«Интеллектуальное», активное или сменное стекло (так называемое переключаемое или интеллектуальное стекло) — это термины, относящиеся к типам стекла, используемого в окнах или окнах в крыше, в которых под воздействием приложенного напряжения изменяются свойства светопропускания.
Благодаря этому, контролируя электрическое напряжение, вы можете контролировать степень прохождения света (и, следовательно, тепла) через это стекло. После активации большинство типов непрозрачного стекла становятся полностью прозрачными.
Рис. 1. Одно из применений стекла с регулируемой прозрачностью: оптическое соединение / изоляция используемого пространства
Для технологии , чтобы получить стекло «умного» управляется с помощью электрического напряжения, являются: транспортными средствами подвески частицы (взвешенных устройства частиц СПДА ) метода дисперсионной жидкости кристалла (полимерный Дисперсные жидкокристаллические устройства PDLCD или писать PDLCD ) и стекло электрохромного ( электрохромные устройства ), а также микро-жалюзи ( микро-жалюзи ).
Использование интеллектуального стекла позволяет экономить деньги за счет снижения затрат на отопление, кондиционирование воздуха и освещение, а также избегая затрат на установку и обслуживание автоматики и приводов для традиционных солнцезащитных козырьков, таких как жалюзи, жалюзи или навесы. Стекло, которое непрозрачно в неактивном состоянии, блокирует почти все ультрафиолетовое излучение через стекло и, таким образом, уменьшает выцветание тканей, красок и других чувствительных к ультрафиолету продуктов.
Некоторые компании также подчеркивают экологическую природу «умных» очков, которые в неактивном состоянии не потребляют энергию и очень мало нуждаются в поддержании активного состояния.
Негативным аспектом использования «интеллектуального» стекла является необходимость приведения установки, обеспечивающей подачу электрического напряжения, необходимого для перехода в активное состояние (то есть затраты на прокладку и обслуживание такой электрической установки). Важными аспектами, которые следует принимать во внимание, являются долговечность установок и контрольных устройств и стабильность функциональных характеристик, таких как: скорость реакции на сигнал об изменении состояния активности (с неактивного на активное и наоборот), однородность тонированного стекла и степень прозрачности прозрачного стекла.
В этой статье мы сосредоточимся на методах SPD и PDLCD, которые позволяют получать стекло с переменной прозрачностью в процессе ламинирования стекла , и электрохроматическое (также электрохромное) стекло будет предметом следующего.
Рис. 1. Строительная схема для стекла с переменным SPD (источник: Hitachi Chemical Products)
частицы Техника шламовых ( приостановлено устройство частиц СПД )
В этом способе ламинат состоит из тонкой пленки, содержащей суспензию удлиненных частиц, зажатых между двумя листами прозрачного пластика или стекла или склеенных на одной стороне такого листа. Схема построения такого стекла показана на рис. 1.
Когда мы не применяем электрическое напряжение, взвешенные частицы располагаются в случайных направлениях и имеют тенденцию поглощать свет, так что стеклянная пластинка темная (или молочная), чаще всего с синим оттенком, и недавно был получен серый и черный оттенки.
После подачи напряжения взвешенные частицы выравнивают свое положение и пропускают (пропускают) свет. Потенциал приложенного напряжения может контролироваться ручным переключателем или автоматически (после сигнала от соответствующих датчиков, например, измерения интенсивности света или температуры), чтобы точно контролировать количество (и яркость) света и тепла, проходящего через такое стекло, таким образом уменьшая необходимость использования кондиционер летом и отопление зимой.
Другие преимущества включают сокращение «вклад» такого здания в излучательной диоксида углерода СО 2 (который в последнее время был акцент в ЕС) и устранить необходимость в дорогостоящих и иногда хлопотно при использовании внешней солнцезащиты.
Рис. 2. Принцип работы стекла SPD (фото: Hitachi Chemical Products)
Жидкокристаллическая дисперсионная техника ( полимерные дисперсные жидкокристаллические устройства PDLCD )
В этом способе ламинат состоит из тонкой пленки, содержащей дисперсию жидких кристаллов в подходящем отвержденном или отвержденном полимере. Когда состояние полимера изменяется от жидкого к твердому, жидкие кристаллы отделяются от полимера и остаются суспендированными в виде полимера в форме капель.
Условия отверждения влияют на размер капель и кристаллических частиц, что в свою очередь влияет на конечные функциональные свойства «умного» стекла. Обычно жидкокристаллическая пленка зажата между двумя слоями пластика или стекла.
В комплект также входят пленки с нанесенным на нее тонким слоем прозрачного проводящего материала, связывающего все в процессе ламинирования. Схема построения такого стекла показана на рис. 2.
Рис. 2. Переключаемое стекло представляет собой многослойное стекло с разделителем, содержащим жидкие кристаллы. В выключенном состоянии жидкие кристаллы располагаются хаотично, в результате чего стекло становится матовым. Во включенном состоянии кристаллы упорядочены, и стекло становится прозрачным. Переход от эффекта матового стекла к прозрачному и наоборот почти мгновенный.
Включенным состояние — при включении питания, жидкие кристаллы расположены упорядоченно, и стекло становится прозрачным в
выключенном состоянии — при выключении, кристаллы расположены в хаотичном порядке, в результате чего стекло становится непрозрачным
Эта структура на самом деле является конденсатором. Шнуры питания с использованием так называемых Шины соединены прозрачными проводящими слоями, которые действуют как электроды. При отсутствии напряжения жидкие кристаллы случайным образом располагаются в виде взвеси капель, в результате чего происходит рассеяние света, которое проходит через структуру интеллектуального стекла. Внешний вид такого стекла непрозрачный, «белый», «молочный».
Когда на электроды подается напряжение, между двумя прозрачными проводящими слоями создается электрическое поле, которое заставляет жидкие кристаллы выравнивать свое положение. В результате свет, который проходит через капли, рассеивается очень мало, и стекло становится прозрачным.
Панели PDLCD обычно используются в двух состояниях: активный — с полной прозрачностью или неактивный с полной непрозрачностью.
Но и в этом методе прозрачность может контролироваться величиной приложенного напряжения. Это возможно, потому что при более низких напряжениях только некоторые из жидких кристаллов могут полностью выровнять свое положение в электрическом поле, поэтому только небольшая часть света проходит через структуру без помех и большая часть света рассеивается. При увеличении напряжения меньшее количество жидких кристаллов остается без выравнивания, что приводит к меньшему рассеянному свету, то есть структура становится более прозрачной.
Также возможно расширить спектр решений с помощью дополнительных цветных пленок, декоративных красок и обработки стекла (пескоструйная обработка, травление), благодаря которым достигается новый эстетический эффект, а также количество света и тепла, проникающего через стекло.
Рис. 3. Схема структуры стекла PD-LCD (источник: Nippon Scheet Glass)
Используемые типы стекла : отожженное стекло (цветное, прозрачное, сверхпрозрачное — с низким содержанием железа), термически упрочненное и закаленное (термически и химически)
Типы используемых ламинирующих пленок : ЭВА, ПВБ, ТПУ.
Размеры : максимальный размер одной детали составляет 1800×3500 мм, детали можно объединять в наборы.
Толщина : от 7,5 мм (3 + 3 мм) до 39,5 мм (19 + 19 мм)
Формы : плоские прямоугольники являются самыми популярными, но изогнутое стекло доступно практически любой формы, включая отверстия, углубления и вырезы.
Также доступны версии для противопожарной защиты или защиты от рентгеновского излучения — для использования в специальных приложениях.
Большинство предлагаемых в настоящее время продуктов работают только в двух состояниях: активном или неактивном (вкл / выкл), несмотря на тот факт, что технология, обеспечивающая различные уровни прозрачности, может быть легко внедрена.
Технология PLCD может использоваться внутри и снаружи зданий для обеспечения конфиденциальности (например, для конференц-залов, отделений интенсивной терапии, в жилых домах или гостиницах в качестве дверей в ванные комнаты или душевые кабины) и в качестве части проекционного экрана.
Рис. 3. Фотография микро-затвора, сделанная с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ)
Микро жалюзи (микро жалюзи)
Микро-жалюзи также контролируют количество света, проходящего через стекло при подаче соответствующего напряжения. Микро жалюзи состоят из множества маленьких и тонких металлических жалюзи, установленных на стеклянной панели. Они очень маленькие и поэтому практически невидимы для глаз. Слой металла внедряется в процесс магнетронного распыления, а разделение на отдельные планки затвора осуществляется в процессе лазерной техники или литографии.
Стеклянная подложка содержит тонкий проводящий слой ( прозрачный проводящий оксид TCO ), чаще всего это оксид индия и олова ( ITO ), легированный фтором оксид олова FTO или легированный оксид цинка .
Тонкий слой изолятора встроен между слоем тонких металлических жалюзи и слоем TCO. При отсутствии напряжения у микро-жалюзи есть свернутые планки, и свет может проходить через структуру. Когда разность потенциалов прикладывается между слоем металлических рулонных полос и прозрачным проводящим слоем, между двумя электродами создается электрическое поле, которое вызывает развитие прокатываемых полос, тем самым блокируя поток света.
Микро-жалюзи имеют много преимуществ, включая скорость переключения (миллисекунды), долговечность, устойчивость к ультрафиолетовым лучам, возможность настройки внешнего вида и пропускания света в соответствии с текущими потребностями инвестора.
PDLCD на переднем крае
В настоящее время наиболее популярной среди технологий переключения стекла является технология жидкокристаллической пленки (PDLCD), которая доступна во всем семействе продуктов:
- в качестве ламинирующей пленки (фото: Media-Vision )
Пленка толщиной 0,4 мм, поставляемая на заводы по производству многослойного стекла, которые с использованием прокладок для ламинирования (EVA, PVB, TPU) и с использованием вакуума (камерные печи с генерацией вакуума) или стекла с избыточным давлением (в автоклаве), переключаемого стекла.
Максимальные размеры одного куска фольги: 3500×1800 мм.
- в качестве самоклеющейся фольги (фото: Media-Vision )
Самоклеящаяся пленка толщиной 0,5 мм, сохраняющая характеристики контролируемой непрозрачности (вкл / выкл) под воздействием включения и выключения напряжения. Легко наносится на существующие стеклянные или прозрачные пластиковые поверхности, например, ПММА-акрил (так называемое оргстекло)
Максимальные размеры одного куска фольги: 3000×1500 мм.
- как ламинированное стекло (фото Media-Vision )
Готовый переключаемый стеклянный блок, подготовленный для установки в стеклянную конструкцию, может иметь различные формы (прямоугольники, треугольники, арки), просверленные отверстия. Используются различные виды базового стекла: плавающее, закаленное, так называемое термоупрочненное полутвердое, изогнутое стекло.
Толщина: мин 6 мм
Максимальные размеры одного куска фольги: 3000×1800 мм.
- как панели из прозрачного пластика (фото Media-Vision )
Готовые поликарбонатные панели с переключаемой фольгой, нанесенной на одну сторону , подготовлены для монтажа в строительстве.
Толщина: около 5 мм
Максимальные размеры одного куска фольги: 3000×1500 мм.
Рис. 5. Схема установки переключаемого стекла 3 + 3 мм (источник: Nippon Scheet Glass)
Рис. 6. Схема подключения переключаемых кромок стекла 3 + 3 мм с использованием пластиковых профилей; некоторые компании предлагают использовать бесцветный нейтральный силикон в месте соединения — нельзя использовать кислотные (ацетатные) силиконы (источник: Nippon
Scheet Glass)
Рис. 7. Схема подключения переключаемых элементов с использованием силиконов (источник: ElmontGlass)
Рис. 8. Схема подключения электроустановки к переключаемому стеклу (источник: Nippon Scheet Glass)
Рис. 9. Формы и отверстия в переключаемом стекле (рис. ESG)
Рис. 10. Переключаемое стекло в качестве экрана обратной проекции. Переключаемое стекло обеспечивает функцию эстетического сообщения — в состоянии ВЫКЛЮЧЕНО его можно использовать в качестве проекционного экрана. Он позволяет быстро отображать три типа сообщений:
— ИНФОРМАЦИЯ: на станциях, в аэропортах и выставочных залах переключаемое стекло является эффективным средством отображения расписаний и объявлений. Стекло также подходит для распространения информации с помощью наружных экранов.
— РЕКЛАМА: в витринах или отдельно стоящих экранах в магазинах или выставочных залах — стекло позволяет показывать рекламные сообщения
— ВИЗУАЛЬНЫЙ ДОСТУП: переключаемая панель, расположенная на фасаде частных или общественных зданий, обеспечивает поверхность для отображения визуального акцента: постоянное отображение фильма, изображения или текста или визуального воздействия путем быстрого переключения из прозрачного в матовое состояние — с видимым визуальным акцентом (время переключения ок. 100 миллисекунды) (источник: DMDisplay)
Рис. 11. Структура структуры пленки PDLC (источник: T-photon Technology)
Рис. 12 (источник: ALUMINIUM S), фото 5 (источник: T-photon Technology). Переключаемое стекло как элемент активного сенсорного экрана — революционное решение для презентации продукта. В этом приложении переключаемое стекло действует как интерактивный монитор компьютера. Это возможно благодаря использованию двух датчиков, отслеживающих «место прикосновения» и программного обеспечения для обработки информации. Нажимая кнопки меню, отображаемого на стекле, вы перемещаетесь в поисках информации о продукте. Это решение имеет много преимуществ: пользователь может активно искать необходимую ему информацию, информация превращается в мультимедийную презентацию, выбирая информацию об отдельных продуктах одним нажатием кнопки.
