全球城市化进程的持续推进,催生了高层建筑的不断涌现。与此同时,越来越多的摩天大楼的外立面被显示屏占据,承载了美化建筑、传递信息、播放广告等功能。然而,随着新型显示屏技术的智能化发展,这些功能已经成为建筑外立面显示屏最基本的选择。
如同平板电脑和智能手机的显示屏不仅是一个显示界面,更是体验的平台以及各种应用程序的舞台一样,通过这些显示屏,我们可以随时与家人交流、购物和学习。高楼上巨大的显示屏不止于广告载体和信息平台,不仅是城市风景中美丽的光的放射,它还可以为人们开拓更大的可能性区域。
凭借最新的液晶显示技术,我们可以将建筑物上的大屏幕显示器打造为个人窗口,而不仅是花俏的广告投放平台;可以更好地利用屏显技术,在不远的将来改变建筑物的灯光管理,帮助人们实现能源效率的提高以及能源的节省。显示屏的智能技术创新,还将为建筑行业带来新的设计理念,为未来的城市居民打造更舒适的生存空间。
液晶显示技术助力建筑节能
随着液晶技术的发展,从电视到平板电脑、手机等,液晶显示器早已进入人们的日常生活,而其在建筑领域的应用却较为有限。目前,由Peer+公司和默克公司(Merck KGaA)研制的液晶窗,为建筑领域的液晶显示技术开辟了新的应用领域。
液晶窗主要由两块玻璃板胶合在一起组成,其间距只有几微米,玻璃板向内一面覆盖着一层透明导电的薄层(透明导电性氧化物)以及一层取向层(聚酰亚胺),涂层基片之间的间隙内填充有一种特殊的液晶混合物。液晶窗的透光率可以通过施加低电压进行控制。
该液晶窗技术具备许多独特的性质:液晶窗可以在几秒钟内完成0%~100%的透光率的切换;未来可能会实现连续可变调光和分段切换;将该技术与所有传统玻璃窗相结合相对简单;在对比度方面,液晶窗着力解决了阳光对显示屏的影响,即使在强烈的日照下也不影响人们观看显示内容。同时,液晶窗为建筑立面设计开辟了全新的可能发展道路,例如具有极大表面的玻璃窗和形状独特的玻璃窗,以及对每个单一窗口进行分别着色处理。
从居住者的角度来看,窗户提供的基本功能除采光、景观、通风之外,还要让使用者感到舒适。玻璃占整个窗户面积最高可达80%以上,在满足窗户的基本功能之外,还直接影响建筑整体的节能效果。就我国目前典型的公共建筑维护部件而言,窗(包括透明幕墙)的能耗约为墙体的3倍,屋面的4倍,约占建筑围护结构总能耗的40%~50%。因此,加强窗的保温隔热性能,减少窗的热量损失,是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。
液晶窗在降低能耗方面表现优异:一方面,通过应用最新的液晶材料,使液晶窗具备更高的透光度,同时电池能耗更少,窗体更薄,减少了能源使用;另一方面,通过液晶窗对光线进行优化调节并实施温度管理,可以对建筑物能源利用效率的提高起到决定性作用。例如,在夏天通过智能窗户应用控制光源和日照时间,可以有效减少空调的使用。第三,作为附加选件,液晶窗还可以集成太阳能电池,充分利用清洁能源。此外,智能液晶窗技术还可以在建筑设计方面减少相关的外部工具,节省大量空间。
智能显示屏打造可交互建筑
利用智能液晶技术的液晶窗下一步的发展趋势将着重于实现人机交互功能。
液晶窗可以通过迅速调整0%~100%的透光度这个技术应用,改变室内的光源环境,为居住者带来更加动态化的、及时的环境调整,适时为居住者提供舒适的环境。例如,当居住者走进房间,该设备可以通过建筑内安装的感应设备识别进入者的身份,并作出相应的回应,根据房屋的功能进行光源的调整,或通过液晶窗的显示功能为居住者提供虚拟背景。
在更深入的应用开发中,开发者还计划将液晶窗和液晶幕墙与个人电脑、手机等相互连接,通过智能窗和液晶幕墙的屏显技术,在极短时间内提供人们想要的任何信息。例如,随时提醒走过智能窗户的人其周围的环境数据,显示人们感兴趣的新闻、天气报告、交通情况等,以更好地提升城市居民未来生活的便捷度。
正如美国网络专家、城市规划师Adam Greenfield认为:“当我们谈到信息显示的新可能性,恰如对待任何一个其他传播技术。我们并非要在某个止步不前的领域简单插入这些设备和系统,而是应该独辟蹊径,设计出服务特定目标的工具,并有效应用于该领域,从而使这个领域围绕新工具的存在进而实现自我发展,创造出新愿景、新需求,正视风险,抓住机会,整个可以视为一个互利合作的持续进程。”
目前,智能液晶窗技术已经初步应用在高层建筑当中。而随着中国城镇化的加速发展,液晶创新技术在中国的应用前景更为广泛。根据商业地产服务机构RET睿意德数据显示,2013年全球超过400米的已建成超高层建筑中,中国占比约60%。中国超过250米的高层建筑逾122座。这个数字远远超过了世界其他任何一个国家。预计到2018年,中国将有154座超高层建筑,而美国有23座,阿联酋10座。
下一步,智能液晶窗技术将继续提高耐受程度,除了承受风吹日晒、严寒酷暑以外,窗户还需要对饱含紫外线辐射的高能量日光具备特别的耐受性。尽管智能液晶窗技术目前还处于实验和探索阶段,但是我们已经可以预见未来智能窗户发展的无限可能。