شیشه‌های الکتروکرومیک
نوید احمدی
| دسته بندی:
شبیه سازی اجزای ساختمان
| تاریخ انتشار:
18 اردیبهشت 1399
شیشه ها به عنوان یکی از مهمترین بخش های ساختمان تاثیر بسزایی در بارهای حرارتی وارده بر ساختمان دارند. به همین جهت توجه به عملکرد آنها و کنترل میزان تابش عبوری از آنها از اهمیت بالایی بر خوردار می باشد. به همین جهت در ادامه ی پست های قبلی در این قسمت یه بررسی عملکرد شیشه های الکترو کرومیک به عنوان یکی از زیر شاخه های شیشه های هوشمند فعال می پردازیم. در ادامه با تیم آپگرین گرید همراه باشید.
شیشه‌های الکتروکرومیک
تغییر نوسانی ویژگی‌های فیزیکی در این نوع شیشه‌ها با اعمال ولتاژ الکتریکی به این سیستم‌ها صورت می‌پذیرد. این سیستم‌ها متشکل از پوشش‌های چند لایه و یا لایه‌ای مخصوص متشکل از کریستال‌های کوچک کره‌ای مایع در محفظه‌هایی پلیمری منعطف می‌باشند که بین دو لایه از شیشه قرار گرفته‌اند. این لایه از تری اکسید تنگستن یا اکسید نیکل تشکیل شده که به تغییر ولتاژ ایجاد شده واکنش می‌دهد. در این نوع شیشه‌ها، با ایجاد یک ولتاژ خفیف میان روکش بسیار نازک روی سطح شیشه، یک لایه‌ی الکترومیک فعال می‌شود، که حالت شیشه را از شفاف به کدر تغییر می‌دهد. این سیستم می‌تواند در حالت‌های مختلفی از شفافیت قرار بگیرد. تغییر این حالت‌ها می‌تواند توسط سنسورها و یا به صورت دستی انجام شوند. این دسته از شیشه‌ها با ولتاژ بسیار پایین بین یک تا سه ولت کار می‌کنند و فقط برای تغییر از حالتی به حالت دیگر انرژی الکتریکی مصرف می‌کنند. این موضوع به این معنی می‌باشد که وقتی این شیشه‌ها در یک حالت ثابت قرار گرفته باشند، مصرف انرژی نخواهند داشت. در واقع اعمال ولتاژ موجب ایجاد یون‌هایی می‌شود که در اثر واکنش‌های شیمیایی موجب تغییر رنگ در شیشه می‌شوند.
بخش مرکزی این سیستم‌ها متشکل از یک لایه‌ی رسانای یونی یا الکترولیت می‌باشد که بین دو لایه ساندویچ شده است. یکی از این لایه‌ها، فیلم التروکرومیک یا الکترود و دیگری یک لایه‌ی ضد الکترود می‌باشد. این لایه‌ها خود نیز توسط دو لایه‌ی بیرونی ساخته شده از رساناهای شفاف احاطه شده‌اند. زمانی که ولتاژ الکتریکی به این دو لایه اعمال می‌شود، یون‌ها از لایه‌ی ضد الکترود خارج شده و به سمت لایه‌ی الکترولیت حرکت می‌کنند که این موضوع باعث تغییر در ویژگی‌های اپتیکی شیشه می‌شود. زمانی که جریان قطع می‌شود این روند حالت معکوس خود را طی می‌کند و شیشه به حالت شفاف خود بر می‌گردد.
در صورتی که این نوع شیشه‌ها به خوبی عمل کنند، فرایند تیره شده به صورت یکنواخت در کل شیشه صورت می‌پذیرد. این اتفاق از لبه‌ها شروع شده و به مرکز شیشه پیشروی می‌کند. این فرایند چند ثانیه تا چند دقیقه، بسته به ابعاد شیشه طول خواهد کشید. فرایند تیره شدن معمولاً مدت زمان بیشتری نسبت به فرایند شفاف شدن طول خواهد کشید. این زمان به دمای شیشه نیز بستکی دارد. در صورتی که دمای شیشه بالا باشد این فرایند سریع‌تر انجام می‌شود و در صورتی که دمای شیشه پایین باشد این مدت زمان بیشتر خواهد شد. طول کشیدن این فرایند به کاربران اجازه می‌دهد که خود را با شرایط نوری جدید تطبیق دهند. یکی دیگر از مزایای این شیشه‌ها، برقرار بودن ارتباط بصری با محیط بیرون، حتی بعد از تیره شدن می‌باشد. مشخصات تعدادی از این شیشه‌ها در حالت‌های مختلف در جدول زیر گنجانده شده است.
میزان فرایند | VT | SHGC | U | VT | SHGC | U | VT | SHGC | U | VT | SHGC | U |
GUARDIAN SUNGUARD EC (Low-E) | VIEW DYNAMIC GLASS | INFRASELECT (Low-E) | SGG SAGEGLASS | |||||||||
0 | 50% | 0.34 | 1.10 آرگون | 58% | 0.46 | 1.64 آرگون | 55% | 0.40 | 1.10 آرگون | 60% | 0.41 | 1.64 آرگون |
3/1 | 35% | 0.24 | 40% | 0.29 | - | - | 18% | 0.15 | ||||
3/2 | 18% | 0.13 | 20% | 0.16 | - | - | 6% | 0.10 | ||||
3/3 | 3% | 0.06 | 3% | 0.09 | 15% | 0.12 | 1% | 0.09 | ||||