کلیات در خصوص شیشه هوشمند
شیشه هوشمند حالتی از شیشه و پنجره است که با استفاده نمودن از فناوری‌های نوین می توان با آن میزان جذب کردن نور را در این گونه از شیشه هوشمند تغییر داد.شیشه هوشمند آفتاب گیر از انواع آن است.
حدود یک سوم انرژی یک ساختمان از راه درز های پنجره ها هدر می رود. به همین علت تلاش برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان ها بر روی پنجره ها تمرکز کرده است. مطالعات بسیاری برای یافتن روش های ذخیره انرژی صورت می گیرد و نیاز به ذخیره انرژی باعث می شود تا انواع جدیدی از پنجره‌های شیشه هوشمند‌ای در ساختمان‌ها و همچنین در دیوارهای سالن کنفرانس در اداره‌ها به‌کار برده شود. این تکنولوژی کاربردهای فراوانی دارد.
به عنوان مثال شیشه هوشمند را تصور کنید که قابلیت تغییر از حالت شفاف به کدر داشته، توسط یک کلید را داشته باشد. می‌توان از این شیشه هوشمند برای پنجره خانه (در حالت نیاز به ایجاد عدم دید)، برای جلوی فروشگاه در شب و هم چنین در سرویس بهداشتی و حمام استفاده کرد. با وجود اینکه استفاده از این شیشه هوشمند خصوصی، هنوز جا نیفتاده و متداول نشده است اما نمونه های بسیاری در تمام دنیا موجود است. اما پنجره‌های هوشمند موجود، از پنجره‌های الکتروکرومیک ساخته شده تا پنجره‌های با ذرات معلق، همه ی این ها به ما کمک می کنند تا به طریقی هوشمند به کنترل و بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها و اماکن عمومی کمک کند.
فکر کنید که در یکی از گرم ترین روزهای آفتابی در تابستان، نور خورشید مستقیم به اتاق شما می‌تابد و هیچ راه گریزی به جز استفاده نمودن از پنجره‌هایی با شیشه هوشمند دودی برای متعادل تر کردن گرما و نور اتاق نخواهید داشت. هم چنین دوست دارید تا تنها در هنگامی که نور شدت دارد شیشه هوشمند درست مانند عینک‌های فتوکرومیک شوند.
شیشه هوشمند الکتروکروماتیک گونه ایی از شیشه هوشمند از الکتروکروماتیک ها استفاده می کنند. الکتروکروماتیک ها در حقیقت گونه ایی از مواد هستند که رنگ آن ها در اثر جریان الکتریکی واکنش نشان داده و تغییر می کند. جریان الکتریسته با ایجاد واکنش شیمیایی باعث ایجاد تغییرات خصوصیات مواد می شود و کاری می نماید تا آن ها نور را جذب و در نهایت منعکس کنند. امروزه از صنعت
الکترونیک در ساخت این نوع از شیشه هوشمند پنجره استفاده می‌شود.
نور خورشید به شیشه هوشمند تابش می کند، اما از طرفی جریان الکتریکی برقرار شده، می‌شود تا یون‌ها از لایه ذخیره یونی به سمت لایه یونی هدایت و حرکت نموده و به لایه الکتروکروماتیکی بازگشت نموده و شیشه هوشمند را شفاف می نمایند. با قطع الکتریسته فرایند طی شده برعکس عمل نموده شیشه هوشمند مجدداً تیره می‌شود. یکی از ویژگی های مواد الکتروکروماتیکی قابلیت تنظیم آنها می باشد به صورتی که می توان شدت کدری آن ها را با تغییر مقدار جریان تنظیم نمود.
شیشه های آفتاب گیر
معنای شیشه های ضد آفتاب در ساختمان به این معنی می باشد که این شیشه‌ها توانایی جذب گرمای نامطلوب ناشی از تشعشع پرتوهای نور خورشید جلوگیری کنند.
بیشتر شیشه هایی که در مصارف ساختمانی استفاده می‌شود، در جبهه بیرونی ساختمان قرار می‌گیرند و از این رو، کنترل نور و حرارت وارد شده به بنا از این راه صورت می پذیرد و شیشه هوشمند نقش مهم و پر واضحی در پایدار بودن (زیست محیطی) ساختمان اجرا خواهند کرد.تحقیقات انجام شده در راستای بهبود کیفیت شیشه ها، با بکار گیری فناوری نانو، مشتمل بر 4 تصمیم کاربری است.
پوشش‌هایی به شکل فیلم های بسیار نازک که به طیف خاصی از امواج حساس می باشند. چنین پوشش‌هایی، این پتانسیل را برای شیشه هوشمند فراهم می‌اورند تا بسامدهای ناخواسته فروسرخ (که سبب گرم شدن فضا می‌شوند) را فیلتر نموده و از ورود آنها به داخل ساختمان پیشگیری کنند.
انواع شیشه های هوشمند کدام اند؟
در این روش که موسوم به فوتوکرومیک است، شیشه هوشمند با افزایش جذب خود به تغییرات شدت نور واکنش نشان می‌دهد. روش آخر، استفاده از پوشش‌های الکتروکرومیک است که در آن، شیشه هوشمند به وسیله یک لایه از تری اکسید تنگستن یا اکسید نیکل، به تغییر ولتاژ ایجاد شده واکنش می‌دهند. در این روش به محض لمس شیشه بر تیرگی شیشه افزوده خواهد شد.
اگر چه این رویکرد باعث این می شود که ساختمان، انرژی گرمایی کمتری از نور خورشید دریافت کند، اما این نگرش، نوعی نگرش منفعلانه قلمداد می‌شود. به عنوان یک راهکار فعال، روش دوم مبتنی بر فناوری ترموکرومیک است که به وسیله آن، شیشه به گرما عکس العمل نشان می دهد و نوعی سازوکار عایق بندی حرارتی را بر سر راه نور خورشید میسر می نماید، در هنگامی که ساختمان از کسب نور کافی محروم نخواهد شد. در حالت کلی، این سازوکار، مبتنی بر کسب نور کافی بدون کسب انرژی گرمایی می باشد.
ظهور فناوری نانو، زمینه ساز استفاده از نوعی شیشه فوتوکرومیک در ساختمان شد.مهم ترین تفاوت در این میان فراورده‌های جدید و نمونه‌های قدیمی تر که در فراورده‌های جدید، تنها فشار دادن یک دکمه برای تغییر در میزان انتقال دادن نور از شیشه و تغییر از وضعیتی به وضعیت دیگر کافی می باشد و مانند نمونه‌های قدیمی، نیازی به برقراری دائمی جریان الکتریکی (تا هنگامی که بخواهیم شیشه تیره بماند) نیست.