Powłoki budynków mają też naturę elektroniczną: to obraz w ruchu na fasadach wielkich metropolii modyfikuje architekturę. (...) Współczesna przestrzeń jest widoczna, materialna, płaska, graficzna, albo sprzecznie zamglona, atmosferyczna, rozpływająca się (Alain Guiheux).

 

Szkło emitujące światło
Rozwój technologii oświetleniowych i elektronicznych zmienił oblicze współczesnej architektury. Światło stało się nowym narzędziem dla kreatywności projektantów, środkiem ekspresji, źródłem doznań estetycznych, emocji i przekaźnikiem informacji. Silny postęp technologii LED (ang. Light Emitting Diode) w ostatnich latach otworzył nowe możliwości estetycznego, funkcjonalnego a zarazem energooszczędnego oświetlenia szklanych konstrukcji.

 

Diody elektroluminescencyjne coraz częściej stanowią integralny element innowacyjnej architektury, co widać szczególnie dobrze w przypadku modnych obecnie szklanych fasad medialnych. Wszechstronna technologia LED pozwala kreować spektakularne efekty świetlne dowolnych rozmiarów, kształtów i kolorów. Wraz ze zmianą natężenia i barwy światła tworzy iluzję ruchu, ożywia statyczny świat budynków przekształcając ich powłoki w interaktywne ekrany. Nowoczesne oświetlenie LED to coś więcej niż zwykła iluminacja – nie tylko upiększa architekturę, ale wręcz kształtuje ją.

 

13-fot1

Fot.1. Powerglass®, prod. GLAS-PLATZ (fot. http://www.glas-platz.de)


Rozwiązania polegające na montowaniu na powłoce budynku oświetlenia LED na specjalnej podkonstrukcji (np. systemy typu mesh z oprawami LED osadzonymi na metalowych siatkach czy samonośnych przewodach) stanowią dodatkowe obciążenie, są trudne w czyszczeniu, mogą ograniczać dostęp światła naturalnego i widoczność. Architekci chcą rozwiązań, które nie ograniczą ich kreatywności a jednocześnie pozwolą w sposób harmonijny i trwały wkomponować zaawansowaną technologię w strukturę budynku.


Innowacyjna kombinacja technologii LED i architektury nastąpiła wraz z możliwością bezpośredniej integracji diod elektroluminescencyjnych ze szkłem klejonym. Rezultatem jest wielofunkcyjny materiał budowlany – hybryda, która zachowując cechy konwencjonalnego laminatu dodatkowo emituje światło.

 

13-fot2

Fot. 2. TOTEM – Drooghmans, Balen 2009. Podwójnie szklone jednostki shadow box z diodami LED (system LEDinGLASS) tworzą świecący narożnik z logo firmy (fot. http://www.quantumglass.com)


Diody LED osadzane są na przeźroczystej powłoce przewodzącej prąd a następnie zalaminowane z dwiema taflami szkła budowlanego. Zazwyczaj wykorzystuje się typowe, bezbarwne szkło float, także w wersji hartowanej. Możliwe są również kombinacje ze szkłem kolorowym, lustrzanym, szybami zespolonymi i inne. Materiałem laminującym jest standardowa folia polimerowa typu EVA, PVB, TPU lub żywica.


Transparentne struktury obwodów elektrycznych wewnątrz szklanego laminatu umożliwiają zasilanie diod bez widocznych przewodów. Doprowadzenie energii elektrycznej do warstwy przewodzącej następuje przy pomocy zewnętrznego zasilacza schowanego w puszce elektrycznej instalacji podtynkowej lub podłączonego do zwykłego gniazdka.

 

13-fot3

Fot. 3. ONLYGLASS MEDIAFACADE (fot. http://www.onlyglass-mediafacade.com)


Ilość punktów świetlnych może być w zasadzie dowolna, tak jak i ich układ (przy zachowaniu minimalnego rozstawu określonego przez producenta). Możliwość dowolnego rozmieszczenia diod LED pozwala tworzyć nieskończoną ilość kompozycji. Ważnym aspektem szklanego materiału jest przezierność, która rośnie proporcjonalnie do wzrostu rozstawu pikseli. Transparentność uzależniona jest także od rodzaju płyty nośnej diod (nadrukowane płytki, listwy), generalnie kształtuje się na poziomie 70-90%.


Diody mogą być monochromatyczne (białe, żółte, czerwone, niebieskie, zielone) lub wielobarwne (RGB - red, green, blue, RGBW - red, green, blue, white). Diody  RGB LED mają struktury do generowania trzech podstawowych barw, poprzez możliwość ich mieszania są w stanie wytworzyć miliony kolorów. Cyfrowy system sterowania oświetleniem DMX (Digital Multiplexing) pozwala programować pojedyncze diody lub grupy RGB dla tworzenia dynamicznych efektów sekwencyjnych, animacji, projekcji wideo.

 

13-fot4

Fot. 4. ONLYGLASS MEDIAFACADE (fot. http://www.onlyglass-mediafacade.com)


Szkło z wbudowanymi diodami LED jest wytrzymałe i odporne na różne warunki atmosferyczne, może być więc stosowane zarówno wewnątrz budynków  (schody, meble, ekrany, kabiny prysznicowe) jak i na zewnątrz (fasady, atria, mała architektura). Do zalet materiału trzeba dodać: wysoką skuteczność świetlną, niski pobór prądu, długi okres eksploatacji oraz bezpieczeństwo użytkowania (nie wytwarza promieniowania UV, IR) i łatwość utrzymania (czyszczenie standardowym środkiem do mycia okien).

     (...)

Aktywne szkło emitujące światło wprowadzają na rynek różni producenci. GLAS-PLATZ opatentowała świecące z obu stron panele o nazwie powerglass® (fot. 1, 5, 6). Diody LED, osadzone na przeźroczystej powłoce przewodzącej, są zalaminowane ze szkłem za pomocą transparentnej żywicy (na zamówienie dostępnej też w kolorze czarnym lub białym nieprzeźroczystym).


Maksymalny format szkła przewodzącego wynosi 1200x2800 mm. Cały proces produkcyjny od cięcia szkła po końcową obróbkę materiału odbywa się w jednym miejscu. Gotowe panele z przewodami podłączeniowymi są dostarczane wraz z okablowaniem hot wire i zasilaczami. GLAS-PLATZ oferuje jeszcze inne, bardziej złożone produkty. Thermo powerglass ® pozwala wykorzystać ciepło ze szkła np. do osuszania mokrych powierzchni. Materiał można zintegrować m.in. z systemem szklanych grzejników SAINT-GOBAIN. Z kolei photovol powerglass® to kombinacja szkła z diodami LED i ogniwami fotowoltaicznymi.

 

 

13-fot5

Fot. 5. SUBARU powerglass® media facade, Seoul 2010. Nocą szklana fasada stanowi święcący ekran reklamowy. Wyłączona w ciągu dnia jest wizualnie dyskretna, nie przeszkadza użytkownikom. Logo, napisy i animacje mogą być prezentowane z obu stron szklanej ściany (fot. POPSign, www.powerglass.com)


Firma SCHOTT opisuje swój produkt Magira® LightPoints LED jako pływające punkty świetlne, iskrzące, kolorowe i efektowne. Diody LED (do wyboru w kolorze białym zimnym lub ciepłym, czerwonym, niebieskim, zielonym oraz żółtym) mogą być laminowane zarówno ze specjalnie powlekanym szkłem extra-clear jak i kolorowym IMERA®, wielokolorowym stapianym, antyrefleksyjnym, itd. Standardowe laminaty grubości 11,04 (15,04) mm osiągają maks. wymiar 1300x2500 mm; na zamówienie wytwarzane są w dowolnych kształtach i rozmiarach [6].


SAINT-GOBAIN GLASS pod marką QUANTUM GLASS™ oferuje interaktywny system LEDinGLASS. W tym wypadku materiał nie jest całkowicie transparentny. Źródłem światła jest listwa RGB LED klejona do krawędzi bezbarwnego szkła z nadrukiem na tylnej stronie (fot. 2).

 

 

13-fot6

Fot. 6. Fasada budynku mieszkalnego ze szkła powerglass ®, Nowy Jork 2005. Ponad 6000 ściemnianych diod LED nieregularnie osadzono w szkle izolacyjnym (fot. www.contemporist.com)


Wiązka światła emitowanego przez diody przechodzi przez przeźroczysty silikon i krawędź szklanej płyty a następnie załamuje się na przednią stronę przez białe kropki sitodruku. W celu optymalizacji poziomu światła wyjściowego używane jest zawsze szkło SGG Diamant. W zależności od powierzchni tafli szklanej stosuje się jedną lub więcej listew RGB LED. Pojedyncza listwa o długości maks. 3600 mm składa się z jednego lub kilku lutowanych modułów (w czterech standardowych długościach) w aluminiowej ramie. Diody osadzone są na drukowanej płytce i zabezpieczone żywicą epoksydową. W przypadku użycia materiału na zewnątrz dodatkowo stosuje się wodoodporne złącze IP67. Kompleksowe rozwiązanie, proste w użyciu i konserwacji, dostarczane jest  z pełnym oprogramowaniem.


Inne rozwiązanie, wykorzystujące metodę sitodruku na szkle, powstało w wyniku kooperacji firm GLASSOLUTION i OSKOMERA. W skład systemu LEDin- Glass Outdoor (LIGO) wchodzą szklane panele okienne z umieszczonymi wzdłuż krawędzi listwami LED oraz elektroniczne urządzenia sterujące.

 

 

13-fot7

Fot. 7. Imaginarium, Madryt 2010. Reprezentacyjna szklana fasada z ekranem mediaglass. (fot. http://www.leuro.com)


ONLYGLASS MEDIAFACADE to połączenie diod LED ze szkleniem izolacyjnym (fot. 3, 4). Te innowacyjne panele mogą zastąpić konwencjonalne materiały (o minimalnej odległości między szybami 16 mm) bez strat efektywności czy optycznego zniekształcenia fasady. Wymiary elementów dostosowane są do konkretnego projektu (maks. wielkość pojedynczego panela 3500x2700 mm).

 

Z uwagi na to, że dodatkowe obciążenie sięga zaledwie 3,5 kg/m2 instalacja nie wymaga specjalnych modyfikacji strukturalnych, nawet w przypadku istniejących fasad. Bardzo ważną zaletą jest duża przezierność materiału - w zależności od rozstawu punktów świetlnych można osiągnąć poziom od 80% (20 mm) do 96% (100 mm). ONLYGLASS MEDIAFACADE jest jedną z najbardziej wydajnych transparentnych fasad medialnych na rynku.

 

13-fot8

Fot. 8. Imaginarium, Madryt 2010. Paski diod LED zintegrowane ze szkłem laminowanym - widok z wnętrza sklepu. (fot. http://www.leuro.com)

 


Jedna technika, wiele możliwości
Zaawansowane technologie oświetlenia LED potrzebują bardzo mało energii dla stworzenia wyjątkowego efektu. Możliwości wizualne są w zasadzie nieograniczone.


Świecące, kolorowe diody LED tworzą na szkle rozmaite wzory (fot. 1, 2, 5, 9), układają się w napis, grafikę (np. logo), luźno rozmieszczone przypominają rozgwieżdżone niebo (fot. 6). Bardziej kompleksowe rozwiązania to proste animacje lub szczegółowe filmy wideo, a także instalacje interaktywne, reagujące.


Systemy cyfrowego sterowania oświetleniem pozwalają tworzyć rozmaite scenariusze świetlne z przyciemnieniem światła, zmianą kolorów, miganiem, itd. Przy wyłączonym zasilaniu (w ciągu dnia) sieć diod LED jest subtelna, prawie niewidoczna. Po włączeniu prądu system ujawnia w pełni swoje możliwości. Nie tylko w ciemności – innowacyjne rozwiązania typu mediaglass ® zapewniają doskonałą widoczność punktów świetlnych nawet w ciągu dnia.


Iluminacja architektury za pomocą technologii LED to dobry sposób podniesienia jej atrakcyjności w przestrzeni publicznej. Szkło emitujące kolorowe światło przyciąga uwagę, budzi emocje. Gdy w statyczny świat szklanych fasad wprowadzimy efekt ruchu, zainteresowanie i zaskoczenie jest tym większe.


Światło nadaje budynkom nową tożsamość, wyróżnia je w otoczeniu. Jest też ważnym elementem komunikacji, szybkim, bezosobowym przekaźnikiem informacji a także elementem strategii marketingowej. Wielu inwe storów/projektantów wykorzystuje możliwości technologii LED, aby przy pomocy światła i koloru podnieść atrakcyjność i prestiż, zapewnić niepowtarzalny innowacyjny wizerunek.

 

13-fot9

Fot. 9. King Road Tower, Jeddah. Szklany ekran LED pokrywa wysokość 21 pięter na fasadzie północnej i południowej oraz 16 na zachodniej (fot. CITILED, http://www.quantumglass.com)


Cyfrowe rozwiązania dla dynamicznych fasad
Medialne fasady rewolucjonizują świat architektury, mediów, reklamy i sztuki. Szklane powłoki zmieniające się w cyfrowe ekrany to rozwiązanie dla społeczeństwa XXI wieku żyjącego w szybkim tempie, także nocą. Wyświetlanie rozmaitych treści przy użyciu technologii oświetlenia LED otwiera nowe możliwości dla szeroko pojętej komunikacji i rozrywki.

 

Różne techniki dynamicznych prezentacji na statycznej ścianie wykorzystywane są od lat 90. XX w. Migające, kolorowe ekrany LED-owe zawieszone na budynku stały się charakterystycznym elementem krajobrazu wielkich miast na całym świecie, doprowadzając często do tzw. „zanieczyszczenia” światłem.


Takie rozwiązanie zniekształca architekturę, zmienia jej estetykę, dodaje obciążenia, a w przypadku szklanych budynków ogranicza dostęp światła i widoczność. Innowacyjne technologie pozwalają zintegrować multimedialny wyświetlacz ze strukturą elewacji. Nowej generacji fasada z wbudowaną w szkło siatką diod LED jest efektowną cyfrową skórą, w ~80-90% przeźroczystą.


Zastępuje billboardy, plakaty i inne systemy zewnętrznego oświetlenia czy grafiki. Sterowane systemy pikseli LED wyświetlają szeroki zakres treści (obrazy, animacje, filmy, wiadomości, zdjęcia itp.).

 

13-fot10

Fot. 10. King Road Tower, Jeddah – widok z wnętrza budynku. Cyfrowy wyświetlacz jest przejrzysty dla użytkowników, szkło przeciwsłoneczne zapewnia dobrą izolację fasady. (fot. CITILED, http://www.quantumglass.com)


W 2010 r. nad wejściem do słynnego sklepu z zabawkami Imaginarium w Madrycie zainstalowano wysokiej wydajności transparentny ekran LED (fot. 7, 8). W ramach zmiany wizerunku sklepu architekt Gabriel Allende zaproponował całkowicie nową fasadę: ekskluzywną, przejrzystą, zapewniającą możliwość projekcji wideo dobrze widocznej zarówno dniem jak i nocą. Ponieważ żadne z dostępnych wówczas rozwiązań nie pozwalało spełnić jednocześnie tych wymagań, zdecydowano się opracować nową technologię. W rezultacie powstała innowacyjna szklana fasada z cyfrowym ekranem multimedialnym o wymiarach 12x2 m. Specjalne paski z ponad 30 000 diod RGB LED zintegrowano ze szkłem laminowanym. Aby zapewnić dobrą przezierność oraz nie zacieniać wyświetlacza całą konstrukcję fasady wykonano ze szkła. Elementy nośne tworzą specjalnie wyprodukowane szklane żebra długości 6500 mm z potrójnej szyby laminowanej i hartowanej. Energooszczędny system wykorzystuje tylko 20% możliwości przepustowej diod. Od momentu uruchomienia funkcjonuje bez żadnych problemów i wzbudza duże zainteresowanie. 

 

13-fot11

Fot. 11. The Podium, Dubai. Wizualizacja medialnej fasady LED (fot. http://img.ledsmagazine.com/)

 


Nowa technologia okazała się sukcesem, co zaowocowało opatentowaniem produktu pod nazwą mediaglass® oraz stworzeniem nowej firmy. MEDIAGLASS GmbH tworzy trzech partnerów: BGT BISCHOFF GLASTECHNIK AG, EMC INTERNATIONAL i LEUROCOM®. Obecnie w ofercie są różne systemy: standardowe dla podwójnego szklenia i szkła laminowanego a także inne, realizowane pod kątem konkretnych projektów.


Innym przykładem fasady integrującej matrycę LED i szkło jest DIGITAL MEDIA FACADE 2.0 firmy SAINT-GOABIN (pod marką QUANTUM GLASS™). Ten  system także zapewnia możliwość wyświetlania dowolnych obrazów, animacji i filmów na zewnętrznej szybie, zapewniając przy tym komfortowe warunki użytkowania budynku. Cyfrowa skóra w postaci podwójnego lub potrójnego szklenia spełnia wymagane normy pod względem kontroli nasłonecznienia, redukcji przepływu ciepła, zapewnia dostęp światła dziennego i widoczność, jest łatwa w utrzymaniu. Parametry oświetlenia są konfigurowalne wedle potrzeb. Możliwości DMF 2.0 można zobaczyć na fasadach King Road Tower w Jeddah (fot. 9-10). Przykład ten „pokazuje jak miasto będzie wyglądało w przyszłości.

 

13-fot12

Fot. 12. Greenpix, Pekin 2008. Szklana ściana osłonowa z ekranem LED/PV.


Przyszłości, w której interaktywne budynki będą kontrolowały zużycie energii”. [10] QUANTUM GLASS™  we współpracy z CITILED zrealizowała ogromny wyświetlacz LEDowy o powierzchni 9850 m2. Ponad 5 milionów diod LED zintegrowano z podwójnym szkleniem.


Największy na świecie ekran LED zintegrowany ze szklaną ścianą jest w trakcie budowy (fot. 11). Zakrzywiona fasada biurowca Podium w Dubaju, z gigantycznym wyświetlaczem cyfrowym wysokości 33 pięter będzie potężnym środkiem dla reklamy, komunikacji i sztuki. Przyciemniane, wysoko refleksyjne szkło o eleganckim szafirowym połysku po zintegrowaniu z diodami ma zapewniać 90% przeźroczystość.

 

13-fot13

Fot. 13. SolPix – połączenie ekranu LED i żaluzji fotowoltaicznych (fot. http://sgp-a.com)

 

 


LEDy i fotowoltaika (PV)
Szkło fotowoltaiczne od dwóch dekad jest z powodzeniem stosowane w architekturze. Kombinacja szkła, ogniw PV i diod LED w jednym elemencie otwiera dalsze możliwości kształtowania energooszczędnych budynków. Wielofunkcyjny materiał może zastąpić standardowe przeszklenia zarówno w nowo projektowanych, jak istniejących obiektach. Łączy nowoczesny design z funkcją okna, systemu przeciwsłonecznego i energooszczędnego systemu oświetlenia.


W 2008 r. Simone Giostra & Partners połączyli technologię LED z fotowoltaiką realizując jeden z największych wówczas wyświetlaczy LED na świecie i pierwszy w Chinach system fotowoltaiczny zintegrowany ze szklaną ścianą osłonową. Ponad 2000 kolorowych punktów świetlnych (RGB LED) przekształciło szklaną fasadę pekińskiego budynku greenpix w ekran wyświetlający prostą grafikę i instalacje wideo (fot. 12). Nieregularnie rozmieszczone krystaliczne ogniwa PV generują energię wykorzystywaną do zasilania diod [11].


Bazując na projekcie greenpix architekci opracowali nową koncepcję dodatniej energetycznie ściany o lepszej wydajności, rozdzielczości i transparentności – tzw. SolPix. Pełnowymiarowy prototyp zaprezentowano w trakcie triennale w nowojorskim Cooper- Hewitt National Design Museum. SolPix to kombinacja energooszczędnego oświetlenia LED, technologii fotowoltaicznej i ochrony przeciwsłonecznej (fot. 13).

 

13-fot14

Fot. 14. Helios Science Center, Wels 2011. Na fasadach zamocowano łącznie 700 m świecących pasów LED/PV. Każda linia może być sterowana indywidualnie (fot. http://www.ledfassaden.at/)


Zintegrowane z systemem żaluzji ogniwa PV przekształcają energię słoneczną w energię potrzebną  do zasilenia kolorowego ekranu LED. Szklana ściana przepuszcza światło dzienne, jednocześnie chroniąc od nadmiernego nasłonecznienia i redukując nadmierne zyski ciepła. System monitoruje własne charakterystyki energetyczne, zysk i konsumpcja energii są wyświetlane w postaci ruchomej grafiki. Horyzontalne lub wertykalne panele mogą być nachylone pod dowolnym kątem, a także obracać się dla maksymalizacji zysków z energii słonecznej.


Efektywność energetyczna i odnawialne źródła energii stanowią główny motyw wystawy w austriackim Welios Science Center. W nawiązaniu do tej tematyki na fasadach budynku zamontowano symbolizujące linie energetyczne pasy modułów fotowoltaicznych z diodami LED (fot. 14). Pobór mocy przez system oświetlenia monochromatycznego, który w nocnym trybie wynosi 3 kW, jest rekompensowany przez około 3,3 kW energii wyprodukowanej przez ogniwa PV w ciągu dnia. Świecące linie zostały opracowane i wyprodukowane przez Multivision we współpracy z Ertex Solartechnik GmbH.


Wykorzystanie energii słonecznej do konwersji w światło LED umożliwia m.in. photovol powerglass ® firmy GLAS-PLATZ. Natomiast firma MAGE SUNOVATION opracowała specjalne moduły fotowoltaiczne, które dzięki integracji z diodami LED są autonomicznym źródłem światła. Diody zintegrowane ze szklanymi modułami typu eForm Crystal oświetliły fasadę zakładu produkcyjnego w Flörsheim.

 

dr inż. arch. Magdalena Muszyńska-Łanowy
Politechnika Wrocławska

 

Źródła:
[1] http://ledsmagazine.com
[2] http://www.ledfassaden.at/
[3] http://www.leuro.com
[4] http://www.allendearquitectos.com
[5] http://www.glas-platz.de/
[6] http://www.schott.com/
[7] http://www.mage-sunovation.de
[8] http://mediaglass.de/
[9] http://www.onlyglass-mediafacade.com
[10] http://www.quantumglass.com
[11] Muszyńska-Łanowy M., Energooszczędność, komfort i efekty specjalne: Szkło z elementami fotowoltaicznymi, Świat Szkła nr1/2012

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

 
Aktywne szkło emitujące światło wprowadzają na rynek różni producenci. GLAS-PLATZ opatentowała świecące z obu stron panele o nazwie powerglass® (fot. 1, 5, 6). Diody LED, osadzone na przeźroczystej powłoce przewodzącej, są zalaminowane ze szkłem za pomocą transparentnej żywicy (na zamówienie dostępnej też w kolorze czarnym lub białym nieprzeźroczystym).

 

13-fot5

Fot. 5. SUBARU powerglass® media facade, Seoul 2010. Nocą szklana fasada stanowi święcący ekran reklamowy. Wyłączona w ciągu dnia jest wizualnie dyskretna, nie przeszkadza użytkownikom. Logo, napisy i animacje mogą być prezentowane z obu stron szklanej ściany (fot. POPSign, www.powerglass.com)


Maksymalny format szkła przewodzącego wynosi 1200x2800 mm. Cały proces produkcyjny od cięcia szkła po końcową obróbkę materiału odbywa się w jednym miejscu. Gotowe panele z przewodami podłączeniowymi są dostarczane wraz z okablowaniem hot wire i zasilaczami. GLAS-PLATZ oferuje jeszcze inne, bardziej złożone produkty. Thermo powerglass ® pozwala wykorzystać ciepło ze szkła np. do osuszania mokrych powierzchni. Materiał można zintegrować m.in. z systemem szklanych grzejników SAINT-GOBAIN. Z kolei photovol powerglass® to kombinacja szkła z diodami LED i ogniwami fotowoltaicznymi.


Firma SCHOTT opisuje swój produkt Magira® LightPoints LED jako pływające punkty świetlne, iskrzące, kolorowe i efektowne. Diody LED (do wyboru w kolorze białym zimnym lub ciepłym, czerwonym, niebieskim, zielonym oraz żółtym) mogą być laminowane zarówno ze specjalnie powlekanym szkłem extra-clear jak i kolorowym IMERA®, wielokolorowym stapianym, antyrefleksyjnym, itd. Standardowe laminaty grubości 11,04 (15,04) mm osiągają maks. wymiar 1300x2500 mm; na zamówienie wytwarzane są w dowolnych kształtach i rozmiarach [6].


S A I N T- G O B A I N GLASS pod marką QUANTUM GLASS™ oferuje interaktywny system LEDinGLASS.


W tym wypadku materiał nie jest całkowicie transparentny. Źródłem światła jest listwa RGB LED klejona do krawędzi bezbarwnego szkła z nadrukiem na tylnej stronie (fot. 2).

 

13-fot6

Fot. 6. Fasada budynku mieszkalnego ze szkła powerglass ®, Nowy Jork 2005. Ponad 6000 ściemnianych diod LED nieregularnie osadzono w szkle izolacyjnym (fot. www.contemporist.com)


Wiązka światła emitowanego przez diody przechodzi przez przeźroczysty silikon i krawędź szklanej płyty a następnie załamuje się na przednią stronę przez białe kropki sitodruku. W celu optymalizacji poziomu światła wyjściowego używane jest zawsze szkło SGG Diamant. W zależności od powierzchni tafli szklanej stosuje się jedną lub więcej listew RGB LED. Pojedyncza listwa o długości maks. 3600 mm składa się z jednego lub kilku lutowanych modułów (w czterech standardowych długościach) w aluminiowej ramie. Diody osadzone są na drukowanej płytce i zabezpieczone żywicą epoksydową. W przypadku użycia materiału na zewnątrz dodatkowo stosuje się wodoodporne złącze IP67. Kompleksowe rozwiązanie, proste w użyciu i konserwacji, dostarczane jest z pełnym oprogramowaniem.


Inne rozwiązanie, wykorzystujące metodę sitodruku na szkle, powstało w wyniku kooperacji firm GLASSOLUTION i OSKOMERA. W skład systemu LEDin- Glass Outdoor (LIGO) wchodzą szklane panele okienne z umieszczonymi wzdłuż krawędzi listwami LED oraz elektroniczne urządzenia sterujące. ONLYGLASS MEDIAFACADE to połączenie diod LED ze szkleniem izolacyjnym (fot. 3, 4).

 

Te innowacyjne panele mogą zastąpić konwencjonalne materiały (o minimalnej odległości między szybami 16 mm) bez strat efektywności czy optycznego zniekształcenia fasady. Wymiary elementów dostosowane są do konkretnego projektu (maks. wielkość pojedynczego panela 3500x2700 mm). Z uwagi na to, że dodatkowe obciążenie sięga zaledwie 3,5 kg/m2 instalacja nie wymaga specjalnych modyfikacji strukturalnych, nawet w przypadku istniejących fasad. Bardzo ważną zaletą jest duża przezierność materiału - w zależności od rozstawu punktów świetlnych można osiągnąć poziom od 80% (20 mm) do 96% (100 mm). ONLYGLASS MEDIAFACADE jest jedną z najbardziej wydajnych transparentnych fasad medialnych na rynku.

 

13-fot7

Fot. 7. Imaginarium, Madryt 2010. Reprezentacyjna szklana fasada z ekranem mediaglass. (fot. http://www.leuro.com)


Jedna technika, wiele możliwości
Zaawansowane technologie oświetlenia LED potrzebują bardzo mało energii dla stworzenia wyjątkowego efektu. Możliwości wizualne są w zasadzie nieograniczone. Świecące, kolorowe diody LED tworzą na szkle rozmaite wzory (fot. 1, 2, 5, 9), układają się w napis, grafikę (np. logo), luźno rozmieszczone przypominają rozgwieżdżone niebo (fot. 6). Bardziej kompleksowe rozwiązania to proste animacje lub szczegółowe filmy wideo, a także instalacje interaktywne, reagujące.


Systemy cyfrowego sterowania oświetleniem pozwalają tworzyć rozmaite scenariusze świetlne z przyciemnieniem światła, zmianą kolorów, miganiem, itd. Przy wyłączonym zasilaniu (w ciągu dnia) sieć diod LED jest subtelna, prawie niewidoczna. Po włączeniu prądu system ujawnia w pełni swoje możliwości. Nie tylko w ciemności – innowacyjne rozwiązania typu mediaglass ® zapewniają doskonałą widoczność punktów świetlnych nawet w ciągu dnia.

 

13-fot8

Fot. 8. Imaginarium, Madryt 2010. Paski diod LED zintegrowane ze szkłem laminowanym - widok z wnętrza sklepu. (fot. http://www.leuro.com)


Iluminacja architektury za pomocą technologii LED to dobry sposób podniesienia jej atrakcyjności w przestrzeni publicznej. Szkło emitujące kolorowe światło przyciąga uwagę, budzi emocje. Gdy w statyczny świat szklanych fasad wprowadzimy efekt ruchu, zainteresowanie i zaskoczenie jest tym większe. 


Światło nadaje budynkom nową tożsamość, wyróżnia je w otoczeniu. Jest też ważnym elementem komunikacji, szybkim, bezosobowym przekaźnikiem informacji a także elementem strategii marketingowej. Wielu inwestorów/projektantów wykorzystuje możliwości technologii LED, aby przy pomocy światła i koloru podnieść atrakcyjność i prestiż, zapewnić niepowtarzalny innowacyjny wizerunek.

 

13-fot9

Fot. 9. King Road Tower, Jeddah. Szklany ekran LED pokrywa wysokość 21 pięter na fasadzie północnej i południowej oraz 16 na zachodniej (fot. CITILED, http://www.quantumglass.com)


Cyfrowe rozwiązania dla dynamicznych fasad
Medialne fasady rewolucjonizują świat architektury, mediów, reklamy i sztuki. Szklane powłoki zmieniające się w cyfrowe ekrany to rozwiązanie dla społeczeństwa XXI wieku żyjącego w szybkim tempie, także nocą. Wyświetlanie rozmaitych treści przy użyciu technologii oświetlenia LED otwiera nowe możliwości dla szeroko pojętej komunikacji i rozrywki.

 

Różne techniki dynamicznych prezentacji na statycznej ścianie wykorzystywane są od lat 90. XX w. Migające, kolorowe ekrany LED-owe zawieszone na budynku stały się charakterystycznym elementem krajobrazu wielkich miast na całym świecie, doprowadzając często do tzw. „zanieczyszczenia” światłem.

 

13-fot10

Fot. 10. King Road Tower, Jeddah – widok z wnętrza budynku. Cyfrowy wyświetlacz jest przejrzysty dla użytkowników, szkło przeciwsłoneczne zapewnia dobrą izolację fasady. (fot. CITILED, http://www.quantumglass.com)


Takie rozwiązanie zniekształca architekturę, zmienia jej estetykę, dodaje obciążenia, a w przypadku szklanych budynków ogranicza dostęp światła i widoczność. Innowacyjne technologie pozwalają zintegrować multimedialny wyświetlacz ze strukturą elewacji. Nowej generacji fasada z wbudowaną w szkło siatką diod LED jest efektowną cyfrową skórą, w ~80-90% przeźroczystą. Zastępuje billboardy, plakaty i inne systemy zewnętrznego oświetlenia czy grafiki. Sterowane systemy pikseli LED wyświetlają szeroki zakres treści (obrazy, animacje, filmy, wiadomości, zdjęcia itp.).


W 2010 r. nad wejściem do słynnego sklepu z zabawkami Imaginarium w Madrycie zainstalowano wysokiej wydajności transparentny ekran LED (fot. 7, 8). W ramach zmiany wizerunku sklepu architekt  Gabriel Allende zaproponował całkowicie nową fasadę: ekskluzywną, przejrzystą, zapewniającą możliwość projekcji wideo dobrze widocznej zarówno dniem jak i nocą.

 

Ponieważ żadne z dostępnych wówczas rozwiązań nie pozwalało spełnić jednocześnie tych wymagań, zdecydowano się opracować nową technologię. W rezultacie powstała innowacyjna szklana fasada z cyfrowym ekranem multimedialnym o wymiarach 12x2 m. Specjalne paski z ponad 30 000 diod RGB LED zintegrowano ze szkłem laminowanym. Aby zapewnić dobrą przezierność oraz nie zacieniać wyświetlacza całą konstrukcję fasady wykonano ze szkła. Elementy nośne tworzą specjalnie wyprodukowane szklane żebra długości 6500 mm z potrójnej szyby laminowanej i hartowanej.

 

13-fot11

Fot. 11. The Podium, Dubai. Wizualizacja medialnej fasady LED (fot. http://img.ledsmagazine.com/)

 

Energooszczędny system wykorzystuje tylko 20% możliwości przepustowej diod. Od momentu uruchomienia funkcjonuje bez żadnych problemów i wzbudza duże zainteresowanie. Nowa technologia okazała się sukcesem, co zaowocowało opatentowaniem produktu pod nazwą mediaglass® oraz stworzeniem nowej firmy.


MEDIAGLASS GmbH tworzy trzech partnerów: BGT BISCHOFF GLASTECHNIK AG, EMC INTERNATIONAL i LEUROCOM®. Obecnie w ofercie są różne systemy: standardowe dla podwójnego szklenia i szkła laminowanego a także inne, realizowane pod kątem konkretnych projektów.


Innym przykładem fasady integrującej matrycę  LED i szkło jest DIGITAL MEDIA FACADE 2.0 firmy SAINT-GOABIN (pod marką QUANTUM GLASS™). Ten system także zapewnia możliwość wyświetlania dowolnych obrazów, animacji i filmów na zewnętrznej szybie, zapewniając przy tym komfortowe warunki użytkowania budynku. Cyfrowa skóra w postaci podwójnego lub potrójnego szklenia spełnia wymagane normy pod względem kontroli nasłonecznienia, redukcji przepływu ciepła, zapewnia dostęp światła dziennego i widoczność, jest łatwa w utrzymaniu. Parametry oświetlenia są konfigurowalne wedle potrzeb.


Możliwości DMF 2.0 można zobaczyć na fasadach King Road Tower w Jeddah (fot. 9-10). Przykład ten „pokazuje jak miasto będzie wyglądało w przyszłości. Przyszłości, w której interaktywne budynki będą kontrolowały zużycie energii”. [10] QUANTUM GLASS™ we współpracy z CITILED zrealizowała ogromny wyświetlacz LEDowy o powierzchni 9850 m2. Ponad 5 milionów diod LED zintegrowano z podwójnym szkleniem.

 

13-fot12

Fot. 12. Greenpix, Pekin 2008. Szklana ściana osłonowa z ekranem LED/PV.


Największy na świecie ekran LED zintegrowany ze szklaną ścianą jest w trakcie budowy (fot. 11). Zakrzywiona fasada biurowca Podium w Dubaju, z gigantycznym wyświetlaczem cyfrowym wysokości 33 pięter będzie potężnym środkiem dla reklamy, komunikacji i sztuki. Przyciemniane, wysoko refleksyjne szkło o eleganckim szafirowym połysku po zintegrowaniu z diodami ma zapewniać 90% przeźroczystość.


LEDy i fotowoltaika (PV)
Szkło fotowoltaiczne od dwóch dekad jest z powodzeniem stosowane w architekturze. Kombinacja szkła, ogniw PV i diod LED w jednym elemencie otwiera dalsze możliwości kształtowania energooszczędnych budynków. Wielofunkcyjny materiał może zastąpić standardowe przeszklenia zarówno w nowo projektowanych, jak istniejących obiektach. Łączy nowoczesny design z funkcją okna, systemu przeciwsłonecznego i energooszczędnego systemu oświetlenia.


W 2008 r. Simone Giostra & Partners połączyli technologię LED z fotowoltaiką realizując jeden z największych wówczas wyświetlaczy LED na świecie i pierwszy w Chinach system fotowoltaiczny zintegrowany ze szklaną ścianą osłonową. Ponad 2000 kolorowych punktów świetlnych (RGB LED) przekształciło szklaną fasadę pekińskiego budynku greenpix w ekran wyświetlający prostą grafikę i instalacje wideo (fot. 12). Nieregularnie rozmieszczone krystaliczne ogniwa PV generują energię wykorzystywaną do zasilania diod [11].


Bazując na projekcie greenpix architekci opracowali nową koncepcję dodatniej energetycznie ściany o lepszej wydajności, rozdzielczości i transparentności – tzw. SolPix. Pełnowymiarowy prototyp zaprezentowano w trakcie triennale w nowojorskim Cooper- Hewitt National Design Museum. SolPix to kombinacja energooszczędnego oświetlenia LED, technologii fotowoltaicznej i ochrony przeciwsłonecznej (fot. 13).

 

13-fot13

Fot. 13. SolPix – połączenie ekranu LED i żaluzji fotowoltaicznych (fot. http://sgp-a.com)


Zintegrowane z systemem żaluzji ogniwa PV przekształcają energię słoneczną w energię potrzebną do zasilenia kolorowego ekranu LED. Szklana ściana przepuszcza światło dzienne, jednocześnie chroniąc od nadmiernego nasłonecznienia i redukując nadmierne zyski ciepła. System monitoruje własne charakterystyki energetyczne, zysk i konsumpcja energii są wyświetlane w postaci ruchomej grafiki. Horyzontalne lub wertykalne panele mogą być nachylone pod dowolnym kątem, a także obracać się dla maksymalizacji zysków z energii słonecznej.


Efektywność energetyczna i odnawialne źródła energii stanowią główny motyw wystawy w austriackim Welios Science Center. W nawiązaniu do tej tematyki na fasadach budynku zamontowano symbolizujące linie energetyczne pasy modułów fotowoltaicznych z diodami LED (fot. 14). Pobór mocy przez system oświetlenia monochromatycznego, który w nocnym trybie wynosi 3 kW, jest rekompensowany przez około 3,3 kW energii wyprodukowanej przez ogniwa PV w ciągu dnia. Świecące linie zostały opracowane i wyprodukowane przez Multivision we współpracy z Ertex Solartechnik GmbH.

 

13-fot14

Fot. 14. Helios Science Center, Wels 2011. Na fasadach zamocowano łącznie 700 m świecących pasów LED/PV. Każda linia może być sterowana indywidualnie (fot. http://www.ledfassaden.at/)


Wykorzystanie energii słonecznej do konwersji w światło LED umożliwia m.in. photovol powerglass ® firmy GLAS-PLATZ. Natomiast firma MAGE SUNOVATION opracowała specjalne moduły fotowoltaiczne, które dzięki integracji z diodami LED są autonomicznym źródłem światła. Diody zintegrowane ze szklanymi modułami typu eForm Crystal oświetliły fasadę zakładu produkcyjnego w Flörsheim.


dr inż. arch. Magdalena Muszyńska-Łanowy
Politechnika Wrocławska


Źródła:
[1] http://ledsmagazine.com
[2] http://www.ledfassaden.at/
[3] http://www.leuro.com
[4] http://www.allendearquitectos.com
[5] http://www.glas-platz.de/
[6] http://www.schott.com/
[7] http://www.mage-sunovation.de
[8] http://mediaglass.de/
[9] http://www.onlyglass-mediafacade.com
[10] http://www.quantumglass.com
[11] Muszyńska-Łanowy M., Energooszczędność, komfort i efekty specjalne: Szkło z elementami fotowoltaicznymi, Świat Szkła nr1/2012

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 1/2013

 

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.