Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

Okladka SS-04-2018

20180123-BANNER-160X600-V3-PL FENSTERBAUEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

swiat szkla 750x100 2

 

sacroexpo 468x60 

O nowych gatunkach szkła w Japonii Część 1
Data dodania: 21.10.14

Po serii artykułów dotyczących nowej architektury szkła w Japonii [1-6], w niniejszym komunikacie autorzy odnoszą się do sprawy aktualnych tendencji rozwojowych w japońskich produktach ze szkła. Tutaj omówione zostanie tzw. szkło inteligentne (ang.: smart glass), a w przyszłości – szkło próżniowe (ang.: vacuum glass).

 

Tło

 

Zgodnie z definicją, szkło inteligentne jest typem szkła, w którym – pod wpływem energii elektrycznej (napięcia prądu), cieplnej lub świetlnej (zwykle słonecznej) – następuje zmiana jego właściwości dotyczących transmisji (przenikania) światła, czyli jego przezierności.

 

Szkło inteligentne było w „Świecie Szkła” prezentowane już wcześniej – w zeszytach 4/2013 [7] i 12/2013 [8]. Poniżej przedstawione zostaną niektóre jego dane charakterystyczne tyczące się produkcji i użytkowania tego szkła w Japonii. W szczególności będzie to dotyczyć informacji uzyskanych podczas spotkania w siedzibie firmy w Tokio w dniu 23.07.2014 r. oraz z korespondencji z menedżerami. Niektóre informacje płynące z broszur Nippon Sheeet Glass Co., Ltd. (NSG) [9] i [10] zostały zaprezentowane za zgodą tego przedsiębiorstwa. 

 

W Japonii szkło inteligentne obejmuje m.in. Umu Switchable Light Control Glass – co można przetłumaczyć jako Szkło z Kontrolowanym Włączaniem Światła i Virus Clean Glass, czyli Szkło Septyczne. W niniejszej, pierwszej części artykułu rozważa się tylko to pierwsze. Drugie będzie treścią części drugiej. 

 

Nowoczesne gatunki szkła w NSG 

 

Koncern Nippon Sheet Glass Group jest firmą japońską o zasięgu międzynarodowym – liderem w produkcji innowacyjnego szkła i prefabrykowanych oszkleń o zwiększonych osiągach w dziedzinie oszczędności energii. Koncern ten działa w trzech podstawowych sektorach: architektonicznym (materiałów budowlanych), motoryzacyjnym i w dziale szkła technicznego. Utworzony w r. 1918, NSG nabył w r. 2006 firmę Pilkington, będącą czołowym wytwórcą brytyjskim.

 

Szkło jest dziś bardzo popularnym materiałem używanym w wielu gałęziach przemysłu. Jego zwiększone zapotrzebowanie na świecie wyrasta obecnie ponad notowany ogólny wzrost ekonomiczny globu. Dzisiejsi architekci i projektanci samochodów posługują się coraz większymi powierzchniami i bardziej wyrafinowanymi formami oszklenia – z równoczesną koniecznością czynienia zadość jego funkcji, potrzebom złożoności samego wytworu – w warunkach koniecznej opłacalności produkcji. 

 

Sektor architektoniczny dostarcza szkła dla budownictwa – zwykle przy założeniu wykorzystania energii słonecznej. Sektor motoryzacyjny realizuje oryginalne potrzeby nowej produkcji i obsługi utrzymania istniejącego parku pojazdów, a także dotyczy rynku transportu oszklenia. Dział szkła technicznego obejmuje produkcję bardzo cienkiego szkła dla ekranów, soczewek i wskaźników świetlnych w różnych urządzeniach (np. – drukarkach), oraz tworzenie szklanych włókien w separatorach baterii i chronometrach urządzeń mechanicznych. 

 

Tutaj szczególnie należy podkreślić wagę bliskiego autorom sektora architektonicznego, który pozwala na kontrolę nakładów energii, ochrony ogniowej i zabezpieczania prywatności – głównie poprzez konstrukcję szklanych fasad i dachów, a także przegród budowlanych w pomieszczeniach budynków.

 

UMU Switchable Light Control Glass

 

Jak wcześniej stwierdzono jest to szkło z grupy szkieł do zastosowań specjalnych (Special Applications) o zmiennej przezierności, którą można kontrolować. Tego typu szkło stosuje się do ścianek działowych, np. w pomieszczeniach biurowych i w toaletach, a także w oknach i świetlikach. Wszędzie tam, pod wpływem zmian napięcia elektrycznego, może nastąpić przemiana właściwości transmisji światła [7]. 

 

Produkowane przez NSG szkło UMU Switchable Light Control Glass pozwala użytkownikowi kontrolować, w trybie natychmiastowym, transmisję światła od całkowitej przejrzystości do pełnej nieprzejrzystości. Jest to dużo wygodniejsze niż posługiwanie się żaluzjami czy zasłonami, a także łatwiejsze w utrzymaniu. UMU może być stosowane w wielu miejscach, gdzie można w pełni wykorzystać jego walory, a szczególnie w oknach typu UMU Smart Window, oraz w przegrodach-ekranach typu UMU Smart Screen. W ten sposób można też dokonywać szybkiej zmiany funkcji określonych pomieszczeń. UMU Smart Screen pozwala nie tylko na zmianę przezierności światła, ale także na emitowanie na ekranie określonych obrazów poprzez specjalne rzutniki. Te walory uzyskuje szkło dzięki szczególnej budowie.

 

Budowa

 

UMU jest szkłem laminowanym zawierającym – między dwoma arkuszami czystego szkła odprężonego – warstwę pośrednią z ciekłych kryształów. W przezroczystym stanie szkła, przepływający w warstwie pośredniej prąd elektryczny powoduje w szkle ustawienie się mikroskopijnych kryształów wzdłuż szeregu osi równoległych. Gdy powstaje potrzeba zachowania prywatności, prąd zostaje wyłączony i kryształy ustawiają się losowo. Ta właśnie natura kryształów reguluje penetrację światła.

 

Szczegółowa budowa szkła UMU zawiera kolejno następujące warstwy-panele: szybę ze szkła ciągnionego (float), membrany z folii laminujących, przekładkę z ciekłymi kryształami (Liquid Cristal Sheet), ponownie – warstwy membran, i też ponownie – szyby typu float – rys. 1. 

 

 

4 1

Rys. 1. Budowa szkła UMU

 

 

Wielowarstwowe kompozyty, które są przełożone arkuszami zawierającymi dyspersję ciekłych kryształów, sprawiają, że szkło UMU jest odporne na uderzenia, a zatem jest bezpieczniejsze w szerokich zastosowaniach. Ponieważ UMU jest szkłem laminowanym, warstwy szkła są połączone w sposób równie bezpieczny. Skutkuje to tym, że w wypadku uszkodzenia szkło to nie ulega rozpryskowi. 

(...)

Pośrednia warstwa z ciekłych kryształów jest podobna do wytworów stosowanych we współczesnych kalkulatorach, czy laptopach. Główna cecha charakterystyczna polega tu na przyjętej metodzie działania. W wymienionych urządzeniach elektronicznych, litery i cyfry (lub obrazy) tworzone są poprzez kontrolę indywidualnych pikseli w danym obszarze odwzorowania. UMU działa rozróżniając cały panel jako jeden wielki piksel. Czas odpowiedzi od matowego charakteru szkła do jego pełnej przejrzystości wynosi ok. 1/1000 sek., a w cyklu przeciwnym – ok. 1/100 sek. Szkło z Kontrolowanym Włączaniem Światła UMU działa więc na podstawie sygnałów elektrycznych. Stąd też można uzyskać każdy potrzebny typ zjawiska tak długo, jak długo może być ono zasilane energią elektryczną. Równocześnie pozwala to korzystać z różnych sposobów i urządzeń włączających zasilanie, takich jak światło standardowe, radar, czujniki bliskości, pasywne promienie podczerwone, czujniki ruchu, czy sterowniki oporowe. Związany z metodą włączania nakład energii wynosi tylko 3,5 W/m², co jawi się jako jej niewiarygodna efektywność. Ponadto, metoda ta nie wymaga specjalnych zabiegów w sferze utrzymania i nie trzeba też spodziewać się związanych z tym nadmiernych kosztów.

 

Jak powiedziano, sekret możliwości regulacji przejrzystości szkła UMU wiąże się z obecnością przekładki zawierającej dyspersję ciekłych kryształów (Liquid Cristal Sheet). Ułożone losowo molekuły rozpraszają światło, natomiast pod wpływem energii elektrycznej te same molekuły układają się w określonym kierunku, dzięki czemu przepuszczają równoległe promienie słoneczne poprzez szkło (rys. 2). 

 

 

4 2

Rys. 2. Szkło przejrzyste (ON) i nieprzejrzyste (OFF)

 

 

Postęp w rozwoju technologii powłok z ciekłymi kryształami umożliwia dziś wykorzystywanie UMU już jako szkła standardowego. Dla budownictwa wytwarza się obecnie panele o wymiarach boków od 900 do 2400 mm. Jest to podstawowym powodem, dla którego możliwe są teraz różne, ambitne zastosowania tego szkła w budownictwie i architekturze.

 

Zastosowania 

 

W Japonii szkło UMU stosowane jest w budownictwie szeroko. Widać je w budynkach mieszkalnych i obiektach biurowych, szpitalach, domach prywatnych, a także w budynkach komercyjnych, użytku publicznego i w hotelach; szczególnie też stosuje się je w przeszkleniach wind osobowych. Dodatkowe zastosowanie, to elementy dekoracji w czasie różnego rodzaju projekcji. Zasadniczo szkło to występuje w dwóch postaciach – jako UMU Smart Window (Inteligentne Okno UMU) – spotykane najczęściej, oraz jako UMU Smart Screen (Inteligentny Ekran UMU).

 

W biurach szkło UMU umożliwia modelowanie pomieszczeń o charakterze wielofunkcyjnym, co pozwala na ich optymalne użytkowanie. Atrakcyjność tego szkła poprawia komfort w miejscu pracy i umożliwia zachowanie jego prywatności (fot. 1). W szpitalach i instytucjach medycznych istnieje szczególna konieczność utrzymania prywatności. Stosowanie szkła UMU w salach operacyjnych i zabiegowych, pokojach dentystycznych, itp. znakomicie to umożliwia (fot. 2). Wykorzystywanie jego walorów jest łatwe w praktyce. Podobnie łatwe jest utrzymanie go w należytej czystości – daleko prostsze, niż tradycyjnych zasłon.

 

 

4 3

Fot. 1. Zastosowanie szkła UMU Smart Window w pomieszczeniach biurowych – ON i OFF

 

4 4 

Fot. 2. Zastosowanie szkła UMU Smart Window w szpitalach i salach zabiegowych – ON i OFF 

 

 

W domach prywatnych szkło UMU jest coraz częściej stosowane w oknach (UMU Smart Window) łazienek, a także jako przegrody w toaletach i przebieralniach. Ta częstość wynika z tego, że o wiele łatwiej jest je czyścić niż żaluzje, czy zasłony i z łatwością można tu kontrolować dopływ światła dziennego z zewnątrz (fot. 3). Szkło inteligentne znajduje też szerokie zastosowanie w budynkach użyteczności publicznej (fot. 4) i w szkołach. Stosując takie szkło można efektywnie łączyć lub rozdzielać przestrzeń użytkową. W budynkach hotelowych szkło UMU znajduje zastosowanie jako wypełnienie drzwi do łazienek, dzięki czemu ich pomieszczenia wydają się być bardziej przestrzenne. Stosuje się je również w ich w ich salach bankietowych, restauracjach, itp. (fot. 5).

 

 

4 5

Fot. 3. Zastosowanie UMU Smart Window w łazienkach dom.w prywatnych – ON i OFF

 

4 6

Fot. 4. Zastosowanie UMU Smart Window w budynkach publicznych – ON i OFF

 

4 7

Fot. 5. Zastosowanie UMU Smart Window w hotelach – ON i OFF

 

 

Szkło UMU, stosowane w przeszkleniach wind, umożliwia przezierność wtedy, gdy winda zbliża się do pięter hotelowych, oraz nieprzezierność, kiedy mija ona inne piętra (fot. 6). Wspomniano tu, że szkło UMU stosuje się też w inteligentnych ekranach (UMU Smart Screen). Charakteryzują się one właściwościami zbliżonymi do tych, jakie są udziałem ekranu eksponującego określony obraz. Taki ekran może być oglądany pod różnymi kątami, bez większej szkody dla jakości obrazu. Ekrany tego typu, z kolorowymi projekcjami, mogą też pełnić rolę przegród (fot. 7).

 

 

4 8

Fot. 6. Zastosowanie UMU Smart Window w windach – ON i OFF

 

4 9

Fot. 7. Zastosowanie UMU Smart Screen – ON i OFF

 

Specyfikacje techniczne [10], [11]

 

Szkło UMU jest produkowane jako szkło odprężone (float) o grubości od 6,6 do 12,6 mm (rys. 3). Maksymalne wymiary elementów UMU Smart Window wynoszą 2750x990 mm, a elementów UMU Smart Screen – 2100x910 mm. Przezierność szkła w fazie ON wynosi 72% (okno) i 69% (ekran), a w fazie OFF – odpowiednio 8% i 1%. Przepuszczalność światła w fazie ON wynosi 75%, a w fazie OFF – 70%. Szczegóły produkcyjne szkła UMU obrazują tabele na rys. 3, a jego konfiguracje – te na rys. 4. Szkło UMU występuje w konfiguracjach widocznych na rys. 4, gdzie zaznaczone są też warstwy chroniące krawędzie tafli. Przewód o długości 1 m znajduje się w środkowej części górnej. W zależności od długości i grubości szkła, produkowane są trzy typy specjalnych plastikowych profili połączeń. Są one dostarczane wraz z szybami celem skutecznego i bezpiecznego łączenia szyb, w szczególności – warstw z ciekłymi kryształami (rys. 5). Nie stosuje się silikonów kwasowych. Zastosowanie ma prąd o napięciu od 80 do 100 V; dla wyższych napięć trzeba korzystać z transformatorów. 

 

4 11

Rys. 3. Lista produkt.w ze szkła UMU

 

4 10

Rys. 4. Konfiguracje – elementy ze szkła UMU

 

4 12 

Rys. 5. Elementy połączeń szkła UMU

 

Uwagi końcowe

 

Produkowane w Japonii inteligentne Szkło z Kontrolowanym Włączaniem Światła (UMU Switchable Light Control Glass) ma dziś bardzo szerokie zastosowania w skali globu – szczególnie w dziedzinie budownictwa i architektury. Pozwala to na nowatorskie – estetycznie atrakcyjne i środowiskowo spolegliwe – kształtowanie odnośnych obiektów. Jest sprawą oczywistą, że postęp na tym polu odbywać się będzie coraz szybciej. Dlatego warto jest także w Polsce śledzić tę problematykę na bieżąco. Część druga tego artykułu dotyczyć będzie zagadnienia Szkła Septycznego (Virus Clean Glass). 

 

dr Ewa Maria Kido 
CTI Engineering Co., Ltd., Tokio;
Tokyo City University, Tokio

prof. Zbigniew Cywiński
Politechnika Gdańska

Bibliografia:

[1] Cywiński Z., Kido E.M.: Kulisy architektury szkła w Japonii. „Świat Szkła” 4/2012.
[2] Kido E.M., Cywiński Z.: Nowa architektura szkła w Japonii. Budynki komercyjne. „Świat Szkła”: 6/2012 – Część 1 i 7-8/2012 – Część 2.
[3] Kido E.M., Cywiński Z.: Nowa architektura szkła w Japonii. Budynki użyteczności publicznej. „Świat Szkła”: 11/2012 – Część 1 i 12/2012 – Część 2.
[4] Kido E.M., Cywiński Z.: Nowa architektura szkła w Japonii. Stacje kolejowe. „Świat Szkła”: 5/2013 – Część 1 i 11/2013 – Część 2.
[5] Kido E.M., Cywiński Z.: Nowa architektura szkła w Japonii. Terminale lotnicze. „Świat Szkła” 12/2013.
[6] Kido E.M., Cywiński Z.: Nowa architektura szkła w Japonii. Miejsca obsługi podróżnych na autostradach. „Świat Szkła”: 6/2014 – Część 1 i 7-8/2014 – Część 2. 
[7] Michałowski T.: Szkło o zmiennej przezierności. „Świat Szkła” 4/2013. http://www.swiat-szkla.pl/component/article/7236.
[8] P restiżowa nagroda dla Pilkington Spacia, http://www.swiat-szkla.pl/aktualnosci/112/5719.
[9] NSG Group: Switchable Light Control Glass UMU. 2012.05.01.
[10] NSG Group: Switchable Light Control Glass UMU. Design and Installation Guide.
[11] http://www.nsg.com/en/our-business/buildingRys.

 

patrz też: 

Powłoki funkcyjne na szkła przemysłowe, Elżbieta Żelazowska, Paweł Pichniarczyk, Świat Szkła 1/2015

O nowych gatunkach szkła w Japonii Część 1, Ewa Maria Kido, Zbigniew Cywiński, Świat Szkła 10/2014

Szkło o zmiennej przezierności, Tadeusz Michałowski, Świat Szkła Wydanie 04/2013

Szkło aktywne, Sylwia Melon-Szypulska , Świat Szkła 04/2013

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 10/2014 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik