Электрохромные окна: как работает стекло с регулируемым затемнением

Представьте панорамное окно, которое утром остаётся светлым, а в яркий солнечный день становится заметно темнее без штор, жалюзи и плёнки. Так работают электрохромные окна — прозрачность и степень затемнения стекла можно изменять электрическим сигналом.

Технология особенно интересна для панорамного остекления, фасадов и помещений с большим количеством солнца. Но у неё есть особенности: затемнение происходит не мгновенно, стекло не всегда заменяет шторы, а стоимость конструкции выше обычного стеклопакета.

Разберём, что такое электрохромное стекло, как оно работает и где такое решение действительно имеет смысл.

Что такое электрохромное стекло

Электрохромное стекло относится к динамическому, или управляемому, остеклению. Оно способно менять свои оптические свойства после подачи небольшого электрического напряжения.

В светлом состоянии окно пропускает больше видимого света. После переключения стекло постепенно приобретает более тёмный оттенок и уменьшает количество проходящего солнечного излучения.

При этом обычное электрохромное окно не превращается в матовую непрозрачную стену. Сквозь затемнённое стекло, как правило, по-прежнему можно видеть улицу.

Именно поэтому выражение «стекло с регулируемой прозрачностью» здесь немного условное. Точнее говорить о регулировании светопропускания или степени затемнения.

Как это устроено

Внутри электрохромного элемента находятся функциональные тонкие слои. Под воздействием электрического сигнала между ними перемещаются ионы и электроны, из-за чего меняются оптические свойства материала.

Для пользователя всё выглядит намного проще:

светлое стекло → команда на затемнение → постепенное изменение оттенка → более тёмное стекло.

Обратная команда возвращает конструкцию в более прозрачное состояние.

Электрохромный слой обычно является частью полноценного оконного или фасадного стеклопакета, а не отдельной плёнкой, которую наклеивают на готовое окно.

Зачем окну менять затемнение

Основная задача такой технологии — управлять количеством солнца, поступающего в помещение.

На обычном панорамном окне приходится искать компромисс. Большая площадь стекла даёт хороший естественный свет и открытый вид, но в солнечные часы появляются блики и увеличиваются теплопоступления.

Электрохромное остекление позволяет менять характеристики стекла в зависимости от условий.

Это может быть полезно для:

• панорамных окон на солнечной стороне;
• гостиных с большой площадью остекления;
• кабинетов, где солнце бликует на мониторе;
• зимних садов;
• стеклянных фасадов;
• помещений со вторым светом и высокими окнами.

Особенно заметно преимущество там, где обычными шторами пользоваться неудобно из-за высоты или размеров остекления.

Что происходит в солнечный день

Утром окно может оставаться максимально светлым.

Когда солнце становится ярче, стекло переводят в более тёмное состояние. В помещение поступает меньше прямого солнечного излучения, снижается яркость около окна и становится проще контролировать блики.

Когда интенсивность солнца уменьшается, остекление снова можно сделать светлее.

Таким образом, окно не имеет одного постоянного состояния — его характеристики можно менять в течение дня.

Как управляются электрохромные окна

Самый простой вариант — ручное управление кнопкой или настенной панелью.

Но технология позволяет использовать и автоматизацию. Умные окна для дома могут работать совместно с системой управления зданием и учитывать освещённость, время суток или другие заданные параметры.

Например, автоматика может затемнять большое южное окно в часы наиболее яркого солнца и возвращать его в светлое состояние вечером.

В зависимости от конкретной системы управление возможно:

• с настенной панели;
• через приложение;
• по заранее заданному расписанию;
• вместе с датчиками;
• через систему умного дома.

Не каждое электрохромное окно поддерживает все эти варианты. Способ управления зависит от оборудования и проекта.

Сколько электричества нужно

Само электрохромное переключение относится к низковольтным технологиям. Для изменения состояния требуется электрический сигнал, а у некоторых систем после достижения нужного оттенка для его сохранения требуется очень мало энергии или она практически не нужна.

При этом контроллеры, датчики и другая автоматика также являются частью системы и могут иметь собственное энергопотребление.

Поэтому корректнее считать энергозатраты для конкретного решения, а не говорить, что любое умное стекло вообще не использует электричество.

Затемнение происходит не мгновенно

По этому параметру электрохромные окна заметно отличаются от обычных электрических жалюзи или некоторых других видов smart glass.

Изменение оттенка происходит постепенно.

У крупных архитектурных стёкол полный переход может занимать несколько минут. На скорость влияют технология, размеры стекла, температура и требуемая степень затемнения.

Для окна это обычно не проблема: задача системы не в том, чтобы за секунду скрыть комнату от посторонних, а в том, чтобы плавно адаптировать остекление к солнечным условиям.

Но ждать эффекта обычного выключателя света от электрохромного стекла не стоит.

Электрохромное стекло и PDLC — в чём разница

Под названием «умное стекло» объединяют несколько технологий, которые работают совершенно по-разному.

Из-за этого электрохромное стекло иногда путают с PDLC.

PDLC при переключении меняет рассеивание света. Стекло становится прозрачным либо молочно-матовым.

Электрохромная технология работает иначе: окно становится темнее, но не превращается в белую непрозрачную поверхность.

Поэтому выбор зависит от задачи.

Для ванной или стеклянной перегородки может быть важнее приватность. Для большой гостиной с панорамными окнами — возможность уменьшить яркость солнца, сохранив вид наружу.

Заменят ли электрохромные окна шторы

Иногда — частично. Полностью — не всегда.

Для защиты от яркого солнца окна с автоматическим затемнением действительно могут уменьшить необходимость постоянно закрывать жалюзи или плотные шторы.

Но электрохромное стекло обычно остаётся просматриваемым и в затемнённом состоянии.

Если вечером внутри помещения включён свет, а на улице темно, такое окно не обязательно обеспечит необходимую приватность.

Поэтому для спальни, ванной или первого этажа может дополнительно потребоваться традиционная система закрывания окна.

А вот в гостиной с красивым видом отсутствие постоянных штор может стать одним из главных преимуществ.

Особенно интересно для панорамного остекления

На стандартном окне площадью около одного квадратного метра регулировать солнце достаточно просто обычной шторой.

Совсем иначе обстоит дело, когда стекло занимает большую часть стены.

Электрохромное панорамное остекление позволяет управлять светом без тяжёлых текстильных конструкций перед стеклом. Интерьер остаётся визуально открытым, а панорама не закрывается жалюзи.

Такое решение интересно для:

Гостиных с окнами в пол.
Можно сохранить открытый вид и уменьшать яркость в солнечные часы.

Второго света.
Высокие окна сложно закрывать и открывать вручную.

Зимних садов.
Большая площадь остекления делает регулирование солнца особенно актуальным.

Современных частных домов.
Стекло можно интегрировать в архитектуру без дополнительных солнцезащитных конструкций в интерьере.

Может ли такое окно уменьшить перегрев

Электрохромное остекление способно регулировать не только видимый свет, но и солнечные теплопоступления. Это одна из причин его использования в энергоэффективных зданиях.

Однако результат зависит от проекта.

На него влияют ориентация окна, площадь остекления, климат, характеристики конкретного стеклопакета и алгоритм управления.

Поэтому утверждение вроде «электрохромное окно снизит расходы на кондиционирование на определённый процент» без расчётов было бы некорректным.

В одном доме эффект может быть заметным, в другом — значительно меньшим.

Что будет зимой

Способность затемняться не отменяет обычных требований к окну.

Для жилого помещения по-прежнему важны:

• сопротивление теплопередаче всей конструкции;
• характеристики дистанционных рамок и стеклопакета;
• герметичность;
• качество профиля;
• правильный монтаж.

Электрохромный слой отвечает прежде всего за динамическое управление оптическими и солнечными характеристиками.

Он сам по себе не делает плохо утеплённое окно тёплым.

Основные преимущества

Главное преимущество электрохромного стекла — возможность менять характеристики окна уже после его установки.

Обычное солнцезащитное стекло имеет заданные свойства постоянно. Электрохромное можно оставить светлым, когда солнце слабое, и затемнить в более яркий период.

Это даёт несколько практических плюсов:

Больше контроля над естественным светом.
Не приходится выбирать один постоянный уровень тонировки.

Меньше бликов.
Полезно для помещений с телевизорами и компьютерными мониторами.

Панорама остаётся открытой.
Нет необходимости постоянно закрывать окно плотными шторами.

Возможна автоматизация.
Остекление можно связать с системой управления домом.

Чище интерьер.
На больших окнах можно сократить количество массивных солнцезащитных конструкций.

Какие есть ограничения

Технология интересная, но подходит не для каждого проекта.

Цена

Электрохромное стекло заметно сложнее обычного. Помимо специального стеклопакета нужны питание, контроллер и при необходимости автоматика.

Поэтому такое решение пока относится скорее к специальному остеклению, чем к стандартной комплектации квартиры.

Скорость

Переход между состояниями может занимать минуты, особенно у крупных элементов. Это нормальная особенность технологии, а не неисправность.

Цвет в затемнённом состоянии

При затемнении некоторые электрохромные системы приобретают выраженный оттенок. Его характер зависит от технологии.

Это стоит учитывать при проектировании фасада и интерьера.

Требуется проектирование

Нужно заранее предусмотреть питание, управление и соединение элементов.

Просто заменить обычный стеклопакет на «умный» без проверки совместимости всей конструкции получается не всегда.

Не полноценная замена приватному стеклу

Затемнённое окно и непрозрачное окно — разные вещи.

Если задача состоит именно в том, чтобы полностью скрыть помещение от взгляда снаружи, нужно рассматривать соответствующие технологии приватного стекла или традиционные средства закрывания.

Подойдёт ли электрохромное окно для квартиры

Технически технология применима и в жилых помещениях, но её рациональность зависит от конкретного окна.

Для стандартного окна в спальне или кухне обычная солнцезащита обычно проще и доступнее.

Совсем другая ситуация — большая квартира с панорамным остеклением на солнечной стороне. Здесь управляемое затемнение уже может решать реальную проблему бликов и избытка солнечного света.

То есть преимущество технологии становится заметнее по мере увеличения площади стекла.

А для частного дома

В частном доме возможностей больше, особенно когда электрохромное остекление закладывают ещё на этапе проекта.

Можно заранее определить:

• какие фасады получают больше солнца;
• где нужны панорамные окна;
• какие зоны требуется затемнять отдельно;
• как будет организовано управление;
• нужны ли датчики и автоматические режимы.

В таком случае умное стекло становится частью общей системы дома, а не отдельной необычной функцией одного окна.

Что стоит уточнить перед заказом

При выборе конкретной системы недостаточно спросить только цену квадратного метра.

Нужно узнать диапазон светопропускания в светлом и затемнённом состоянии, скорость переключения, оттенок стекла, размеры доступных элементов, требования к электропитанию и совместимость с выбранной системой автоматизации.

Также стоит заранее решить, требуется ли полная приватность. Если да, электрохромное стекло может оказаться не тем типом smart glass, который нужен.

Вывод

Электрохромные окна позволяют регулировать степень затемнения стекла электрическим сигналом. В светлом состоянии они пропускают больше света, а при необходимости постепенно становятся темнее и помогают контролировать солнечное излучение и блики.

Наиболее интересна технология для больших окон, панорамного остекления и современных частных домов, где обычные шторы или жалюзи неудобны либо нарушают открытый вид.

При этом электрохромное стекло стоит отличать от приватного smart glass: оно предназначено прежде всего для управления солнцем, а не для полного скрытия помещения.

При проектировании больших окон специалисты компании «Висла» помогут подобрать тип остекления с учётом площади стекла, ориентации помещения и требований к солнцезащите.