امروزه مقابله با بحران هایی نظیر آلودگی کره زمین و کمبود منابع تجدید ناپذیر مثل سوخت فسیلی تبدیل به یکی از مهم ترین دغدغه های طراحان و مهندسان ساختمان شده است و آنها را به حرکت به سمت ساخت بناهایی سازگار با محیط زیست، با کارآیی بالاتر و صرفه اقتصادی بهتر تشویق کرده است. توسعه ی مصالح و روش های ساخت در عصر حاضر به این روند کمک شایانی کرده است. از جمله ی این مصالح می توان به شیشه های هوشمند اشاره کرد که توانایی درک و پردازش رویدادهای محیطی را داشته و نسبت به آن واکنش مناسب نشان میدهند.
به بیان دیگر این مصالح، قادرند شکل، فرم، رنگ و انرژی درونی خود را به طرز برگشت پذیر در پاسخ به تاثیرات فیزیکی و یا شیمیایی محیط اطراف تغییر دهند و از این طریق به سازگاری ساختمان با محیط کمک کنند. لذا در این مقاله، به معرفی شیشه های هوشمند و عملکرد آنها پرداخته خواهد شد.
این شیشه چیست؟
شیشه هوشمند همان شیشه سکوریت است که امکان تنظیم میزان نور عبوری از خود را بین دو حالت شفاف و مات با استفاده از برق AC دارد. برای تولید شیشه های هوشمند در بین دو لایه شیشه لمینیت شده از Smart Film ( یک لایه فیلم با مدت زمان استفاده بالا) استفاده می شود. برای استفاده از Smart Film می توان از چسبهای مخصوص روی شیشه های معمولی جهت چسباندن استفاده کرد.
به بیان دیگر شیشه هوشمند، شیشه ای است که با استفاده از فناوری‌های نوین میتوان با آن میزان جذب نور را در این گونه از شیشه‌ها تغییر داد. شیشه‌های آفتابگیر از انواع آن است.
ویژگی شیشه های هوشمند
شیشه های هوشمند دارای ویژگی های منحصر به فرد و خاصی است. داشتن چنین ویژگی هایی باعث متمایز شدن این شیشه ها از سایر شیشه های دیگر شده است. در این قسمت به برخی از ویژگی های این شیشه ها می پردازیم :
- کنترل کردن اشعه های مضر و خطرناک و آنتی یووی بودن شیشه ها
- نفوذ پذیری نور های مرئی در حالت خاموش این شیشه ها (خاصیت مات شدن)
- قابلیت عایق صوتی بودن (آکوستیک بودن)
- ایجاد حریم شخصی برای اشخاص استفاده کننده
- امکان کاربری به عنوان صفحه نمایش (پرژکتور) در امور آموزشی و ...
- امکان استفاده از آن در اتاق کنفرانس ، پارتیشن اداری و اتاق جلسات ، اتاق خواب ها و ...
- امکان استفاده از این شیشه به عنوان تابلو وایت برد در اتاق جلسات و یا محیط های اداری
- قابلیت ایمنی بالا در برابر ضربه خوردن در حوادث و یکپارچه ماندن شیشه ها
- ارزان بودن تعمیرات و نگهداری شیشه ها
- امکان تغییر وضعیت فوری از حالت شفاف به مات و یا برعکس
- قابلیت اجرا و کنترل میزان ماتی با کلید و کنترل
کاربرد این شیشه...
با توجه به ویژگی هایی که برای شیشه هوشمند ذکر شد، حتما می توانید حدس بزنید کاربرد این شیشه چقدر می تواند گسترده باشد. شیشه های هوشمند علاوه بر اینکه می توانند در مدیریت مصرف انرژی بسیار مفید باشند، در فراهم کردن شرایط زندگی مدرن و راحت نیز کمک کننده خواهند بود. با پیشرفت تکنولوژی استفاده از شیشه های هوشمند بسیار کاربردی است.
- این شیشه ها در عرض های مختلف از 120 سانتی متر تا 180 سانتی متر تولید می شوند و از لحاظ طولی هیچ محدودیتی ندارند.
- شیشه های هوشمند حدود 87% شفاف تر و واضح تر از شیشه های معمولی هستند.
- این شیشه ها آنتی یووی بوده و اشعات مضر خورشید را فیلتر می کند.
- همچنین می توان از این شیشه ها به عنوان پرده تصویر استفاده نمود و از آن در ترکیب ویدیو پروژکتور استفاده کرد زیرا قابلیت نگه داری تصویر بر روی خود را دارد.
- شما به سادگی می توانید با فشار دادن یک کلید شیشه را از حالت ماتی در آورده و به شیشه شفاف تبدیل کنید و یا بالعکس.
- از این شیشه های هوشمند در محیط هایی مانند حمام شیشه ای ، اتاق های کنفرانس ادارات و شرکت ها ، پارتیشن بندی های اداری ، پنجره ها و ... استفاده می شود.
تکنولوژی ...
تولید این شیشه های هوشمند بر پایه ی چهار تکنولوژی می باشند که عبارت اند از:
- الکتروکروماتیک
- کریستال مایع
- فوتوکرومیک
- مواد ترموکرومیک
امروزه پیشرفت تکنولوژی باعث شده محققان برای تولید شیشه ای که نور را کم پخش کند، تلاش زیادی انجام دهند. خصوصا برای ساختمان هایی که کاربری تجاری دارند.
می توان با فراهم نمودن ورود انرژی خورشید به داخل فضای مورد نظر و جلوگیری از خروج آن، مصرف انرژی را تا میزان قابل توجه و زیادی کاهش داد. شیشه های هوشمند قابلیت خوبی از لحاظ ورود نور به داخل محیط و محافظت از شرایط جوی دارا می باشند.
خاصیت الکتروکروماتیک
حالت کدر وشفاف برای شیشه های الکتروکروماتیک که با زدن یک کلید تغییر می کند. به این معنا که با فشار دادن یک کلید, شیشه از حالت شفاف خارج شده و با فشار دیگر به وضعیت قبلی باز می گردد.
الکتروکروماتیک ها موادی هستند که رنگ آنها در اثر جریان الکتریکی تغییر میکنند. جریان الکتریسیته با ایجاد واکنش شیمیایی خصوصیات مواد را تغییر می دهد و سبب می شود تا آنها نور را جذب یا منعکس کنند. نور خورشید به شیشه ها می تابد, اما با برقراری جریان الکتریکی ,یون ها از لایه ذخیره یونی به سمت لایه هدایت یونی حرکت کرده و به لایه الکتروکروماتیکی برمی گردند و شیشه را شفاف می نمایند. با قطع الکتریسیته،فرایند برعکس عمل کرده شیشه مجددا تیره می شود. از ویژگی های مواد الکتروکروماتیکی، قابلیت تنظیم آنهاست،بطوری که میتوان شدت کدری آنها را با تغییر مقدار جریان تنظیم کرد.
از شیشه های الکتروکرومیک می توان برای داشتن محیط های مجزا استفاده کرد.
خاصیت کریستال مایع
نوع دیگری از عملکرد این شیشه ها به این صورت است که با گذراندن جریان الکتریکی از فیلم کریستال مایع، باعث شفافی شیشه می شوند و با قطع جریان، کریستال ها در فضا به صورت تصادفی جهت گیری می کنند و لذا باعث انتشار نور و مات شدن شیشه می شوند.
( برند Smart View شیشه های هوشمند خود را با استفاده از فیلم های PDLC (کریستال مایع پخش شده در پلیمر) تولید می کند.)
با استفاده از این تکنولوژی کارهای متنوع زیادی می توان انجام داد. مثلا برای پنجره خانه، شیشه فروشگاه ها هنگام شب، حمام و سایر جاهایی که نیاز به خصوصی سازی دارند می توان استفاده نمود.
مزایا:
- کنترل حریم خصوصی به شکلی سریع، کارآمد و دقیق
- افزایش عملکرد فضا
- خصوصیات نوری استثنایی که باعث کاهش درخشش و کرنش چشم می‌شود.
- بهداشتی بودن و نیاز به نگهداری کم
- بهبود ظاهر محیط داخلی
- عمر و دوام طولانی
معایب:
- گران بودن نسبت به شیشه‌های منفعل یا معمولی
- گرم کردن محیط به دلیل جذب نور (تهویه مطبوع توصیه می‌شود.)
خاصیت فوتوکرومیک
شیشه های هوشمند فوتوکرومیک خاصیت انتقال نور خود را با توجه به میزان اشعه ماوراء بنفش (UV) تغییر میدهند. این ماده در لنزهای تغییر رنگ عینک آفتابی، شیشه ساختمان و شیمی فوق مولکولی استفاده می‌شود. با این حال، بزرگترین کاربرد تجاری آن در قالب پنجره‌های هوشمند در نمای شیشه ای ساختمان‌ها است.( برند Iran Smart Glass شیشه هوشمند خود را با این خاصیت تولید میکند.)
خاصیت ترموکرومیک
همان‌طور که از نامش پیداست، شیشه های هوشمند ترموکرومیک خاصیت انتقال نور خود را با توجه به میزان گرمای جذب شده تغییر میدهند. این ماده عمدتاً در پنجره‌های هوشمند برای کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها و کنترل میزان گرمای ورودی به اتاق استفاده می‌شود. در حال حاضر، شیشه های هوشمند ترموکرومیک به دلیل کم هزینه بودن و سهولت نصب در مقایسه با سایر شیشه‌ها، بیشترین کاربرد را در معماری دارد.
- تغییر رنگ کاشی های حمام با تغییر دمای آب که از مصالح ترموکرومیک ساخته شده اند.
کلام آخر
انواع شیشه های هوشمند را در بالا معرفی کردیم، حالا به خوبی می‌دانید که چه نوع شیشه‌ای برای پروژه شما مناسب خواهد بود. هر کدام از شیشه های هوشمند دارای ویژگی‌ها و مشخصات مختص به خود هستند، بنابراین نخست با شناخت نیازها و تنظیم مقدار بودجه خود شروع به انتخاب نوع مناسب شیشه هوشمند کنید.
منابع
- 1.عبدلی، محمد علی، ”انرژي براي توسعه پایدار“،پایگاه مجلات تخصصی نور، شماره 26
- 2.مصلحی، محمدرضا،”زندگی آن سوي پنجره هاي هوشمند“، جام جم، شماره 209 ، صفحه 12
- 3.مشتاقی، فرانک، ” معماري پایدار ابزار و مصالح خود رامی طلبد، نماهاي شیشه اي هوشمند “.www.memaran.ir
- 4.حسینی، علیرضا، ”کارائی پوششهاي مدرن در بهسازي شیشه و مصرف انرژي “
- .glass.blogfa.com/category/ 1389
