شیشه هوشمند فناوری جدیدیست که در سال‌های اخیر محبوبیت بیشتری پیدا کرده است. این سیستم توانایی کنترل میزان نور ورودی به یک مکان را دارد. نحوه عملکرد اسمارت گلس‌ها با توجه به نوعشان متفاوت است و با توجه به محرک‌های خارجی یا داخلی مانند برق، نور یا دما خاصیت انتقال نور در شیشه را تغییر می‌دهند.
این فناوری به معماران و سازندگان دغدغه‌مند کمک می‌کند تا در عین بهره‌گیری از نور طبیعی، حریم خصوصی، امنیت و بهره وری از انرژی را افزایش دهند. در این مقاله از مجله تالی پارک به بررسی ماهیت شیشه هوشمند، انواع آن، مزایا، معایب، کاربردهای مختلف آن در صنعت ساختمان‌سازی و ارتباط آن با AI می‌پردازیم.
انواع مختلف smart switchable glass
پنل‌های هوشمند شیشه‌ای در انواع مختلف موجود هستند که در ادامه به 5 نوع رایج آن می‌پردازیم:
- شیشه کریستال مایع PDLC glass
این نوع شیشه زمانی که جریان برق روشن قرار گیرد، از حالت مات به روشن تغییر می‌کند. این پنل از چند لایه شیشه و مواد مخصوصی تشکیل شده است که به جریان الکتریکی واکنش نشان می‌دهند. وقتی برق از طریق سیم کشی به شیشه اعمال می‌شود، بلورهای مایع در یک راستا قرار می‌گیرند و نور از آنها عبور کرده و شیشه روشن می‌شود. با خاموش شدن برق، بلورهای مایع به موقعیت‌های پراکنده خود باز می‌گردند و شیشه را مات می‌کنند از شیشه PDLC برای حفظ حریم خصوصی استفاده می‌شود. - شیشه ذرات معلق SPD
این شیشه‌ی فعال، که می‌تواند مقدار نور و گرمای عبوری را تنظیم کند، از دو لایه شیشه رسانا با لایه‌ای از ذرات معلق در بین آن تشکیل شده است. هنگامی که جریان برق خاموش است، ذرات به طور تصادفی جهت گیری می‌کنند و نور را پراکنده و شیشه را مات می‌کنند. هنگامی که جریان برق روشن است، ذرات در یک راستا قرار می‌گیرند و به نور اجازه عبور می‌دهند و شیشه را شفاف می‌کنند. این شیشه می‌تواند تا 99 درصد از گرمای خورشید را مسدود کند و به همین جهت برای کنترل نور، حرارت، حریم شخصی و امنیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیشه SPD در صنایع مختلفی مانند ساختمان، خودرو، هوانوردی و تلویزیون کاربرد دارد. - شیشه الکتروکرومیک EC
نوعی دیگر از شیشه‌های فعال هوشمند می‌باشد که از یک لایه نازک از مواد الکتروکرومیک تشکیل شده است و بین دو لایه شیشه قرار گرفته است. وقتی برق به شیشه اعمال می‌شود، مواد الکتروکرومیک اکسید می‌شوند و شیشه را کدر می‌کنند؛ ماده رنگ خود را تغییر می‌دهد و تیره‌تر می‌شود و میزان نوری که ازآن عبور می‌کند کاهش می‌یابد. با قطع برق، مواد الکتروکرومیک بازیابی می‌شوند و شیشه را شفاف می‌کنند. این شیشه می‌تواند برای کنترل نور، حرارت، حریم شخصی و امنیت در ساختمان‌ها، خودروها، هواپیماها و… استفاده شود. - شیشه هوشمند ترموکرومیک
این شیشه که به طور منفعل، هوشمند عمل می‌کند، با واکنش به تغییرات دما، رنگ یا شفافیت خود را تغییر می‌دهد و می‌تواند نیاز به تهویه مطبوع یا گرمایش را کاهش دهد. شیشه ترموکرومیک از موادی تشکیل شده است که می‌توانند با گرم یا سرد شدن، نور را جذب یا منعکس کنند، از ورود گرمای ناخواسته ناشی از تشعشع خورشید جلوگیری کنند و در نهایت به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کنترل نور در ساختمان‌ها کمک کند. - شیشه هوشمند فتوکرومیک
نوع دیگری از شیشه هوشمند منفعل است که می‌تواند از چشم در برابر اشعه مضر UV محافظت کند و با جذب یا انتشار اشعه ماورای بنفش خورشید، نور را جذب یا منعکس کند. مواد تشکیل دهنده این شیشه باعث شده‌اند تا از ورود نور زیاد خورشید جلوگیری کند وبه کاهش مصرف انرژی و کنترل نور در ساختمان‌ها کمک کند.
کاربردهای smart switchable glass در صنعت ساختمان
- پنجره‌ها و دیوارهای شیشه‌ای: میتوان از آنها به عنوان پنجره یا دیوار شیشه‌ای در ساختمان‌های مسکونی، تجاری، اداری، آموزشی و غیره استفاده کرد. این شیشه با تغییر شفافیت یا رنگ خود، میزان نور و حرارت ورودی به محیط را کنترل می‌کند. همچنین، می‌تواند حریم شخصی و امنیت را در فضای داخلی فراهم کند.
- سقف‌ها و کف‌های شیشه‌ای: استفاده به عنوان سقف یا کف شیشه‌ای در ساختمان‌هایی که نیاز به نور طبیعی یا چشم‌انداز زیبا دارند، از کاربردهای دیگر این نوع شیشه است و زیبایی و جذابیت را در محیط ایجاد می‌کند.
- درب‌ها و پارتیشن‌های شیشه‌ای: این شیشه با تغییر از حالت شفاف به مات یا بالعکس، حریم شخصی و امنیت را در هر لحظه فراهم می‌کند و می‌تواند گزینه مناسبی برای درب یا پارتیشن شیشه‌ای در ساختمان‌هایی که نیاز به تقسیم‌بندی فضا یا ایجاد اتاق‌های مختلف دارند، باشند. همچنین، این شیشه می‌تواند به عنوان یک صفحه نمایش یا پروژکتور برای نمایش محتوای چندرسانه‌ای استفاده شود.
- نماها و ویترین‌های شیشه‌ای: به دلیل جلب توجه و زیبایی، استفاده از آن به عنوان نما یا ویترین شیشه‌ای در ساختمان‌ها، گزینه‌ی مناسبی است. این شیشه می‌تواند با تغییر رنگ یا الگو خود، اثرات نوری و رنگی را ایجاد کند و همچنین به عنوان یک تابلوی تبلیغاتی یا اطلاع‌رسانی استفاده شود.
مزیت های شیشه‌های هوشمند
استفاده از شیشه هوشمند در خانه یا محل کار مزایای زیادی دارد، که برخی از آنها عبارتند از:
- صرفه‌جویی در انرژی: با جلوگیری از ورود گرمای ناخواسته ناشی از تشعشع خورشید، مصرف انرژی برای تهویه مطبوع یا گرمایش را کاهش می‌دهد.
- حفظ حریم شخصی: با تغییر از حالت شفاف به مات یا بالعکس، حریم شخصی را در کسری از ثانیه فراهم می‌کند. این شیشه می‌تواند از دیده شدن فضای داخلی توسط افراد خارجی جلوگیری کند.
- ایجاد تجربه‌های تعاملی: با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف، به یک صفحه نمایش یا پروژکتور تبدیل می‌شود. این شیشه می‌تواند محتوای چندرسانه‌ای مانند تصاویر، ویدیوها، بازی‌ها و واقعیت افزوده را نمایش دهد.
- افزایش زیبایی و ارزش ملک: با طراحی مدرن و خلاقانه، زیبایی و جذابیت فضای داخلی و خارجی را افزایش می‌دهد. این شیشه می‌تواند ارزش ملک را نیز بالا ببرد.
- کنترل نور و حرارت: با تغییر شفافیت یا رنگ خود، میزان نور و گرمای ورودی به محیط را تنظیم می‌کند.
- نصب آسان و افزایش فضای مفید: نیازی به ریل یا زیرساخت های خاص ندارد و در مدت زمان کوتاه و به سادگی نصب می‌شود. همچنین به دلیل عدم نیاز به پارتیشن‌های سنتی، فضای بیشتری را در اختیار افراد قرار می‌دهد.
- دوام و طول عمر بالا: از متریال بسیار مرغوب و با کیفیت ساخته می‌شود و در برابر ضربه، فشار، مرطوبت و نما مقاومت خوبی دارد.
- تنوع بالا: در انواع مختلفی به بازار عرضه می‌شود و میتوان با توجه به سلیقه و نیاز، یک مدل مناسب را انتخاب کرد.
چالش‌های کار با شیشه‌های هوشمند
در کنار تمام مزایا و کاربردهایش، باید بدانید استفاده از آن چالش‌های مخصوص خود را دارد که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم:
- هزینه بالا: این محصول پیشرفته و دانش بنیان، نیاز به تجهیزات و مواد خاص دارد. بنابراین، قیمت آن بسیار بالاتر از شیشه‌های معمولی است.
- نیاز به جریان برق: آنها برای تغییر حالت خود نیاز به جریان برق دارد. این به معنی است که افزایش مصرف انرژی و هزینه‌های برق دارند. همچنین، در صورت قطع برق یا خرابی سیمکشی، شیشه هوشمند قابل کنترل نخواهد بود.
- نصب و نگهداری دقیق: به دلیل جدید بودن این فناوری، به نصب و نگهداری توسط متخصصان نیاز دارد که به معنی افزایش هزینه‌های نصب و تعمیر است. همچنین، باید از ضربه، خش، گرد و غبار و رطوبت محافظت شود.
- محدودیت در انتخاب رنگ و شکل: با وجود عرضه انواع مختلف آن به بازار، هنوز هم در انتخاب رنگ و شکل آن محدود وجود دارد. برای مثال، شیشه هوشمند الکتروکرومیک فقط در رنگ‌های آبی، بنفش و خاکستری موجود است.
- عدم تطابق با برخی از محیط‌ها: بعضی از آنها برای برخی از محیط‌ها مناسب نیستند. برای مثال، شیشه هوشمند فوتوکرومیک در محیط‌هایی که نور خورشید به آنها نمی‌رسد، کارایی کمی دارد و شیشه هوشمند ترموکرومیک در محیط‌هایی که دمای ثابت دارند، تغییر حالت نمی‌دهند.
هوش مصنوعی و AI
هوش مصنوعی (AI) که هدف آن ایجاد ماشین‌ها و سیستم‌هایی است، می‌تواند برای بهبود عملکرد و قابلیت‌های شیشه هوشمند در راه‌های مختلفی استفاده شود، مانند:
- بهینه‌سازی کارایی انرژی و راحتی ساختمان‌ها با استفاده از حسگرها، الگوریتم‌ها و یادگیری ماشین برای تنظیم خودکار شفافیت و رنگ شیشه هوشمند بر اساس شرایط محیطی و ترجیحات کاربر.
- ایجاد تجربه‌های تعاملی و فراگیر با استفاده از شیشه هوشمند به عنوان یک سطح نمایش یا پروژکشن برای محتوای چندرسانه‌ای، مانند تصاویر، ویدیوها، بازی‌ها و واقعیت افزوده.
- بهبود امنیت و ایمنی ساختمان‌ها با استفاده از شیشه هوشمند به عنوان یک سیستم تایید هویت بیومتریک که می‌تواند چهره، اثر انگشت، قرنیه چشم یا حرکات را شناسایی کند.
آینده شیشه هوشمند و هوش مصنوعی پتانسیل بالایی را برای پایداری، نوآوری و راحتی بیشتر در صنایع مختلف، مانند ساختمان، حمل ونقل، هوافضا، پزشکی، تلویزیون، تبلیغات و بیشتر را ارائه می‌دهد.
برای خواندن مطالب مرتبط مجله تالی را دنبال کنید.
