تا به حال به این فکر کرده‌اید که چگونه یک ساختمان یا خانه می‌تواند جذاب‌تر از ساختمان‌های معمولی به نظر برسد؟ به عنوان مالک خانه هوشمند، ساختمان هوشمند، صاحب کسب و کار یا طراح داخلی ساختمان، اگر به دنبال برتری دادن به محل زندگی یا کار خود هستید، شیشه هوشمند یک سرمایه گذاری بلندمدت از نظر زیبایی و کاربردی بودن خانه و ساختمان شما است. با استفاده از فناوری شیشه هوشمند، تجربه بهتری را برای کاربران خود به ارمغان بیاورید. شیشه هوشمند به کاربران خود اجازه می‌دهد تا نماها را در خانه و محل کسب و کار خود بهینه کنند. یک شیشه هوشمند با ارائه مزایای حفظ حریم خصوصی و صرفه جویی در هزینه، به نوبه خود مینیمال، نوآور و خلاقانه است. شیشه‌های هوشمند با استفاده از فناوری ویژه، نیاز به پرده‌ها را کاهش می‌دهند و می‌توانند فوراً با قابلیت دسترسی از راه دور اتاق را تاریک یا روشن کنند.
فهرست مطالب این مقاله
شیشه هوشمند چیست؟
شیشه هوشمند، که به عنوان شیشه قابل تعویض یا شیشه داینامیک نیز شناخته می‌شود، نوعی شیشه است که می‌تواند خواص بازتابی خود را تغییر دهد تا ورود نور، گرمای خورشید را به داخل ساختمان کنترل کند و همچنین حفظ حریم شخصی را برای کاربر فراهم کند. در واقع فناوری شیشه هوشمند، امکان کنترل انواع نور مرئی، UV و IR را فراهم می‌کند. مواد شیشه هوشمند بر اساس تکنولوژی ساخته شده و تقاضای کاربر، به مواد شفاف (مانند شیشه یا پلی کربنات)، امکان تغییر از وضعیت شفاف به سایه یا مات را می‌دهد.
در واقع شیشه هوشمند، یک شیشه مخصوص است که بر اساس دمای خارجی یا میزان نور یا با کنترل از راه دور تغییر می‌کند. این ویژگی به کاربران اجازه می‌دهد تا به صورت دستی یا خودکار، نور، گرما و تابش خیره کننده اتاق خود را کنترل کنند. شیشه هوشمند با قابلیت تبدیل از شفاف به تاریک در چند ثانیه، برای مصارف مسکونی و تجاری مناسب است. طراحی خلاقانه شیشه هوشمند، آن را برای استفاده در بیمارستان‌های هوشمند، نمایشگاه‌ها و اتاق‌های دفترکار هوشمند به عنوان جداکننده اتاق یا برای حفظ حریم خصوصی محبوب می‌کند.
همانطور که گفته شد فناوری شیشه هوشمند می‌تواند در پنجره‌ها، پارتیشن‌ها و سایر سطوح شفاف در صنایع مختلف از جمله معماری، طراحی داخی، صنعت خودروسازی و … ادغام شود. اما هدف اصلی به کارگیری این تکنولوژی برای ساختمان هوشمند، فراهم کردن ساختمان‌هایی با انرژِی کارآمدتر است.
انواع شیشه هوشمند
دونوع اصلی شیشه هوشمند وجود دارد: فعال و غیرفعال. این دسته بندی بر اساس این است که تغییرپذیری به الکتریسیته نیاز دارد یا خیر. اگر نیاز به الکتریسیته باشد، به عنوان فعال طبقه بندی می‌شود. اگر نه، به عنوان غیر فعال طبقه بندی می‌شود.
اصطلاح شیشه هوشمند بیشتر به نوع فعال آن اشاره دارد که توسط چیب‌ها یا روکش‌های تحت تاثیر الکتریسیته، عمکلرد شیشه را تغییر می‌دهد. رایج‌ترین فناوری‌های شیشه هوشمند فعال که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، کریستال مایع (PDLC)، ذرات معلق (SPD) و دستگاه های الکتروکرومیک (ECD) هستند.
شیشه کریستال مایع پراکنده(PDLC) را می‌توان در اتاق‌ها، پارتیشن‌ها و یا هر نوع محفظه خصوصی مشاهده کرد. این نوع شیشه برای پارتیشن بندی اتاق‌ها، سالن‌های کنفرانس واتاق‌های اداری استفاده می‌شود. همچنین از این نوع شیشه، به طور گسترده در تالارهای ازدواج به عنوان پرده برای افزایش زیبایی و حفظ حریم خصوصی استفاده می شوند. شیشه ذرات معلق (SPD) را می‌توان در ایجاد سایه‌های مختلف نوری در پنجره ساختمان‌ها و خودرو استفاده کرد.
شیشه الکتروکرومیک (EC) در پنجره‌ها به تدریج تغییر رنگ می‌دهد.
شیشه‌های هوشمند غیرفعال به دو نوع ترموکرومیک و فوتوکرومیک تقسیم می‌شوند. شیشه‌های فتوکرومیک در عینک‌های آفتابی استفاده می‌شود که به‌طور خودکار در نور خورشید تغییر رنگ می‌دهند. شیشه ترموکرومیک به عنوان پنجره‌هایی استفاده می‌شوند که دلیل تغییر دما، تغییر رنگ و سایه می‌دهند.
شیشه هوشمند چگونه کار می‌کند؟
درک عملکرد فناوری شیشه هوشمند بسیار ساده است. یک شیشه هوشمند فعال از شفاف به مات تبدیل می‌شود و به نور اجازه عبور می‌دهد و پس از عبور جریان الکتریسیته، نور را به صورت دینامیکی کنترل می‌کند. پس از برقراری جریان الکتریسیته، مولکول‌های منحصربه‌فرد درون شیشه در یک راستا قرار می‌گیرند و اجازه می‌دهند نور بر اساس شفاف شده یا مات شدن شیشه عبور کند.
لایه میانی فیلمی که در داخل شیشه PDLC یا SPD وجود دارد، یا به‌روزرسانی می‌شود یا روی شیشه لمینیت می‌شود. این لایه میانی فیلم با امولسیون SPD یا فرمولاسیون PDLC پوشیده شده بین دو ورق از مواد شفاف، که هر یک دارای پوشش رسانای ITO است، ساخته شده است. هنگامی که الکتریسیته از این لایه میانی عبور می‌کند، این پوشش رسانا ITO، مولکول‌ها را در یک راستا قرار می‌دهد و در نتیجه شفافیت ایجاد می‌کند. درحالیکه PDLC و SPD بیشتر روی فیلم‌ها اعمال می‌شوند، محصولات الکتروکروماتیک مستقیما روی شیشه رسانای ITO پوشانده می‌شوند.
توانایی تغییر شفافیت شیشه از طریق پلاریزاسیون (پوشش یکنواخت) ذرات داخل این لایه‌های میانی، یکی از نقش‌های کلیدی این دو فناوری PDLC و SPD است. هنگامی که برق وجود ندارد، این ذرات به طور تصادفی پراکنده می‌شوند و اجازه نمی‌دهند نور از آنها عبور کند. در نتیجه، شیشه مات می‌گردد. با این حال، شیشه الکتروکرومیک، هرگز کاملا مات نمی شود و هنگامی که جریان نباشد، شفاف است.
تکنولوژی شیشه هوشمند، از ترانسفورماتورها یا کنترل کننده‌ها برای مدیریت انرژی استفاده می‌کنند. کنترلرها می‌توانند شارژ مداوم را حفظ کنند، اما ترانسورماتورها باید برای بخشی از روز خاموش باشند.
نحوه نصب و راه‌اندازی
بسیاری این سوال را مطرح می‌کنند که چگونه از شیشه هوشمند استفاده کنیم؟ خب، پاسخ به همان سادگی سوال است. شیشه‌های هوشمند مانند شیشه‌های معمولی در داخل هر ساختمان نصب می‌شوند. با این حال، آنها را می توان به طور خاص به دو روش اعمال کرد:
لمینیت فیلم‌ها و پوشش‌های بین شیشه‌ها
عینک های هوشمند چند لایه PDLC و SPD بادوام هستند و می توانند در برابر تمیز کردن بیش از حد، رطوبت، دما و استفاده با حجم بالا مقاومت کنند. اینها برای اهداف نوسازی که نیاز به تعویض شیشه و پروژه های ساختمانی جدید دارند ایده آل هستند. تولید شیشه‌های چند لایه بسته به تامین کننده، حدود چهار هفته طول می کشد.
یک ورق SPD یا PDLC در حین لمینیت برای مهر و موم کردن دو شیشه پس از برش با استفاده از سازنده شیشه استفاده می شود. بعداً یک شیشه‌کار یا نصاب شیشه‌ها را مانند یک شیشه معمولی نصب می‌کند. در نهایت برقکار منبع تغذیه را به شیشه وصل می کند و نصب را کامل می کند. مدت زمان کل فرآیند بستگی به در دسترس بودن افراد مختلفی دارد که می توانند نصب را به موقع انجام دهند.
مقاوم سازی فیلم در پنجره‌های موجود
در این روش باید یک نصاب حرفه‌ای، شیشه هوشمند PDLC را نصب کند. برای نصب شیشه هوشمند از چسب خشک یا مرطوب استفاده می‌شود. با این حال، چسب مرطوب برای استفاده و تنظیم، آسان‌تر است. مقاوم سازی یک تکنیک مفید است که در آن شیشه باید نازک‌تر از شیشه دوجداره اصلی باشد یا در مکان‌هایی که شیشه قابل تعویض نیست.
موارد استفاده از شیشه هوشمند
پارتیشن‌های اداری: شیشه‌های هوشمند می‌توانند به راحتی یک فضا را از فضای باز و مشترک، به خصوصی و با ویژگی‌های نوری قابل تغییر تبدیل کنند. این کاربری به ویژه در محیط‌های کاری پویا بر اساس پلان‌های طبقات مفید است و یک راه حل ایده‌آل برای طراحی داخلی مینیمالیستی در عین حفظ حریم خصوصی و به حداکثر رساندن فضای یک دفتر مدرن است.
اتاق‌های هتل: در بیشتر هتل‌های هوشمند، شیشه هوشمند بیشتر برای فضای استراحت و محوطه حمام، در اتاق‌های مهمانان استفاده می‌شود. مهمان با یک کلیک ساده، شیشه هوشمند الکترونیکی را از شفاف به مات تبدیل می‌کند و برعکس.
بیمارستان: شیشه‌های هوشمند نیاز به نصب پرده‌های سنتی و پارچه‌ای را که یک ویژگی ارزشمند برای بیمارستان‌ها و مراکز پزشکی است، از بین می‌برد. طبق تحقیقات انجام شده، پرده‌های نصب شده در اتاق‌های بیمارستان، حاوی باکتری‌هایی هستند که مسئول انتشار بیماری هستند. علاوه بر این، پارتیشن‌های شیشه‌ای اتاق بیمارستان، صدا را بهتر جدا می‌کنند و حریم خصوصی بهتری ایجاد می‌کنند.
ساختمان مسکونی: پنجره‌ها، درها و پارتیشن‌های شیشه‌ای هوشمند در بخش مسکونی بسیار پر کاربرد هستند. برای کاهش مصرف انرژی خانه‌ها، می‌توان از PDLC برای کاهش نور مادون قرمز که گرما ایجاد می‌کند، استفاده کرد. از SPD می‌توان برای سایه‌اندازی استفاده کرد که هم فضاها را خنک نگه می‌دارد و هم هزینه‌های HVAC را کاهش می‌دهد.
تبلیغات: شیشه هوشمند در حالت شفاف ممکن است برای تبلیغات فروشگاه استفاده شود. بدین صورت که شیشه هوشمند می‌تواند به عنوان صفحه نمایش قابل تغییر روی ویترین فروشگاه برای تبلیغات استفاده شود.
خودرو: شیشه‌های هوشمند به سرعت در حال تبدیل شدن به هوشمندترین انتخاب برای ایجاد سایه و کنترل دما در بخش حمل‌ونقل هستند. شیشه هوشمند SPD، امکان دید واضحی را از طریق پنجره‌ها و سانروف‌ها فراهم می‌کند. در حالی که اشعه های خورشیدی را که باعث تابش خیره کننده، آسیب پوست و خراب شدن فضای داخلی می‌شوند، به حداقل می رساند.
ادغام با سیستم خانه هوشمند
ادغام با سیستم های خانه هوشمند مزایای متعددی را برای کنترل شیشه هوشمند ارائه می‌دهد. در مرحله اول، به کاربران اجازه می دهد تا چندین جنبه از خانه هوشمند خود را از طریق یک رابط واحد مدیریت کنند. به جای استفاده از کنترل‌ها یا برنامه‌های کاربردی جداگانه برای هر دستگاه، کاربران می‌توانند به شیشه‌های هوشمند در کنار سایر دستگاه‌های هوشمند مانند روشنایی، ترموستات‌های هوشمند یا سیستم‌های امنیتی هوشمند دسترسی داشته باشند و آن را کنترل کنند.
علاوه بر این، ادغام با سیستم‌های هوشمندسازی ساختمان، امکان ایجاد سناریوهای پیچیده را فراهم می‌کند. کاربران می توانند قوانین و محرک هایی را تعریف کنند که رفتار شیشه هوشمند را با سایر دستگاه‌ها هماهنگ کنند. به عنوان مثال، هنگامی که یک سنسور هوشمند، حرکت نزدیک شیشه را تشخیص می‌دهد، می تواند به طور خودکار شیشه را فعال کند تا مات شود و از حریم خصوصی و امنیت اطمینان حاصل کند.
یکپارچه سازی همچنین قابلیت‌های کنترل صدا را از طریق دستیارهای صوتی خانه هوشمند تسهیل می‌کند. با اتصال شیشه هوشمند به دستگاه‌های فعال صوتی مانند Amazon Alexa، Google Assistant یا Apple Siri، کاربران می‌توانند شیشه را با استفاده از دستورات صوتی کنترل کنند.
علاوه بر این، ادغام با سیستم‌های خانه هوشمند اغلب امکان کنترل از راه دور را فراهم می‌کند. کاربران می‌توانند با استفاده از گوشی‌های هوشمند یا سایر دستگاه‌های متصل خود، از هر کجا به شیشه‌های هوشمند دسترسی داشته باشند و آن را مدیریت کنند. ویژگی کنترل از راه دور برای سناریوهایی مانند تنظیم شفافیت شیشه هنگام دوری از خانه یا آماده کردن فضای خانه قبل از بازگشت، مفید است.
هزینه شیشه هوشمند
هزینه شیشه هوشمند به عوامل متعددی از جمله نوع شیشه، ابعاد پروژه، تعداد پنجره‌ها و تکنولوژی به کار رفته در شیشه بستگی دارد. شیشه‌های هوشمند الکتروکرومیک ممکن است نسبت به شیشه‌های SPD یا PDLC گرانتر باشند. همچنین، هزینه نصب و اجرای پروژه نیز تأثیر زیادی دارد. به طور کلی، هزینه نصب شیشه هوشمند بیشتر از شیشه معمولی است، اما مزایای آن از نظر صرفه‌جویی در انرژی و تجربه کاربری بالا، هزینه اولیه آن را توجیه می‌کند.
در نهایت، شیشه هوشمند به عنوان یک عنصر برجسته در خانه‌های هوشمند و ساختمان‌های مدرن از اهمیت بسیاری برخوردار است و به بهبود کیفیت زندگی و افزایش بهره‌وری انرژی کمک می‌کند. این فناوری همچنین به ساکنان امکان انتخاب میزان نور و خصوصیت‌های نوری و حرارتی مختلف را می‌دهد، تا تجربه زندگی در محیط خود را بهینه کنند.
آینده شیشه هوشمند
استفاده از فناوری‌های شیشه‌های هوشمند فعال، که از اوایل دهه ۲۰۰۰ آغاز شد، به سرعت در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساخت‌وساز و طراحی داخلی در حال افزایش است. این رشد به دلیل بهبود کیفیت فن‌آوری شیشه قابل تعویض و همچنین آگاهی از حفظ انرژی است. همچنین بر اساس نیازهای طراحی – چه در وسایل نقلیه و چه در ساختمان – نیاز به سازگاری سریعتری از انتقال شفافیت نور به سمت مات بودن وجود دارد. مسیری که احتمالا شیشه هوشمند درآینده ادامه می‌دهد عبارت است از:
دسترسی بیشتر: شیشه‌های هوشمند به استانداردی برای کنترل نور و دما در خودروهای با کیفیت و همچنین پنجره های ساختمان، به ویژه در املاک تجاری تبدیل می‌شوند.
افزایش استفاده در نمای داخلی و خارجی ساختمان: دیوارها و پارتیشن‌های شیشه‌ای هوشمند به‌عنوان محصولی برای طراحی فضای باز رشد خواهند کرد و بر تقسیم‌کننده‌های اتاق که از شفاف به مات تغییر می‌کنند، تأکید می‌کنند.
کاربردهای گسترده تر: شیشه هوشمند به طراحی اشیایی مانند لوازم خانگی و سایر کالاهای تجاری گسترش می‌یابد.
سوالات متداول
شیشه هوشمند چگونه تمیز می‌شود؟
شیشه هوشمند را می‌توان به همان شیوه شیشه معمولی، با یک پارچه کمی مرطوب و محصولات تمیز کننده استاندارد تمیز کرد. با این حال، چند نکته ساده وجود دارد که باید در نظر بگیرید. اول، ششیشه باید در حالت خاموش باشد و دوم از آب اضافی استفاده نشود. اگر شیشه خیلی خیس شد، قبل از روشن کردن مجدد، تمام آب اضافی را پاک کنید. درست مانند شیشه معمولی، سطح می‌تواند توسط محصولات ساینده خراشیده شود و بنابراین هنگام تمیز کردن باید مراقب باشید.
آیا می توان شیشه هوشمند را در رنگ‌های مختلف تهیه کرد؟
در حال حاضر شیشه هوشمند در طیفی از رنگ‌های مختلف مانند سبز، خاکستری، آبی و برنزی در جهان تولید می‌شود.
تغییر حالت شیشه هوشمند چقدر طول می‌کشد؟
شیشه هوشمند معمولاً تنها کسری از ثانیه طول می‌کشد تا از شفاف به مات تبدیل شود و دوباره برگردد.
شیشه چگونه کنترل می‌شود؟
شیشه‌های هوشمند معمولا دارای طیف وسیعی از گزینه‌های کنترل دستی و اتوماتیک هستند. انتقال نور را می‌توان با هر دستگاه کنترل معمولی از جمله سوئیچ دیواری، کنترل از راه دور، فتوسل یا آشکارسازهای حرکت تغییر داد.
