Стекло с переменной прозрачностью: использование в архитектуре

Здания и сооружения с большой площадью остекленных поверхностей давно стали обязательной частью современной архитектуры. Эти эффектные визуальные объекты нуждаются в затенении стекол.

Поиск решений не ограничивается традиционными вариантами, т.к. они препятствуют проникновению света. Для затенения предлагается использовать более функциональные и тонкие способы.


Активное и пассивное управление пропускной способностью стекла

Более всего разработчикам оконных технологий интересны две сферы: способность стекла сохранять тепло в помещении и его функция защиты от солнечной радиации. Современные исследования, которые ведутся по этим направлениям, базируются на возможности управлять интенсивностью пропускания потока ультрафиолетового излучения.

Такое управление может быть пассивным, используемым в фотохромном и термохромном стекле, и активным, сферой применения которого является так называемое "умное" стекло.  Оно имеет несколько названий и в разных источниках фигурирует как smart-стекло и стекло с переменной прозрачностью.

Фотохромные стекла

Рассмотреть особенности активного и пассивного управления можно на примере очков с эффектом "хамелеон". В них используется стекло, которое в справочниках называют фотохромным. Основная особенность материалов такого типа заключается в изменении собственной светопропускной способности в зависимости от интенсивности освещения.

Это свойство фотохромного стекла широко используется при изготовлении стеклопакетов. Особенно популярно данное решение при остеклении большой площади. Панорамные окна с фотохромными стеклами сами регулируют интенсивность освещенности, что делает их более востребованными по сравнению с тонированными энергосберегающими теплопакетами. Последние не меняют интенсивность освещения и остаются затемненными при любой солнечной активности, в том числе в пасмурную погоду.

От уровня освещенности также зависит поступление тепла в помещение. Так, тонированное остекление существенно снижает интенсивность этого процесса, что не всегда является оправданным в холодное время года. Дома с южными фасадами с панорамным остеклением должны пропускать зимой в солнечную погоду как можно больше света и тепла. Для таких случаев тонировка не является лучшим решением.

Термохромные стекла

Эта разновидность отличается изменением оптических свойств в зависимости от температуры. Данная особенность определяется за счет введенного в структуру стекла специального геля, который при нагревании становится непрозрачным. Эти свойства стекла используются при оснащении зданий, окна которых в прохладу должны оставаться максимально прозрачными, а в теплую - затемненными.

Термохромное стекло также относится к пассивному варианту управления пропускной способностью света. Оно работает автоматически, не нуждается в каких-либо источниках энергии и контроле. Эти стекла хорошо использовать для оснащения мансардных окон и стеклянных крыш, в которых интенсивность освещения не очень важна, а пропускная способность определяется наружной и внутренней температурой.

Электрохромные стекла

электрохромные стекла

Основа этого типа стекла - смарт-полимеры, которые под действием электрического поля определенной силы влияют на изменение светопропускной способности в диапазоне видимого и инфракрасного излучения. Такого эффекта добиваются за счет использования специального напыления или смарт-пленки.

Электрохромные стекла изготавливают по двум типам технологий – PDLS и SPD – используя три варианта смарт-полимеров:

  1. LC (PDLC) тип изменяет прозрачность стекла без влияния на светопроницаемость. Стекло может становиться матовым, но при этом сохраняется уровень естественной инсоляции помещения. Матовый эффект заметен с двух сторон - как изнутри, так и снаружи здания;
  2. ЕСD - тип полимеров, который может одновременно изменить прозрачность и светопропускную способность стекла. За счет напряжения можно добиться варьирования интенсивности пропускного потока.
  3. SPD - тип полимеров со свойствами, аналогичными ЕСD.

Структура жидких кристаллов пленки без напряжения не упорядочена, стекло при этом матовое. При подаче электрического тока кристаллы выстраиваются в четкие ряды и, тем самым, образуют значительные просветы – такое стекло становится прозрачным.

Жидкокристаллическая пленка часто входит в состав трехслойного триплекса, а также используется для изготовления пуленепробиваемых и противоударных стекол. Сфера применения этого типа остекления широка и не ограничивается фасадом здания. Его используют также в интерьере. Стекло, изменяющее прозрачность, становящееся то матовым, то полностью невидимым – эффектный прием организации пространства. Из такого материала изготавливают перегородки, хорошо зонирующие пространство. Кроме того, этим материалом можно заменить морально устаревшие жалюзи и шторы.

Смарт-стекло экономически выгодно. В холодное время года оно сохраняет в 4,5 раз больше тепла, чем обычный стеклопакет. При этом умная технология позволяет потреблять меньше электроэнергии и опустить пиковые нагрузки в сети. Таким образом, используя электрохромное стекло, можно на 51% снизить затраты на освещение. Экономия на кондиционировании помещения достигает 49%.