Chytré sklo a jeho rozsah

Moderní stavebnictví nestojí na místě. Každým rokem se objevují nové, vylepšené druhy stavebních materiálů a technologií. I tak dlouho známý materiál jako sklo, který je téměř nemožné upravit, získal díky moderním technologiím nové vlastnosti a typy. Jednou z odrůd tohoto materiálu je chytré sklo. Jedná se o novinku, která rychle dobývá trh materiálů používaných nejen ve stavebnictví, ale i v různých výrobních oblastech. Pojďme zjistit, co je chytré sklo nebo chytré sklo a proč je atraktivní pro moderní svět.

1. Co je chytré sklo?

Chytré sklo je jedinečný materiál, který našel uplatnění v mnoha oblastech činnosti. Chytré sklo je vícevrstvá struktura s proměnlivou průhledností. Myšlenka vytvořit takové sklo je známá již dlouhou dobu, ale tehdejší omezená technologie neumožnila tento plán realizovat. Chytré sklo s nastavitelnou průhledností lze dnes najít poměrně často.

Principem fungování chytrého (chytrého) skla je změna průhlednosti struktury. To bylo možné díky konstrukčním vlastnostem materiálu. Jen sklo je v obvyklém smyslu průhledná deska. Zatímco chytré sklo má ve své struktuře tři vrstvy: vnější dvě vrstvy jsou skleněné, vnitřní je speciální fólie, v níž jsou umístěny tekuté krystaly.

Celý trik stmívání chytrých brýlí spočívá v uspořádání tekutých krystalů ve filmu uvnitř konstrukce. Faktem je, že k úpravě dochází v důsledku uspořádání krystalů prostřednictvím jejich interakce s elektrickým proudem. Inteligentní sklo průhlednosti je dosaženo v zapnutém režimu. Nízkonapěťové proudy působí na krystaly a uspořádávají je, takže sklo se stává zcela průhledným. Po vypnutí přestanou proudy působit na krystal, jehož poloha se stává chaotickou a rozptýlenou, sklo se zamlží a stane se neprůhledným. Chytré sklo kupodivu vůbec neztrácí schopnost propouštět světlo, ať už je aktivován jakýkoli režim.

2. Odrůdy chytrého skla

Moderní technologie umožňují výrobu různých typů chytrých skel s proměnlivou průhledností. Rozdělení chytrých skel do typů se zpravidla odvíjí od typu použitých materiálů a konkrétně od fólie. V současné době existují následující typy filmů z tekutých krystalů:

• PVB (polyvinylbutyralové fólie);
• EVA (ethylenvinylautátové filmy);
• TPU (termoplastické polyuretanové fólie).

V závislosti na technologii výroby lze nalézt následující inteligentní označení skla:

• ECD. Tento typ konstrukce se nazývá elektrochromní. Jeho zvláštnost spočívá v úpravě průhlednosti – matný, polomatný, průhledný a barevný režim. Barevný režim je také upraven podle intenzity a sytosti odstínu. Tento efekt byl možný díky technologii výroby, konkrétně nanesením vrstvy lithných iontů. Takové sklo lze upravit nejen v průhlednosti, ale také v propustnosti světla. Inteligentní elektrochromické sklo je energeticky méně náročné, protože proud je potřeba pouze ke změně režimu. Proces změny průhlednosti je vidět vizuálně – šíří se od obvodu do středu skla;
• LCD. Zvláštností tohoto skla je, že pod vlivem proudů jsou uspořádány tekuté krystaly, které tvoří zvláštní segmenty nebo kapky, kterými proniká světlo. Díky takovým segmentům je dosaženo průhlednosti skla. Režim zákalu se zapne, když na krystaly nepůsobí elektrický proud. Uvnitř takového skla je speciální směs polymerů a krystalů. Vodivosti je dosaženo rovnoměrně nanesenou transparentní vrstvou vodiče. Inteligentní sklo LCD může být vybaveno schopností upravit světelnou a tepelnou vodivost, pokud jsou v designu poskytnuty další vrstvy a barviva;
• S.P.D. Charakteristickým rysem tohoto skla je jeho optická průhlednost v jakémkoli režimu. Konstrukce předpokládá umístění mezi vnějšími vrstvami skleněné fólie se suspendovanými částicemi ve formě malých tyčí. Pod vlivem elektrického proudu se částice „seřazují“ v určitém pořadí a sklo se stává průhledným. Když je elektrický proud vypnutý, částice jsou uspořádány náhodně a sklo se zastíní. Sklo se suspendovanými částicemi může být šedé, tmavě modré a dokonce i černé. Když jsou rozptýleny, tyčinkovité částice absorbují světelné vlny. Při přepínání režimů se sklo každou sekundu mění z matného na průhledné.

3. Chytré sklo: vlastnosti

Vlastnosti a charakteristiky chytrého skla přímo souvisí s jeho typem.
Parametry těchto zařízení jsou však podobné a mají relativně malý rozdíl:

• zákal. Je mylné se domnívat, že chytré sklo je stejně průhledné jako obyčejné sklo. Bohužel vrstvená struktura a konstrukční komponenty snižují průhlednost chytrého skla oproti normálnímu sklu. Toto číslo může být od 5 do 7 % v závislosti na typu chytrého skla;
• Životnost chytrého skla dnes přesahuje 10 let. V porovnání s běžným sklem to možná není tolik, ale je to docela dost. Kromě toho nezapomeňte, že technologie je zcela nová, což znamená, že bude vylepšena všemi možnými způsoby;
• požadované napětí elektrického proudu pro moderní chytré brýle může být v závislosti na jejich typu 12, 24 a 48 V;
• kapacita prostupu světla moderních modelů chytrých skel se pohybuje od 75 %;
• výrobci uvádějí velmi dlouhou životnost výrobků. Cyklus používání skla (zapnuto/vypnuto) je více než 30 milionkrát;
• ekonomika. Chytré sklo, jak již bylo zmíněno výše, je poháněno nízkonapěťovou elektřinou. Spotřeba elektrické energie závisí na typu skla, ale v průměru se pohybuje od 3 do 5 W na mXNUMX. produkty;
• moderní typy chytrých skel jsou poměrně tenké. Minimální tloušťka takových konstrukcí začíná od 6 mm.

Jednotlivé modely chytrých skel mohou mít za určitých podmínek také následující vlastnosti:

• barevnost. Inteligentní sklo může být nejen matné a zastíněné, ale také mít určitý barevný odstín, kterého je dosaženo použitím dalších filmů a barviv v designu;
• sklo může mít téměř jakýkoli tvar. Je také možné do ní udělat technologické a jiné otvory, aniž by byla ohrožena funkčnost;
• je možné zvýšit pevnostní charakteristiky chytrého skla aplikací speciálních pancéřových fólií. Takové fólie mohou v závislosti na třídě výrazně zvýšit odolnost konstrukce proti nárazu. Navíc, i když se sklo rozbije, úlomky se nebudou rozpadat, ale budou viset v jednom kuse;
• chytré brýle lze pískovat, což zvýší dekorativní přitažlivost produktu.

4. Výhody a nevýhody chytrého tónování skla

Chytré sklo s nastavitelným odstínem má své klady i zápory.

Výhody:

• chytré sklo je všestranný materiál. Používá se jako průsvitná konstrukce, pro prostorové zónování a dokonce jako povrch pro videoprojekce;
• vlastnosti skla předurčují široký rozsah použití, který se neomezuje pouze na stavební činnost;
• chytré sklo s tónováním a nastavitelným stmíváním má dobré pevnostní vlastnosti;
• chrání před ultrafialovým slunečním zářením;
• lze použít jako alternativu k závěsům, závěsům a žaluziím;
• vysoké zvukově izolační vlastnosti;
• výběr barev;
• ke svému fungování vyžaduje nízkonapěťovou elektřinu;
• některé typy chytrých skel mají zvýšenou průhlednost, zakalení je téměř nemožné.

Přes řadu výhod má chytré sklo několik nevýhod, které je také třeba vzít v úvahu při výběru tohoto druhu materiálu:

• cena. To je nejdůležitější a nejvýznamnější nevýhoda tohoto materiálu. Cena chytrého skla je v současnosti poměrně vysoká. A přestože se materiál zdokonaluje, jeho cena zatím není dostupná pro široké spektrum spotřebitelů;
• běží na elektřinu. Závislost na elektrickém proudu a nesamostatnost výrobku je vždy základním kamenem při výběru materiálu. Takové sklo nemusí být vhodné a možné všude používat;
• spotřeba energie. Pro provoz chytrého skla budete muset být připojeni k elektřině, což znamená další náklady na platbu za elektřinu;
• nízká rychlost přepínání režimů (pouze ve vztahu k elektromonochromatickému chytrému sklu);
• nutnost dovybavit výrobek na ochranu před UV zářením (u výrobků se suspendovanými částicemi).

Stojí za zmínku, že vývoj a evoluce chytrého skla pokračuje. K dnešnímu dni jsou již známy produkty, které si samy dokážou samostatně zajistit energii generovanou slunečním zářením a také ji akumulovat pro jiná zařízení.

5. Aplikace chytrého skla

Rozsah inteligentního skla je široký. Prvotní využití chytrého skla bylo v zónování a vybavení kanceláří (příčky). Dosud není rozsah omezen na kancelářské a veřejné prostory. Docela široce se inteligentní sklo používá při stavbě obytných budov, montuje je do oken a jiných průsvitných konstrukcí. Chytré sklo je pro své vlastnosti hojně využíváno pro zasklení výloh a vitráží, vstupních skupin, oken veřejných prostranství.

Uvnitř areálu jsou z něj dělané příčky, upravovány zimní zahrady a terasy, zasklívány balkony a lodžie, využity i pro sprchy a koupelny. Chytré sklo našlo uplatnění také v automobilovém a leteckém průmyslu.

Chytré sklo nebo jinak chytré sklo je skleněná tabule, která se změní z matné na průhlednou za pouhou 1 sekundu. K tomu dochází pouze při použití proudu – v poloze „vypnuto“ se opět stává neproniknutelným pro zvědavé oči.

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení se nejedná o novou technologii. Nápad a princip jeho fungování vynalezl již v 1970. letech minulého století inženýr Steve Abadi. Tehdejší technologie neumožňovaly jejich realizaci a po produktu nebyla poptávka. Talentovaný vynálezce musel svůj nápad odložit na 30 let, než mohl spustit vlastní značku E-Glass. V té době to však již nebylo první – v polovině 80. let se objevily první vzorky oken s dvojitým zasklením LC Glass na bázi tekutých krystalů. Dnes se technologie výroby chytrého skla již nepodobá tomu, jak byly vyrobeny rané vzorky, ale obecný princip zůstal stejný.

V Moskvě se první kopie začaly vyrábět později než ve zbytku světa – v roce 2009. A výroba elektronických brýlí začala proudit v polovině roku 2010. Od té doby jde ruku v ruce s rozvojem luxusních nemovitostí, soukromých i komerčních.

Tento trh je považován za jeden z nejslibnějších – ročně se ve světě utratí více než 120 miliard dolarů na vývoj inovativních nápadů v této oblasti.V blízké budoucnosti plánují vědci zpřístupnit tento produkt široké veřejnosti.

Princip fungování chytrého skla

Přestože se sklu říká „chytré“, je v tomto provedení nejběžnější. Technologickou proměnu má na svědomí speciální fólie, která je na ní nalepena. Vyrábí se třemi různými způsoby (přečtěte si o tom níže). Ale bez ohledu na to lze strukturu chytrého skla schematicky popsat takto: skleněná tabule – film – skleněná tabule (získá se triplex).

I na trhu se můžete setkat s dvouvrstvými strukturami: skleněná tabule + pracovní vrstva, ale zde to není na jednu stranu tak chráněno jako při použití triplexu. Takový materiál je o něco levnější než trojitý, ale vyvstává otázka: budou úspory oprávněné? Při neopatrné manipulaci se může drahý výrobek snadno poškodit.

Co se děje v pracovní vrstvě tak neobvyklého, kvůli čemuž sklo mění svou průhlednost? Když je střídavý proud vypnutý, částice v něm jsou v chaotickém stavu. Stejnosměrné paprsky procházejí povrchem a jsou v nich rozptýleny: pozorujeme matný efekt.

Jakmile se na vodivou vrstvu přivede elektřina, vytvoří se elektromagnetické pole, které způsobí, že se částice seřadí přesně paralelně ve svislé poloze. Světelné paprsky volně procházejí mezi jejich řadami a materiál se stává průhledným.

DŮLEŽITÉ! Vnější část chytré skleněné konstrukce nevede elektřinu, takže z takové příčky nebo okna nemůžete dostat elektrický šok, ani když je namočíte.

Průsvit se ovládá ručně z dálkového ovladače nebo dotykového panelu. Také speciální zařízení (pohybové senzory, osvětlení, stmívače) umožňují automatizovat proces. Může to být spojeno například se změnou přirozeného světla: když se venku setmí, chytré sklo zamrzne. Je také možné nastavit jakékoli další scénáře připojením k systému Smart-home.

Výhody materiálu

Podle původní myšlenky měla „elektronická okna“ a chytrá skla do auta chránit před UV zářením, udržet nebo naopak nepropouštět teplo. Postupem času se však úkoly a rozsah produktu rozšířily a automaticky se zvýšil počet jeho výhod.

• Ve srovnání s běžnou skleněnou tabulí poskytuje inteligentní sklo lepší zvukovou izolaci: „odstraňuje“ až 35 dB hluku a zvuků.
• Je to bezpečné: při výrobě se používá tvrzené sklo (ve dvouvrstvém výrobku) nebo triplex (2-3 tvrzené plechy).
• Umožňuje ve zlomku vteřiny rychle změnit otevřenost a svobodu prostoru na soukromí.
• Mohou laminovat obrovská okna na podlahu – to vám umožní, v závislosti na vaší náladě, užívat si krajinu nebo být skryti před zvědavýma očima.
• Chytré zasklení lze vyrobit z barevných skleněných tabulí. To dodává interiéru zvláštní estetiku. Pokud mluvíme o oknech nebo vstupních skupinách, pak i exteriér budovy získává zvláštní vzhled.
• Jedna z jeho odrůd může být použita jako projektor s vysokým rozlišením. Přes den vnitřní příčka odděluje kuchyň od obývacího pokoje a večer na ní sledujete filmy. V kanceláři umožní videoprezentace v rozhodně inovativní atmosféře.

Oblasti použití pro brýle, které umožňují měnit průhlednost

Smart-glass, stejně jako všechny „chytré“ technologie, může výrazně změnit život k lepšímu, zvýšit komfort místnosti a její stav. Cena za ně je přiměřená: dnes je to nejdražší typ zasklení. To vedlo k vnímání materiálu jako prémiového materiálu – používá se především při výrobě produktů pro luxusní nemovitosti třídy „A“.

Soukromé interiéry

Sklo s nastavitelnými optickými vlastnostmi se používá pro uspořádání sprchových kabin, vanových zástěn, pro zónování obývacích pokojů, jídelen, zimních zahrad, šaten. Samostatným směrem je zasklení oken, altánů, balkonů, vstupních skupin atp.

Obchodní interiéry

Pro kanceláře zadávají výrobu chytrých přepážek pro vytváření zasedacích místností, VIP zón, výkonných kanceláří, pro ředění klientských toků atd.

Veřejné interiéry

Chytré sklo je nepostradatelným materiálem pro vytvoření soukromých prostor v klubech, restauracích, barech. Používají se k zasklení butiků a zákoutí v nákupním centru, takže v noci se místnost stane neviditelnou pro zvědavé oči. Ke stejnému účelu jsou vhodné do výloh na první linii atp.

Specializované prostory

Elektrochromní brýle jsou vhodné pro televizní studia, šatny, kosmetické salony (kdy je důležité rychle zvýraznit oddělený prostor pro VIP hosta nebo naopak ukázat, že pán je volný). Inteligentní příčky jsou žádané pro uspořádání laboratoří, prostor pro přijímání delegací ve výrobě. V muzeích a galeriích chrání chytré sklo cenné exponáty před škodlivými účinky ultrafialového záření.

chytré metody výroby skla

Jak jsme již zmínili, existují minimálně tři způsoby výroby chytrých filmů. Mohou být založeny na:

• rozptýlené částice polymerních tekutých krystalů (PDL);
• elektrochromní (ECD);
• vážený (SPD).

Technologie PDLC založená na částicích LCD. Vrstva tekutých krystalů je kombinována s laminací (pro ochranu před poškozením) a vodivou vrstvou. Ta je připojena ke zdroji elektřiny přes elektrodu, za použití vodivého lepidla pro kontakt. Pod vlivem elektřiny jsou tekuté krystaly uspořádány a kapalný polymer, ve kterém se nacházejí, se stává pevným. Tvoří se jakési „kapky“ – vlastnosti skla závisí na tom, jak jsou upevněny. Když jsou částice uspořádány náhodně, vidíme matný efekt – paprsky jsou zdeformované a rozptýlené. Pokud však vodivá vrstva vytvoří elektromagnetické pole, krystaly se vyrovnají podél linií napětí. Paprsky na své cestě nenarazí na překážky a volně pronikají skleněnou tabulí. V tuto chvíli pozorujeme její průhlednost.

Technologie SPD založená na suspendovaných částicích. Struktura takového filmu je podobná předchozí verzi, ale zde se místo tekutých krystalů používají částice jiného tvaru – tyčovité. Když není napětí, absorbují světlo, což má za následek černý nebo tmavě modrý nádech skla – za ním není nic vidět. Když je aplikována elektřina, suspendované částice jsou uspořádány, povrch je šedý nebo světle modrý. Tento druh chytrého skla dobře zadržuje ultrafialové a infračervené vlny, chrání je před zahříváním v létě nebo naopak udržuje teplo v místnosti v zimě. Často se používá pro automobilová skla nebo okna budov.

Film na bázi elektrochromních částic – ECD. Jeho rozdíl je v tom, že ve vypnutém stavu je skleněná tabule průhledná a v zapnutém matná (to je opačný efekt než u dvou předchozích možností). Pracovní vrstva lithiových iontů vzniká vícevrstvým naprašováním na film nebo přímo na sklo. Jeho skupenství se mění v důsledku migrace iontů, která je způsobena působením proudu. Změnou velikosti a polarity napětí můžete upravit stmívání, množství přenášeného světla a tepla. Spotřeba elektřiny je zde menší – od 3 do 5 W na 1 m 2, protože proud je potřeba pouze v okamžiku změny průhlednosti. Technologie je slibná, ale v komerčním smyslu zatím méně populární.

Vlastnosti provozu chytrého skla a péče o něj

Nuance použití konvenční skleněné tabule jsou známy všem. To samé se nedá říci o chytrých sklech s nastavitelnou průhledností – pro většinu lidí u nás je to „terra incognita“ – výrobky s málo prozkoumanými vlastnostmi. Zastavme se u toho podrobněji.

Kontrolní seznam pro fungování skla, které může změnit propustnost světla

• 1 m 2 spotřebuje 4-7 W elektrické energie.
• Potřebné napětí v síti je 220 voltů na vstupu, 60 voltů na výstupu.
• Většina skla se u nás vyrábí podle technologie PDLC: znamená energie se neplýtvá, dokud je sklo matné. Pokud potřebujete, aby zůstaly po většinu času průhledné a ve správných chvílích vás skrývaly, počítejte s určitou spotřebou zdrojů.
• V poloze „vypnuto“ propouští matné sklo až 80 % světelných paprsků. Přirozené sluneční záření zůstane v místnosti, ale nebude vidět.
• Chytrá skla s proměnlivou průhledností by neměli instalovat běžní sklenáři, elektrikáři nebo opravárenské týmy – pouze výrobce. V tomto případě budete mít 100% jistotu, že konstrukce je bezpečná, kontakty jsou pečlivě utěsněny a izolovány a instalace je provedena správně. Kromě toho můžete vždy požádat o údržbu systému.

JE TAM NUANCE! Mnoho lidí se ptá, zda mají chytré oddíly a okna limit zapnutí a vypnutí? Počet takových cyklů je více než 30 milionů, takže ve skutečnosti není jeho použití časově omezeno. Výrobky vyrobené z tohoto materiálu morálně zastarají rychleji, než vyčerpají své zdroje.

Jak se starat o chytré sklo

Při rozhodování o nákupu produktu, jehož průhlednost lze upravit, musíte předem vzít v úvahu vlastnosti péče o něj. To pomůže prodloužit jeho životnost a ochránit před situacemi, kdy „chytré“ technologie ztratí své původní vlastnosti neopatrným používáním.

• Skleněná tabule, která umožňuje nastavení optických vlastností, je citlivá na nárazy, poškrábání a mechanické namáhání.
• Jeho povrch musí být udržován v čistotě. Nedovolte, aby se na něj dostal olej, zásady, kyseliny, činidla.
• Při vystavení kouři a otevřenému ohni se mohou původní vlastnosti změnit.
• Výrobky jsou čištěny pouze ve vypnuté poloze, přičemž se zabrání silnému tlaku na povrch během procesu mytí.
• Voda a saponát se nesmí dostat na dráty a okraje triplexu. Před zapnutím je třeba zkontrolovat, zda je vše suché.
• Je přípustné používat jemné čisticí prostředky na skleněné povrchy bez amoniaku, acetonu, alkoholů a dalších látek s agresivním účinkem.

„Chytré“ technologie činí náš život pohodlnějším a přizpůsobují se našim potřebám co nejpružněji, ale na oplátku vyžadují pečlivý přístup. Svědomitý výrobce bude vždy mluvit o těchto nuancích. Navíc nepředstavují žádná zvláštní omezení nebo nepříjemnosti pro každodenní použití.