Электрохромное остекление 2-го поколения для управления инсоляцией — готовность к реализации в проектах

Конструктивные особенности ламинированных электро­хромных панелей
Новая конструкция — это два термоупрочненных стекла со слоями напыления SnO2-F на каждом, слоем оксида вольфрама и смеси оксидов титана и ванадия на одном и другом стекле соответственно, ламинированные между собой в единое целое с Li-ионным токопроводящим слоем из акрилового полимера.
Эта конструкция показана на рис. 1. Проводящие слои контактируют с шиной, соединенной с электронным управляющим устройством (контроллером). Кромка уплотнена силантом с целью предотвратить попадание воды и кислорода между слоями стекла.
Термоупрочненная панель из K?стекла использована во втором поколении для предотвращения разрушения из-за тепловых нагрузок без значительной потери первоначальной прозрачности. Очень много усилий было приложено по оптимизации активных покрытий, чтобы получить равномерную окраску и долговечность.
Большинство преимуществ этой системы получено при редизайне из-за полимера. Чистота компонентов и их несколько измененная композиция, состав которой мы эдесь умалчиваем, существенно повысили электрохимическую стойкость и стабильность полимера.
Электрохромная (ЭХ) ламинированная панель может быть скомбинирована с любым другим качественным низкоэмиссионным энергосберегающим (low-E) стеклом в сдвоенный стеклопакет по обычной технологии и быть ламинированной по технологии со скошенной кромкой Pilkington Activ для крышевого остекления.
Светопроницаемость для стандартного однокамерного стеклопакета приведена на рис. 2 выше двух кривых крайних состояний ЭХ-стекла: прозрачного и окрашенного.
Таким образом, электрохроматический эффект вызывается прохождением электрического тока, поданного на листы стекла, составляющие ламинированную панель, и величина тока может изменяться благодаря электронному управляющему устройству.
ЭХ-панель в окрашенном состоянии в большей степени поглощает свет в области от инфракрасного до видимого красного света, пропуская холодную часть спектра.
Одиночную панель со светопропусканием в крайних состояниях 50% и 15% можно связать вместе и подключить к единому контроллеру через интерфейс типа RS 485, чем получить диапазон светопропускания для группы панелей в крайних состояниях между показателями 36% и 12% или менее (см. рис. 3).
Итак, можно синхронно управлять светопропусканием одновременно до 30 фасадных и/или крышных панелей.
Схема управления допускает подключение к системе управления энергосистемой всего здания.

• Share

• Share

• Share

Результаты испытаний
Помимо успешного внесения изменений в конструкцию второго поколения ЭХ-стекол была изменена концепция их испытаний. В частности, новая концепция предполагала комбинацию различных видов старения в лабораторных условиях: электрохимические воздействия, УФ- и ИК-излучения. Прямое сравнение состояния ЭХ-стекол старого и нового типа показало увеличение действительного срока службы в 18 раз, т.е. эквивалентный срок службы образцов нового поколения составил свыше 30 лет.
Более того, после завершения цикла лабораторных испытаний новые ЭХ-стекла были вставлены в окна офиса фирмы Flabeg для проведения полевых испытаний. Цикл состоял из двух переключений в окрашенное состояние утром, включением на максимально окрашенное состояние днем и самое прозрачное состояние ночью для имитации долгосрочного среднего режима токовой нагрузки при переключениях. Рис. 4 дает представление, как было установлено остекление.
Здесь было получено прямое сравнение панелей первого (две панели справа) и второго поколения (две панели слева на каждом фото), которые сначала выглядели идентично.
Начиная с июля 2002 г., численно измерялись и сравнивались характеристики светопропускания образцов в обоих крайних состояниях. На рис. 5 приведены некоторые данные испытаний за период до марта 2007 г.
Красными кружками и окружностями обозначены значения светопропускания в прозрачном и окрашенном состоянии (верхняя и нижняя кривая) двух образцов ЭХ-окон первого поколения, синие кружки и окружности иллюстрируют данные для двух ЭХ-стекол нового поколения в окрашенном и неокрашенном состоянии соответственно. За первые 6 месяцев все панели регулярно переключались со значения светопропускания между 49% и 11-12%. После этого пределы для окрашенного состояния были отрегулированы на показатель 14-15% изменением параметров контроллера, чтобы выйти на предельный режим.
Через 12 месяцев у стекол первого поколения были отмечены первые существенные потери характеристик и наблюдалось развитие существенной разнородности (пятнистости) в окраске. Эти панели были заменены через 30 месяцев после начала испытаний.
Оконные ЭХ-панели второго поколения за пять лет не проявили никакой деградации характеристик. Таким образом, опираясь на данные ускоренных лабораторных испытаний был определен их срок службы: более 20 лет.
Всего было испытано более сотни ЭХ-панелей в составе однокамерных стеклопакетов, установленных в окна (с июня 2002 г.) и в крышные системы (с декабря 2002 г., см. рис. 6).

• Share

• Share

• Share

Рис. 6. Полевое испытательное оборудование для крышного остекления ЭХ-стеклопакетов с размерами 1,2 х 2,00 м

Выводы
Фирма EControl-Glas GmbH & Co. KG, Германия, которая полностью унаследовала достижения фирмы Flabeg — пионера электрохромного остекления, провела полную подготовку производства и успешно выполнила первые полученные подряды по остеклению стеклопакетами с электрохромными панелями нового поколения.