شیشه هوشمندکه به آن شیشه کنترل نور، شیشه قابل تعویض یا شیشه حریم خصوصی نیز گفته می‌شود، به تعریف صنایع معماری، طراحی داخلی و طراحی محصول کمک می‌کند.

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 عملکردی برای ایجاد تعادل بین مزایای نور طبیعی، چشم‌اندازها و پلان‌های باز با نیاز به صرفه‌جویی در انرژی و حفظ حریم خصوصی کمک می‌کنند.

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

شیشه هوشمند چیست؟

شیشه هوشمند پویا است و به یک ماده سنتی ساکن 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 شیشه‌ای حریم خصوصی مبتنی بر فناوری‌هایی هستند که به مواد شفاف (مانند شیشه یا پلی کربنات) اجازه می‌دهند تا بر اساس تقاضا، از حالت شفاف به سایه‌دار یا کاملاً مات تغییر کنند.

این فناوری می‌تواند در پنجره‌ها، پارتیشن‌ها و سایر سطوح شفاف در بخش‌های مختلف از جمله معماری، طراحی داخلی، خودرو، پنجره‌های هوشمند فروشگاه‌ها و لوازم الکترونیکی مصرفی ادغام شود.

دو نوع اصلی شیشه هوشمند وجود دارد: فعال و غیرفعال.

اینها بر اساس اینکه آیا تغییرپذیری آنها به بار الکتریکی نیاز دارد یا خیر، تعریف می‌شوند. اگر چنین باشد، به عنوان فعال طبقه‌بندی می‌شود. در غیر این صورت، به عنوان غیرفعال طبقه‌بندی می‌شود.

اصطلاح شیشه هوشمند عمدتاً به فناوری‌های فعالی اشاره دارد که در آن‌ها فیلم‌ها و پوشش‌های شیشه‌ای محافظ، که توسط یک بار الکتریکی فعال می‌شوند، ظاهر و عملکرد شیشه را تغییر می‌دهند.

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

• شیشه کریستال مایع پراکنده پلیمری (PDLC)، به عنوان مثال: معمولاً در پارتیشن‌های حریم خصوصی در صنایع مختلف دیده می‌شود.
• شیشه‌های مجهز به ذرات معلق (SPD)، مانند پنجره‌هایی که برای ایجاد سایه، رنگ می‌گیرند، همانطور که در خودرو و ساختمان‌ها دیده می‌شود.
• شیشه الکتروکرومیک (EC)، به عنوان مثال: پنجره‌های روکش‌دار که به آرامی برای سایه‌دار شدن، رنگ می‌گیرند

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

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

مترادف‌های شیشه هوشمند عبارتند از:

LCG® – شیشه کنترل نور | شیشه قابل تعویض | شیشه هوشمند | شیشه رنگی | شیشه حریم خصوصی | شیشه پویا

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

فناوری‌های شیشه هوشمند

شیشه هوشمند فعال مبتنی بر فناوری‌های PDLC، SPD و الکتروکرومیک است. این شیشه به طور خودکار با کنترلرها یا ترانسفورماتورها با برنامه‌ریزی یا به صورت دستی عمل می‌کند. برخلاف ترانسفورماتورها که فقط می‌توانند شیشه را از شفاف به مات تغییر دهند، کنترلرها می‌توانند از دیمرها نیز برای تغییر تدریجی ولتاژ و کنترل نور تا 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 شده است.

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 طرح‌های مختلف موجود است. این ماده عموماً به دو صورت 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. وقتی مات باشد، PDLC 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 داده شده است، اجازه می‌دهد نور IR (که باعث ایجاد گرما می‌شود) در هنگام مات بودن فیلم منعکس شود.

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 حدود ۲.۵ درجه تاری بسته به سازنده دارد. در مقابل، PDLC خورشیدی درجه یک در فضای باز با منحرف کردن اشعه‌های مادون قرمز، دمای داخل خانه 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 پروژکتور یا یک پنجره شفاف تبدیل شوند.

از آنجا که PDLC در انواع مختلفی (سفید، رنگی، دارای پایه پروژکتور 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 ماده فضای داخلی را سایه‌دار 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 تجربه سایه‌زنی سفارشی را فراهم کرد. برخلاف PDLC، SPD کاملاً مات نمی‌شود و بنابراین، برای حفظ 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.