Окна обычно являются слабым звеном в энергетическом контуре дома. Они пропускают свет, что, безусловно, экономит деньги на лампочках. Они пропускают тепло, что помогает зимой, но вредит летом. Но давайте будем честными: большинство людей не считают свои оконные стекла высокотехнологичными. Стартап Research Frontiers пытается изменить это мышление. Они запатентовали технологию, которая за считанные секунды превращает окно из кристально прозрачного в непрозрачное. Больше никаких возни со шторами. Просто переключатель.
Мы десятилетиями полагались на шторы и мини-жалюзи. Они блокируют обзор, но пропускают свет. И тепло. Устройства на основе взвешенных частиц (SPD) устраняют эту утечку. Также известные как световые клапаны, эти системы используют микроскопические, поглощающие свет частицы для управления пропусканием. Вы можете перейти от прозрачного состояния к темному за считанные секунды. Это не магия. Это физика. И она доступна для модернизации ваших текущих стекол.
Как на самом деле работают окна SPD
Вам не нужна степень доктора философии, чтобы понять механику здесь. Представьте окно как сэндвич. Окно с устройством на основе взвешенных частиц состоит из двух основных слоев стекла или пластика. Эти панели покрыты прозрачным проводящим материалом. Между ними находится жидкая суспензия или пленка. Внутри этой жидкости плавают миллионы крошечных черных частиц.
Вот последовательность событий при включении переключателя:
- Вы подаете умеренное напряжение на проводящее покрытие.
- Электричество воздействует на взвешенные частицы.
- Частицы выстраиваются в прямую параллельную линию.
- Свет проходит через зазоры, как вода через частокол.
Отключите питание? Частицы рассеиваются. Они возвращаются к случайному, хаотичному паттерну. Они блокируют свет. Регулируя напряжение, вы можете затемнить окно где-то между полностью прозрачным и полностью непрозрачным состоянием. Это непрерывный контроль.
Варианты управления и совместимость
Вы не ограничены одной кнопкой на стене. Research Frontiers предлагает несколько способов управления затемнением. Некоторые установки используют реостат, позволяющий ручное затемнение. Другие интегрируют пульты дистанционного управления для удобства.
Для технически подкованных владельцев домов вы можете сделать систему полностью автоматической. Фотоклетки чувствуют интенсивность солнца. Датчики обнаруживают присутствие людей в комнате. Окно регулируется само, без вашего участия.
Это не просто теория. Research Frontiers владеет примерно 470 патентами на эту технологию. Они лицензируют ее таким крупным игрокам, как Polaroid и GE. Вы видите устройства на основе взвешенных частиц повсюду сейчас, просто не всегда на своих окнах. Они используются в люках крыш, зеркалах заднего вида, лыжных очках и даже в плоских компьютерных дисплеях. Технология зрелая. Просто она редко встречается в комплектах для жилой модернизации.
Модернизация существующих окон
Самое большое колебание у владельцев домов вызывает стоимость. Замена каждого окна в доме expensive. И disruptive. Research Frontiers решила эту проблему с помощью конкретного патента: № 6,429,961. Он охватывает «Методы модернизации окон с переключаемыми и не переключаемыми улучшениями окон».
Это означает, что вы можете оснастить свои существующие стекла. Вам не нужно вырывать рамы. Вы устанавливаете пленку или панель SPD поверх или внутри существующего блока. Это практичное решение для старых домов, которые все еще имеют однокамерные или старые двухкамерные стекла.
Реалистичная оценка энергоэффективности
Вот вопрос, который задают все: «Если мне нужно использовать электричество, чтобы сделать окно прозрачным, разве это не неэффективно?»
Математика говорит «нет». Сообщается, что вы можете питать около 15 больших умных окон SPD в типичном доме за меньшее количество электроэнергии, чем использует стандартный ночник. Энергопотребление для поддержания прозрачного состояния пренебрежимо мало. Энергосбережение от снижения нагрузок на кондиционирование и искусственного освещения более чем компенсирует это крошечное потребление. Оно окупает себя в комфорте и счетах за коммунальные услуги.
История блокирующих свет кристаллов
У технологии странная история происхождения. Эдвин Лэнд, изобретатель камеры Polaroid, создал первое устройство, использующее SPD. Но он не открыл лежащий в основе принцип. Это сделала собака.
Более века назад английский химист дал своей собаке бисульфат хинина от расстройства желудка. Собака помочилась на поднос, содержащий йод. Химист заметил образование зеленых кристаллов в смеси. Он понял, что эти кристаллы могут фильтровать свет. Позже Лэнд использовал эти поглощающие свет кристаллы для создания тонированных очков. Принцип остался прежним. Выровняйте частицы для видимости. Рассейте их для конфиденциальности.
Помимо SPD
Устройства на основе взвешенных частиц мощны, но они не единственные на рынке. Вы можете столкнуться с жидкими кристаллами в некоторых приложениях умных окон. Эта технология существует уже много лет, питая все, от экранов ноутбуков до архитектурного стекла. Затем есть электрохромные устройства, которые выполняют аналогичные функции, но используют другую химическую реакцию для изменения плотности затемнения.
Мы рассмотрим эти альтернативы в следующий раз. Но пока возможность включать и выключать ваши окна предлагает уровень контроля, который традиционные жалюзи просто не могут обеспечить. Вы сохраняете вид, когда хотите. Вы устраняете блики, когда это необходимо. И вы делаете это с долей энергии, которую можно было бы ожидать.
Речь не идет о замене ваших окон. Речь идет об их модернизации.
