شیشه هوشمند چیست؟+5 نوع شیشه هوشمند + مزایا و معایب+قیمت🟢

در ساده‌ترین تعریف، فناوری‌های شیشه هوشمند میزان نور عبوری از مواد معمولاً شفاف را تغییر می‌دهند و به این مواد اجازه می‌دهند تا شفاف، نیمه‌شفاف یا مات به نظر برسند. فناوری‌های پشت شیشه هوشمند به حل تضادهای طراحی و تقاضاهای عملکردی برای ایجاد تعادل بین مزایای نور طبیعی، مناظر و نقشه‌های باز طبقات با نیاز به صرفه‌جویی در انرژی و حفظ حریم خصوصی کمک می‌کنند. در این مقاله هر چیزی که در مورد شیشه هوشمند باید بدانید به شما گفته خواهد شد.

شیشه هوشمند چیست؟

این راهنما برای کمک به فرآیند تحقیق و تصمیم‌گیری شما در مورد پیاده‌سازی شیشه‌های قابل تعویض برقی یا فناوری شیشه هوشمند در پروژه بعدی شما یا گنجاندن آن در محصولات و خدمات شما در نظر گرفته شده است.

شیشه هوشمند پویا است و به یک ماده سنتی ایستا اجازه می‌دهد تا زنده و چند منظوره شود. این فناوری امکان کنترل اشکال مختلف نور از جمله نور مرئی، اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز را فراهم می‌کند. محصولات شیشه هوشمند حریم خصوصی مبتنی بر فناوری‌هایی هستند که به مواد شفاف (مانند شیشه یا پلی کربنات) اجازه می‌دهند تا بنا به تقاضا، از شفاف به سایه‌دار یا کاملاً مات تغییر حالت دهند.

فناوری شیشه هوشمند قابل تعویض می‌تواند در پنجره‌ها، پارتیشن‌ها و سایر سطوح شفاف در بخش‌های مختلف، از جمله معماری، طراحی داخلی، خودرو، پنجره‌های هوشمند فروشگاهی و لوازم الکترونیکی مصرفی، ادغام شود. دو نوع اصلی شیشه هوشمند وجود دارد: فعال و غیرفعال. این دو نوع با توجه به اینکه آیا تغییرپذیری آنها نیاز به بار الکتریکی دارد یا خیر، تعریف می‌شوند. اگر چنین باشد، به عنوان فعال طبقه‌بندی می‌شود. اگر نه، به عنوان غیرفعال طبقه‌بندی می‌شود.

فناری های شیشه هوشمند

اصطلاح شیشه هوشمند عمدتاً به فناوری‌های فعال اشاره دارد که در آنها فیلم‌ها و پوشش‌های شیشه‌ای محافظ، که توسط یک بار الکتریکی فعال می‌شوند، ظاهر و عملکرد شیشه را تغییر می‌دهند. این موضوع فعلا فقط ظاهری است. شما نمی توانید مانند برنامه ساعت هوشمند یا حلقه هوشمند از آن ها استفاده کنید.

انواع فناوری‌های شیشه‌های قابل تعویض فعال و کاربردهای رایج آنها عبارتند از:

• شیشه‌های کریستال مایع پراکنده پلیمری (PDLC)

به عنوان مثال: معمولاً در پارتیشن‌های حریم خصوصی در صنایع مختلف دیده می‌شوند.

• شیشه‌های دستگاه ذرات معلق (SPD)

به عنوان مثال: پنجره‌هایی که برای سایه زدن رنگ می‌گیرند، همانطور که در خودرو و ساختمان‌ها دیده می‌شود.

• شیشه‌های الکتروکرومیک (EC)

به عنوان مثال: پنجره‌های روکش‌دار که به آرامی برای سایه زدن رنگ می‌گیرند.

در زیر دو فناوری شیشه هوشمند غیرفعال و کاربردهای رایج برای هر یک آمده است:

• شیشه فتوکرومیک، به عنوان مثال: عینک‌هایی با پوشش‌هایی که به طور خودکار در نور خورشید رنگ می‌گیرند.
• شیشه ترموکرومیک، به عنوان مثال: پنجره‌های روکش‌دار که در پاسخ به دما تغییر می‌کنند.

فناوری‌هایی که به شما امکان می‌دهند فوراً سطوح را از شفاف به مات تغییر دهید، همان‌هایی هستند که به عنوان شیشه هوشمند حریم خصوصی شناخته می‌شوند. آنها به ویژه برای اتاق‌های کنفرانس با دیوارهای شیشه‌ای یا پارتیشن‌بندی شده در فضاهای کاری چابک مبتنی بر نقشه‌های باز، یا در اتاق‌های مهمان هتل که فضا محدود است و پرده‌های سنتی زیبایی‌شناسی طراحی را خراب می‌کنند، محبوب هستند.

شیشه هوشمند چگونه کار می‌کند؟

فناوری شیشه هوشمند فعال امکان کنترل اشکال مختلف نور (مرئی، IR، UV) را با برق فراهم می‌کند. با برق، شیشه از حالت مات به شفاف تغییر می‌کند و امکان کنترل پویای نور را فراهم می‌کند.

فناوری شیشه هوشمند PDLC و SPD یک فناوری شیشه فعال است که حالت‌ها را با برق تغییر می‌دهد. ذرات یا مولکول‌های منحصر به فرد درون فیلم‌های ما با روشن و خاموش شدن فیلم‌ها پراکنده یا همسو می‌شوند و به نور اجازه می‌دهند تا برای کدورت یا شفافیت از آنها عبور کند و کنترل قابل تغییر اشکال مختلف نور (مرئی، IR، UV) را فراهم می‌کند.

سه اصطلاحی که در بحث‌های مربوط به شیشه‌های محافظ زیاد خواهید شنید، انواع فناوری‌های کنترل نور فعال هستند:

• کریستال مایع پراکنده پلیمری (PDLC)
• دستگاه ذرات معلق (SPD)
• دستگاه الکتروکرومیک (ECD)

نکته:

شیشه هوشمند با استفاده از PDLC یا SPD شامل یک لایه میانی فیلم است که یا لمینت شده یا روی شیشه نصب شده است. این لایه میانی فیلم شامل یک فرمولاسیون PDLC یا یک امولسیون SPD است که بین دو ورق از مواد شفاف که هر کدام دارای یک پوشش رسانای ITO هستند، پوشش داده شده است. هنگامی که الکتریسیته اعمال می‌شود، پوشش رسانای ITO مولکول‌ها یا ذرات موجود در لایه شیمیایی فیلم را مجبور به هم‌ترازی می‌کند و شفافیت ایجاد می‌کند.

در حالی که PDLC و SPD معمولاً روی فیلم‌ها اعمال می‌شوند، محصولات الکتروکرومیک مستقیماً روی شیشه رسانای ITO پوشش داده می‌شوند. یکی از ویژگی‌های کلیدی که هر سه فناوری به اشتراک می‌گذارند، توانایی تغییر شفافیت شیشه از طریق قطبش (یک صف‌بندی یکنواخت) مولکول‌ها یا ذرات آنها در داخل فرمولاسیون (PDLC) یا امولسیون (SPD) است. وقتی خاموش است (ولتاژ وجود ندارد)، مولکول‌ها به صورت تصادفی پراکنده می‌شوند .

بنابراین، نور نمی‌تواند از فیلم عبور کند. وقتی شارژ می‌شود، فرمولاسیون LC یا امولسیون‌های SPD قطبی می‌شوند و مولکول‌ها همسو می‌شوند و به نور اجازه عبور می‌دهند و شفافیت ایجاد می‌کنند. با کاهش ولتاژ و خاموش شدن فیلم، سطوح مختلفی از کدورت برای سایه‌زنی پویا، حفظ حریم خصوصی یا تابش خورشیدی IR حاصل می‌شود.

کنترل نور

با کنترل میزان ولتاژ اعمال شده، می‌توان به یک اثر کم نور دست یافت. در مقابل، شیشه هوشمند الکتروکرومیک هرگز کاملاً مات نمی‌شود و وقتی جریانی وجود ندارد و دپلاریزه می‌شود، شفاف می‌شود.

فناوری‌های شیشه قابل تعویض از ترانسفورماتورها یا کنترل‌کننده‌ها برای مدیریت برق استفاده می‌کنند. کنترل‌کننده‌ها می‌توانند شارژ مداوم را حفظ کنند، اما ترانسفورماتورها باید برای بخشی از روز خاموش باشند. ویدیوی زیر انواع کنترل‌کننده‌های مورد استفاده برای نمایشگاه‌های نمایشگاه تجاری Glasstec 2018 را نشان می‌دهد.

شیشه هوشمند فعال

شیشه هوشمند فعال مبتنی بر فناوری‌های PDLC، SPD و الکتروکرومیک است. این شیشه به طور خودکار با کنترل‌کننده‌ها یا ترانسفورماتورها با برنامه‌ریزی یا دستی کار می‌کند. برخلاف ترانسفورماتورها که فقط می‌توانند شیشه را از شفاف به مات تغییر دهند، کنترل‌کننده‌ها می‌توانند از دیمرها نیز برای تغییر تدریجی ولتاژ و کنترل نور به درجات مختلف استفاده کنند.

کریستال مایع پراکنده پلیمری (PDLC)

فناوری پشت فیلم‌های PDLC که برای ساخت شیشه هوشمند استفاده می‌شوند، حاوی کریستال‌های مایع است، ماده‌ای که ویژگی‌های ترکیبات مایع و جامد را به اشتراک می‌گذارد و در یک پلیمر پراکنده شده‌اند.

شیشه هوشمند قابل تعویض با PDLC یکی از رایج‌ترین فناوری‌های مورد استفاده است. در حالی که این نوع فیلم معمولاً برای کاربردهای داخلی استفاده می‌شود، PDLC را می‌توان برای حفظ خواص خود در شرایط بیرونی بهینه کرد. PDLC در رنگ‌ها و طرح‌ها موجود است. این ماده عموماً در هر دو نوع لمینت (برای شیشه‌های تازه ساخته شده) و مقاوم‌سازی (برای شیشه‌های موجود) موجود است.

PDLC شیشه را در عرض چند میلی‌ثانیه از درجه مات به شفاف تغییر می‌دهد. PDLC در حالت مات، برای حفظ حریم خصوصی، نمایش و استفاده از تخته سفید ایده‌آل است. PDLC معمولاً نور مرئی را مسدود می‌کند. با این حال، محصولات بازتابنده خورشیدی، مانند محصولی که توسط شرکت علوم مواد Gauzy توسعه یافته است، اجازه می‌دهد نور IR (که گرما ایجاد می‌کند) در هنگام مات بودن فیلم منعکس شود.

PDLC چیست؟

در پنجره‌ها، PDLC ساده نور مرئی را محدود می‌کند، اما گرما را منعکس نمی‌کند، مگر اینکه به گونه‌ای دیگر بهینه شده باشد. شیشه هوشمند PDLC در حالت شفاف، وضوح عالی با حداقل ۲.۵ درجه کدری بسته به سازنده دارد. در مقابل، PDLC خورشیدی Outdoor Grade با منحرف کردن اشعه مادون قرمز، دمای داخل ساختمان را خنک می‌کند، اما روی پنجره‌ها سایه نمی‌اندازد. PDLC همچنین مسئول جادویی است که دیوارها و پنجره‌های شیشه‌ای را قادر می‌سازد فوراً به یک صفحه نمایش یا یک پنجره شفاف تبدیل شوند.

از آنجا که PDLC در انواع مختلفی (سفید، رنگی، پایه نمایش و غیره) موجود است، برای کاربردهای متعدد در صنایع مختلف ایده‌آل است.

دستگاه ذرات معلق (SPD)

SPD حاوی ذرات جامد بسیار ریزی است که در مایع معلق شده و بین دو لایه نازک PET-ITO پوشانده شده‌اند تا یک فیلم ایجاد کنند. این دستگاه فضای داخلی را سایه انداخته و خنک می‌کند و تا ۹۹٪ از نور طبیعی یا مصنوعی ورودی را در عرض چند ثانیه پس از تغییر ولتاژ مسدود می‌کند.

مانند PDLC، SPD را می‌توان کم‌نور کرد و یک تجربه سایه‌زنی سفارشی را فراهم کرد. برخلاف PDLC، SPD کاملاً مات نمی‌شود و بنابراین برای حریم خصوصی مناسب نیست و برای نمایش نیز بهینه نشده است.

SPD برای پنجره‌های بیرونی، رو به آسمان یا رو به آب ایده‌آل است و می‌تواند در کاربردهای داخلی نیز که به تاریکی نیاز است، مورد استفاده قرار گیرد. SPD تنها توسط دو شرکت در جهان تولید می‌شود.

دستگاه الکتروکرومیک (ECD)

شیشه‌های محافظ الکتروکرومیک، هم نور و هم گرمای اشعه‌های خورشیدی را فیلتر می‌کنند. فناوری پشت ECD با PDLC و SPD متفاوت است و بر قابلیت‌های کدورت و زمان انتقال آن تأثیر می‌گذارد.

ECD از دو الکترود برای هدایت ذرات یونیزه شده از “داخل” شیشه (شفاف) به “بیرون” (مات) استفاده می‌کند. پس از حرکت ذرات، برای ماندن در حالت فعلی نیازی به جریان نیست. این امر بر زمان انتقال به سرعت تدریجی از لبه‌های بیرونی آن به سمت داخل تأثیر می‌گذارد و انتقال کامل می‌تواند بسته به اندازه شیشه، چندین دقیقه یا بیشتر طول بکشد. شیشه قابل تعویض الکتروکرومیک برای کاربردهای بیرونی مانند پنجره‌های صرفه‌جویی در انرژی ایده‌آل است، اما برای شیشه‌های محافظ ایده‌آل نیست زیرا قابلیت مات شدن کامل را ندارد. نمودار زیر نحوه عملکرد هر فناوری را نشان می‌دهد.

کاربردهای شیشه هوشمند

معماران، طراحان داخلی و شرکت‌های خودروسازی مرتباً از شیشه هوشمند در موارد زیر استفاده می‌کنند:

1 پارتیشن‌های اداری 2 هتل‌ها 3 بیمارستان‌ها 4 مسکونی 5 خرده‌فروشی 6 خودرو

1 پارتیشن‌های اداری شیشه‌ای قابل تعویض

پارتیشن‌ها و دیوارهای شیشه‌ای قابل تعویض برقی، قابلیت تطبیق‌پذیری را افزایش می‌دهند و جلوه‌ای “شگفت‌انگیز” به طراحی‌های داخلی دفاتر می‌دهند. شیشه‌های قابل تعویض می‌توانند به راحتی یک فضا را از باز و مشترک، به خصوصی و صمیمی و هر جایی بین این دو با ویژگی‌های کم‌نور تبدیل کنند.

این امر به ویژه در محیط‌های کاری چابک مبتنی بر نقشه‌های انعطاف‌پذیر باز مفید است. یک راه حل ایده‌آل برای پشتیبانی از طراحی داخلی مینیمالیستی در عین حفظ حریم خصوصی و به حداکثر رساندن فضای یک دفتر مدرن.

2 شیشه هوشمند در هتل مهمان

ظرافت و کارایی از ویژگی‌های بارز شیشه هوشمند PDLC در اتاق‌های مهمان هتل است، زیرا این فناوری یک راه‌حل ایده‌آل برای گنجاندن یک فضای دنج برای استراحت و خواب، حمام تمیز و آرامش‌بخش و حفظ حریم خصوصی برای لحظات صمیمی به روشی که در فضای محدود حس جادار بودن را القا می‌کند، ارائه می‌دهد.

LCG با PDLC همچنین می‌تواند در هتل‌های کوچک، لابی‌های هتل و فضاهای مشترک در صورت جفت شدن با پروژکتور و برای حفظ حریم خصوصی در حمام‌ها و اسپاها دیده شود، اما بیشتر برای محوطه حمام در اتاق‌های مهمان استفاده می‌شود. با یک کلیک ساده، مهمان شیشه الکترونیکی حریم خصوصی را از شفاف به مات و دوباره به حالت اول برمی‌گرداند.

3 شیشه هوشمند برقی در اتاق‌های بیمارستان

شیشه هوشمند نیاز به پارچه و پرده‌های سنتی را از بین می‌برد، که یک ویژگی ارزشمند برای بیمارستان‌ها و مراکز درمانی است. تحقیقات نشان می‌دهد که پرده‌های حریم خصوصی بیمار، باکتری‌های مسئول شیوع بیماری را در خود جای می‌دهند. علاوه بر این، پارتیشن‌های شیشه‌ای اتاق بیمارستان، صدا را بهتر ایزوله می‌کنند و یک لایه اضافی از محرمانگی ایجاد می‌کنند.

یکی از پیشگامان صنعت که از این مزیت بهره می‌برد، بیمارستان کودکان دانا-دویک تل‌آویو است که پرده‌های داخلی بخش مراقبت‌های ویژه خود را با شیشه‌های قابل تعویض مبتنی بر PDLC جایگزین کرد. با پارتیشن‌های PDLC، کارکنان بیمارستان می‌توانند بدون ورود به اتاق، بیماران را معاینه کنند، اختلالات و احتمال آلودگی را کاهش دهند و روند کلی بهبودی بیمار را بهبود بخشند.

4 پنجره‌های شیشه‌ای قابل تعویض مسکونی

پنجره‌ها، درها و پارتیشن‌های شیشه‌ای قابل تعویض در بخش مسکونی در حال ظهور هستند. برای افزایش بهره‌وری انرژی خانه‌ها، می‌توان از PDLC کنترل‌کننده انرژی خورشیدی برای کاهش نور مادون قرمز که باعث ایجاد گرما می‌شود استفاده کرد و SPD را می‌توان برای سایه‌بان استفاده کرد که هم فضاها را خنک نگه می‌دارد و هم هزینه‌های HVAC را کاهش می‌دهد.

فیلم‌های LCG با دمای بالا را می‌توان روی شیشه‌های قابل تعویض مبتنی بر LC برای کاربردهای فضای باز و پنجره‌های بیرونی که رو به خیابان یا همسایگان هستند استفاده کرد، بنابراین می‌توان بدون نیاز به پرده یا کرکره، حریم خصوصی را به دست آورد.

5 شیشه‌های قابل تعویض، پنجره‌های ویترین فروشگاه‌های خرده‌فروشی

تجارت بصری شیشه هوشمند به خرده‌فروشان این امکان را می‌دهد که از ارزشمندترین املاک فروشگاه خود نهایت استفاده را ببرند. فناوری شیشه هوشمند امکان استفاده ۱۰۰٪ از پنجره‌های ویترین فروشگاه را برای تبلیغات فراهم می‌کند یا می‌تواند کاملاً شفاف شود تا امکان مشاهده داخل فروشگاه را فراهم کند. پنجره‌های یک خرده‌فروش می‌توانند به صفحه نمایش‌های پروژکتور پشتی تبدیل شوند که برندسازی خرده‌فروشی و محصولات را بدون مسدود کردن دائمی پنجره‌ها با تابلوهای سنتی یا صفحه نمایش‌های تلویزیونی تبلیغ می‌کنند.

پروژکتور مزایای بی‌شماری برای استفاده در خرده‌فروشی دارد – جایگزین برچسب‌هایی می‌شود که تولید و نصب صحیح آنها زمان می‌برد؛ جایگزین تلویزیون‌هایی می‌شود که مانع دید می‌شوند و می‌تواند با نرم‌افزار برای برندسازی یکنواخت برای برندهای جهانی که مختص منطقه جغرافیایی هستند، جفت شود و پیام‌رسانی را هدفمندتر و مناسب‌تر برای مصرف‌کننده کند.

۶ 🟢شیشه هوشمند خودرو

شیشه هوشمند به سرعت در حال تبدیل شدن به هوشمندانه‌ترین انتخاب برای سایه‌زنی پویا و کنترل دما در بخش حمل و نقل است. شیشه هوشمند با SPD امکان مشاهده واضح از طریق پنجره‌ها و سانروف‌ها را فراهم می‌کند، در حالی که اشعه‌های خورشیدی که باعث تابش خیره‌کننده، آسیب به پوست و خراب شدن فضای داخلی می‌شوند را به حداقل می‌رساند.

شیشه‌های قابل تعویض خودرو (از جمله هوانوردی و قطار) از موارد زیر پشتیبانی می‌کنند: کنترل دما، محافظت از فضای داخلی در برابر تخریب/تغییر رنگ ناشی از اشعه ماوراء بنفش؛ سایه‌بان‌های کم‌نور در تمام پنجره‌ها برای کاهش تابش خیره‌کننده، کاربردهای پروژکتوری برای تابلوهای دیجیتال و امنیت در خودروهای زرهی.