Szyby zespolone przenikalne dla fal radiowych
WPROWADZENIE
Nowoczesne szyby zespolone tłumią częstotliwości telefonii komórkowej do tego stopnia, że odbiór danych i rozmowy telefoniczne w wielu pomieszczeniach są często możliwe tylko w bardzo ograniczonym zakresie. Dzieje się tak, ponieważ powłoki zapewniające izolacyjność termiczną oraz ochronę przeciwsłoneczną zawierają srebro i działają jak klatka Faradaya odbijając nie tylko promieniowanie słoneczne i podczerwone, ale także fale radiowe. Uogólniając, dotyczy to wszystkich popularnych częstotliwości telefonii komórkowej - od GSM do UMTS, LTE do 5G, a także WLAN i usług nawigacyjnych.
Urządzenia końcowe zazwyczaj w takiej sytuacji zwiększają swoją moc, aby utrzymać odbiór. W rezultacie użytkownicy urządzeń są narażeni na silniejsze oddziaływanie pola elektrycznego, znane jako elektrosmog. Zwiększenie mocy zmniejsza również żywotność baterii urządzenia mobilnego. Aby umożliwić odbiór częstotliwości telefonii komórkowej w budynkach z szybami zespolonymi, stosuje się obecnie tzw. repeater-y. Wzmacniają one sygnały, ale jako urządzenia aktywne wymagają zasilania do działania i oczywiście mogą ulec uszkodzeniu.
Powłoki zapewniające izolacyjność termiczną oraz ochronę przeciwsłoneczną znacznie zmniejszają przenikalność szyb zespolonych dla fal radiowych. W przypadku jednokomorowych szyb zespolonych 1/1000 sygnału wyjściowego przechodzi przez szkło. W przypadku szyb dwukomorowych wartość ta wynosi 1/1 000 000.
Produkt ten umożliwia optymalny odbiór danych przez telefony komórkowe w budynkach z termoizolacyjnymi szybami zespolonymi. Został on zaprojektowany w taki sposób, aby można było łatwo spełnić wszystkie wymagania dla budynków niskoenergetycznych dotyczące izolacyjności termicznej. Ponadto wspomaga to również zredukować elektrosmog i wydłużyć żywotność baterii telefonów komórkowych.
ROZWIĄZANIE
ISOLAR® oferuje zmodyfikowane szyby zespolone, które zapewniają optymalnie przenikanie dla fal radiowych, zachowując w największym możliwym stopniu funkcję izolacyjności termicznej szkła. W przeciwieństwie do repeater-a, rozwiązanie to jest pasywne; nie wymaga zatem dostarczania energii elektrycznej i działa przez cały okres użytkowania budynku.
Aby osiągnąć taką skuteczność, warstwa niskoemisyjna szkła podzielona jest na małe fragmenty. Można to osiągnąć przez zastosowanie technologii laserowej lub procesu lift-off. Fragmenty te muszą być zwymiarowane w taki sposób, aby zakres częstotliwości promieniowania cieplnego był nadal odbijany, ale popularne częstotliwości telefonów komórkowych mogły swobodnie przez nie przenikać. Kluczowe są tutaj długości fal, takie jak promieniowanie podczerwone, które leży w zakresie od 780 nanometrów do jednego milimetra, oraz fale radiowe telefonii komórkowej. Standard GSM ma długość fali 33 centymetry, a w przypadku 5G jest to obecnie co najmniej 8,1 centymetra.
Powłoka naniesiona na szkło jest podzielona na małe kwadraty. W przeprowadzonych badaniach wybrany wzór siatki poprawił odbiór danych z telefonów komórkowych dla jednokomorowych szyb zespolonych o współczynnik 1000, a dla dwukomorowych szyb zespolonych o współczynnik do 1 000 000. W obu przypadkach odbiór poprawił się dla wszystkich popularnych częstotliwości telefonii komórkowej.
Laboratoryjny pomiar przenikalności fal radiowych
Pomiar przenikalności fal radiowych przez szybę zespoloną w Instytucie Fraunhofera. 0 dB oznacza odbiór sygnałów telefonii komórkowej bez szkła. Szkło powlekane (w kolorze niebieskim) ekranuje częstotliwości telefonii komórkowej tak silnie, że za takim szkłem odbieranych jest znacznie mniej sygnałów. W zależności od budowy powłoki, transmisja ulega poprawie (kolor zielony i czerwony). W przypadku jednokomorowych szyb zespolonych osiąga się wartości transmisji jak przy szkle niepowlekanym. Wartości te znacznie wzrastają również w przypadku dwukomorowych szyb zespolonych.
Wpływ na właściwości szkła
Formatowanie powłoki termoizolacyjnej tylko w niewielkim stopniu zmienia jej właściwości izolacyjności termicznej. Zmiana ta została zmierzona przez Instytut Fraunhofera.
W przypadku jednokomorowej szyby zespolonej, którego wartość Ug wynosi 1,15 W/m2K bez formatowania, wzrasta o 0,1 W/m2K z powodu formatowania powłoki. W przypadku dwukomorowej szyby zespolonej o wartości 0,7 W/m2K, wzrost również wynosi około 0,1 W/m2K. Przez wykonanie fragmentacji powłoki zwiększa zatem przenikanie ciepła tylko w bardzo niewielkim stopniu. Oznacza to, że wszystkie wymagania dotyczące izolacyjności termicznej w budynkach energooszczędnych mogą być spełnione bez żadnych problemów. Podobnie również bardzo niski jest wpływ na przenikalność światła. Proces formatowania naniesionej powłoki nie ma również wpływu na wytrzymałość szkła. Powłoka jest trwała i nie wymaga konserwacji.
Wzór formatowanej powłoki widoczny jest tylko wtedy, gdy stoi się bardzo blisko szyby - zarówno na tle niejednorodnym, jak i jednorodnym.