Введение в мир умного стекла
Концепция смарт-стекла, способного изменять свои оптические свойства, уже не является новинкой для оконного рынка, но продолжает набирать популярность, отражая современные архитектурные и дизайнерские тренды. Этот высокотехнологичный элемент, еще недавно казавшийся фантастикой, сегодня становится реальностью. Знаковым событием, продемонстрировавшим прогресс в этой области, стала выставка Glasstec 2016 в Дюссельдорфе, где ведущие производители представили свои последние разработки.
История создания и развития
Идея "умного" стекла зародилась еще в конце 1970-х годов. В 1979 году Стив Абади задумал создать электронное стекло, но технические возможности того времени не позволили реализовать эту идею. Упорство изобретателя принесло плоды лишь в 1984 году, когда был создан первый стеклопакет "LC Glass" на основе жидких кристаллов. Однако рынок оказался не готов к такой инновации, и производство пришлось заморозить почти на два десятилетия.
Фото: Стив Абади, 1984 год
Второе рождение технологии произошло в 2003 году, когда Абади основал компанию Innovative Glass Corporation и вывел на рынок продукт под торговой маркой E-Glass. В России смарт-стекло появилось в 2009 году и первоначально использовалось в офисных зданиях для обеспечения конфиденциальности. Сегодня его можно встретить в элитной недвижимости, культурных центрах и даже в автомобилях премиум-класса. Ярким примером применения стал проект в музее Аушвиц-Биркенау в Польше.
Технологии производства: основа основ
Несмотря на то, что метод изготовления смарт-стекол был придуман более 20 лет назад, массовое использование началось только сейчас. Ключевой процесс — триплексование, то есть соединение двух или более листов стекла с использованием специальных ламинирующих пленок. Существует три основных типа таких пленок:
EVA (этиленвинилацетатная): наиболее бюджетный вариант, но с недостатками — высокой мутностью и низкой прочностью. Широко применяется в России из-за доступной цены.
PVB (поливинилбутиральная): обеспечивает высокое качество продукции, но требует значительных первоначальных инвестиций. Имеет хорошее сцепление со стеклом, но плохое — с пластиком.
TPU (термопластичный полиуретан): считается оптимальным выбором для производства смарт-стекла благодаря устойчивости к влаге, агрессивным средам и отличной адгезии как к стеклу, так и к пластику. Наиболее распространена в Европе.
Основные виды смарт-стекол и их особенности
1. Стекло на основе жидких кристаллов (PDLC/LCD)
Эта технология использует слой жидкокристаллических полимерных частиц между двумя стеклами с электропроводящим покрытием. Без подачи электричества частицы расположены хаотично, рассеивая свет и создавая матовый эффект (белый, серый или голубой оттенок). При включении напряжения частицы выстраиваются вертикально, и стекло становится прозрачным. Переключение занимает около 5 секунд, а энергопотребление составляет 4-5 Вт/м².
На выставке Glasstec 2016 были представлены интересные разработки: компания Saint Gobain показала Privacy Smart Glass с мгновенным переключением (менее 0.01 секунды), NSG Group — окно Private Window, а испанская Dream Glass Group — продукт DreamGlass® Privacy Glass, позволяющий управлять не только прозрачностью, но и яркостью по сегментам.
Фото: Privacy Glass (on/off)
2. Стекло на основе «взвешенных частиц» (SPD)
Технология SPD также использует частицы между слоями проводящего покрытия, но они имеют стержнеобразную структуру. В выключенном состоянии стекло имеет темно-синий или черный цвет, а при подаче напряжения становится прозрачным. Скорость переключения — 2-3 секунды. Такое стекло часто используется в автомобилях премиум-класса.
Фото: Смарт-стекло SPD (on/off)
3. Электрохромное стекло (ECD)
Принципиальное отличие ECD-технологии в том, что стекло прозрачно в выключенном состоянии, а затемняется при подаче электричества (обычно до синего оттенка). Энергия требуется только в момент переключения (3-5 Вт), что делает его энергоэффективным. Однако процесс затемнения (2-6 минут) и осветления (5-8 минут) происходит значительно медленнее. Применяется в автомобилях, мансардных окнах и для защиты музейных экспонатов от УФ-лучей.
Фото: Смарт-стекло ECD (on)
4. Светодиодное стекло (Glassiled)
Эта инновационная технология позволяет встраивать светодиоды между слоями стекла, создавая прозрачные дисплеи и осветительные элементы. Продукция сохраняет до 99% прозрачности, потребляет мало энергии и открывает безграничные возможности для архитекторов и дизайнеров. На выставке AGC представила 13-метровый стеклянный помост с логотипом компании, выполненный по этой технологии.
Фото: Смарт-стекло по технологии Glassiled
Перспективы рынка и будущее технологии
Смарт-стекло обладает огромным потенциалом. Помимо создания приватности и декоративных функций, оно способно экономить энергию (по данным Минэнерго США — до 40%), защищать от УФ-излучения и снижать уровень шума. Несмотря на высокую стоимость (от 1000 евро за м²), рынок растет стремительными темпами.
Согласно отчету Stratistics Market Research Consulting, мировой рынок смарт-стекла в 2015 году оценивался в 32 млрд долларов, а к 2022 году может достичь 126.7 млрд долларов при ежегодном росте 21.2%. Аналитики TechNavio прогнозируют рост на 19.88% в период 2016-2020 годов.
Крупные игроки, такие как Saint Gobain, инвестируют значительные средства в разработки (например, 80 млн долларов в SageGlass). Основными сдерживающими факторами остаются высокая цена и недостаточная информированность потребителей. Однако по мере удешевления технологий смарт-стекло может стать массовым продуктом, вытеснив традиционные шторы и жалюзи, и открыв новые горизонты для оконных компаний по всему миру.