شیشه هوشمند

درباره شیشه هوشمند

تکنولوژی ساخت و کاربردهای شیشه هوشمند

نخست تعریف جامعی از شیشه های هوشمند (Smart Glass) داشته باشیم. شیشه های هوشمند از نوع شیشه خاص هستند که قادرند براساس محرک‌های بیرونی، ویژگی انتقال نور را تغییر دهند. از شیشه هوشمند می‌توان برای تغییر در میزان شفافیت نور (مات یا نیمه مات) استفاده کرد، این موضوع به ما این امکان را می‌دهد تا در مواقع خاص از ورود نور خورشید و یا بلعکس از شفافیت و مات بودن آن استفاده کنیم. امروزه تکنولوژی شیشه های هوشمند به طرز چشمگیری متحول شده و این امر باعث شده به شیوه های گوناگون طراحی و ساخت آن سرعت گیرد.

 

انواع شیشه های هوشمند از نظر تکنولوژیِ ساخت

  • شیشه هوشمند فعال
  • شیشه هوشمند منفعل

 

شیشه هوشمند فعال

شیشه های هوشمند فعال برای تغییر به یک محرک الکتریکی نیازمند هستند. براساس فناوری مورد استفاده شیشه های هوشمند فعال را می‌توان به انواع زیر دسته‌بندی کرد:

  • شیشه هوشمند الکتروکرومیک
  • شیشه هوشمند LC
  • شیشه هوشمند SPD

توضیحات

شیشه هوشمند الکتروکرومیک

شیشه‌های هوشمند الکتروکرومیک سریعا انتقال نور را طبق جریان الکتریکی تغییر می دهد. این شیشه ها قبل از عبور جریان الکتریکی سطحی شفاف دارند و در زمان روشن شدن، نیمه مات  یا کاملاً مات می‌شوند. مات یا نیمه مات شدن آن بستگی به جریان انتقالی دارد.اگرچه این انتقال می‌تواند در مدت کمی طول بکشد.

 

شیشه هوشمند LC

شیشه های هوشمند LC و PDLC با تحت فشار قرار گرفتن یک لایه نازک از کریستال مایع بین دو شیشه هادی الکتریکی ساخته می‌شوند. مشابه شیشه های الکتروکرومیک، این نوع شیشه ها قبل از عبور جریان الکتریکی شفاف هستند.

تفاوت آنها این است که شیشه PDLC سرعت تعویض شفافیت به مات بودن را تنها در چند ثانیه انجام می‌دهد و سرعت این مدل از سایر فناوری‌ها بیشتر می باشد. شیشه های هوشمند LC  در گروه شیشه های هوشمند مات شونده  (Privacy Glass) هستند و اغلب در ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری به کار می روند.

 

شیشه هوشمند SPD

فناوری SPD از ذرات میکروسکوپی معلق در قالب یک لایه نازک بین لایه های شیشه استفاده می‌شود. در حالی که جریان الکتریکی وجود نداشته باشد ساده و شفاف است و به هنگام انتقال جریان الکتریکی مات می‌شود. میزان نور، تابش و گرمایی که از شیشه عبور می‌کند قابل کنترل می‌باشد.

تفاوت اصلی بین شیشه های هوشمند الکتروکرومیک، LC و SPD در این است که شیشه های LC و SPD برای ماندن در حالت مات نیاز به جریان الکتریکی پیوسته دارند و به محض قطع برق یا خاموش شدن به حالت شفاف باز می‌گردند.

 

شیشه هوشمند منفعل

شیشه های هوشمند منفعل با تحریک محرک های بیرونی چون گرما و نور ، خواص خود را تغییر می‌دهند. این شیشه ها براساس نوع محرک، به مدل های زیر دسته بندی می شوند:

  • شیشه ترموکرومیک
  • شیشه فوتوکرومیک

 

 

شیشه ترموکرومیک

شیشه های هوشمند ترموکرومیک خاصیت انتقال نور را براساس میزان گرمای جذب شده تغییر می‌دهند. ازاین نوع پنجره‌ها  معمولا برای کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها و کنترل میزان گرمای ورودی به داخل ساختمان استفاده می گردد. شیشه های هوشمند ترموکرومیک به سبب سهولت نصب در مقایسه با سایر شیشه‌های هوشمند‌، کاربرد بیشتری دارد.

 

شیشه فوتوکرومیک

این شیشه ها ویژگی انتقال نور را با توجه به میزان اشعه ماوراء بنفش (UV)  وارد بر شیشه تغییر می دهد. ازاین نوع شیشه ها در لنزهای عینک آفتابی، شیشه های ساختمان و شیمی فوق مولکولی استفاده می‌کنند. بزرگترین کاربرد این شیشه ها در پنجره‌های هوشمند نمای ساختمان‌ها می باشد.

 

شیشه هوشمند مات شونده

شیشه های مات شونده زمانی که منبع تغذیه روشن باشد، با فشردن یک دکمه مولکول‌های کریستال مایع هم تراز شده و شیشه مات می‌شود. بعد از قطع جریان الکتریکی، مولکول‌های کریستال مایع به طور تصادفی از یکدیگر دور می‌شوند، و شیشه دوباره به حالت شفاف قرار می گیرد.

 

کاربردها:

فضای خصوصی اتاق‌ها، شیشه های حمام، پنجره‌های بیرونی، پنجره‌های اتاق های کنفرانس، ورودی و پارتیشن‌های رستوران‌ها حریم های خصوصی، بالکن‌ها
پارتیشن‌بندی اتاق‌ها، درب‌های ورودی
درب های بیمارستانی که باید دارای شیشه‌‎های محافظت از اشعه X باشند همانند درب ICU

 

مزایا:

کنترل حریم خصوصی در سریعترین زمان ممکن
افزایش عملکرد فضا
خصوصیات نوری که باعث کاهش درخشش و تابش به چشم می‌شود.
زیبایی ظاهری محیط داخلی
طول عمر بالا
استهلاک کم

 

معایب:

هزینه بالا نسبت به شیشه‌های معمولی
گرم شدن فضا به دلیل جذب نور سیستم (تهویه مطبوع توصیه می‌شود.)

جدول مقایسه انواع شیشه‌ های هوشمند

نوع شیشه هوشمند نحوه عملکرد نیاز به برق سرعت تغییر حالت قابلیت کنترل نور کاربردهای رایج مزایا معایب
الکتروکرومیک تغییر شفافیت با عبور جریان الکتریکی فقط هنگام تغییر حالت متوسط (چند ثانیه) قابل تنظیم تدریجی نمای ساختمان، پنجره‌های بیرونی کنترل دقیق نور، مصرف برق کم سرعت کمتر نسبت به LC
LC / PDLC (مات شونده) هم‌ تراز شدن کریستال مایع با برق نیاز به برق مداوم بسیار سریع (چند ثانیه) بیشتر برای حریم خصوصی پارتیشن اداری، حمام، اتاق کنفرانس مات‌ شوندگی کامل، سرعت بالا وابسته به برق
SPD ذرات معلق بین لایه‌ های شیشه نیاز به برق مداوم سریع کنترل نور و گرما خودرو های لوکس، نماهای خاص کنترل تابش و گرما هزینه بالا
ترموکرومیک تغییر شفافیت با گرما بدون برق تدریجی وابسته به دما پنجره‌ های ساختمانی صرفه‌ جویی انرژی، نصب آسان عدم کنترل دستی
فوتوکرومیک واکنش به اشعه UV بدون برق تدریجی وابسته به نور خورشید نمای ساختمان، لنز عینک کاهش تابش UV عملکرد وابسته به نور
مات شونده (کریستال مایع) تغییر آرایش مولکول‌ ها با کلید نیاز به برق مداوم بسیار سریع حریم خصوصی فوری بیمارستان، درب ICU، رستوران زیبایی، افزایش کارایی فضا هزینه و نیاز به تهویه

سوالات متدوال

  • تفاوت اصلی شیشه هوشمند الکتروکرومیک با شیشه LC و SPD چیست؟
    شیشه الکتروکرومیک با تغییر جریان الکتریکی به‌ تدریج مات یا شفاف می‌شود، اما شیشه‌ های LC و SPD سرعت تغییر بسیار بالاتری دارند. همچنین LC و SPD برای باقی ماندن در حالت مات به جریان برق مداوم نیاز دارند.

  • کدام نوع شیشه هوشمند برای ایجاد حریم خصوصی مناسب‌ تر است؟
    شیشه‌ های هوشمند LC و PDLC به دلیل سرعت بالا در تغییر وضعیت و مات‌ شوندگی کامل، بهترین گزینه برای فضا های خصوصی مانند اتاق کنفرانس، حمام و پارتیشن‌ های اداری هستند.

  • در صورت قطع برق، شیشه‌ های هوشمند چه وضعیتی پیدا می‌ کنند؟
    در شیشه‌های LC و SPD با قطع برق، شیشه به حالت شفاف باز می‌گردد؛ اما در برخی مدل‌ های الکتروکرومیک، وضعیت آخر شیشه حفظ می‌شود و نیاز به برق مداوم نیست.

  • شیشه‌ های هوشمند منفعل چه تفاوتی با انواع برقی دارند؟
    شیشه‌ های منفعل بدون نیاز به برق و فقط با محرک‌ هایی مانند گرما یا نور خورشید (ترموکرومیک و فوتوکرومیک) عمل می‌ کنند و بیشتر برای صرفه‌ جویی انرژی و کنترل نور طبیعی استفاده می‌ شوند.

  • آیا شیشه هوشمند برای استفاده در ساختمان‌ های مسکونی مقرون‌ به‌ صرفه است؟
    اگرچه هزینه اولیه بالاتری نسبت به شیشه معمولی دارد، اما با افزایش کارایی فضا، حذف پرده و کرکره، افزایش زیبایی و کاهش مصرف انرژی، در بلندمدت می‌ تواند گزینه‌ ای اقتصادی و کاربردی باشد.

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “شیشه هوشمند”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جستجو کنید...