智能玻璃应用浅析

1、    智能玻璃应用浅析    金娟黄敏摘 要 本文对智能玻璃的潜在市场应用分析，如建筑、汽车行业，旨在顺应国家节能减排政策，提升用户体验，提高显示行业产品附加值及公司竞争力。通过本文，人们可以对智能玻璃的应用有基础的了解。关键词 智能玻璃 节能减排 体验 性能一、智能玻璃简介智能玻璃是一种新型的功能玻璃。近几年来，智能玻璃的应用、开发、研究非常活跃。最初，智能玻璃的应用范围仅限于建筑施工领域，并且与物联网、光热传感器等概念相结合，实现自主的智能调控。如今，除建筑施工领域外，智能玻璃已拓展至航空、铁路、海运及汽车领域。在建筑施工领域，智能玻璃可减少办公大

2、楼和居民住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须耗费的大量能源。装上智能玻璃的建筑物减少供暖和制冷需用能量的25%、照明的60%、峰期电力需要量的30%。智能玻璃的特点是，当太阳在中午，朝南方向的窗户随着阳光辐射量的增加会自动变暗。与此同时，处在阴影下的其他朝向窗户开始明亮。人们不必为遮挡骄阳配上暗色或装上机械遮光罩了。严冬，这种朝北方向的智能窗户能为建筑物提供70%的太阳辐射量，让人们获得漫射阳光带来的温暖。在汽车领域，目前正在开发用在未来轿车上的智能玻璃，装有智能玻璃的汽车会有更好的隐私和节能效果。它不仅起到美化作用，还将为现代汽车增添映像功能，以及利用透明显示技术将功能集成在車载玻

3、璃上。二、智能玻璃的分类智能玻璃按照技术类型主要分为聚合物分散液晶（pdlc）、电致变色（ec）、悬浮粒子（spd）三种。聚合物分散液晶（pdlc）是液晶以微米量级的小微滴分散在有机固态聚合物基体内，由于由液晶分子构成的小微滴的光轴自由取向，其折射率与基体的折射率不匹配，当光通过基体时被微滴强烈散射而呈现不透明的乳白状态或半透明状态。施加交流电场可调节液晶微滴的光轴取向，当基体和微滴折射率相匹配时，呈现透明状态。除去电场，液晶微滴又恢复最初的散光状态，从而实现调光。pdlc产品主要用于室内隐私墙，目前属于较低端类型产品。电致变色（ec）技术，指已实现产业化的全固态电致变色技术。这种由基础玻璃和

4、电致变色系统组成的装置利用电致变色材料在电场的作用下引起的透光（或吸收）性能的可调性，可实现由人的意愿调节光照度的目的。同时，电致变色系统通过选择性地吸收或反射外界热辐射和阻止内部热扩散。玻璃基板上镀有若干功能层，上下导电层之间夹有电致变色层、离子导体层和离子储存层。以国外市场上常用的电致变色材料三氧化钨为例，在透明状态下，三氧化钨变色层为空心立方结构，该结构下，只吸收少量的可见光和红外光。在直流低压的驱动下，锂离子进入三氧化钨的晶格，形成实心立方结构。该结构下，ec玻璃可以吸收98%以上的可见光和99%以上的红外光，从而实现对可见光和红外光的调节。改变施加电压的方向，锂离子可以可逆地掺杂或者

5、去掺杂，进而实现ec膜着色褪色的循环。悬浮粒子（spd）技术，将具有取向光吸收特性的粒子分散在悬浮液中，断电时由于布朗运动粒子随机排布，可以吸收99%以上的可见光。当spd膜被施加110v的交流电压时，粒子在电场的作用下发生取向排列，进而光线得以透过。三、智能玻璃的性能第一，隐私保护功能：智能玻璃的最大功用是隐私保护功能，可以随时控制玻璃的透明或者不透明状态。第二，映像功能：智能玻璃还是一款非常优秀的投影硬屏，在光线适宜的环境下，如果选用高流明投影机，投影成像效果非常清晰出众（建议选用背投成像方式）。第三，具备安全玻璃的优点，包括破裂后防止碎片飞溅的安全性能，抗击打强度高。第四，环保特性：智能

6、玻璃中间的调光膜及胶片可以隔热，阻隔99%以上的紫外线及98%以上的红外线。屏蔽部分红外线减少热辐射及传递，而屏蔽紫外线可保护室内的陈设不因紫外辐照而出现褪色、老化等现象，保护人员不受紫外线直射，避免患上紫外线直射引起的疾病。第五，隔音特性：智能玻璃中间的调光膜及胶片有声音阻尼作用，可阻隔部分噪音。四、智能玻璃的应用近年来，随着能源的紧张，节能材料的研究和开发成为人们广泛关注的一个重要问题。智能玻璃可动态调节太阳能的输出输入和可见光谱，还可作为汽车等交通工具的挡风玻璃和大面积显示器，在建筑、运输及电子等工业领域有广泛的应用前景。（一）住宅应用外部设置。阳台飘窗加增调光玻璃，可在楼宇林立人皆可窥

7、的较差的私密性方面进行革命性的改善。日常情况下，调节到透明状态，保持透亮采光；随意状态下，为保持安全感，可调节到不透明状态，却依然有阳光可亲近，一举两得。室内空间隔断。利用调光玻璃分隔房间，改善空间布局，既能提高光亮调节自由度，又能保证不同区域的私密性，会得到意想不到的效果。作为小型家庭影院幕布使用，将幕布、屏风有效结合（原理同商务投影幕布相同）。在选用安全电压的前提下，将调光玻璃作为浴室、卫生间隔断，不仅使布局敞亮，又能很好地保护隐私。（二）商务应用投影幕布作用。在透明状态下可以显示背景装饰图画，或者作为会议室的玻璃墙；在不透明状态下可替代成像幕布，并具备画面清晰的特点。这样一来，就打破了传

8、统水泥墙面的功能垄断局面，并且实现多重作用。办公区域、会议室、监控室隔断。即使是偌大的办公区，被数面墙体或磨砂玻璃隔断也会显得狭小憋闷，全部采用通透的玻璃设计又缺乏商务保密性。这时一种可以调节透明光度的玻璃就可以解决上述烦恼，监控室、会议室、商务洽谈等办公区域可调节为全光照透明状态，在需要时，只要轻轻按动遥控器，则可让整个区域从周围人的目光中彻底模糊掉。（三）车载应用未来车内的路线导航、标记和信息系统，驾驶员可以直接从挡风玻璃上得到，同时还可以在雾雨天气里看到1英里以外的景物。目前，向车企提供智能玻璃的业内参与者数量呈现大幅增长的态势。此外，中国、印度等国家的汽车市场潜力巨大，许多智能玻璃制造

9、商正尝试向这类新兴市场拓展。智能玻璃在汽车领域的应用较广，包括后视镜、侧视镜、车顶、风挡、背光灯、侧灯。估计未来智能玻璃将在汽车领域拥有健康增长的潜力。有关机构估计，在20182028年，车用智能玻璃市场的复合年增长率（cagr）将相当可观。（四）医疗机构应用智能玻璃可取代窗帘，起到隔断与隐私保护的作用，坚实安全，隔音消杂，更有环保清洁不易污染的好处，为医护工作者和患者除去顾虑和心理压力。（五）商品展示及商业广告玻璃展示窗，不透明时保护商品或投影广告；透明时展示商品，并可设立时间互换。可应用于商场、银行、珠宝店及博物馆、展览馆的橱窗。总之，调光玻璃的应用场所非常广泛，覆盖行政办公、公共服务、商业娱乐、家居生活、广告传媒、展览展示、影像、公共安全等诸多领域，也正契合国家“十三五”节能减排规划。近年来，随着国民经济的持