.
شیشه هوشمند: شیشه حاوی مواد رسانای الکتریکی است که ظاهر و عملکرد آن را در پاسخ به تغییرات ولتاژ تغییر می دهد.
شیشه قابل تعویض: شیشه هوشمند که در پاسخ به برق ظاهر و عملکردش را تغییر می دهد.
شیشه ترموکرومیک: شیشه دینامیک غیرفعال که در پنجره ها برای کنترل گرمای خورشیدی استفاده می شود.
-
هنگام استفاده از شیشه های هوشمند خطر برق گرفتگی وجود دارد؟شیشه هوشمند از برق استفاده می کند و طبیعی است که در صورت استفاده نگران باشید از خطرات برق گرفتگی، اما لازم هست بدانید که با استفاده از اینورتر برق باعث می شود تا برق این شیشه های هوشمند 48 ولت شده و خطرناک نباشد. به همین دلیل شما می توانید به راحتی از این شیشه های استفاده کرده و نگرانی در رابطه با برق گرفتگی نداشته باشید.
-
آیا می توان شیشه های معمولی را هوشمند کرد؟بله. با تکنولوژی PDLC می توان لایه کریستال مایع را بین دو لاله شیشه لمینت کرد. در حال حاضر برچسب هایی وجود دارند که با نصب بر روی شیشه معمولی، می توان امکانات و ویژگی های اصلی شیشه اسمارت را داشت.
-
شیشه های هوشمند از لحاظ ظاهری چه تفاوتی با شیشه معمولی دارند؟در حالت شفاف، شیشه های هوشمند ظاهری مشابه شیشه معمولی دارند. البته بعضی از شیشه های هوشمند تک رنگ هستند و صرفا برای نمای بیرونی ساختمان ها استفاده می شوند.
-
شیشه هوشمند چیست؟شیشه هوشمند یا اسمارت گلس نوعی شیشه است که با استفاده از تکنولوژی های پیشرفته، می تواند میزان نور ورودی را کنترل کند. مات یا شفاف شدن شیشه با استفاده از جریان برق اتفاق می افتد و وابسته به مواردی مانند گرما و نور نیز هست.
