امروزه مشکلات بسیاری رو به روی بشریت قرار گرفته است که باعث آلودگی در شهرها، تغییرات آب و هوا و اثرات مخرب گلخانه ای شدهاند. ساختمان سازی به شکلی غیر مستقیم در این آلودگی های زیست محیطی نقش دارد و همین عامل موجب افزایش توجه به مصالح با کیفیت و تکنیکهای مؤثر در کاهش این مشکل فاجعهبار می باشد. شیشه یک عنصر عالی در ساختمان ها است که بدون آن فضایی تاریک، سرد و ترسناک خواهید داشت، اشکال اساسی این نوع مصالح این است که اجازه ورود گرما و نور حتی در زمان هایی که احتیاج نداریم را می دهد. تصور کنید در یک روز گرم تابستانی، به میزان ورود گرما به ساختمان، استفاده از سیستم سرمایشی بیشتر خواهد شد و به دنبال آن مصرف انرژی بیشتر و هزینه بالاتری را در پی دارد. این موضوع دلیل استفاده از پرده و کرکره در خانهها و محل کار است، در حالی که این گزینهها یک راه حل موقت برای حل مشکلات شیشه ها بودهاند. در قرن حاضر فناوری تولید شیشه بسیار پیشرفته و مدرن شده است و تأثیر زیادی روی توسعه ساختمانسازی در سراسر جهان گذاشته است، این فناوری در روزهای گرم تابستان به صورت هوشمند تاریک شده و در فصلهای سرد سال به حالت اول بازگشته و شفاف می شود. در این مقاله از وب سایت سازه افزار به بررسی شیشه های الکتروکرومیک، مزایا و کاربردهای آن می پردازیم، با وجود این که استفاده از این شیشه ها هنوز متداول نشده است اما نمونههای زیادی از شیشه الکتروکرومیک را در سرتاسر دنیا می توان دید. با مطالعه این مطلب و دانستن ویژگی های این نوع شیشه و تصمیم به استفاده از آنها، قدم بزرگی برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی بر می دارید. تا انتهای مطلب همراه ما باشید.
شیشه های الکتروکرومیک به وسیلهی انرژی الکتریکی، قابلیت تغییر حالت به مات و نیمه مات را دارند و باعث کاهش امواج ورودی نور خورشید شده و در فصل زمستان از بیشترین میزان نور و گرمای ورودی استفاده میکنند. این شیشه ها در مکان های بسیاری کاربرد دارند که در ادامه مواردی از آنها را بیان میکنیم:
از مهمترین کاربردهای شیشه الکتروکرومیک در طراحی داخلی منازل، هتلها و شرکت ها است. شرکت های طراحی داخلی نیز از این تکنولوژی در پروژه های خود بهره می برند.
از این نوع شیشه ها در ویترین مغازه ها و فروشگاه ها برای نمایش یا عدم نمایش ویترین استفاده می شود. همچنین به صورت نیم بالکن در مراکز خرید با قابلیت تبدیل شدن به اتاق مدیریت مورد استفاده قرار میگیرند.
از این نوع شیشه هوشمند در محیطهای اداری و سازمانها برای پارتیشن بندی و ایجاد فضایی برای جلسات در اتاق مدیریت استفاده می شود و در کمترین زمان ممکن محیط اتاق به شکل خصوصی تبدیل شده و بعد از اتمام جلسه مجدد شیشه ها شفاف و به حالت اولیه برمیگردند.
یکی از کاربردهای بینظیر این نوع شیشه های هوشمند، بر روی اتاق ایزوله و بخش مراقبت های ویژه بیمارستان است و جایگزین مناسبی برای پرده های سفید رایج که مشکلاتی از قبیل کثیفی و انتقال بیماری را دارند، هستند. با حذف آلودگی صوتی و ایجاد حریم خصوصی بیمار باعث آرامش بیشتر او و همراهانش می شود.
با استفاده از این شیشه ها در محیطهای ورزشی، باشگاهها و استخرها در حفظ حریم خصوصی کمک شایانی می شود.
یکی از موارد مصرف شیشه الکتروکرومیک در موزه ها است. در جایی که ورود بیش از حد نور باعث آسیب رسیدن به اشیا تاریخی و قیمتی می شود.
روش کار شیشه هوشمند الکتروکرومیک چگونه است؟ انواع مختلفی از این نوع شیشه ها وجود دارد، نوعی از آنها فقط تاریک بوده، برخی تیره و شفاف میشوند، بعضی به صورت مات و آینه هستند. هر کدام از این طراحیها، فناوری متفاوتی دارند. برای این که با این شیشه ها و نحوه عملکرد آنها آشنا شویم، ابتدا باید بدانیم این شیشه ها چگونه ساخته می شوند. شیشه های معمولی از یک لایه شیشه و شیشه های دو جداره از دو لایه شیشه با یک فضای خالی بین آنها تشکیل میشوند و به نوعی عایق حرارت و صوت هستند. در ساختار شیشه های نسل جدید، یک لایه نازک فلز قرار گرفته شده تا از انتقال دما در تابستان و زمستان جلوگیری شود. شیشه های الکتروکرومیک ساختاری شبیه به این دسته دارند. این شیشه ها دارای پنج لایه بسیار نازک بوده که به شرح زیر هستند:
با اعمال ولتاژ به الکترود ها، باعث به وجود آمدن جریان الکتریکی شده و یونهای لیتیوم در یک طرف لایههای شفاف جمع شده و باعث تغییر وضعیت شیشه می شوند. هر چقدر میزان ولتاژ بیشتر باشد، جریان الکتریکی بزرگتر و تغییر رنگ شیشه افزایش می یابد. این حالت باعث جلوگیری از عبور نور و حرارت به طرف دیگر شیشه می شود. در صورتی که شیشه الکتروکرومیک به خوبی عمل کند، تیره شدن شیشه یکنواخت انجام شده و این فرآیند از لبهها شروع شده و به مرکز پیشروی می کند. زمان انجام آن چند ثانیه تا چند دقیقه است و بسته به ابعاد شیشه طول میکشد. فرآیند تیره شدن معمولاً از روشن شدن زمان بیشتری طول خواهد کشید. این زمان به دمای شیشه نیز بستگی دارد. اگر دمای شیشه بالا باشد، سریعتر انجام می شود و در صورتی که دمای شیشه پایین باشد این مدت زمان بیشتر طول خواهد کشید.
این نوع شیشه های هوشمند دارای مزایای بسیاری است که در ادامه مطلب به آنها اشاره میکنیم:
تا به این جای مطلب دربارهی مزایا شیشه الکتروکرومیک صحبت کردیم، این نوع شیشه های هوشمند با وجود مزایای زیادی که دارند، دارای معایبی همچون قیمت بالا، کاهش سریع بازدهی و به کارگیری مواد سمی در ساخت آنها هستند. البته بیان این نکته حائز اهمیت است که محققان در تلاش هستند تا این عیبها را رفع کنند و به تازگی سیستم جدیدی را ابداع کردهاند که ارزان قیمت بوده و در فرآیند ساخت آن از مواد مضر کمتری استفاده می شود؛ بنابراین در آینده نه چندان دور، معایب شیشه های الکتروکرومیک همگی رفع شده و تبدیل به مزیت میشوند.
این نوع شیشه های هوشمند دارای ویژگی بارز قابلیت تیره شدن و بازگشت به حالت اولیه را دارند که امروزه بسیار کاربردی بوده و اشعههای مضر را کنترل می کند. عایق صوتی بسیار خوبی بوده و با خاصیت مات شدن خود به حفظ حریم خصوصی افراد کمک می کنند و این موضوع در کشور عزیزمان اهمیت داشته و طبق فرهنگ مردم بسیار مورد علاقه قرار گرفته است. این شیشه ها در مقابل ضربه ایمنی بالایی دارند و به سرعت از هم پاشیده نمی شوند. استفاده از شیشه الکتروکرومیک در فضاهای اداری باعث پویایی محیط کار شده و کارمندان با رغبت بیشتری کارهای خود را انجام می دهند و بازده شرکت بالا می رود.
این نوع شیشه یکی از بهترین و مدرنترین انواع شیشه های هوشمند است که با جریان الکتریسیته رنگ آن تغییر کرده و با تابش نور خورشید شفاف یا تیره می شوند. با تغییر جریان الکتریکی میزان کدری این شیشه ها قابل تغییر است. این نوع شیشه از فناوری پیشرفته نانو تولید شده است و نقش به سزایی در صرفهجویی مصرف انرژی و جلوگیری از هدر رفتن آن دارند. با توجه به مزیتهای بسیاری که دارد، امروزه کارایی بالایی داشته و بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. امکان خرید شیشه الکتروکرومیک به روشهای مختلفی وجود دارد و یکی از آسانترین آنها خرید اینترنتی است. قیمت این نوع شیشه ها با توجه به کیفیت و برند سازندهی آن متفاوت بوده و به دلیل نوسانات قیمتی موجود در کشورمان باید هر زمان که قصد خرید دارید از مراکز معتبر قیمت را استعلام کنید.
شیشه های هوشمند از جمله مصالح نوین جهت کاهش میزان مصرف انرژی در ساختمان ها هستند که شیشه الکتروکرومیک یکی از انواع آنها به شمار می رود. در مناطقی که بیشتر زمانها هوا گرم است، در طول سال نیاز به سیستم سرمایشی بیشتر از گرمایش بوده، به گونهای که حتی در زمستان هم برای آسایش وجود سیستم سرمایشی ضروری است. همچنین با توجه به نوع کاربری بار حرارتی افزایش می یابد به عنوان مثال در ساختمانهای اداری میزان بار حرارتی بیشتر از ساختمان های مسکونی است. به همین دلیل استفاده از شیشه های هوشمند الکتروکرومیک سبب کاهش بار حرارتی می شود و برای ساختمان های اداری و مسکونی عملکرد مناسبی دارند. با توجه به این که میزان حرارت خورشید در ماه های مختلف سال متفاوت است ولی میانگین سالانه آن با استفاده از این نوع شیشه ها کمترین مقدار را خواهد داشت.
با توجه به این که شیشه الکتروکرومیک خاصیت خود را با تغییر ولتاژ الکتریکی به دست میآورد، شیشه با تغییر لایهها و کریستالهای مایع درون خود، ویژگی تغییر پذیری خود را به دست آورده است. با استفاده از این نمای کرتین وال، شیشه به گرما، نور و مقدار کمی ولتاژ برق حساس است و با این محرکها ویژگی نوری خود را تغییر میدهد. اصل کار شیشه های نما کرتین وال نفوذپذیری متغیر، به صورت متعادل نگه داشتن شرایط داخل خانه بر اساس تغییرات آب و هوایی در خارج است. نمای شیشهای کرتین وال یکی از نماهای مدرن است که با ترکیب پروفیل لامل و جام های تک و دو جداره، پوشش زیبایی برای نمای خارجی ساختمانها ایجاد می کند.
در چند سال اخیر با روش پیشرفتهای شیشه های الکتروکرومیک رنگی ابداع شده اند که با تغییر ولتاژ الکتریکی رنگ آنها تغییر می کند. زمانی که ولتاژ به شیشه میرسد، باعث تیره شدن آن و زمانی که ولتاژ قطع می شود شیشه به حالت اولیه و روشن می شود. این مراحل برای شیشه های بزرگ حدود ۲۰ دقیقه طول می کشد. محققان آلمانی روش دیگری را ارائه دادند که در آن مونومرهای آلی با رزین ترکیب شده و بر اثر حرارت، گرم می شوند و شیشه با کمترین میزان ولتاژ برق تغییر رنگ می دهد. این نوع شیشه ها برای جلوگیری از تابش مستقیم نور خورشید به درون ساختمان و کاهش مصرف انرژی مؤثر است.
سخن آخر
ساختمانهای مدرن به دلیل عدم انعطافپذیری در تأمین گرمایش و سرمایش، حیات کره زمین را دچار بحران کردهاند. به همین دلیل در سیاست های بینالمللی، استفاده از مصالح نوین بسیار تأکید شده است. یکی از این فناوریهای نوین شیشه های الکتروکرومیک هستند که متأسفانه به دلیل ارزان بودن منابع انرژیهای فسیلی در کشور و قیمت بالای این شیشه ها، از این نوع فناوریها استقبال لازم صورت نگرفته است؛ بنابراین با استفاده از این شیشه ها می توان به طور مؤثری در کاهش هدر رفتن انرژی گام برداشت. در این مطلب از سایت سازه افزار تمام سعی خود را کردیم تا قدمی هر چند کوچک در راه صرفه جویی در مصرف انرژی برداریم. امیدواریم شما هم با استفاده از شیشه الکتروکرومیک سهم خود را ایفا کنید. در صورت داشتن هر گونه سؤال در این خصوص می توانید با شمارههای پایین سایت تماس حاصل نمایید و یا در صورت داشتن انتقاد و پیشنهادی می توانید در قسمت نظرات با ما در جریان بگذارید.