Умните прозорци: многофункционални строителни елементи с IQ

Интелигентните прозорци вече отговарят на повишените стандарти за енергия, комфорт и сигурност. Сензорно контролираната прозоречна вентилация с рекуперация на топлина спестява енергия за отопление, а автоматичното затваряне на наклонените прозорци по време на отсъствие предотвратява повреди от атмосферни влияния и проникване с взлом. Но развитието продължава и по-нататък: то варира от автоматично затъмняване на стъклото, когато грее слънце, през стъкла, които произвеждат електричество или топлина, до прозорци и фасади с вградени LC дисплеи.

Автоматизирано отваряне и затваряне

Електрическите задвижвания или интегрираните в рамката на прозореца вентилационни системи позволяват автоматична вентилация, независимо от присъствието на обитателите. Тя подобрява хигиената на въздуха в помещенията, регулира вътрешния климат, предотвратява появата на мухъл и спестява енергия за отопление. Ролетните щори или тентите могат да се управляват с натискане на бутон у дома и чрез приложение, ако сте в движение. Това е удобно и улеснява ежедневието на възрастните хора или хората с увреждания. Системите, контролирани от сензори за температура, време на деня, вятър или дъжд, пестят енергия и предотвратяват повреди. Дори входните врати и портите могат да се отварят чрез интелигентни ключалки с помощта на приложение за смартфон, смарт часовник, карта, транспондер, скенер за пръстови отпечатъци или цифров код.

Докато локалните Bluetooth решения са ограничени до функции за отваряне и затваряне, облачните решения могат да бъдат интегрирани в цялостни концепции за интелигентен дом. Трябва да се спазват стандартите за безопасност, циклите на поддръжка и смяна на батериите, както и аварийни сценарии, като прекъсване на захранването. Свързаните в мрежа сензори за прозорци и входни врати, сензорите за счупване на стъкло, детекторите за движение и дим или симулацията на присъствие осигуряват защита срещу кражби с взлом, както и автоматично затваряне на входните врати и прозорци, когато обитателите напускат сградата. При аларма се активират сирени, изпращат се съобщения или се уведомяват службите за сигурност.

Автоматизирана вентилация

Енергийно ефективните сгради поставят повишени изисквания към изолацията на сградите. Плътните обвивки на сградите обаче възпрепятстват достатъчния въздухообмен, което може да доведе до лошо качество на въздуха, повишаване на влажността и в крайна сметка до развитие на плесени. В допълнение към автоматичното отваряне и затваряне, вентилацията със или без рекуперация на топлина е важен аспект на интелигентните прозорци. Вградените системи за вентилация, със или без вентилатор, в определени случаи могат да бъдат алтернатива на централната вентилационна система (напр. стари сгради, сгради-паметници на културата и т.н.), като по този начин се избягва скъпото инсталиране на вентилационни канали. Вентилаторите, монтирани допълнително във фалца на прозореца или вече вградени в прозоречните елементи, са снабдени със затварящи се отвори, през които може да влиза свеж въздух и да излиза застоялия, влажен въздух. По този начин те снабдяват помещението със свеж въздух, когато прозорците са затворени, и предпазват от шум, прах и полени. В системите с рекуперация на топлина изходящата остатъчна топлина на въздуха затопля входящия въздух и спестява енергия за отопление. Автоматизираната вентилация с подходящи елементи и управление е енергийно по-ефективна от непрекъснатата вентилация през прозорците. Тя отваря прозорците или активира вентилаторите само при необходимост и може да бъде съчетана с управлението на отоплението. Сензорите измерват предварително температурата в помещението, влажността или съдържанието на CO2. Ако се регистрират и интензивността на слънцето, вятърът и метеорологичните условия, управлението на вентилацията може да бъде допълнително оптимизирано.

Автоматизирано засенчване

По-нататъшна стъпка в посока „интелигентни прозорци“ са стъклата, които могат да променят прозрачността си в зависимост от слънчевото греене или приложеното напрежение. Прозорецът получава необходимата за това енергия чрез електрическа връзка или чрез вградени фотоволтаични модули. Прави се разлика между електрохромни, термохромни и LC стъкла.

Термохромното стъкло може да променя своята абсорбция на светлина в зависимост от температурата на околната среда. Веднага щом се нагреят от слънцето, те се оцветяват. Когато слънчевите лъчи отслабнат, те изстиват и се обезцветяват.

Електрохромното стъкло променя степента на пропускливост на светлина в зависимост от приложеното напрежение. Ако то е равно на нула или ако полярността на напрежението се промени, стъклото отново става прозрачно.

LC стъклото (Liquid Crystal – течен кристал) работи подобно на LC дисплей. Първоначално е непрозрачно и прилича на матирано стъкло. Става прозрачно, когато се приложи електрическо напрежение. Възможните приложения са разнообразни: те варират от стъкла за слънчева или UV защита в конструкцията на прозорци и фасади до системи за преградни стени в офиси с отворен план, заседателни и конферентни зали и т.н. Съчетани със сензор за светлина, електрохромните стъкла могат да бъдат затъмнени според интензивността на слънчевите лъчи.

Многофункционален строителен елемент

Концепциите, при които прозорците и фасадите се използват за генериране на енергия, прозорците, които служат като източник на светлина през нощта или се превръщат в мултимедиен сензорен дисплей, отиват още по-далеч. Остъкляването на фасади или покриви също може да генерира електроенергия с помощта на прозрачни или полупрозрачни соларни модули или специални покрития. Други концепции имат за цел да използват фасадите за отопление и охлаждане. В този случай към водата, течаща между стъклата, се добавят микрочастици, които намаляват проникването на светлина.

В бъдеще системите трябва да могат да се използват и за повърхностно отопление. Прозорецът на бъдещето ще осигурява светлина не само през деня, но и през нощта. Органичните светодиоди – така наречените OLED – се използват като тънки, гъвкави филми, нанесени върху стъклото на прозореца. През деня те са прозрачни, а през нощта превръщат прозореца в енергоспестяващ източник на светлина. Стаите могат да бъдат осветени също толкова равномерно през нощта, колкото и през деня. Още по-футуристични са концепциите за прозорци, които могат да се трансформират в чувствителен на допир компютърен или телевизионен дисплей. Това означава, че прозорецът може да се използва като контролен панел за автоматизация на дома или за мултимедийно показване на прогнози за времето, готварски рецепти и видеоклипове. В офис среда той може да се използва като широкоформатен компютърен дисплей, както и като екран за видеоконференции или като повърхност за мултимедийни презентации.

Умни прозорци в умния дом

Интелигентните прозорци могат да записват данните от околната среда с помощта на подходящи сензори и да ги предават на системата за управление. Самообучаващите се системи за управление регистрират навиците на обитателите, правят изводи и оптимално регулират взаимодействието на системните компоненти в съответствие с тях. Управлението с приложения, глас и жестове осигурява допълнителна лекота на използване. Освен повишаване на комфорта, то има и положителен ефект при намаляване на разходите с до 40 процента. Свързаните в мрежа технологии и устройства предлагат предимства и при поддръжката и обслужването: системни компоненти могат да докладват за текущото си състояние, самостоятелно да проверяват интервалите за поддръжка и да посочват кога трябва да се сменят износените части. Настройките и конфигурациите могат да се правят и дистанционно. Прозорците с интегриран радиочип съдържат цялата информация, свързана с производството, монтажа, поддръжката и употребата – през целия им жизнен цикъл.

Снимки: Schüco