Смарт-стекло - новая реальность в стекольной индустрии

Смарт-стекло на оконном рынке тема не новая. Использование стекла с переключаемой прозрачностью становится популярным в архитектурной среде и отражает современные тенденции развития интерактивных устройств. Такой ультрасовременный элемент дизайна ориентирован на высокие достижения в области техники, и то, что казалось невероятным еще несколько лет назад, теперь становится реальностью. На выставке Glasstec 2016 (Дюссельдорф, Германия) компании-производители представили инновации в области изготовления и применения Smart-стекла, рассказывает портал ОКНА МЕДИА.

Как появилась идея смарт-стекла

Тема производства умного стекла обсуждается на рынке уже около 20 лет, производителей этим не удивить, но для конечного потребителя оно остается новинкой.

Началось все в 1979 году, когда Стив Абади решил создать электронное стекло. На тот момент это было технически невозможно. Его мечта сделать стекло на основе жидких кристаллов не угасла и воплотилась в реальность только в 1984 году в виде стеклопакета “LC Glass”. Для рынка стекольной промышленности того времени это было слишком новым и малопонятным изделием. Стиву пришлось оставить производство электронных стекол почти на 20 лет.

Фото: Стив Абади, 1984 год

В 2003 году г-н Абади основал компанию Innovative Glass Corporation, в которой был председателем и главным исполнительным директором, и во второй раз вывел на рынок электронное стекло с зарегистрированной торговой маркой E-Glass.

В России умное стекло появилось в 2009 году, и со временем стало применяться не только в офисных зданиях для обеспечения конфиденциальности переговоров, но в домах людей, которые могут позволить себе следить за каждым новшеством в дизайне и архитектуре.

Окна, перегородки, пол со смарт-стеклом можно встретить пока в единичных объектах элитной недвижимости России – офисах крупных банков, культурных центрах и загородных домах, пентхаусах, многоуровневых квартирах. Большой популярностью такой смарт продукт пользуется среди москвичей, которые проживают на Рублевско-Успенском шоссе и Новой Риге. В главном офисе Сбербанка в Нижнем Новгороде в семи переговорных комнатах установлено такое стекло. Самый знаменитый проект с использованием умного стекла выполнен в месте российской экспозиции музея Аушвиц-Биркенау (Освенцим) в Польше.

Виды и технологии Smart стекол

Метод изготовления смарт стекол придуман более 20 лет назад и постоянно усовершенствуется, и только сейчас намечается тренд на его массовое использование. Потребители в основном не знают о существовании такого изобретения и не в состоянии себе позволить его. Технологии смарт-стекла претерпели изменения за эти годы - стали потреблять меньше энергии и стоимость их снижается с каждым годом, что дает возможность в перспективе вывести продукт в массы.

Технология Умного стекла

Изготавливается оно способом триплексования 2-х или более листов стекла. Ламинирующие пленки, используемые для его производства, по технологии делятся на три вида:

• EVA – этиленвинилацетатная пленка. Главное ее преимущество – низкая стоимость как самой EVA-пленки, так и оборудования для ее производства. Она отличается хорошей липучестью к пластику и стеклу, но имеет высокую степень мутности и малую прочность.
• PVB – поливинилбутиральная пленка. Отличительная характеристика то, что имеет высокое качество на выходе, но на старте – высокую стоимость производства. Пленка PVB хорошо прилипает к стеклу, но плохо к пластику. И также как EVA- пленка Поливинилбутиральная пленка (PVB) не выдерживает условия повышенной влажности.
• TPU – пленка из термопластичного полиуретана. Она наиболее подходит для производства смарт-стекла. Пленка TPU невосприимчива к влажности, к агрессивным условиям, плюс имеет высокую адгезию как к стеклу, так и к пластику.

В России пока нашла наибольшее применение EVA-пленка в силу своей наименьшей стоимости, в Европе же наоборот – наибольшее распространение получила TPU-пленка из-за своих свойств и характеристик.

1. Смарт-стекло на основе жидкокристаллических полимерных частиц (PDLC или LCD)

Стекло PDLC и LCD выполнено на основе жидкой смеси полимерных кристаллов, находящихся среди двух пластов стекла с электропроводящим покрытием и формирующих слой, изменяемый прозрачность. Жидкокристаллические частицы распадаются на составляющие, а затем переходят в твердое состояние. Так, жидкие частицы и твердой полимер оказываются несовместимы, тем самым формируются вкрапления в полимере. Без электричества они располагаются хаотично, свет рассеивается, проходя через них, и такое стекло приобретает матовый оттенок: может быть молочно-белый, молочно-серый или молочно-голубой оттенок. При включении электричества жк-частицы меняют позицию, все как одна встают вертикально по отношению к стеклу, и оно становится прозрачным или полупрозрачным, в зависимости от возможности подаваемого электричества, причем просветление может быть сегментированное. Продукт на основе PDLC имеет регулируемую прозрачность и потребляют электричества около 4-5 Вт. на м², прозрачности или матовости достигается за 5 секунд.

На выставке Glasstec 2016 несколько компаний представили свои разработки смарт-стекла. Компания Saint Gobain продемонстировала посетителям Privacy Smart Glass – универсальное решение для тех, кто хочет создать личное пространство. За счет подачи электричества smart glass из прозрачного превращается в непрозрачное менее чем 0.01 секунд. Управлять им можно с помощью встроенного выключателя, дистанционного пульта, датчиками движения, таймера, в зависимости от индивидуальных потребностей каждого клиента.

Компания NSG Group, владелец торговой марки Pilkington представили Private Window – окно, выполненное на основе жидких кристаллов. Испанская компания Dream Glass Group (DGG) на выставке Glasstec 2016 представила новый продукт DreamGlass® Privacy Glass – ламинированное стекло, покрытое тонкой пленкой, которая позволяет мгновенно изменять его цвет с помощью выключателя. Privacy Glass позволяет управлять яркостью, то есть может быть не полностью матовым, а осветлять по квадратам или полоскам, что дает большой простор для творческой мысли дизайнеров и архитекторов.

DreamGlass® Privacy Glass может поставляться в различных формах и может быть установлено в любом месте, что предоставляет возможность конечному потребителю создать интерьер по своему желанию и вкусу. Этот продукт сочетает в себе не только функциональность, но и эстетическую привлекательность.

Фото: Privacy Glass (on/off) 

2. Смарт-стекло на основе «взвешенных частиц» (SPD)

Способ на основе SPD использует «взвешенные частицы», которые помещаются между двумя слоями электропроводящего покрытия. Пленка SPD практически схожа по структуре с LCD. Но благодаря слоистой стержнеобразной структуре частиц, стеклянные смарт панели SPD визуально открыты в разных состояниях. При выключенном напряжении имеет черный или темно-синий цвет, при подаче электроэнергии частицы выравниваются, и свет может беспрепятственно проходить, и оно становится прозрачным. Скорость переключения, при котором оно меняет цвет от темного до светло-голубого или серого оттенка, практически мгновенная (2-3 сек.).

Комплектация смарт-стекла с регулируемой прозрачностью поставляется как дополнительная опция в элитные автомобили. К сожалению, на выставке Glasstec 2016 смарт-стекло SPD представлено не было.

Фото: Смарт-стекло SPD (on/off) 

3. Смарт-стекло на основе электрохромных частиц (ECD) 

Электрохромная или электрохимическая стекольная продукция позволяет контролировать количество света и тепла, проходящих через них. В них изменяемый слой формируется за счет напыления ионов лития в несколько слоев. Принципиальная разница между способами изготовления PDLC и SPD и ECD в том, что без электричества смарт-стекло ECD прозрачное, а под воздействием электричества оно затеняется. Оттенки варьируются от цветного до полупрозрачного состояния (обычно до синего). Электрическая подпитка в границах 3-5 Вт необходима электрохромным панелям только при изменении цвета, далее нет нужды в постоянной поддержке электропитания. Скорость изменения цвета более длительная, чем у стекол PDLC и SPD. Так, время на его затемнение может варьироваться от 2 до 6 минут, а время осветление – 5 до 8 минут.

Изделие, выполненное по ECD технологии, применяется в основном в автомобилях, но становится популярным и в оконных конструкциях, в том числе в мансардных окнах. Кроме того, электрохромное стекло может применяться в устройствах защиты, например экспонатов музея. Такое смарт-стекло защитить редкие шедевры от воздействия ультрафиолетовых лучей и световых волн.

Фото: Смарт-стекло ECD (on)

Компания Saint Goben представила на выставке динамический электрохромный продукт SageGlass, которое благодаря функции light zone предоставляет возможность регулировать передачу тепла, адаптирует свет, что, в свою очередь, позволяет более рационально затемнять и осветлять пространство.

4. Смарт-стекло на основе светодиодов (Glassiled)Glassiled – светодиодная технология, которая предлагает широкие возможности вариаций в дизайне, цвете и интенсивности света светодиодов. На выставке Glasstec 2016 AGC представила 13-метровый стеклянный помост, выполненный с помощью технологии Glassiled Sigh с логотипом компании.

В отличие от матричного способа изготовления светодиодных уличных экранов, за основу в котором берется плата (модуль) и на ней размещают светодиоды и электронику, управляющую ими, в технологии Glassiled светодиоды встроены между двумя стеклами и работают через прозрачное токопроводящее покрытие. Glassiled – это технологический прорыв во всем мире.

Изделие, выполненное методом Glassiled, может быть использовано в конструкциях внешних фасадов и в интерьере – мебель, перегородки, стеллажи. Glassiled предоставляет архитекторам и дизайнерам полную свободу творчества. Продукция на основе Glasslied сохраняет до 99% своей прозрачности, что не может нарушить или испортить дизайн. Кроме того, такое смарт-стекло просто в установке и в обслуживании электроники, потребляют мало энергии и сочетают в себе лучшее из стекольных свойств и света. Таким образом, стекло с Glassiled может использоваться как мультимедийный экран.

Фото: Смарт-стекло по технологии Glassiled 

Перспективы развития смарт-стекла

Новые тенденции в стекольной промышленности, представленные на выставке Glasstec 2016, показали, что смарт-стекло может скоро войти в нашу повседневную жизнь. Помимо всех функциональных преимуществ это еще и экономия энергии, защита от уф-излучения, снижение шума, безопасность в эксплуатации и многое другое. Оно способно выступать в качестве элемента декорирования и создания приватности пространства.

Специалисты предрекают умному стеклу большое будущее. Такой продукт позволяет совмещать свойства других видов стекольных изделий. Хотя его цена баснословна от 1000 евро за один м², но новаторы и последователи интерактивных технологий готовы отдать за них любые деньги.

По данным Министерства энергетики США, применение смарт-стекла вполне может сократить потребление энергии почти на 40%. Энергосберегающее свойство такого продукта становится основной движущей силой торговли смарт-стекла.

Смарт стекло уже достигло ограниченного коммерческого успеха. Так, смарт-стекло, выполненное по технологии «взвешенных» частиц, в настоящее время все чаще применяют в автомобилях премиум и люкс класса, таких как Mercedes-Benz SLK. Электрохромные были установлены в новом Boeing 787 Dreamliner.

Ведущие игроки рынка стекольной промышленности, безусловно, заинтересованы в развитии способов производства смарт-стекла, а главное – в их удешевлении и, соответственно, в большей доступности для конечного потребителя. Компания Saint Gobain инвестировала $80 млн. в SageGlass для разработки нового энергоэффективного стекла. В целом на разработку технологий изготовления смарт-стекол за последние несколько лет было выделено около $100 млн.

Согласно отчету Stratistics Market Research Consulting, глобальный рынок смарт-стекла в 2015 году составил более $32 млрд. и по оценкам специалистов к 2022 году достигнет $126.7 млрд., увеличивая ежегодные темпы роста на 21.2% в течение прогнозируемого периода (2015-2022).

Аналитики TechNavio прогнозируют рост глобального производства smart стекла в среднем на 19.88% за период 2016-2020 гг. Доклад, представленный TechNavio, охватывает настоящую ситуацию и перспективы роста мирового рынка смарт-стекла. Аналитики поделили общую площадку на 3 сегмента, основанные на географии: Северная и Южная Америка, страны APAC и регион EMEA (Европа, Россия, Ближний Восток, Африка). Отчет также включает в себя обсуждение ключевых поставщиков смарт-стекла таких, как AGC, Corning, Saint-Gobain, PPG и DuPont.

В целом, глобальный рынок умного стекла в настоящий момент развивается очень бурно. Растет спрос на энергосберегающие продукты и экологически чистые здания. Но недостаток знаний потребителей о преимуществах смарт-стекол и пока еще слишком высокая стоимость создает препятствие для более интенсивного и глобального роста смарт-стекол. Компании-лидеры в этой области стараются объединяться, сотрудничать и развиваться вместе с другими компаниями смежных областей, в том числе с производителями и поставщиками химических продуктов, научно-исследовательскими институтами и т.д.

Для оконных компаний в России умные окна открывают широкие горизонты. Производители и потребители только начинают «входить во вкус» и видеть преимущества новых технологий. Со временем смарт-стекла станут доступны широким массам, что приведет к вытеснению таких привычных сейчас аксессуаров для окон, как шторы и жалюзи.

Портал ОКНА МЕДИА рекомендует: Смарт стекло вытеснит с рынка жалюзи и шторы