هر آنچه باید در مورد شیشه هوشمند بدانید

شیشه هوشمند که به آن LCG (شیشه کنترل نور)، شیشه قابل تعویض یا شیشه محرمانه نیز گفته می شود، به صنایع معماری، خودرو، محصولات و غیره کمک می کند.

در ساده ترین تعریف، فناوری های شیشه هوشمند میزان نوری را که از طریق مواد معمولاً شفاف منتقل می شود، تغییر می دهند و به این مواد اجازه می دهند شفاف و یا شفاف – مات به نظر برسند. فناوری های موجود در پشت شیشه های هوشمند به رفع تضاد طراحی و تقاضای عملکردی برای متعادل کردن مزایای نور طبیعی، نماها و نقشه های طبقه باز با نیاز به صرفه جویی در انرژی و حفظ حریم خصوصی کمک می کند.

گلس هوشمند چیست؟

شیشه هوشمند پویا است و به مواد سنتی ثابت اجازه می دهد زنده و چند منظوره شوند. این فناوری امکان کنترل اشکال مختلف نور از جمله نور مرئی، UV و IR را فراهم می کند. محصولات شیشه ای حریم شخصی مبتنی بر فناوری هایی هستند که به مواد شفاف (مانند شیشه یا پلی کربنات) اجازه می دهد، در صورت تقاضا، از شفاف به سایه دار یا کاملاً مات تبدیل شود.

این فناوری می تواند در پنجره ها، پارتیشن ها و سایر سطوح شفاف در بخش های مختلف از جمله معماری، طراحی داخلی، خودرو، پنجره های خرده فروشی هوشمند و لوازم الکترونیکی مصرفی ادغام شود.

شیشه های هوشمند دو نوع اصلی دارند:

1. فعال
2. منفعل

این موارد با توجه به اینکه آیا تغییرپذیری آنها به بار الکتریکی نیاز دارد یا خیر، تعریف می شوند. در این صورت، به عنوان “فعال” و در غیر این صورت به عنوان “منفعل” دسته بندی می شود.

اصطلاح “شیشه هوشمند” در درجه اول به معنای فناوری‌های فعالی است که در آن فیلم‌ها و پوشش‌های شیشه ای حریم خصوصی، که توسط یک بار الکتریکی فعال می‌شوند، ظاهر و عملکرد شیشه را تغییر می‌دهند.

انواع فناوری های فعال شیشه قابل تعویض و کاربردهای متداول آنها عبارتند از:

• شیشه کریستال مایع پراکنده پلیمر (PDLC)، به عنوان مثال: به طور معمول در پارتیشن های حریم خصوصی در صنایع مختلف دیده می شود.
• شیشه دستگاه معلق (SPD)، به عنوان مثال: پنجره هایی که در سایه اتومبیل و ساختمان ها سایه می زنند.
• شیشه الکتروکرومیک (EC)، به عنوان مثال: پنجره های روکش دار که به آرامی برای سایه زدن رنگ می شوند.

در زیر دو فناوری شیشه های هوشمند منفعل و کاربردهای مشترک برای هر یک آورده شده است:

• شیشه فتوکرومیک، به عنوان مثال: عینک با پوشش که به طور خودکار در معرض نور خورشید قرار می گیرد.
• شیشه ترموکرومیک، به عنوان مثال: پنجره های روکش دار که در پاسخ به دما تغییر می کنند.

مترادف شیشه های هوشمند عبارتند از:

LCG – شیشه کنترل نور | شیشه قابل تعویض | رنگ هوشمند | شیشه رنگی | شیشه حریم خصوصی | شیشه پویا

فناوری هایی که اجازه می دهد سطوح فوراً از شفاف به مات تبدیل شوند، به عنوان Privacy Glass شناخته می شوند. آنها به ویژه برای اتاق های کنفرانس دیواره ای شیشه ای یا پارتیشن بندی شده در فضای کاری بر اساس نقشه های کف باز، یا در اتاق های هتل که فضا محدود است و پرده های سنتی زیبایی شناسی طراحی را خراب می کنند، بسیار محبوب هستند.

شیشه هوشمند چگونه کار می کند؟

فناوری شیشه هوشمند فعال امکان کنترل اشکال مختلف نور (مرئی، اشعه ماورا بنفش، اشعه ماورا بنفش) را با برق فراهم می کند. با برق، شیشه از حالت مات به شفاف تبدیل می شود و امکان کنترل دینامیکی نور را فراهم می کند.

شیشه های هوشمند با استفاده از PDLC یا SPD شامل یک لایه فیلم است که به صورت چند لایه است و یا روی شیشه مقاوم سازی می شود. این لایه فیلم از یک فرمولاسیون PDLC یا یک امولسیون SPD تشکیل شده است که بین دو ورق مواد شفاف که هر کدام دارای پوشش رسانای ITO هستند، پوشانده شده است. با استفاده از الکتریسیته، پوشش رسانای ITO مولکول ها یا ذرات موجود در لایه شیمیایی فیلم را مجبور به هم ترازی می کند و باعث ایجاد شفافیت می شود.

در حالی که PDLC و SPD معمولاً در فیلم ها اعمال می شوند، محصولات الکتروکرومیک مستقیماً روی شیشه رسانای ITO پوشانده می شوند.

یکی از ویژگی های کلیدی این سه فناوری، توانایی تغییر شفافیت شیشه از طریق قطبش (صف آرایی یکنواخت) از مولکول ها یا ذرات آنها در داخل فرمولاسیون (PDLC) یا امولسیون (SPD) است. هنگام خاموش بودن (نبود ولتاژ)، مولکول ها به طور تصادفی پراکنده می شوند. بنابراین، نور نمی تواند از طریق فیلم عبور کند. هنگام شارژ، فرمول LC ​​یا امولسیون های SPD قطبی می شوند و مولکول ها با هم تراز می شوند و باعث عبور نور از طریق ایجاد شفافیت می شوند. با کاهش ولتاژ و خاموش شدن فیلم ، سطوح مختلفی از کدری برای سایه زنی پویا ، حریم خصوصی یا کنترل نور خورشیدی IR حاصل می شود. با کنترل ولتاژ اعمال شده می توان به یک اثر کم نور رسید. در مقابل، شیشه هوشمند الکتروکرومیک هرگز کاملاً مات نمی شود و در صورت عدم وجود جریان و دپولاریز شدن، شفاف می شود.

فناوری های شیشه ای قابل تعویض یا از ترانسفورماتور یا از کنترل کننده ها برای مدیریت توان استفاده می کنند. کنترل کننده ها می توانند شارژ مداوم را حفظ کنند، اما ترانسفورماتورها باید بخشی از روز را خاموش کنند.

فناوری های شیشه ای هوشمند

شیشه هوشمند فعال مبتنی بر فناوری های PDLC ،SPD و الکتروکرومیک است. به طور خودکار با کنترل کننده ها یا ترانسفورماتورها با برنامه ریزی یا دستی کار می کند. برخلاف ترانسفورماتورها که فقط می توانند شیشه را از حالت شفاف به مات تغییر دهند، کنترل کننده ها همچنین می توانند از دیمرها برای تغییر تدریجی ولتاژ و کنترل نور به درجات مختلف استفاده کنند.

پلیمر پراکنده مایع کریستال (PDLC)

فناوری موجود در پشت فیلم های PDLC برای ایجاد شیشه های هوشمند، حاوی کریستال های مایع (ماده ای دارای ویژگی های ترکیبات مایع و جامد) است که در یک پلیمر پراکنده می شوند.

شیشه هوشمند قابل تعویض با PDLC یکی از رایج ترین فناوری ها است. در حالی که این نوع فیلم ها عموماً برای کاربردهای داخلی مورد استفاده قرار می گیرند، می توان PDLC را برای حفظ خواص آن در شرایط بیرونی بهینه کرد. PDLC در رنگ ها و الگوها موجود است. عموماً برای کاربردهای لمینیت (برای شیشه‌های تازه تولید شده) و مقاوم سازی (برای شیشه‌های موجود) در دسترس است.

PDLC شیشه را از درجه مات و قابل شفاف تغییر می دهد تا در میلی ثانیه پاک شود. هنگام مات بودن، PDLC برای استفاده در حریم خصوصی، فرافکنی و استفاده از تخته سفید ایده آل است. PDLC معمولاً نور مرئی را مسدود می کند. با این حال، محصولات بازتابنده خورشیدی، مانند محصولی که توسط شرکت علوم مواد Gauzy ساخته می شوند، اجازه می دهد تا نور مادون قرمز (که گرما تولید می کند) در صورت مات بودن فیلم منعکس شود.

در ویندوز، PDLC ساده نور مرئی را محدود می کند، اما گرما را منعکس نمی کند، مگر اینکه در غیر این صورت بهینه شود. شیشه هوشمند PDLC با شفافیت، بسته به سازنده دارای وضوح بسیار خوبی است. در مقابل، Outdoor Grade Solar PDLC با انحراف پرتوهای مادون قرمز دمای داخلی را خنک می کند، اما پنجره ها را سایه نمی زند. همچنین PDLC مسئول جادویی است که دیوارها و پنجره های شیشه ای را قادر می سازد تا فوراً به یک صفحه نمایش یا پنجره شفاف تبدیل شوند.

از آنجا که PDLC در انواع مختلفی (سفید، رنگی، پشتیبانی از فرافکنی و غیره) در دسترس است، برای کاربردهای مختلف در صنایع مختلف ایده آل است.

دستگاه ذرات معلق (SPD)

SPD حاوی ذرات جامد کوچکی است که در یک مایع معلق هستند و بین دو لایه نازک PET-ITO قرار می گیرند تا یک فیلم تشکیل دهند. فضای داخلی را سایه زده و خنک می کند و در عرض چند ثانیه ولتاژ تعویض تا 99٪ از نور طبیعی یا مصنوعی ورودی را مسدود می کند.

مانند PDLC ،SPD می تواند کم نور شود، و به شما امکان سایه اندازی سفارشی را می دهد. برخلاف PDLC ،SPD کاملاً مات نمی شود. بنابراین برای حفظ حریم خصوصی مناسب نیست و برای فرافکنی نیز بهینه نیست.

SPD برای پنجره های خارجی، آسمانی یا آبی ایده آل است و می تواند در موارد داخلی نیز استفاده شود، درصورتی که تاریکی لازم باشد. SPD فقط توسط دو شرکت در جهان تولید می شود.

دستگاه الکتروکرومیک (ECD)

شیشه حرارتی الکتروکرومیک، هم نور و هم گرمای اشعه های خورشیدی را فیلتر می کند. فناوری پشت ECD با PDLC و SPD متفاوت است که هم بر روی قابلیت تیرگی و هم بر زمان گذار تأثیر می گذارد.

ECD با استفاده از دو الکترود، ذرات یونیزه شده را از داخل شیشه (شفاف) به خارج (مات) هدایت می کند. پس از حرکت ذرات، دیگر هیچ فعلی برای ماندن آنها در حالت فعلی مورد نیاز نیست. این زمان انتقال را از لبه های خارج به سرعت تدریجی تحت تأثیر قرار می دهد. انتقال داخلی و کامل، بسته به اندازه شیشه می تواند چند دقیقه یا بیشتر طول بکشد.

شیشه تعویض الکتروکرومیک برای کاربردهای خارجی مانند پنجره های کم مصرف ایده آل است. اما برای شیشه های حریم خصوصی مناسب نیست زیرا توانایی تبدیل به حالت کاملاً مات را ندارد.

نمودار زیر نحوه کار هر فناوری را نشان می دهد.

هرگونه کپی برداری بدون ذکر منبع مجاز نمی باشد.