شیشه هوشمند چیست؟ (بررسی ۶ کاربرد اصلی آن)

شیشه‌های هوشمند مبحث قابل توجهی در طراحی داخلی هستند.

شیشه هوشمند با ادغام با بهترین طراحی و فناوری نوآورانه، به پنجره‌های شما اجازه می‌دهد تا فضای شما را باز کنند و در عین حال قدرت کنترل تیرگی را به دلخواه به شما می‌دهند.

این نوع شیشه‌ها هم برای فضاهای داخلی مسکونی و هم برای تجاری معجزه می‌کنند و اتاق‌ها را زیباتر و کاربردی‌تر می‌کنند.

در این مبحث، به این می‌پردازیم که فناوری شیشه هوشمند چیست، چگونه کار می‌کند و چرا به یک انتخاب محبوب برای فضاهای مدرن تبدیل شده است.

اگر شما به دنبال بهبود حریم خصوصی، کاهش تابش خیره کننده یا افزایش بهره‌وری انرژی باشید، شیشه هوشمند پاسخی نوآورانه و شیک به نیازهای در حال تحول محیط‌ های امروزی ارائه می‌دهد.

1# شیشه هوشمند چیست؟

اولین گام در آشنایی با این تکنولوژی این است که بدانیم شیشه هوشمند چیست؟

شیشه هوشمند نوع خاصی از شیشه است که هنگام روشن و خاموش شدن از شفاف به مات تبدیل می‌شود که این ویژگی آن را به عنوان یکی از هوشمندترین مصالح ساختمانی در دسترس تبدیل کرده است.

شیشه هوشمند با ساندویچ کردن صفحه PDLC بین دو تکه شیشه ساخته می‌شود.

این نوع شیشه با نام‌های بسیار دیگری مانند شیشه سوئیچ، شیشه کنترل نور، شیشه حریم خصوصی، شیشه PDLC و شیشه قابل تعویض نیز یاد می‌شود.

در حالی که این نام‌ها ممکن است متفاوت باشند، ولی این فناوری به همان روش کار می‌کند.

در این ساختار، کریستال‌های مایع پراکنده پلیمری، مقدار نور عبوری از شیشه را تغییر می‌دهند و با اعمال جریان الکتریکی شفاف و در غیاب آن مات به نظر می‌رسند.

این فناوری نوآورانه به پاسخگویی با تقاضاهای روزافزون طراحی برای فضاهای چند منظوره، کارآمد و مدرن مجهز به فناوری‌های هوشمند کمک می‌کند که با استفاده از این فناوری می‌توانید باز بودن و نور طبیعی را با حریم خصوصی متعادل کنید.

شیشه هوشمند برای پنجره‌ها، دیوارها، درها و پارتیشن‌ها قابل استفاده است و کاملاً قابل تنظیم می‌باشد.

در این روش هر نوع شیشه‌ای، حتی شیشه خمیده را می‌توان تغییر داد.

شیشه هوشمند به صرفه است و به راحتی تمیز می‌شود و آن را به گزینه‌ای محبوب برای دفاتر، فضاهای تجاری، مدارس و مراکز پزشکی تبدیل می‌کند؛ اما ویژگی‌های شیشه هوشمند چیست؟

2# ویژگی‌های شیشه هوشمند

شیشه‌های هوشمند با روشن و خاموش شدن از حالت شفاف به مات تبدیل می‌شوند، بنابراین واضح‌ترین مزیت شیشه هوشمند داشتن حریم خصوصی است.

با این حال، شیشه هوشمند دارای خواص و ویژگی‌های دیگری نیز می‌باشد که آن را به محصولی فوق‌العاده ارزشمند تبدیل می‌کند.

می‌توان این‌گونه بیان کرد:

• شیشه هوشمند دارای خاصیت عایق صدا است؛ زیرا با قرار دادن لایه قابل تعویض بین دو قطعه شیشه چند لایه و سکوریت ساخته می‌شود.
• همچنین شیشه ایمنی است و به عنوان یک مانع در برابر ورود اجباری عمل می‌کند.
• شیشه هوشمند با مسدود کردن نور UV و IR کارایی انرژی را بهبود می‌بخشد.
• شیشه حریم خصوصی همچنین می‌تواند به عنوان صفحه نمایش یا تخته سفید استفاده شود، این ویژگی در سینماهای خانگی، اتاق‌های کنفرانس و کلاس‌های درس محبوب است.

با تمام این ویژگی‌ها، تعجب آور نیست که افراد بیشتری شیشه هوشمند را به شیشه معمولی ترجیح می‌دهند.

3# شیشه هوشمند چگونه کار می‌کند؟

این شاید رایج‌ترین سؤالی باشد که از ما پرسیده می‌شود که روند تولید و کار شیشه هوشمند چیست؟

پاسخ به این سوال اغلب دشوار است؛ زیرا طیف متنوع محصولات همگی مستلزم فرایندهای تولید متفاوتی هستند.

هسته اصلی، فناوری PDLCها هستند که به عنوان کریستال‌های مایع پراکنده در پلیمر شناخته می‌شوند.

به زبان ساده، پلیمرها به کریستال‌های مایع اجازه می‌دهند تا در فیلم جاسازی شوند و سپس می‌توان آن‌ها را بین صفحات شیشه‌ای قرار داد.

این کریستال‌های مایع دارای ویژگی‌های نوری هستند که در ساختارشان ثابت نیستند، بنابراین می‌توانند با اعمال الکتریسیته به آنها تغییر کنند.

به عنوان مثال، هنگامی که جریان الکتریکی از PDLCها عبور می‌کند، آنها از هم جدا می‌شوند و به نور اجازه عبور از شیشه را می‌دهند و آن را شفاف می‌کنند.

برعکس، حالت طبیعی شیشه (زمانی که هیچ ولتاژی اعمال نمی‌شود) کریستال‌های مایع را به طور تصادفی می‌بیند که به‌گونه‌ای چیده شده‌اند که باعث شکست امواج نور و انعکاس آن از سطح شیشه می‌شود و باعث می‌شود که شیشه مات یا شفاف به نظر برسد.

4# انواع فناوری‌های شیشه هوشمند

شیشه‌های هوشمند با فناوری‌های متفاوتی تولید می‌شوند که هر کدام شرایط ویژگی‌های خاصی را ارائه می‌دهند، از جمله:

• الکترو کرومیک
• فتوکرومیک
• ترمو کرومیک
• ذرات معلق
• Micro-Blind
• بلورهای مایع پراکنده پلیمری

1-4# شیشه الکترو کرومیک

همانطور که از نام آن مشخص است، این ساختار در پاسخ به الکتریسیته، ویژگی‌های شیشه را تغییر می‌دهد و بنابراین میزان نور و گرمای منتقل شده را کنترل می‌کند.

هنگامی که سطح مورد نظر تنظیم شد، دیگر نیازی به برق برای حفظ آن نیست.

این تغییر به کندی اتفاق می‌افتد؛ اما تنظیمات را می‌توان بر اساس اولویت کاربر تنظیم کرد.

پنجره‌های ساختمان‌ها، آینه‌های دید عقب و ویترین موزه‌ها نمونه‌هایی از نحوه استفاده از شیشه‌های هوشمند الکترو کرومیک هستند.

یکی از اشکالات این فناوری این است که ممکن است بر دوام شیشه تأثیر بگذارد.

2-4# شیشه فتوکرومیک

مانند شیشه الکترو کرومیک، انتقال نور از طریق شیشه فتوکرومیک تحت‌تأثیر یک منبع بیرونی قرار می‌گیرد، فقط این بار تابش UV است. (اما می‌تواند توسط هر نوری با شدت کافی تحت تأثیر قرار گیرد.)

با این حال، برخلاف شیشه الکترو کرومیک، با تغییر منبع نور اعمال شده، شفافیت تغییر می‌کند.

این فناوری معمولاً در لنزهای نوری دیده می‌شود که در خارج از منزل جلوی نور خورشید را می‌گیرند؛ اما در غیر این صورت شفاف می‌مانند.

3-4# شیشه ترمو کرومیک

همانطور که ممکن است حدس بزنید که روش کار این نوع شیشه هوشمند چیست، شفافیت شیشه ترمو کرومیک با اعمال گرما تغییر می‌کند.

این تغییر زمانی اتفاق می‌افتد که دمای خارجی از دمای انتقال بالاتر می‌رود و فیلتر ترمو کرومیک روی شیشه فعال می‌شود و تنها در چند دقیقه رنگ پنجره را تغییر می‌دهد.

این فناوری نور، گرما و تابش خیره کننده را مسدود می‌کند و در عین‌ حال نمای شفاف را از طریق شیشه حفظ می‌نماید.

4-4# شیشه هوشمند با نانو ذرات معلق

برای شفافیت، نانو ذرات روی این نوع شیشه‌های هوشمند به طور تصادفی سازمان‌دهی می‌شوند تا نور را مسدود و جذب کنند.

هنگامی که الکتریسیته اعمال می‌شود، ذرات معلق در یک راستا قرار می‌گیرند تا نور از آن عبور کند.

مقدار نور مجاز برای عبور بستگی به واریانس ولتاژ دارد و کنترل کامل را به کاربر می‌دهد.

با شیشه‌های هوشمند قابل تعویض الکتریکی، ولتاژ را می‌توان از طریق حسگرهای نوری، آشکارسازهای حرکت، اپلیکیشن‌ها، ادغام با سیستم‌های کامپیوتری یا دستگیره‌ها و سوئیچ‌ها کنترل کرد.

5-4# شیشه هوشمند Micro-Blind

با این نوع شیشه هوشمند، می‌توان پرده‌های میکرو – پرده‌های فلزی نازک و نورد شده – روی شیشه را با برق کنترل کرد.

هنگامی که ولتاژ وجود ندارد، پرده‌ها رول می‌شوند و نور می‌تواند از آن عبور کند.

هنگامی که الکتریسیته اعمال می‌شود، یک میدان الکتریکی بین شیشه و پرده‌ها ایجاد می‌گردد که باعث می‌شود پرده‌ها باز و صاف شوند تا نور را مسدود کنند.

این نوع شیشه هوشمند سطحی از حریم خصوصی را نیز فراهم می‌کند و می‌تواند درست مانند پرده‌های معمولی برای کنترل نور و تنظیمات حریم خصوصی تنظیم شود.

6-4# شیشه کریستال مایع پراکنده با پلیمر

کریستال‌های مایع محلول روی پلیمر یا شیشه در این فناوری سخت شده و قطرات را در سراسر پلیمر یا ورق شیشه تشکیل می‌دهند؛ زیرا کریستال‌ها با مواد دیگر سازگار نیستند.

این قطرات، نور را پراکنده می‌کنند و شیشه را شیری رنگ می‌نمایند.

هنگامی که الکتریسیته اعمال می‌شود، کریستال‌های مایع در یک راستا قرار می‌گیرند و به نور اجازه عبور می‌دهند، مشابه شیشه‌های ذرات معلق.

این نوع شیشه‌های هوشمند معمولاً در حمام‌ها، اتاق‌های کنفرانس و بخش‌های ICU بیمارستان‌ها برای کنترل حریم خصوصی استفاده می‌شوند.

5# مزایای شیشه هوشمند

این فناوری به‌ دلیل ویژگی‌های متنوعی که ارائه می‌کند، مزایای زیادی دارد.

در پاسخ به این‌ که مزایای شیشه هوشمند چیست، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• حریم خصوصی پیشرفته: ایده‌آل برای دفاتر، اتاق کنفرانس یا حمام که در آن حفظ حریم خصوصی قابل تنظیم ضروری است.
• زیبایی شناسی مدرن: شیشه‌های هوشمند شیک و آینده‌نگر جذابیت بصری هر فضایی را افزایش می‌دهند.
• صرفه جویی در انرژی: اتکا به روشنایی مصنوعی و سیستم‌های کنترل دما را به حداقل می‌رساند.
• راحتی بهبود یافته: با مدیریت گرما، تابش خیره کننده و نور، محیطی راحت ایجاد می‌کند.
• پایداری: از طرح‌های ساختمان سبز با کاهش مصرف انرژی حمایت می‌کند.

6# معایب شیشه هوشمند

• هزینه گران قیمت: مهم‌ترین نقطه ضعف شیشه‌های هوشمند، با وجود صرفه جویی در مصرف انرژی، هزینه بالای آن است.
  قیمت‌ها بسته به سازنده متفاوت است؛ اما حداقل هزینه تقریباً 130 دلار در هر متر مربع است.
• برای کار به برق نیاز دارد: اگرچه شیشه‌های هوشمند می‌توانند بیش از 30 درصد انرژی خانگی را ذخیره کنند؛ اما همچنان برای عملکرد به برق نیاز دارند.
  در شرایطی که برق در دسترس نیست، شیشه هوشمند نمی‌تواند به طور مؤثر استفاده شود.
• نصب مشکل: نصب شیشه‌های هوشمند نیاز به تخصص در هر دو زمینه پنجره و تأسیسات الکتریکی دارد.
  تعداد محدود شیشه‌کارها با مهارت نصب شیشه هوشمند می‌تواند برای برخی پروژه‌ها چالش‌برانگیز باشد.

7# کاربرد شیشه هوشمند چیست؟

با تمام مزایا و معایب گفته شده حال بحث اینجاست که کاربرد شیشه هوشمند چیست.

معماران، طراحان داخلی و شرکت‌های خودروسازی به طور منظم از شیشه هوشمند در موارد زیر استفاده می‌کنند:

1-7# پارتیشن‌های اداری شیشه‌ای قابل تعویض

پارتیشن‌ها و دیوارهای شیشه‌ای قابل تعویض برقی، سازگاری را افزایش می‌دهند و جلوه «WOW» را به طراحی‌های اداری داخلی می‌دهند.

شیشه‌های قابل تعویض می‌توانند به راحتی یک فضا را از فضای باز و مشترک، به خصوصی و صمیمی و در هر نقطه‌ای از این بین با ویژگی‌های کم‌نور تبدیل کنند.

این به ویژه در محیط‌ های کاری چابک بر اساس پلان‌های طبقه باز انعطاف پذیر مفید است که یک راه حل ایده‌آل برای حمایت از طراحی داخلی مینیمالیستی در عین حفظ حریم خصوصی و به حداکثر رساندن فضای یک دفتر مدرن می‌باشد.

2-7# شیشه هوشمند در اتاق‌های مهمان هتل

ظرافت و کارایی از ویژگی‌های بارز شیشه‌های هوشمند PDLC در اتاق‌های مهمان هتل است؛ زیرا این فناوری راه‌حلی ایده‌آل برای فضای استراحت و خواب دنج، حمام تمیز و آرامش‌بخش و حریم خصوصی است به‌گونه‌ای که لحظات صمیمی در محدوده متر مربع محدود احساس می‌شود.

شیشه‌های هوشمند همچنین می‌توانند در هتل‌های کوچک، لابی‌های هتل و مکان‌های مشترک هنگام جفت شدن با طرح‌نما و برای حفظ حریم خصوصی در حمام‌ها و اسپاها دیده شوند؛ اما بیشتر برای محوطه‌های حمام در اتاق‌های مهمان استفاده می‌شوند.

با یک کلیک ساده، مهمان شیشه مکان حریم خصوصی الکترونیکی را از شفاف به مات تبدیل می‌کند و دوباره برمی‌گرداند.

3-7# شیشه هوشمند برقی در اتاق‌های بیمارستان

شیشه‌های هوشمند نیاز به پرده‌ها و پارچه‌های سنتی را که یک ویژگی ارزشمند برای بیمارستان‌ها و مراکز پزشکی است، از بین می‌برند.

تحقیقات نشان می‌دهد که پرده‌های حفظ حریم خصوصی بیمار حاوی باکتری‌هایی هستند که مسئول انتشار بیماری هستند.

علاوه بر این، پارتیشن‌های شیشه‌ای اتاق بیمارستان، صدا را بهتر جدا می‌کنند و لایه‌ای از محرمانگی ایجاد می‌کنند.

یکی از پیشگامان صنعت که از این مزیت استفاده می‌کند، بیمارستان کودکان دانا-دوک است که پارچه‌های داخلی ICU خود را با شیشه‌های قابل تعویض بر اساس PDLC جایگزین کرد.

با استفاده از پارتیشن‌های PDLC، کارکنان بیمارستان می‌توانند بدون ورود به اتاق، بیماران را بررسی کنند، اختلالات و احتمال آلودگی را کاهش می‌دهند و روند کلی بهبودی بیمار را بهبود می‌بخشند.

4-7# پنجره‌های شیشه‌ای قابل تعویض مسکونی

پنجره‌ها، درها و پارتیشن‌های شیشه‌ای قابل تعویض در بخش مسکونی ظاهر می‌شوند.

برای کاهش مصرف انرژی خانه‌ها، می‌توان از PDLC کنترل خورشیدی برای کاهش نور مادون قرمز که گرما ایجاد می‌کند، استفاده کرد و از SPD می‌توان برای سایه‌اندازی استفاده کرد که هم فضاها را خنک نگه می‌دارد و هم هزینه‌های سیستم‌های تهویه مطبوع را کاهش می‌دهد.

شیشه هوشمند دما بالا را می‌توان روی شیشه‌های قابل تعویض برای کاربردهای بیرونی و پنجره‌های بیرونی که رو به خیابان یا همسایه‌ها هستند، استفاده کرد.

بنابراین بدون نیاز به پرده یا کرکره می‌توان به حفظ حریم خصوصی دست یافت.

5-7# پنجره‌های شیشه‌ای قابل تعویض ویترین فروشگاه خرده فروشی

تجارت بصری هوشمند به خرده فروشان اجازه می‌دهد تا از باارزش‌ترین املاک و مستغلات فروشگاه خود نهایت استفاده را ببرند.

تکنولوژی شیشه‌های هوشمند امکان استفاده 100% از ویترین فروشگاه‌ها را برای تبلیغات فراهم می‌کند یا می‌توان آن را کاملاً شفاف کرد تا امکان بازدید از فروشگاه را فراهم کند.

پنجره‌های یک خرده‌فروش می‌توانند به صفحه‌های نمایش عقب تبدیل شوند که برند و محصولات خرده‌فروشی را بدون مسدود کردن دائمی پنجره‌ها با تابلوهای سنتی یا صفحه‌های تلویزیون، تبلیغ می‌کنند.

ولی مزایای این‎کار با استفاده از شیشه هوشمند چیست؟

این شیوه مزایای بی‌شماری برای استفاده خرده‌فروشی دارد و جایگزین برچسب‌هایی می‌شود که تولید و نصب صحیح آنها زمان می‌برد.

همچنین این پنل‌های تبلیغاتی، جایگزین تلویزیون‌هایی می‌شوند که بازدیدها را مسدود می‌کنند و می‌توانند با نرم‌افزاری برای برندسازی یکنواخت برای مارک‌های جهانی که مختص جغرافیایی هستند، جفت شوند و پیام‌ها را هدفمندتر و کاربرپسندتر ارائه دهند.

6-7# پنجره‌های هوشمند شیشه‌ای خودرو

شیشه‌های هوشمند به سرعت در حال تبدیل شدن به هوشمندترین انتخاب برای سایه‌زنی پویا و کنترل دما در بخش حمل‌ونقل هستند.

شیشه هوشمند امکان دید واضح از پنجره‌ها و سانروف‌ها را فراهم می‌کند، درحالی‌که اشعه‌های خورشیدی را که باعث تابش خیره کننده، آسیب پوست و خراب شدن فضای داخلی می‌شوند، به حداقل می‌رساند.

8# آینده شیشه‌های هوشمند

استفاده از فناوری‌های شیشه‌های هوشمند فعال، که از اوایل دهه 2000 آغاز شد، به سرعت در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساخت‌وساز و طراحی داخلی در حال افزایش است.

این رشد به دلیل بهبود کیفیت فناوری‌های 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 سریع از انتقال روشن نور به تیرگی‌های خصوصی یا سایه دار دارد.

حال بحث اینجاست آینده شیشه هوشمند چیست؟ روندهای شیشه‌ای حریم خصوصی که احتمالاً در دهه آینده وجود دارد عبارت‌اند از:

• دسترسی بیشتر: شیشه‌های هوشمند به استانداردی برای کنترل نور و دما در خودروهای باکیفیت و همچنین پنجره‌های ساختمان، به ویژه در املاک تجاری تبدیل می‌شوند.
• افزایش استفاده در نمای داخلی و خارجی ساختمان: دیوارها و پارتیشن‌های شیشه‌ای هوشمند به‌ عنوان محصولی برای طراحی فضای باز انعطاف‌پذیر رشد خواهند کرد و بر تقسیم‌کننده‌های اتاق که از شفاف به مات تغییر می‌کنند، تأکید می‌کنند. این خواسته‌های رقابتی برای دسترسی به نور طبیعی و حریم خصوصی را برآورده می‌کند.
  با معرفی تکنولوژی‌های جدید، درجه معماری، پنجره‌های نما و نورگیرها به شیشه هوشمند تبدیل می‌شوند.
• کاربردهای گسترده‌تر: شیشه هوشمند به طراحی اشیایی مانند لوازم خانگی و سایر کالاهای تجاری گسترش می‌یابد.

نتیجه گیری

فناوری شیشه‌های هوشمند نحوه تعامل ما با محیط اطراف را تغییر می‌دهد و رویکردی انقلابی برای کنترل نور، حریم خصوصی و بهره‌وری انرژی ارائه می‌دهد.

پنجره‌ها، دیوارها یا پارتیشن‌های شیشه‌ای را تصور کنید که می‌توانند با لمس یک دکمه یا در واکنش به تغییرات محیطی از شفاف به مات تغییر کنند.

این فناوری نوآورانه در خانه‌ها، ادارات، هتل‌ها و حتی وسایل نقلیه استفاده می‌شود و راه‌حلی همه‌کاره را ارائه می‌کند که راحتی و عملکرد را افزایش می‌دهد.