Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 12 okladka

       Świat Szkła 12/2019

 

User Menu

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

heroal 2018 Banner C50VSZ 750x150 PL mit-Rahmen1   

20190820-BANNIERE-HALIO-750x100-1D-PL

 zycenia bozonarodzeniowe-1-750px

wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

budma 2020 - 480x120

 

Efektywność energetyczna jest trucizną dla łączności wewnątrz pomieszczeń
Data dodania: 19.09.19

W przeddzień ery 5G rewolucja bezprzewodowa jest tuż za rogiem. Ilość danych przesyłanych bezprzewodowo rośnie wykładniczo prawie od dekady, a szybkość wzrostu wykorzystania danych przesyłanych bezprzewodowo nie wykazuje żadnych oznak spowolnienia – wręcz przeciwnie. Jednocześnie regulacyjne i publiczne zapotrzebowanie na energooszczędne budownictwo rzuca cień na obietnice nowego świata bezprzewodowego.

 

Problematyczną stroną energooszczędnej fasady jest to, że ma ona tendencję do znacznego osłabiania sygnałów przesyłanych bezprzewodowo, takich jak IoT, 4G i 5G. Ponieważ wyższe prędkości danych wymagają silniejszych sygnałów, energooszczędna fasada faktycznie zmniejsza prędkości danych, a w niektórych przypadkach może uniemożliwić nawet połączenia wewnątrz budynków.

 

Podstawę techniczną obecnych problemów można łatwo zrozumieć. Telefony komórkowe i urządzenia IoT muszą mieć możliwość komunikowania się ze stacjami bazowymi zlokalizowanymi na zewnątrz. Wiele materiałów używanych do budowy fasady, takich jak kamień, cegły, beton, a także materiały metalowe, takie jak aluminium, zatrzymują lub osłabiają sygnały orzesyłane bezprzewodowo.

 

W starszych budynkach sygnały telefonów komórkowych zwykle docierają do budynków przez szyby bez powłok funkcyjnych, zamontowane w oknach. Pojawiają się jednak problemy, gdy na tafle szklane są nakładane powłoki metaliczne (korzystne ze względu na ich efektywność energetyczną), ponieważ te powłoki odbijają i tłumią sygnały, a zatem skutecznie zamykają ostatnie wejście

 

dla sygnałów wchodzących do budynków. Ponieważ ściany są grubsze lub stosuje się materiały izolacyjne na bazie aluminium oraz stosuje się kilka tafli powlekanego szkła w szybach zespolonych, tłumienie sygnałów przesyłanych bezprzewodowo wzrasta, a problemy z łącznością wewnątrz pomieszczeń stają się coraz poważniejsze.

 

Zderzenie tych dwóch megatrendów, rewolucji łączności bezprzewodowej i efektywności energetycznej, jest nieuniknione, ale powaga problemów jest zależna geograficznie od kilku czynników. Kraje nordyckie z zimną pogodą i wysoko rozwiniętą infrastrukturą łączności bezprzewodowej walczą z problemami z łącznością wewnątrz pomieszczeń dłużej niż kraje Europy Środkowej. Na przykład w Finlandii pierwsza rządowa grupa robocza została powołana przez Ministerstwo Transportu i Komunikacji już w 2013 r. w celu zbadania problemu łączności wewnętrznej. Wstępne ustalenia (Problemy z odbiorem sieci mobilnej w budynkach o niskim zużyciu energii.

 

Raport grupy roboczej http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/handle/10024/77948 ) bardzo dobrze wyjaśniły problem, ale ponieważ nie było żadnych wykonalnych rozwiązań, problem pozostał nierozwiązany i stał się jednym z głównych problemów w nowych budynkach. Sześć lat później rząd Finlandii zaczyna postrzegać sieci bezprzewodowe i komunikację jako podstawową infrastrukturę, taką jak woda, ogrzewanie i elektryczność. W tym kontekście nie było zaskoczeniem, że prawo budowlane z 2017 r. zawierało zalecenia dotyczące połączeń wewnątrz pomieszczeń.

 

 2019 09 42 1

2019 09 42 2

Prototypy okien z przekaźnikiem antenowym prezentowane na wystawie towarzyszącej konferencji GPD 2019

 

Jak poprawić łączność wewnątrz pomieszczeń?
80% wszystkich zastosowań telefonu komórkowego ma miejsce w pomieszczeniach i tam też najbardziej utrudnione są połączenia. Aby rozwiązać te problemy, wprowadzono dwie podstawowe klasy rozwiązań. Po pierwsze, mogą być skuteczne aktywne rozwiązania, takie jak wzmacniacze i wewnętrzne stacje bazowe.

 

Jednak koszty inwestycji i powtarzające się koszty utrzymania utrudniają szerokie dostosowanie tych aktywnych rozwiązań, ponieważ właściciele nieruchomości starają się zminimalizować wszelkie dodatkowe koszty. Ponadto niekontrolowane użycie aktywnych wzmacniaczy ma tendencję do zwiększania poziomu hałasu i zakłóceń w sieciach komórkowych, co może dodatkowo obniżyć jakość sieci operatora.

 

Po drugie, rozwiązania pasywne są pasywne w tym sensie, że do ich obsługi nie jest wymagana energia elektryczna. Brak prądu oznacza, że sygnały bezprzewodowe nie są wzmacniane w ścisłym znaczeniu tego słowa. Zamiast tego pasywne rozwiązania poprawiają łączność w pomieszczeniach poprzez tworzenie specjalnych ścieżek przesyłania sygnałów przez fasady, a tym samym usuwanie tłumienia. Prowadzi to do silniejszych sygnałów w środku.

 

Rozwiązania pasywne, choć mniej skuteczne niż aktywne, stanowią atrakcyjne uzasadnienie biznesowe dla rozwiązania problemu na większą skalę bez ponoszenia powtarzających się kosztów.

 

Najczęściej proponowanym rozwiązaniem pasywnym oferowanym przez przemysł szklarski jest tak zwana powierzchnia selektywna częstotliwościowo (frequency selective surface – FSS), w której powłoka na całej powierzchni szkła została zarysowana laserem w określony, powtarzający sie wzór.

 

Najczęściej spotykanymi wzorami powłoki FSS są odmiany powtarzających się kwadratowych siatek i pętli, przy czym typowy rozmiar pojedynczego “oczka” wzoru to ułamek cala. Powłoka FSS stanowi znany punkt odniesienia dla każdego pasywnego rozwiązania, ale technologia ta ma pewne wady. Największą wadą powłoki FSS jest gęsta siatka wymagana do uzyskania skutecznego działania, ponieważ gęstość siatki wymaga intensywnej ablacji laserowej*), co z kolei wydłuża czas produkcji do kilku minut dla pojedynczego szkła, a także wpływa negatywnie na estetyczną jakość szkła.

*) proces odparowywania – usuwania materiału z powierzchni ciała stałego 

 

2019 09 42 3

Podczas gdy tradycyjna powloka FSS koncentruje energię sygnału w stosunkowo wąskiej wiązce, antena StealthCase została zaprojektowana dla maksymalnie szerokiego obszaru połączenia. W przypadku wąskich obszarów połączenia połączenie może stać się niejednolite i zawodne, gdy użytkownik telefonu komórkowego porusza się w pomieszczeniu. Zmaksymalizowana wiązka anteny zwiększa niezawodność, uniezależniając rozwiązanie od ruchu użytkownika.

 


Szklane antenyw szybach zespolonych
StealthCase to fiński startup specjalizujący się w tworzeniu nowatorskich wzmacniaczy pasywnych do zintegrowania z materiałami budowlanymi. Od 2017 roku StealthCase współpracuje z największym fińskim producentem okien i drzwi Inwido Finland (obecnie Grupa Pihla) w celu zintegrowania tych technologii w swoich produktach.

 

W czasie GPD 2019 StealthCase zaprezentowało dwa przykłady okien z przemysłowymi, prototypowymi wersjami swoich szklanych anten. Okna zostały wyposażone w szklane anteny wykonane z wykorzystaniem ablacji laserowej na powłokach naniesionych na tafle szklane wchodzące w skład szyb zespolonych (IGU), aby zmaksymalizować moc sygnału przez okno i jednocześnie zachować przyjemną estetykę.

 

Anteny szklane są wytwarzane na szybach zespolonych, które mają być ustawione pionowo. Niewielkie usunięcie powłoki z tafli szklanej powoduje przekształcanie jej w skuteczną antenę, powtarzającą odbierane przez siebie sygnały z jednej na drugą stronę szyby zespolonej. Minimalna powierzchnia ablacji i unikalna konstrukcja anteny prowadzą do zadziwiającej wydajności produkcyjnej, w której antenę można wytłoczyć w 10-30 sekund na każdej szybie.

 

To tylko ułamek czasu produkcji wymaganego do uzyskania skutecznej powierzchni FSS, przy czym czas produkcji pojedynczej tafli szkła może wynosić nawet pięć minut. Antena szklana StealthCase została zaprojektowana specjalnie do masowej produkcji, w której należy unikać wąskich gardeł. Co więcej, dodatkową zaletą anteny jest to, że jest prawie niewidoczna, ponieważ jest wytwarzana tylko na stosunkowo niewielkim obszarze z boku szyby zespolonej.

 

Oprócz dużej prędkości produkcyjnej antena jest również zaprojektowana do maksymalnego zasięgu, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynku. Ta funkcja, oparta na technice projektowania anteny znanej jako “formowanie wiązki” (rys.), zapewnia większą niezawodność połączenia, ponieważ energia sygnału jest równomiernie rozprowadzana na cały horyzont. Szeroka wiązka anteny oznacza połączenie z wieloma stacjami bazowymi, niezależnie od ich położenia na horyzoncie.

 


Przemysł szklarski zarabia na rozwiązaniu
Połączenia bezprzewodowe są przyszłością, a w wysoce tłumiących, nowoczesnych budynkach okna są najbardziej oczywistym miejscem do poprawy łączności w pomieszczeniach. W ostatnim dziesięcioleciu wiodący gracze w branży szklarskiej poświęcili sporo zasobów na badania i rozwój w celu poprawy powierzchni selektywnych pod względem częstotliwości radiowych, a w niektórych przypadkach integracji elektroniki z oknami i fasadami. Powszechnie wiadomo, że w nadchodzącym dziesięcioleciu sieci bezprzewodowe będą postrzegane jako integralne części infrastruktury budynku, podobnie jak dzisiaj w przypadku ogrzewania, klimatyzacji, wody i energii elektrycznej.

 

Rozwiązania pasywne są opłacalnymi rozwiązaniami do rozwiązywania problemów z łącznością wewnątrz pomieszczeń, a na rynku dostępne są różne dojrzałe technologicznie rozwiązania. Prawdziwe pytanie branży polega na tym, kiedy zwiększone zapotrzebowanie rynku i wydajność produkcji osiągną punkt, gdy ulepszenia łączności wewnątrz pomieszczeń staną się niezbędną częścią każdego nowego i odnowionego budynku.

StealthCase Oy



Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji:  Świat Szkła 9/2019
   

 

 

 

Czytaj także --

Czytaj także

 

 

01 chik
01 chik