Szkło aktywne – co to takiego?

Pod nazwą „szkło aktywne” kryją się w praktyce trzy różne technologie, które bywają ze sobą mylone: szkło zmieniające przezroczystość, przezroczyste ogniwa fotowoltaiczne oraz szkło z wbudowanym ekranem LED. W tym artykule wyjaśniamy każdą z nich osobno, opisujemy zalety i wady, a także podpowiadamy, ile trzeba zapłacić za taki montaż.

Szkło aktywne – co to jest, jak działa i gdzie się je stosuje?

Szkło aktywne, nazywane też szkłem inteligentnym lub smart glass, to szyba, która pod wpływem impulsu elektrycznego zmienia swoją przezroczystość: z przejrzystej na mleczną lub odwrotnie, bez użycia zasłon, rolet czy żaluzji. Efekt uzyskuje się w ciągu sekundy, jednym przełącznikiem albo poleceniem głosowym w systemie smart home.

Pod nazwą „szkło aktywne” kryją się w praktyce trzy różne technologie, które często są ze sobą mylone:

• szkło zmieniające przezroczystość,
• przezroczyste ogniwa fotowoltaiczne,
• szkło z wbudowanym ekranem LED.

Jak działa szkło aktywne zmieniające przezroczystość?

To technologia, którą najczęściej ma na myśli osoba szukająca hasła „szkło aktywne”, i ta, która realnie zastępuje zasłony oraz żaluzje.

Między dwiema taflami szkła laminowanego umieszcza się cienką warstwę materiału reagującego na napięcie elektryczne. Na rynku funkcjonują trzy główne technologie, które różnią się budową i sposobem działania:

• PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) – warstwa z rozproszonymi ciekłymi kryształami. Najpopularniejsze rozwiązanie w budownictwie mieszkaniowym i biurowym ze względu na krótki czas przełączania i stosunkowo prostą konstrukcję.
• SPD (Suspended Particle Device) – warstwa z zawieszonymi mikroskopijnymi cząstkami. Pozwala płynnie regulować stopień przyciemnienia, a nie tylko przełączać między dwoma skrajnymi stanami.
• szkło elektrochromowe – zmienia barwę i przepuszczalność światła w wyniku reakcji chemicznej zachodzącej pod wpływem prądu. Przełączanie trwa dłużej niż w PDLC i SPD, za to zużywa mniej energii w trakcie utrzymywania stanu.

Zasada działania dwóch pierwszych technologii jest zbliżona:

• bez zasilania (stan wyłączony) – cząsteczki w folii są ułożone chaotycznie i rozpraszają światło. Szyba jest matowa, mleczna, i zapewnia pełną prywatność, choć nadal przepuszcza światło dzienne.
• pod napięciem (stan włączony) – cząsteczki ustawiają się równolegle względem siebie, co pozwala światłu przechodzić swobodnie. Szyba staje się w pełni przezroczysta.

Przełączanie między stanami można zautomatyzować, na przykład połączyć z czujnikiem obecności, harmonogramem dnia albo sterowaniem głosowym w ramach systemu smart home.

Przezroczyste ogniwa fotowoltaiczne – szkło aktywne inaczej

To druga, energetyczna technologia, którą OKNOPLAST rozwija w linii okien Winergetic. W odróżnieniu od PDLC czy SPD nie zmienia ona przezroczystości szyby, tylko służy do pozyskiwania energii słonecznej.

Na powierzchnię szyby nanosi się bardzo cienką warstwę materiału fotowoltaicznego, niemal niewidoczną gołym okiem. Rozwiązanie sprawdza się szczególnie w budynkach, w których dach ma zbyt małą powierzchnię, by pomieścić wystarczającą liczbę tradycyjnych paneli słonecznych: w domach na małych działkach, biurowcach i apartamentowcach z przeszkloną elewacją.

Zanim opracowano tę technologię, ogniwa montowano jako osobne ekrany po zewnętrznej stronie okna. Ograniczało to widok i psuło estetykę elewacji, dlatego mieszkańcy apartamentów rzadko godzili się na takie rozwiązanie. Naniesienie ogniw bezpośrednio w strukturze szkła, jak w oknach PROLUX, rozwiązuje ten problem: przeszklenie pozostaje przejrzyste, a mimo to generuje energię elektryczną.

Szkło z ekranem LED

Trzecia technologia to szkło, w którego strukturze umieszczono diody LED już na etapie produkcji. Taka szyba działa jak wielkoformatowy ekran: może wyświetlać obraz, reklamę lub grafikę i współpracować z sąsiednimi panelami w fasadzie budynku. Wykorzystuje się ją komercyjnie, na przykład na elewacjach muzeów, sal koncertowych czy obiektów sportowych, między innymi jako element wydarzeń kulturalnych i widowisk.

Zalety szkła aktywnego:

• prywatność na żądanie – pomieszczenie można w sekundę zamienić z przejrzystej witryny w zasłoniętą przestrzeń, bez zasłon i rolet,
• mniejsze nagrzewanie wnętrza – w wersji ograniczającej przepuszczalność światła zmniejsza ilość ciepła wpadającego latem do pomieszczenia, co obniża koszty klimatyzacji,
• oszczędność miejsca – nie trzeba montować rolet, żaluzji ani grubych zasłon, co ma znaczenie zwłaszcza przy dużych przeszkleniach,
• integracja ze smart home – sterowanie z aplikacji, harmonogramem albo głosem,
• estetyka – brak widocznych mechanizmów przesłon na elewacji budynku, co jest szczególnie ważne w architekturze minimalistycznej,
• ochrona przed promieniowaniem UV – warstwa aktywna dodatkowo ogranicza przenikanie promieniowania UV, co chroni wyposażenie wnętrza przed blaknięciem.

Wady i ograniczenia szkła aktywnego:

Warto znać też słabsze strony tego rozwiązania, zanim podejmie się decyzję o zakupie:

• wysoki koszt – szkło aktywne jest znacznie droższe od standardowej szyby zespolonej, co ogranicza jego zastosowanie do wybranych, reprezentacyjnych pomieszczeń,
• konieczność zasilania – utrzymanie stanu przezroczystego wymaga stałego, choć niewielkiego, napięcia i w razie awarii zasilania szyba wraca do stanu matowego lub przezroczystego, zależnie od technologii,
• ograniczona żywotność folii – warstwa aktywna, podobnie jak inne komponenty elektroniczne, ma określony cykl życia i po latach użytkowania może wymagać wymiany,
• trudniejszy montaż i serwis – naprawa uszkodzonej warstwy zwykle oznacza wymianę całego pakietu szybowego, a nie punktową naprawę.

Gdzie stosuje się szkło aktywne?

• biura i sale konferencyjne – jako ścianki oddzielające, które w sekundę zapewniają prywatność na czas spotkania,
• domy i mieszkania – w łazienkach i salonach jako przeszklenia wewnętrzne, rzadziej jako okna zewnętrzne ze względu na koszt,
• obiekty użyteczności publicznej – banki, hotele, gabinety lekarskie, gdzie liczy się szybka zmiana funkcji pomieszczenia,
• fasady komercyjne – w wariancie z ogniwami fotowoltaicznymi lub ekranem LED, jako element energooszczędny lub reklamowy budynku,
• motoryzacja i transport – szyby PDLC stosuje się też w dachach panoramicznych samochodów czy w oknach pociągów i samolotów, choć to zastosowania spoza budownictwa.

Ile kosztuje szkło aktywne?

Niezwykle interesującym rozwiązaniem jest szkło, w którym w procesie produkcji umieszcza się diody LED. Taka szyba jest w istocie wielkopowierzchniowym ekranem LED, który może współpracować z podobnymi ekranami wbudowanymi w okna albo w szklane elementy elewacji. W ten sposób administrator budynku może wykorzystać powierzchnie okien komercyjnie jako wielkopowierzchniową tablicę reklamową. Projekcja obrazu na elewacji muzeum, sali koncertowej, obiektu sportowego może być wykorzystana jako integralny element wydarzenia kulturalnego lub zawodów sportowych.

Jak zamontować szkło aktywne?

W istniejącym oknie zwykle nie da się zamontować warstwy aktywnej bez wymiany całego pakietu szybowego, ponieważ folia PDLC lub SPD umieszczana jest fabrycznie między taflami szkła podczas laminowania. W praktyce oznacza to zamówienie nowej szyby o odpowiednich parametrach do istniejącej ramy okiennej albo wymianę całego okna. Do montażu potrzebne jest też doprowadzenie zasilania do ramy, dlatego warto zaplanować tę instalację już na etapie remontu lub budowy.