50
Fasady ze szkła o zmiennych właściwościach optycznych
Opisane powyżej rodzaje szkła smart są najbardziej znane i zaawanso-
wane w procesie wdrażania oraz rozpowszechniania. W rzeczywistości
ich grupa jest znacznie bardziej liczna. Nieco mniej znanym, ale inte-
resującym rozwiązaniem są np. szyby gazochromatyczne. Czynnikiem
wywołującym zmianę jest aktywny gaz – rozcieńczony wodór, który
przepływa przez pustkę między warstwami szklenia. Reaguje on
z powłoką gazochromatyczną, zabarwiając ją na kolor ciemnoniebie-
ski. Powrót do stanu przezroczystego powodowany jest dostarczaniem
tlenu. Dopływ gazów sterowany jest elektronicznie.
Na uwagę zasługuje także system micro-blind, w którym szyba
z przezroczystej staje się stopniowo nieprzezierna. Jednak zmiana ta
nie zachodzi w strukturze materiałowej szkła, tak jak w rozwiązaniach
opisanych powyżej (dlatego nie należą do grupy materiałów smart).
Powierzchnia tafli pokryta jest warstwą mikrożaluzji w postaci
metalowej folii z wyciętymi laserowo blaszkami, które zwijają się
i w tym stanie są niewidoczne dla oka. Po przyłożeniu napięcia rozwi-
jają się i szkło staje się nieprzepuszczalne. System został opatentowany
w National Research Council w Kanadzie. Zakłada się, że będzie tań-
szy niż inne rozwiązania. Teoretycznie dostępny jest w nieograniczonej
palecie barw.
x x x
Podsumowanie
Szkło o zmiennych właściwościach optycznych jest rozwiązaniem nowej
generacji, które tworzy nową jakość użytkowania. Ma ono znaczenie
przede wszystkim ze względu na możliwość efektywniejszego niż
dotychczas wykorzystania energii słonecznej w budynkach oraz decydo-
wania, w jakich okolicznościach ich wnętrza mają być otwarte na oto-
czenie, a w jakich nie. Wszystko to dzieje się za pomocą jednego, indy-
widualnie dobranego produktu, który nie wymaga uzupełniania innymi
elementami. W przypadku tradycyjnych ścian kurtynowych właściwą
ochronę przeciwsłoneczną można zapewnić przy pomocy zewnętrznych
systemów zacieniających. Wymagają one jednak starannego projektu,
podnoszą koszty realizacji fasady i zakłócają jej wizualną ciągłość.
Najbardziej uniwersalne wydaje się być szkło elektrotropowe w tech-
nologiach LCD i SPD. Ich działanie warunkowane impulsem elek-
trycznym jest niezależne od czynników otoczenia. Może być zatem
sterowane indywidualnie według upodobań użytkowników lub auto-
matycznie, zgodnie z założoną strategią, np. związaną z optymalnym
wykorzystaniem energii słonecznej. Ten rodzaj szklenia ma stosun-
kowo niewiele ograniczeń technologicznych (np. zmiana zachodzi
w nim najszybciej w porównaniu do innych systemów) i co szczególnie
istotne, możliwa jest modernizacja istniejących fasad przez naniesienie
na nie folii LCD lub SPD. Za wadę szkieł elektrotropowych można
uznać konieczność stałego dostarczania energii elektrycznej w celu
utrzymania szyb w stanie przezroczystym.
Spośród systemów reagujących na zmiany otoczenia najbardziej inte-
resujące jest szkło termotropowe (impulsem jest zmiana temperatury).
Jest ono bardziej zaawansowane w procesie rozpowszechniania niż
szkło fotochromatyczne (impulsem jest światło), ma mniej ograniczeń
technologicznych i jego produkcja jest tańsza. Jedną z niedogodności
szkła samoczynnie zmieniającego właściwości jest brak możliwości
kontrolowania przepływu promieniowania słonecznego. Okno zmienia
kolor lub mętnieje pod wpływem warunków otoczenia także wtedy,
gdy jest to niepożądane. Z tego względu systemy te znajdują zasto-
sowanie w elementach, które nie odgrywają ważnej roli w utrzy-
mywaniu wzrokowego kontaktu między wnętrzem a otoczeniem,
np. świetliki dachowe, okna oświetlające wnętrze światłem górno-
-bocznym czy moduły ścian kurtynowych położone powyżej linii
wzroku. W takiej sytuacji nie ma potrzeby wprowadzania dodatkowej
instalacji elektrycznej, jak w przypadku szkieł z grupy elektro-.
Oferta szkła typu smart staje się coraz bogatsza, a wprowadzane na
rynek produkty są stopniowo udoskonalane np. pod względem czasu
reakcji, jakości zabarwienia lub zmętnienia, maksymalnych rozmiarów
tafli i dostępnych kształtów, odporności na czynniki zewnętrzne czy
trwałości. Możliwości użytkowe szkła tego rodzaju wydają się bardzo
atrakcyjne, podobnie jak efekt wizualny, który może współtworzyć
wizję architektury dynamicznie zmieniającej się w czasie, niosącej
przekaz informacyjny. Wciąż jednak są to produkty niszowe. Ilość
realizacji choć stale rośnie, to jednak nadal jest niewielka. Podstawową
barierą jest koszt wielokrotnie przewyższający ceny tradycyjnych
szklanych ścian kurtynowych. Stąd większość realizacji ma charakter
demonstracyjny, prestiżowy lub dotyczy elementów o stosunkowo
niewielkiej skali, gdzie unikalne właściwości konkretnego rodzaju
szkła smart mają duże znaczenie, np. w obiektach medycznych,
dydaktycznych, wystawowych. Można jednak mieć nadzieję na stop-
niowe obniżenie kosztów wskazanych powyżej technologii, wzrost ich
znaczenia i udziału w nowo projektowanych budynkach.
Literatura
1. Adington M., Schodek D., „Smart Materials and Technologies. For the archi-
tecture and design professions”, Elsevier, Oxford 2005.
2. Compagno A., „Intelligent Glass Facades”, Birkhauser Publishers Basel-
-Boston-Berlin 1997.
3. Marchwiński J., „Zastosowania szkła termotropowego i fotochromatycznego
w szklanych fasadach”, w: „Świat Szkła” 12/2007.
4. Marchwiński J., „Szklenie elektrochromatyczne w budownictwie”, w: „Świat
Szkła” 3/2007.
5. Ritter A., „Smart Materials”, Birkhauser, Berlin 2007.
6. Zielonko-Jung K., „Interaktywne, adaptacyjne, multimedialne – elewacje
przyszłości”, w: „Świat Szkła” 4/2007.
7. Strony internetowe
(dostęp: 02.2015)
(dostęp: 02.2015)
(dostęp: 02.2015)
Przypisy
1
Uważa się, że termin intelligent dotyczy złożonych systemów, a smart elementów
prostszych, w tym materiałów. Dlatego tłumaczenie smart materials jako mate-
riały inteligentne jest niewłaściwe.
2
Do materiałów smart zaliczane są także te, które są zdolne do przemiany energii
bez zamiany wewnętrznej struktury. Do tej grupy materiałów należą np. ogniwa
fotowoltaiczne.
