Početak trećeg milenijuma u građevinarstvu obeležava imperativ energetske efikasnosti, kojoj se postepeno sve podređuje, ali i upotreba pametnih (eng. smart) tehnologija. Pametne kuće predstavljaju jedan od većih izazova arhitekturi i dizajnu u savremenom svetu i svakodnevno podižu tehnološku lestvicu. Jedan od odgovora na te zahteve su i tzv. pametna stakla čiji je jedan od zadataka upravo povećanje energentske efikasnosti objekata, a koja se od skoro mogu naći i kod nas.
Staklo je nesumnjivo jedan od najkorišćenijih materijala u svim sferama ljudskog života – od brojnih oruđa u domaćinstvu, prevashodno u kuhinji, preko industrije elektronskih uređaja, do arhitektonskih elemenata. Moderno stanovanje bi bilo praktično nezamislivo bez stakla.
Kroz prozorska stakla ulazi sunčeva svetlost i toplina. Međutim, ovih prirodnih darova ponekad može biti i previše, kao i radoznalih pogleda, pa se koriste razna senila, zavese, draperije, roletne, venecijaneri, grilje, škure, šalukatre i sl. Premda pored praktične, imaju i svoju estetsku funkciju, ovi elementi zahtevaju održavanje i obnavljanje. Pametna stakla rešavaju ovaj problem – propuštaju željenu količinu svetlosti, toplote i pogleda, a sve to jednim klikom.
O ČEMU JE REČ I ŠTA SU TO ZAPRAVO PAMETNA STAKLA?
Pametna stakla ili stakla s mogućnošću zatamnjenja su sva stakla koja menjaju svoja svojstva prenosa svetlosti pod uticajem napona, svetla ili toplote. Tako razlikujemo ELEKTROHROMATSKA stakla koja od neprvidnih postanu prozirna kada se stave pod niski električni napon, zatim FOTOHROMATSKA stakla koja potamne kada se izlože sunčevoj svetlosti i TERMOHROMATSKA stakla koja postaju poluprovidna na određenoj povišenoj temperaturi. Na ovaj način, u zavisnosti od potreba korisnika i klimatskih uslova, pametna stakla omogućavaju kontrolisani ulazak i izlazak svetlosti i toplote u objekat ili iz njega, čime se postiže energetsko upravljanje kroz omotač objekta. Na taj način, pametna stakla smanjuju troškove grejanja, klimatizacije i rasvete, a sa druge strane i troškove instalacije i održavanja svih prethodno pobrojanih senila (kada je reč o prozorima).
Kod kontrole optičkog prenosa dolazi do promene optičke gustine stakla – transparentnosti, kako bi se smanjio direktan ulaz sunčevog zračenja i efekat bljeska čime se upravlja dolaznim sunčevim zračenjem. Kod kontrole toplotnog prenosa, prozirnost stakla se menja u zavisnosti od upadnih infracrvenih sunčevih zraka. Tako prenos toplote leti može biti sveden na minimum, a zimi na maksimum. Za kontrolu pogleda, menjaju se faze od transparentnosti, kada se dozvoljava svetlosnim zracima da prolaze, do faze poluprovidnosti, kada se svetlost propušta, ali se ograničavaju pogledi prolaznika.
KAKO FUNKCIONIŠU PAMETNA STAKLA?
Pametna stakla funkcionišu relativno slično niskoemisionim termoizolacionim staklima, kod kojih je staklo presvučeno slojem oksida metala i taj sloj omogućava prolaz svetlosnih zraka dok odbija toplotu. Kada je reč o pametnim staklima, i ona su prevučena određenim filmom, ali se on sastoji od mnogo finijih čestica.
Na primer, u slučaju uređaja sa suspendovanim česticama (eng. Suspended Particle Devices – SPD), između dva stakla (ili plastike) nalazi se tanki film štapićastih čestica suspendovanih u tečnom stanju. Kada se koriste bez napona, suspendovane čestice su nasumično složene i blokiraju ili upijaju svetlost, dok su pod dejstvom napona, usklađene i propuštaju svetlost. Različit napon koji se propušta kroz film menja orijentaciju suspendovanih čestica čime se reguliše nijansa stakla i količina prenete svetlosti. Ova tehnologija omogućava blokiranje preko 99% UV zračenja. SPD stakla se, pored građevinarstva, uveliko koriste u automobilskoj i avionskoj industriji, kao i brodogradnji.
Pored SPD stakala, postoje i elektrohromatska, koja takođe menjaju svojstva za provođenje svetlosti i toplote u zavisnosti od promene napona, ali se suštinski razlikuju po tome od SPD pametnih stakala, što im kada postignu određeno zatamnjenje više nije potreban napon za njegovo održavanje. Tamnjenje stakla počinje od ivica i kreće se ka sredini. Taj proces je relativno spor, i u zavisnosti od veličine prozora može trajati od nekoliko sekundi do nekoliko minuta. Kod elektrohromatskih stakala važno je napomenuti da pružaju vidljivost i u zatamnjenom stanju, odnosno, održavaju vizuelni kontakt sa okolinom. Uglavnom se koriste u malim aplikacijama poput retrovizora ili u enterijeru za zaštitu umetničkih dela u vitrinima ili uramljenih u staklo.
Vredi pomenuti i stakla sa polimerima od raspršenih tečnih kristala (eng. Polymer Dispersed Liquid Crystal Devices, PDLCs). Ona u sebi sadrže tečne kristale raspršene u tečnom polimeru koji se nalaze između dva sloja stakla i čine neku vrstu kondenzatora.
Bez napona, tečni kristali su nasumično raspoređeni u kapljicama i stvaraju neproziran, beli izgled. Kada se uključi napon, neprozirnost se smanjuje sve do potpunog propuštanja svetlosti, odnosno do 100% prozirnosti. Ovakva stakla se uglavnom koriste za kontrolu privatnosti, kako u enterijeru tako i eksterijeru (u različitim dvoranama, prostorijama za intenzivnu negu u bolnicama, umesto zidova u kupatilima itd.), a mogu se koristiti i kao privremena platna za projektovanje.
Brojne su prednosti pametnih stakala: njima se lako i komforno upravlja – jednostavnim pritskom na dugme ili pomoću drugog pametnog uređaja, poput telefona; nestaje potreba za zavesama, venecijanerima, roletnama i sl. a samim tim, smanjuje se i količina stvari koje treba održavati; pametna stakla mogu biti vrelo dekorativna – mogu se proizvoditi u različitim bojama; poslednje, ali najvažnije: štede energiju – smanjuju troškove života, ali i doprinose očuvanju životne sredine. Osim navedenog, sunčevo zračenje koje ovakvi prozori odbijaju moglo bi da se poveže sa solarnim ćelijama, a prikupljena energija se posle može koristiti u domaćinstvu.
Ipak, cena ovih stakala je i dalje veoma visoka (oko 1000 dolara/m²), očekivani životni vek 15 do 20 godina, a treba dodati i troškove održavanja. Proces prelaska iz jednog stanja u drugo, odnos proces promene boje ili stepena prozirnosti može potrajati i nekoliko minuta, pa se zahteva strpljivost od korisnika.
No, za očekivati je da će i pametna stakla uskoro ući i u masovnu proizvodnju, a to svakako znači i niže cene i veću dostupnost.
Piše: Isidora Gordić
