Laboratory Investigations of Polymer-Dispersed Liquid Crystal Films for Applications in Smart Windows
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3138217Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
For å spare energi og øke komforten i bygninger, kan nye innovative smart vindusteknologier være løsningen. Denne studien fokuserer på solstrålings-egenskapene til polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) smartfilmer. PDLC er en kontrollerbar smart film som ofte brukes på vinduer for å justere solstrålings-egenskapene for å forbedre energiytelsen og brukskomforten i bygninger. Noen fordeler med PDLC inkluderer dynamisk lyskontroll, høy vekslehastighet, beskyttelse mot ultrafiolett (UV) stråling, reduksjon av blending og økt privatliv. Ulemper med PDLC inkluderer behovet for spenning for å endre og opprettholde en gjennomsiktig tilstand, energiforbruk fra den påførte spenningen og estetikk.
I dette arbeidet har vi testet de fysiske egenskapene til polymer-dispersed liquid crystal filmer under forskjellige eksperimentelle forhold. Mer spesifikt har vi målt solstrålingens transmittering og refleksjon (total, diffus og spekulær) av en kommersiell PDLC smart film fra leverandøren Fågg AS ved forskjellige påførte spenninger. Transmittering og refleksjon av PDLC ble målt ved hjelp av et UV-VIS-NIR spektrofotometer med forskjellige tilbehør, inkludert det normale spekulære (direkte) transmitteringsdetektorsystemet, et integrert sfæretilbehør som kan måle både transmittering og refleksjon (total og diffus, dermed beregne den spekulære delen) og et universelt refleksjonstilbehør som kan måle den spekulære absolutte refleksjonen ved forskjellige innfallsvinkler.
Resultatene viste at den totale transmitteringen av PDLC ved en påført spenning på 60 V var høyest ved rundt 900 nm med 88 % transmittering. Diffus transmittering av PDLC var høyest ved 0 V og 800 nm med en topptransmittering på rundt 67 %. Total refleksjon av PDLC var høyest ved 0 V og 450 nm med omtrent 32 % refleksjon. Diffus refleksjon var høyest ved 0 V og 450 nm med en topprefleksjon på rundt 24 %. To save energy and increase the comfort in buildings, new innovative smart window technologies can be the solution. This study focuses on the solar radiation properties of polymer-dispersed liquid crystals (PDLC) smart films. The PDLC is a controllable smart film often used on windows to adjust the solar radiation properties in order to improve the energy performance and user comfort of buildings. Some advantages of PDLC include dynamic light control, high switching speed, ultraviolet (UV) radiation protection, glare reduction and increased privacy. Disadvantages of PDLC include its need for a voltage to change and maintain a transparent state, energy consumption from the applied voltage, and aesthetics.
In this work we have tested the physical properties of polymer-dispersed liquid crystals films at different experimental conditions. More specifically, we have measured the solar radiation transmittance and reflectance (total, diffuse and specular) of a commercial PDLC smart film from the supplier Fågg AS at different applied voltages. The transmittance and reflectance of the PDLC were measured using a UV-VIS-NIR spectrophotometer with different accessories, including the normal specular (direct) transmittance detector system, an integrated sphere accessory able to measure both transmittance and reflectance (total and diffuse, thereby calculating the specular part) and a universal reflectance accessory able to measure the specular absolute reflectance at different angles of incidence.
The results showed that the total transmittance of PDLC at an applied voltage of 60 V was highest at around 900 nm with 88% transmittance. Diffuse transmittance of PDLC was highest at 0 V and 800 nm with a peak transmittance of around 67%. Total reflectance of PDLC was highest at 0 V and 450 nm with about 32 % reflectance. Diffuse reflectance was highest at 0 V and 450 nm with a peak reflectance at around 24%.