قبل از آنکه انواع شیشه های هوشمند (Smart Glass) را بشناسید! لازم است نخست تعریفی از آنها داشته باشیم. شیشه‌های هوشمند نوعی شیشه منحصر به فرد هستند که قادرند براساس محرک‌های خارجی، ویژگی انتقال نور خود را تغییر دهند. شیشه‌های هوشمند به طور معمول در انواع فعال و منفعل طبقه‌بندی می‌شوند، شیشه‌های هوشمند فعال به یک جریان الکتریکی هدایت شده توسط کاربر پاسخ می‌دهند، و شیشه‌های هوشمند منفعل نیز پاسخگوی عوامل محیطی مانند گرما یا اشعه ماوراء بنفش (UV) هستند.
می‌توان از شیشه هوشمند برای تغییر در میزان شفافیت نور (مات یا نیمه مات) بهره برد، این امر به شما امکان می‌دهد تا مانع از نور تُند خورشید در اوایل روز شوید و یا بلعکس از منظره زیبای غروب خورشید در عصرها لذت نهایی را ببرید. امروزه فناوری شیشه های هوشمند به طرز چشمگیری تحول یافته‌اند، به طوری که در انواع گوناگون طراحی و ساخته شده‌اند؛
انواع شیشه های هوشمند از نظر تکنولوژیِ ساخت
شیشه هوشمند فعال
شیشه هوشمند فعال برای تغییر خصوصیات به محرک الکتریکی نیاز دارد. براساس نوع فناوری مورد استفاده، شیشه های هوشمند فعال را می‌توان به انواع زیر دسته‌بندی کرد:
انواع شیشه های هوشمند: شیشه هوشمند الکتروکرومیک
شیشه‌های هوشمند الکتروشیمیایی می‌توانند سرعت انتقال نور را مطابق با جریان الکتریکی تغییر دهند. قبل از عبور یک جریان سطحی شفاف دارند و هنگام روشن شدن، نیمه مات یا کاملاً مات می‌شوند، اگرچه این انتقال می‌تواند مدت زمان کوتاهی طول بکشد.
انواع شیشه های هوشمند: شیشه هوشمند LC
شیشه های هوشمند LC و PDLC با فشردن یک لایه نازک از کریستال های مایع بین دو هادی الکتریکی شفاف ساخته می‌شوند. مشابه شیشه های الکتروکرومیک، شیشه های هوشمند PDLC قبل از اینکه جریان الکتریکی اجازه عبور از آن را داشته باشد شفاف است.
تفاوت این است که شیشه PDLC سرعت تعویض شفافیت به مات بودن را تنها در چند ثانیه انجام می‌دهد و خیلی سریع‌تر از سایر فناوری‌ها هستند. شیشه های هوشمند LC عمدتاً در شیشه های هوشمند مات شونده (Privacy Glass) در ساختمان‌های اداری و تجاری استفاده می‌شوند.
شیشه هوشمند SPD
فناوری SPD از ذرات میکروسکوپی معلق به شکل یک لایه نازک بین لایه های شیشه استفاده می‌کند. در حالت ساده شفاف است و هنگام انتقال جریان الکتریکی مات می‌شود. میزان نور، تابش و گرمایی که از شیشه عبور می‌کند توسط کاربر کنترل می‌شود.
تفاوت اصلی بین شیشه هوشمند الکتروکرومیک، LC و SPD در این است که دو حالت اخیر یعنی LC و SPD برای ماندن در حالت مات نیاز به جریان الکتریکی مداوم دارند و به محض قطع یا خاموش شدن دوباره به حالت اولیه که همان حالت شفاف است باز می‌گردند.
شیشه هوشمند منفعل
شیشه های هوشمند منفعل با توجه به وجود محرک های خارجی مانند گرما و نور ، خواص خود را تغییر می‌دهند. براساس محرک، می‌توان به انواع زیر طبقه‌بندی شوند:
شیشه 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.
شیشه 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.
انواع شیشه های هوشمند از نظر کاربرد
شیشه هوشمند مات شونده
هنگامی که منبع تغذیه روشن است، با فشردن یک دکمه مولکول‌های کریستال مایع در کنار هم تراز شده و شیشه کاملاً مات می‌شود. هنگامی که جریان الکتریکی قطع می‌شود، مولکول‌های کریستال مایع به طور تصادفی از یکدیگر دور می‌شوند، بنابراین نور پراکنده شده و شیشه دوباره شفاف می‌شود.
کاربردها:
- هتل‌ها: حریم خصوصی اتاق‌های هتل، شیشه حمام، پنجره‌های بیرونی، درها، پنجره‌های مرکزی اتاق کنفرانس و چراغ‌های سقفی، ورودی و پارتیشن‌های رستوران‌ها و حریم خصوصی بالکن‌ها
- تجاری: پارتیشن‌بندی اتاق‌ها، درب‌ها ورودی، درهای کشویی و تاشو، پنجره‌ها و چراغ‌های سقفی
- بهداشت و درمان: درهای بیمارستان‌ها که باید دارای شیشه محافظت مات شونده و شیشه‌های محافظت از اشعه X باشند همانند درب ICU
- مسکونی: فضای حمام و پارتیشن‌های جداکننده فضاها
- بانکی: شیشه معاملات با ارباب رجوع و اتاق‌های سپرده ایمن
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.)
شیشه هوشنمد خود تمیز شونده
اولین چیزی که باید در مورد شیشه های خود تمیز شونده توجه کنید اینست که آنها در واقع «قطعات شیشه‌ای ساده» نیستند. آنها دارای یک پوشش بیرونی بسیار نازک از دی اکسید تیتانیوم، یک ترکیب تیتانیومی سفید و پودری هستند که باعث تمیز ماندن سطح شیشه می‌شوند.
کاربردها:
- کلیه ساختمان‌های اداری، مسکونی، تجاری و درمانی
- کاربردهای صنعتی
- استفاده در استخرها و مراکز اسپا
مزایا:
- صرفه جویی در وقت و هزینه
- با پوشش داخلی منعکس کننده گرما جهت بهبود در بهره‌وری انرژی
- افزایش مقاومت شیشه در برابر سایش و خراش
- جلوگیری از تشکیل اثر انگشت روی شیشه
- روشن تر شدن و شفافیت بیشتر شیشه
- باقی ماندن شیشه از آب، روغن و کثیفی تا مدت زمان طولانی
معایب:
- ۱۵ تا ۲۰ درصد پرهزینه‌تر از شیشه معمولی
- وجود اثرات محصوص گرد و غبار بر روی شیشه
- عدم مؤثر بودن در رابر رسوبات نمکی (نزدیکی به ساحل و دریا)
- تحقیقات نشان می‌دهد که پنجره‌هایی تحت نور مداوم خورشید نیستند، اثر تمیز کننده کمتری دارند. یعنی نور خورشید باعث فعال شدن شیشه تمیز شونده می‌شود.
