Page 24 - EI_01-02_2019_PRENUMERATA

oświetlenie
oświetlenie

zastosowania struktur

elektrochromowych

do sterowania oświetleniem

wnętrz obiektów budowlanych

dr hab. inż. Zbigniew Porada – Politechnika Krakowska

Zastosowanie struktury elektrochromowej w szybach okiennych różnego rodzaju obiek-
tów budowlanych umożliwia sterowanie zmianą współczynnika transmisji (w zakresie
światła widzialnego) i odbicia światła (w zakresie podczerwieni) poprzez przyłożenie
do niej odpowiedniego napięcia. Tym samym można, w sposób kontrolowany, wpływać
na intensywność oświetlenia wnętrz wykorzystującego do oświetlenia światło dzienne.

przypadku intensywnego pro- raz częściej są rozwiązywane przez za-
Wmieniowania słonecznego stosowanie szyb pokrytych cienką warto wiedzieć!
funkcją okna jest takie ograniczenie warstwą materiału o kontrolowanych Zjawisko elektrochromowe polega na odwracalnej przemianie struktural-
tego promieniowania, aby nie powo- parametrach optycznych w wybranym nej pewnych materiałów, w wyniku której zmieniają się ich właściwości
dowało nadmiernego oświetlenia zakresie widma promieniowania elek- optyczne. Zabarwienie warstwy elektrochromowej uzyskuje się poprzez
wnętrza, jak również niepożądanego tromagnetycznego. Obiecujące rezul- przyłożenie niewielkiego napięcia (1 – 3 V), a odbarwienie po przyłoże-
wzrostu temperatury. Problemy te co- taty osiągnięto przy wykorzystaniu niu napięcia w kierunku przeciwnym. Zastosowanie struktury elektro-
zjawiska elektrochromowego [1-4], któ- chromowej w szybie okiennej umożliwia sterowanie zmianą współczyn-
nika transmisji i odbicia światła poprzez przyłożenie do niej odpowied-
streszczenie re umożliwia kontrolowaną zmianę niego napięcia. Tym samym można wpływać na intensywność oświetle-
parametrów optycznych szyb stosowa-
Zjawisko elektrochromowe polega na nia wnętrz przy wykorzystywaniu światła dziennego. W przypadku inten-
odwracalnej transformacji strukturalnej nych w różnego rodzaju oknach.
niektórych materiałów, w wyniku czego Przez szybę okienną energia ciep- sywnego promieniowania słonecznego funkcją okna jest takie ogranicze-
zmieniają się ich właściwości optyczne. nie tego promieniowania, aby nie powodowało nadmiernego oświetlenia
Zastosowanie struktury elektrochromowej lna jest przenoszona na skutek wnętrza, jak również niepożądanego wzrostu temperatury.
w szybie okiennej umożliwia kontrolowa- dwóch procesów. Pierwszym z nich
nie zmiany współczynnika przepuszczal-
ności światła i odbicia poprzez przyłożenie jest transmisja promieniowania elek- nia ciepła na skutek różnicy tempe- przepuszczana. W stanie równowa-
do niego odpowiedniego napięcia (1 – 3 V).
Dzięki temu można wpływać na intensyw- tromagnetycznego w zakresie od ul- ratur po obu stronach pomiędzy po- gi energia absorbowana jest następ-
ność oświetlenia wnętrza przy wykorzy- trafioletu do dalekiej podczerwie- wierzchniami szyby [2]. Wyniki wie- nie reemitowana na obie strony szy-
staniu światła dziennego.
ni, a drugim jest proces przewodze- lu badań pokazują, że w naszym kli- by. Pokrycie powierzchni szkła cien-
macie, przy różnicy temperatur wy- ką warstwą odpowiedniego materia-
barwienie noszącej kilkanaście °C, większość łu może w znaczny sposób zmienić
e – H +
energii cieplnej wypływa przez szy- proporcje poszczególnych współczyn-
e – H + e – 1–2 V bę okienną na skutek promieniowa- ników [1, 2].
nia (ok. 70%).
H + W celu obniżenia przepływu ener- zjawisko elektrochromowe
gii w procesie promieniowania zwy-
WO 3 H x WO 3
odbarwienie elektroda kle pokrywa się szybę cienką war- Zjawisko elektrochromowe pole-
e – H + stwą metaliczną, także warstwami ga na odwracalnej przemianie struk-

e – + e – stopów i związków, które zmienia- turalnej pewnych materiałów, w wy-
H ją parametry optyczne szyby w sze- niku której zmieniają się ich właści-
H +
rokim zakresie widma elektromag- wości optyczne. Jednym z wielu ta-
netycznego. kich materiałów jest trójtlenek wol-
WO 3 przeciwelektroda
W wyniku oddziaływania pro- framu WO 3. Struktura tego tlenku
przewodnik jonowy mieniowania elektromagnetycz- umożliwia wprowadzenie do jego
+
elektrochrom nego z szybą szklaną, część energii sieci dodatnich jonów, takich jak H
+
tego promieniowania ulega odbi- czy Na o małych promieniach jono-
Rys. 1. Model struktury elektrochromowej [2] ciu, część jest absorbowana, a część wych, czemu towarzyszy przemiana

www.elektro.info.pl nr 1-2/2019
54