Стеклопакеты нового поколения

Современные тенденции в энергосбережении совместно с веяниями в дизайне интерьера и архитектурными нововведениями гласят: интеллект – превыше всего. Он ценится в системах отопления, вентиляции, кондиционирования… Особенно актуальными являются разработки в сфере производства интеллектуальных окон. «Умные» окна, которые сами знают, когда нужно проветрить помещение, затенить или «замутнить» стекла, будут экономить энергоресурсы и способствовать комфортной работе и жизни.



Одна из последних новостей из мира «умных» окон связана с молодой компанией Heliotrope Technologies (Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли, США). Учеными был разработан прозрачный материал, который позволит произвести энергосберегающие окна нового поколения. Материал селективно пропускает свет в заданном диапазоне длин волн, разделяя видимый свет и лучистое тепло.

Разработка относится к области электрохромных стекол. Они имеют 3 режима регулирования: могут быть полностью прозрачными по всему диапазону видимого и ИК-света, прозрачными для видимого света и частично отражающими в ИК-части спектра, непрозрачными как визуально, так и для теплового излучения. В первом случае помещение освещается и нагревается одновременно. Во втором и третьем – идет дозирование света и тепла в зависимости от светового потока. Предположительно новая разработка в промышленное производство будет внедрена в течение 3 лет в виде окон небольшого размера, зеркал или автомобильных стекол.

Разработки «умных» окон ведутся многими компаниями и лабораториями. Еще одной новинкой стал итог работы группы исследователей из Калифорнийского университета – полимерные солнечные панели. Они относительно прозрачны, поглощают в основном УФ-излучение, пропускают более 2/3 видимого света, основаны на эффекте тонирования (достигается за счет изменения разницы потенциалов двух прозрачных электродов).

Это лишь некоторые новинки «окон- ной мысли». Сейчас существуют целые течения в разработке «умных» энергоэффективных окон. Далее мы рассмотрим основные их направления и узнаем о последних тенденциях современных СПК, об электронике в окнах, фасадах и воротах.

«Умные» стекла

Вместо вводного слова напомним, что сейчас существуют 2 главных вида «умных» окон, а именно: пассивные устройства, которые реагируют на изменение окружающих условий (свет или температуру), и активные, которые регулируются в зависимости от пожеланий жильцов или необходимости (требований систем кондиционирования, вентиляции, отопления). Среди пассивных устройств различают фотохромные и термохромные. Активные устройства бывают жидкокристаллическими, электрохромными или с дисперсными частицами и т.д.

Фотохромные стекла
Принцип работы фотохромных стекол заключается в затемнении поверхности в зависимости от интенсивности светового потока. Применяются для контроля освещения. Система фильтрует свет и пропускает его ровно столько, сколько необходимо для освещения. В итоге не вызывается напряжение глаз или перегрузка системы охлаждения.

Среди преимуществ использования фотохромных стекол можно выделить:
- автоматическое регулирование уровня освещенности в помещениях. При отсутствии солнечного света фотохромные стекла прозрачны и темнеют в зависимости от интенсивности светового потока;
- автоматическое регулирование поступления тепла в помещение. Способствует установлению комфортного микроклимата и снижению расходов на кондиционирование.

Принцип работы фотохромных стекол обусловлен их составом. Они содержат оксид бора B O, светочувствительным компонентом является хлорид серебра AgCl в присутствии оксида меди Cu O (катализатора). В результате химической реакции под воздействием света выделяется атомарное серебро. Это приводит к потемнению стекла. В темноте происходит обратная реакция. Если такое стекло нагреть до температуры, близкой к температуре размягчения, окраска исчезает.



Сегодня фотохромные стекла используются в медицине, на транспорте, в зданиях с обширным остеклением для защиты от солнца и поддержания постоянной освещенности.

Жидкокристаллические стекла
Жидкокристаллическое (ЖК) стекло состоит из двух слоев прозрачных электрических проводников, связанных с источником тока на тонкой пленке, и заключенной между ними совокупностью крохотных жидких кристаллов. В выключенном состоянии кристаллы беспорядочно ориентированы. Они рассеивают свет во всех направлениях, придавая стеклу молочно-белый цвет, уменьшая свойства светопроницаемости. Если включить питание, под воздействием электрического поля кристаллы начинают двигаться ориентированно. В итоге стекло становится полностью прозрачным.

Жидкокристаллическое стекло обладает множеством преимуществ:
- возможность пропускания одинакового количество света независимо от режима;
- вариантность выбора цвета (серый, зеленый, бронзовый, отсутствие цвета, нанесенный рисунок) и формы;
- возможность одинарного или двойного остекления;
- хорошие звукоизолирующие свойства при относительно небольшой толщине (7–14 мм);
- возможность вариантов исполнения ЖК-остекления (из стекла или поликарбоната);
- быстрота переключения из полупрозрачного режима в прозрачный;
- незаметность внутренней структуры;
- незначительное потребление электроэнергии;
- возможность монтажа панелей встык (при больших площадях остекления). Швы при этом заполняются прозрачным силиконовым герметиком;
- не нуждается в отделке;
- требует такого же ухода, как стандартное стекло. ЖК-стекло применяется в помещениях как внутренний слой многослойной конфигурации, предназначенной для наружного использования, внутренние перегородки и двери, напольная плитка.

Термохромные стекла
Стекло меняет свой цвет и свойства под воздействием температуры. Принцип его действия в помутнении по мере нагрева помещения и интенсивности солнечного света. Тем самым стекло регулирует температуру в помещении. Обычно, когда нагрузка на систему кондиционирования становится выше расчетной, стекла приобретают абсолютно белый непрозрачный цвет. В данном виде стекол слой термохромной смолы заключен между пластинами стекла либо прозрачного пластика. Сам термохромный эффект – обратимое изменение пропускания устройства в ультрафиолетовой (УФ), и/или видимой, и/или инфракрасной (ИК) областях спектра, которое происходит из-за изменения температуры.

Современные материалы представляют собой гелевые «сэндвичи» между стеклом и пластиком. Устройства с этим материалом полезны для предотвращения перегрева помещения. Система идеально подходит для застекленных крыш. Окна или крыши, изготовленные по термохромной технологии, могут иметь запрограммированную температуру переключения состояния. Ее необходимо скрупулезно рассчитать для каждого конкретного объекта.