eng
Выпуск #3/2015
С.Ильин, В.Лучинин
Интеллектуальные стекла для информационной и электромагнитной безопасности
Интеллектуальные стекла для информационной и электромагнитной безопасности
Просмотры: 5481
Современные тенденции разработки высокотехнологичных стекол на основе наноматериалов и с применением нанотехнологий определяют в качестве базовых направлений их эволюции создание систем архитектурной фотоники с элементами интеллекта, энергонезависимости и информационной безопасности.
DOI:10.22184/1993-8578.2015.57.3.52.59
DOI:10.22184/1993-8578.2015.57.3.52.59
Теги: multilayer functional coating smart glass thin film coating интеллектуальное стекло многослойное функциональное покрытие тонкопленочное покрытие
Подавляющее большинство представленных сегодня на рынке интеллектуальных стекол ориентировано на энергоэффективное обеспечение светового и климатического комфорта [2]. Однако в процессе создания комфортной среды не менее значимо обеспечение ее безопасности, в первую очередь, – от нежелательных внешних воздействий. Чувство защищенности является неотъемлемой составляющей психологического комфорта. Современное понимание качества жизни в деловой и частной сфере немыслимо без приватности и информационной безопасности. Перечисленные факторы повышают роль интеллектуальных стекол в технических системах защиты от несанкционированного съема информации и нежелательных акустических и электромагнитных воздействий.
Оптическая визуальная и акустическая защита
Большинство интеллектуальных стекол – цветные и обладают свойствами зеркального отражения или односторонней прозрачности. Эти качества востребованы для визуальной защиты помещений, особенно в сочетании со снижением интенсивности солнечного излучения в видимом диапазоне. Психологический комфорт на уровне индивидуального восприятия во многом определяется визуальной защищенностью от нежелательного внешнего доступа. Традиционные для решения этих задач шторы или жалюзи, по сути, блокируют естественное освещение, создавая сильное затемнение. Комфортное естественное освещение интеллектуальных стекол повышает не только психологический, но и физический комфорт от пребывания в помещении в светлое время суток. Минимизация использования искусственного освещения обеспечивает энергоэффективность.
Интеллектуальные стекла повышают информационную безопасность. Внешнее визуальное наблюдение с помощью технических средств обычно производится из соседних зданий или окружающей местности для несанкционированного доступа к информации на бумажных или электронных носителях, а также для идентификации присутствующих в помещении. Возможен также контроль содержания разговоров по артикуляции рта. В качестве пассивных технических средств могут использоваться бинокли, а также фото- и видеокамеры. Используя оптику с фокусным расстоянием от 1000 до 2000 мм, качественный просмотр текстов с высотой букв от 3 до 6 мм возможен с 50–100 м, а контроль артикуляции рта – на удалении до нескольких сотен метров.
Для оценки визуальной защиты проводились исследования [3] оптических характеристик архитектурных пленок серии "Премиум" фирмы Llumar (рис.1). В дневное и сумеречное время их применение существенно ограничивало внешний доступ к информации на экранах, мониторах и бумажных носителях, а также практически исключало визуальный контроль артикуляции рта человека. В вечернее и ночное время необходимы комплексные решения, например, включение в состав стеклопакета электрохромного стекла, режим затемнения которого в темное время суток логично дополняет возможности архитектурных пленок в светлое время.
Максимальный уровень визуальной защиты могут обеспечить интегральные или специализированные решения. Например, своеобразный вклад в визуальную защиту способны внести OLED-стекла. Существуют интеллектуальные стекла [4, 5], в которых прозрачные OLED-модули размещены непосредственно на поверхности флоат-стекла (рис.2), придавая светопропускающим системам функции искусственного светильника и повышая визуальную защищенность в темное время суток.
Не менее востребован акустический комфорт и безопасность помещений. С одной стороны, в условиях современного мегаполиса максимальная изоляция от воздействия внешних шумов просто необходима, с другой стороны, надежная звукоизоляция требуется для приватности и конфиденциальности информации. В современных зданиях и сооружениях, как правило, именно стекла наиболее акустически уязвимы.
В интеллектуальных стеклах многослойные функциональные покрытия двукратно ослабляют уровень акустических шумов. Вакуумированные многофункциональные стеклопакеты и триплексы с термохромными или электрохромными стеклами усиливают акустическую защиту в 2–4 раза. По звукоизоляции они сопоставимы с несущими строительными конструкциями стен и перекрытий.
В особо критичных к уровням акустических шумов ситуациях применяются специальные решения. Чаще всего это триплексы с многослойной внутренней структурой из полимерных материалов, обладающих повышенными звукоизолирующими свойствами. Фирма "Ярви" в звукоизолирующем стекле AKUSTA использует слои особого акрила. Триплексное стекло Saflex A фирмы Solutia содержит слои акустического поливинилбутирата. Эффективность акустической защиты таких стекол, в первую очередь, определяется толщиной и составом полимерных слоев. Поскольку специальные стекла повышают акустическую защиту в 4–8 раз, может потребоваться дополнительная звукоизоляция стен и перекрытий. При совместном использовании с низкоэмиссионными или электрохромными пленками такие комплексные защитные системы одновременно повышают комфорт.
Защита от активных оптических средств акустического прослушивания
Прослушивание помещений возможно и в оптическом диапазоне частот. Воспроизводить разговоры позволяет анализ специальными системами зондирующего лазерного излучения, отражаемого стеклом или другими поверхностями внутри помещений и транспортных средств.
Эффективность защиты от систем лазерного прослушивания исследовалась [6] применительно к архитектурным пленкам серии "Премиум" фирмы Llumar. В характерном для этих систем спектральном диапазоне (от 0,8 до 1,5 мкм) оценивались коэффициенты пропускания и отражения, а также эффекты рассеяния и деполяризации лазерного излучения. Было показано, что пленки не вносят дополнительного рассеяния и не искажают волновой фронт падающего лазерного излучения по сравнению с обычными стеклами. Однако прохождение через пленки существенно влияет на поляризацию лазерного излучения – в зависимости от угла падения она может изменяться с линейной на круговую. Деполяризация лазерного излучения при этом незначительна. Различия коэффициентов отражения в зависимости от угла падения излучения в исследованных пленках оказались малы (около 3%), не превышая погрешностей измерений. Полученные результаты подтверждают, что архитектурные пленки не могут полностью исключить лазерное прослушивание. Тем не менее, поскольку для получения информации, как правило, используется внутреннее стекло с наиболее высоким соотношением сигнал/шум, архитектурные пленки на внешнем или промежуточном стекле существенно ограничивают использование лазерных систем. Для компенсации ослабления и изменения поляризации лазерного излучения пленками необходимы системы существенно большей мощности. Это значительно сужает спектр используемой аппаратуры и повышает вероятность ее обнаружения визуальными и инфракрасными средствами наблюдения. Необходимость приближения аппаратуры к светопропускающей системе усложняет обеспечение скрытности наблюдения.
Для усиленной защиты от электронно-оптических систем акустического прослушивания применяются специальные стекла. На рынке их можно встретить под марками Glass-SHIELD и Glassheat [7], причем последнее разработано и выпускается белорусской фирмой Glassbel. Многослойное металлизированное покрытие наносится на поверхность флоат-стекла и подключается с помощью прозрачных электродов к генератору случайных сигналов. В процессе работы генератор формирует на поверхности переменное электрическое поле, которое при взаимодействии с лазерным излучением прослушивающей системы преобразует отраженный от стекла сигнал в акустический шум. Специальные защитные возможности можно сочетать с энергоэффективной оптимизацией естественного освещения с помощью архитектурных пленок или электрохромных стекол.
Сходные защитные свойства приобретает низкоэмиссионное покрытие в так называемых электрообогреваемых стеклах, которые были впервые представлены в конце 1980-х годов. Покрытие, выполняя функции нагревательного элемента, повышает защитные свойства светопропускающих систем, поскольку возникающее в процессе работы переменное электрическое поле эффективно противодействует лазерным системам прослушивания.
Электрообогреваемые стекла под названием Thermo Glass представляет фирма "ТермоГласс". Встроенный в стеклопакет датчик с высокой точностью отслеживает температуру стекла, которая регулируется в ручном или автоматическом режиме. Диапазон рабочих напряжений составляет от 12 до 220 В. Помимо усиления энергоэффективности и защитных свойств низкоэмиссионного стекла, появляется возможность для его интеграции в интеллектуальные системы обеспечения комфортной среды. Однако защитные свойства присутствуют только в электрически активном состоянии, что может противоречить созданию комфорта.
Как альтернатива, в качестве постоянно действующего средства борьбы с лазерными системами прослушивания могут использоваться электрически активные электрохромные стекла на основе оксидов металлов.
Защита от высокочастотных электромагнитных воздействий
Электрически активные интеллектуальные стекла способны экранировать высокочастотное электромагнитное излучение от внешних источников и систем несанкционированного доступа к информации или контроля за перемещением объектов в помещениях.
Существующие специальные технические системы позволяют получать доступ к побочному высокочастотному электромагнитному излучению, возникающему в процессе обработки, передачи, размножения и хранения информации электронными, электрическими и радиотехническими устройствами. На основании этого удаленно принимаемого излучения возможно достоверное восстановление исходной обрабатываемой информации. Например, средние расстояния уверенного приема побочного излучения персонального компьютера в диапазоне 300–500 МГц могут составлять до сотен метров. В диапазоне до 1 ГГц функционирует и большинство используемых в настоящее время специальных устройств для скрытного съема информации. Данные миниатюрные устройства излучают высокочастотные электромагнитные сигналы, которые удаленно обрабатываются специальными системами контроля и накопления информации. Дальность их действия определяется параметрами источника питания, ресурсом автономной работы и чувствительностью приемной системы.
Сравнительный анализ прохождения высокочастотного электромагнитного излучения через флоат-стекло проводился [6] до и после нанесения архитектурной пленки серии "Премиум" фирмы Llumar. Эффективность экранирования (показывающая, во сколько раз уменьшается напряженность поля) архитектурных пленок в диапазоне побочных излучений персональных компьютеров достигала 22–32 дБ, в диапазоне действия "жучков" – 25–29 дБ. Исследования архитектурных пленок других типов показывали, что эффективность их экранирования электромагнитного излучения составляла 20–25 дБ на частоте 300 МГц и более 40 дБ на частотах свыше 1ГГц.
Таким образом, по эффективности экранирования высокочастотного электромагнитного излучения архитектурные пленки сопоставимы с основными несущими строительными конструкциями. Использование архитектурных пленок в светопропускающих системах существенно повышает информационную защиту помещений, уменьшая зону уверенного приема побочных излучений до единиц метров. При ослаблении сигнала в 20–40 раз реальная дальность действия устройства не превышает нескольких метров, что существенно ограничивает использование миниатюрных и сверхминиатюрных (наиболее защищенных от обнаружения) систем несанкционированного доступа. Для получения информации на безопасных расстояниях в сотни метров приходится использовать энергоемкие системы больших размеров, которые трудно скрытно установить и значительно проще обнаружить.
Помимо обеспечения информационной безопасности, во многих случаях актуально экранирование высокочастотного электромагнитного излучения радио- и телепередающих станций, систем сотовой и специальной связи, промышленных ВЧ- и СВЧ-установок. Исследования экранирования высокочастотного электромагнитного излучения в диапазоне от 20 до 1000 МГц [6] архитектурными пленками низкоэмиссионной серии фирмы Llumar проводились в непосредственной близости от телецентра до и после нанесения пленки на внутреннее стекло стеклопакета в здании с железобетонными несущими конструкциями. Было показано, что при использовании низкоэмиссионной пленки максимальная совокупная напряженность электромагнитного поля от всех обнаруженных источников излучения в исследуемом диапазоне уменьшалась в 15 раз.
Экранирующие защитные свойства интеллектуальных стекол определяются количеством, толщиной и составом металлизированных слоев, входящих в функциональные покрытия. Повышенное экранирование высокочастотного электромагнитного излучения обеспечивают специальные решения, например модифицированные защитные стекла Glassheat фирмы Glassbel. В состав стеклопакета включается флоат-стекло со специальным электропроводящим покрытием и заземляющими электродами. Количественные характеристики не приводятся, но отмечается, что напряженность высокочастотных электромагнитных полей при использовании Glassheat в неблагоприятных внешних условиях не превышала действующих санитарных норм.
Экранирующие стекла EMS с повышенной защитой от высокочастотного электромагнитного излучения предлагает фирма "Ярви". Отличительная особенность этих стекол состоит в том, что они эффективно экранируют не только высокочастотное электромагнитное, но и радиационное излучение. Такое сочетание свойств позволяет использовать стекла EMS в наиболее неблагоприятных внешних условиях. Совмещение их с интеллектуальными стеклами для управления естественным освещением позволяет создавать энергоэффективные безопасные светопропускающие системы.
Фирма Solar Gard [8] выпускает архитектурные пленки экранирующей серии LX. Для этой серии заявлено уменьшение интенсивности высокочастотного электромагнитного излучения на величину до 99%. Свойства архитектурных пленок проявляются в повышенных коэффициентах отражения УФ- и ИК-излучения (99% и 95% соответственно). Нанесение пленок серии LX существенно повышает противоударные свойства стекла, а эффект тонирования увеличивает комфорт и безопасность светопропускающих систем. Совокупность защищенности и комфортности определили выбор в пользу пленок этой серии для зданий штаб-квартиры и структурных подразделений фирмы Boeing.
Фирма "Комплексные экологические решения" предлагает серию экранирующих пленок YSHIELD, обеспечивающих защиту от высокочастотного электромагнитного излучения в диапазоне от 400 МГц до 2,1 ГГц. Эффективность экранирования, в зависимости от исполнения, составляет 22 или 32 дБ. Обладая коэффициентом светопропускания 62–72%, эти пленки вносят вклад и в создание светового комфорта.
Металлизированные экранирующие пленки "ЭМИ-23" [9] уменьшают интенсивность высокочастотного электромагнитного излучения в диапазоне от 400 МГц до 10 ГГц более чем на 90%. Низкоэмиссионные свойства металлизированных слоев совмещены с эффектом тонирования.
Следует отметить и такой важный аспект комфортной безопасной среды, как защита от несанкционированного проникновения. Наряду с повышенной механической прочностью интеллектуальных стекол, их металлизированные сэндвич-структуры могут использоваться в локальных и интегрированных охранных системах. Покрытие при этом приобретает функции датчика целостности стекла. На рынке подобные решения представлены под названием "охранные стеклопакеты".
***
В настоящее время разработан широкий спектр многофункциональных решений управления естественным освещением, которые используются автономно и в интеллектуальных системах обеспечения комфортной среды. Управление естественным освещением и тепловым балансом создают энергоэффективный комфорт, соответствующий современным тенденциям и существующим стандартам. Защитные свойства интеллектуальных стекол направлены на обеспечение неприкосновенности частной жизни и интеллектуальной безопасности.
Литература
1.Ильин С.Ю., Лучинин В.В. Архитектурная фотоника: интеллектуальные стекла: учебное пособие. – СПБ.: СПБГЭТУ "ЛЭТИ", 2015. 128 с.
2.Ильин С., Лучинин В. Гибкая фотоника для среды обитания человека. – СПб.: СПБГЭТУ "ЛЭТИ", 2014. 112 с.
3.О защите информации с помощью металлизированных свето-прозрачных самоклеящихся полиэфирных пленок. [Электронный ресурс] URL: http://soncezahistru.io.ua/s113771.
4.OLED технологии в освещении. [Электронный ресурс] URL: http://electrik.info/main/news/649-oled-tehnologii-v-osveschenii.html.
5.Прозрачные OLED-панели и другие новинки Lighting Fair 2009. [Электронный ресурс] URL: http://www.3dnews.ru/news/prozrachnie_oled_lampi_i_drugie_novinki_lighting_fair_2009.
6.Защита помещений от утечки информации. [Электронный ресурс] URL: http://www.soltex.su/articles/15113.
7.Окна недалекого будущего. [Электронный ресурс] URL: http://www.viamspb.ru/?id=677.
8.Радиоэкранирующие и радиопоглощающие материалы. [Электронный ресурс] URL: http://www.alt-1c.ru/pages.html?cat=290&id=5.
9.Металлизированные экранированные пленки ЭМИ-23. [Электронный ресурс] URL: http://www.smart-safe.ru/zakaz-2/yemi-23.
Оптическая визуальная и акустическая защита
Большинство интеллектуальных стекол – цветные и обладают свойствами зеркального отражения или односторонней прозрачности. Эти качества востребованы для визуальной защиты помещений, особенно в сочетании со снижением интенсивности солнечного излучения в видимом диапазоне. Психологический комфорт на уровне индивидуального восприятия во многом определяется визуальной защищенностью от нежелательного внешнего доступа. Традиционные для решения этих задач шторы или жалюзи, по сути, блокируют естественное освещение, создавая сильное затемнение. Комфортное естественное освещение интеллектуальных стекол повышает не только психологический, но и физический комфорт от пребывания в помещении в светлое время суток. Минимизация использования искусственного освещения обеспечивает энергоэффективность.
Интеллектуальные стекла повышают информационную безопасность. Внешнее визуальное наблюдение с помощью технических средств обычно производится из соседних зданий или окружающей местности для несанкционированного доступа к информации на бумажных или электронных носителях, а также для идентификации присутствующих в помещении. Возможен также контроль содержания разговоров по артикуляции рта. В качестве пассивных технических средств могут использоваться бинокли, а также фото- и видеокамеры. Используя оптику с фокусным расстоянием от 1000 до 2000 мм, качественный просмотр текстов с высотой букв от 3 до 6 мм возможен с 50–100 м, а контроль артикуляции рта – на удалении до нескольких сотен метров.
Для оценки визуальной защиты проводились исследования [3] оптических характеристик архитектурных пленок серии "Премиум" фирмы Llumar (рис.1). В дневное и сумеречное время их применение существенно ограничивало внешний доступ к информации на экранах, мониторах и бумажных носителях, а также практически исключало визуальный контроль артикуляции рта человека. В вечернее и ночное время необходимы комплексные решения, например, включение в состав стеклопакета электрохромного стекла, режим затемнения которого в темное время суток логично дополняет возможности архитектурных пленок в светлое время.
Максимальный уровень визуальной защиты могут обеспечить интегральные или специализированные решения. Например, своеобразный вклад в визуальную защиту способны внести OLED-стекла. Существуют интеллектуальные стекла [4, 5], в которых прозрачные OLED-модули размещены непосредственно на поверхности флоат-стекла (рис.2), придавая светопропускающим системам функции искусственного светильника и повышая визуальную защищенность в темное время суток.
Не менее востребован акустический комфорт и безопасность помещений. С одной стороны, в условиях современного мегаполиса максимальная изоляция от воздействия внешних шумов просто необходима, с другой стороны, надежная звукоизоляция требуется для приватности и конфиденциальности информации. В современных зданиях и сооружениях, как правило, именно стекла наиболее акустически уязвимы.
В интеллектуальных стеклах многослойные функциональные покрытия двукратно ослабляют уровень акустических шумов. Вакуумированные многофункциональные стеклопакеты и триплексы с термохромными или электрохромными стеклами усиливают акустическую защиту в 2–4 раза. По звукоизоляции они сопоставимы с несущими строительными конструкциями стен и перекрытий.
В особо критичных к уровням акустических шумов ситуациях применяются специальные решения. Чаще всего это триплексы с многослойной внутренней структурой из полимерных материалов, обладающих повышенными звукоизолирующими свойствами. Фирма "Ярви" в звукоизолирующем стекле AKUSTA использует слои особого акрила. Триплексное стекло Saflex A фирмы Solutia содержит слои акустического поливинилбутирата. Эффективность акустической защиты таких стекол, в первую очередь, определяется толщиной и составом полимерных слоев. Поскольку специальные стекла повышают акустическую защиту в 4–8 раз, может потребоваться дополнительная звукоизоляция стен и перекрытий. При совместном использовании с низкоэмиссионными или электрохромными пленками такие комплексные защитные системы одновременно повышают комфорт.
Защита от активных оптических средств акустического прослушивания
Прослушивание помещений возможно и в оптическом диапазоне частот. Воспроизводить разговоры позволяет анализ специальными системами зондирующего лазерного излучения, отражаемого стеклом или другими поверхностями внутри помещений и транспортных средств.
Эффективность защиты от систем лазерного прослушивания исследовалась [6] применительно к архитектурным пленкам серии "Премиум" фирмы Llumar. В характерном для этих систем спектральном диапазоне (от 0,8 до 1,5 мкм) оценивались коэффициенты пропускания и отражения, а также эффекты рассеяния и деполяризации лазерного излучения. Было показано, что пленки не вносят дополнительного рассеяния и не искажают волновой фронт падающего лазерного излучения по сравнению с обычными стеклами. Однако прохождение через пленки существенно влияет на поляризацию лазерного излучения – в зависимости от угла падения она может изменяться с линейной на круговую. Деполяризация лазерного излучения при этом незначительна. Различия коэффициентов отражения в зависимости от угла падения излучения в исследованных пленках оказались малы (около 3%), не превышая погрешностей измерений. Полученные результаты подтверждают, что архитектурные пленки не могут полностью исключить лазерное прослушивание. Тем не менее, поскольку для получения информации, как правило, используется внутреннее стекло с наиболее высоким соотношением сигнал/шум, архитектурные пленки на внешнем или промежуточном стекле существенно ограничивают использование лазерных систем. Для компенсации ослабления и изменения поляризации лазерного излучения пленками необходимы системы существенно большей мощности. Это значительно сужает спектр используемой аппаратуры и повышает вероятность ее обнаружения визуальными и инфракрасными средствами наблюдения. Необходимость приближения аппаратуры к светопропускающей системе усложняет обеспечение скрытности наблюдения.
Для усиленной защиты от электронно-оптических систем акустического прослушивания применяются специальные стекла. На рынке их можно встретить под марками Glass-SHIELD и Glassheat [7], причем последнее разработано и выпускается белорусской фирмой Glassbel. Многослойное металлизированное покрытие наносится на поверхность флоат-стекла и подключается с помощью прозрачных электродов к генератору случайных сигналов. В процессе работы генератор формирует на поверхности переменное электрическое поле, которое при взаимодействии с лазерным излучением прослушивающей системы преобразует отраженный от стекла сигнал в акустический шум. Специальные защитные возможности можно сочетать с энергоэффективной оптимизацией естественного освещения с помощью архитектурных пленок или электрохромных стекол.
Сходные защитные свойства приобретает низкоэмиссионное покрытие в так называемых электрообогреваемых стеклах, которые были впервые представлены в конце 1980-х годов. Покрытие, выполняя функции нагревательного элемента, повышает защитные свойства светопропускающих систем, поскольку возникающее в процессе работы переменное электрическое поле эффективно противодействует лазерным системам прослушивания.
Электрообогреваемые стекла под названием Thermo Glass представляет фирма "ТермоГласс". Встроенный в стеклопакет датчик с высокой точностью отслеживает температуру стекла, которая регулируется в ручном или автоматическом режиме. Диапазон рабочих напряжений составляет от 12 до 220 В. Помимо усиления энергоэффективности и защитных свойств низкоэмиссионного стекла, появляется возможность для его интеграции в интеллектуальные системы обеспечения комфортной среды. Однако защитные свойства присутствуют только в электрически активном состоянии, что может противоречить созданию комфорта.
Как альтернатива, в качестве постоянно действующего средства борьбы с лазерными системами прослушивания могут использоваться электрически активные электрохромные стекла на основе оксидов металлов.
Защита от высокочастотных электромагнитных воздействий
Электрически активные интеллектуальные стекла способны экранировать высокочастотное электромагнитное излучение от внешних источников и систем несанкционированного доступа к информации или контроля за перемещением объектов в помещениях.
Существующие специальные технические системы позволяют получать доступ к побочному высокочастотному электромагнитному излучению, возникающему в процессе обработки, передачи, размножения и хранения информации электронными, электрическими и радиотехническими устройствами. На основании этого удаленно принимаемого излучения возможно достоверное восстановление исходной обрабатываемой информации. Например, средние расстояния уверенного приема побочного излучения персонального компьютера в диапазоне 300–500 МГц могут составлять до сотен метров. В диапазоне до 1 ГГц функционирует и большинство используемых в настоящее время специальных устройств для скрытного съема информации. Данные миниатюрные устройства излучают высокочастотные электромагнитные сигналы, которые удаленно обрабатываются специальными системами контроля и накопления информации. Дальность их действия определяется параметрами источника питания, ресурсом автономной работы и чувствительностью приемной системы.
Сравнительный анализ прохождения высокочастотного электромагнитного излучения через флоат-стекло проводился [6] до и после нанесения архитектурной пленки серии "Премиум" фирмы Llumar. Эффективность экранирования (показывающая, во сколько раз уменьшается напряженность поля) архитектурных пленок в диапазоне побочных излучений персональных компьютеров достигала 22–32 дБ, в диапазоне действия "жучков" – 25–29 дБ. Исследования архитектурных пленок других типов показывали, что эффективность их экранирования электромагнитного излучения составляла 20–25 дБ на частоте 300 МГц и более 40 дБ на частотах свыше 1ГГц.
Таким образом, по эффективности экранирования высокочастотного электромагнитного излучения архитектурные пленки сопоставимы с основными несущими строительными конструкциями. Использование архитектурных пленок в светопропускающих системах существенно повышает информационную защиту помещений, уменьшая зону уверенного приема побочных излучений до единиц метров. При ослаблении сигнала в 20–40 раз реальная дальность действия устройства не превышает нескольких метров, что существенно ограничивает использование миниатюрных и сверхминиатюрных (наиболее защищенных от обнаружения) систем несанкционированного доступа. Для получения информации на безопасных расстояниях в сотни метров приходится использовать энергоемкие системы больших размеров, которые трудно скрытно установить и значительно проще обнаружить.
Помимо обеспечения информационной безопасности, во многих случаях актуально экранирование высокочастотного электромагнитного излучения радио- и телепередающих станций, систем сотовой и специальной связи, промышленных ВЧ- и СВЧ-установок. Исследования экранирования высокочастотного электромагнитного излучения в диапазоне от 20 до 1000 МГц [6] архитектурными пленками низкоэмиссионной серии фирмы Llumar проводились в непосредственной близости от телецентра до и после нанесения пленки на внутреннее стекло стеклопакета в здании с железобетонными несущими конструкциями. Было показано, что при использовании низкоэмиссионной пленки максимальная совокупная напряженность электромагнитного поля от всех обнаруженных источников излучения в исследуемом диапазоне уменьшалась в 15 раз.
Экранирующие защитные свойства интеллектуальных стекол определяются количеством, толщиной и составом металлизированных слоев, входящих в функциональные покрытия. Повышенное экранирование высокочастотного электромагнитного излучения обеспечивают специальные решения, например модифицированные защитные стекла Glassheat фирмы Glassbel. В состав стеклопакета включается флоат-стекло со специальным электропроводящим покрытием и заземляющими электродами. Количественные характеристики не приводятся, но отмечается, что напряженность высокочастотных электромагнитных полей при использовании Glassheat в неблагоприятных внешних условиях не превышала действующих санитарных норм.
Экранирующие стекла EMS с повышенной защитой от высокочастотного электромагнитного излучения предлагает фирма "Ярви". Отличительная особенность этих стекол состоит в том, что они эффективно экранируют не только высокочастотное электромагнитное, но и радиационное излучение. Такое сочетание свойств позволяет использовать стекла EMS в наиболее неблагоприятных внешних условиях. Совмещение их с интеллектуальными стеклами для управления естественным освещением позволяет создавать энергоэффективные безопасные светопропускающие системы.
Фирма Solar Gard [8] выпускает архитектурные пленки экранирующей серии LX. Для этой серии заявлено уменьшение интенсивности высокочастотного электромагнитного излучения на величину до 99%. Свойства архитектурных пленок проявляются в повышенных коэффициентах отражения УФ- и ИК-излучения (99% и 95% соответственно). Нанесение пленок серии LX существенно повышает противоударные свойства стекла, а эффект тонирования увеличивает комфорт и безопасность светопропускающих систем. Совокупность защищенности и комфортности определили выбор в пользу пленок этой серии для зданий штаб-квартиры и структурных подразделений фирмы Boeing.
Фирма "Комплексные экологические решения" предлагает серию экранирующих пленок YSHIELD, обеспечивающих защиту от высокочастотного электромагнитного излучения в диапазоне от 400 МГц до 2,1 ГГц. Эффективность экранирования, в зависимости от исполнения, составляет 22 или 32 дБ. Обладая коэффициентом светопропускания 62–72%, эти пленки вносят вклад и в создание светового комфорта.
Металлизированные экранирующие пленки "ЭМИ-23" [9] уменьшают интенсивность высокочастотного электромагнитного излучения в диапазоне от 400 МГц до 10 ГГц более чем на 90%. Низкоэмиссионные свойства металлизированных слоев совмещены с эффектом тонирования.
Следует отметить и такой важный аспект комфортной безопасной среды, как защита от несанкционированного проникновения. Наряду с повышенной механической прочностью интеллектуальных стекол, их металлизированные сэндвич-структуры могут использоваться в локальных и интегрированных охранных системах. Покрытие при этом приобретает функции датчика целостности стекла. На рынке подобные решения представлены под названием "охранные стеклопакеты".
***
В настоящее время разработан широкий спектр многофункциональных решений управления естественным освещением, которые используются автономно и в интеллектуальных системах обеспечения комфортной среды. Управление естественным освещением и тепловым балансом создают энергоэффективный комфорт, соответствующий современным тенденциям и существующим стандартам. Защитные свойства интеллектуальных стекол направлены на обеспечение неприкосновенности частной жизни и интеллектуальной безопасности.
Литература
1.Ильин С.Ю., Лучинин В.В. Архитектурная фотоника: интеллектуальные стекла: учебное пособие. – СПБ.: СПБГЭТУ "ЛЭТИ", 2015. 128 с.
2.Ильин С., Лучинин В. Гибкая фотоника для среды обитания человека. – СПб.: СПБГЭТУ "ЛЭТИ", 2014. 112 с.
3.О защите информации с помощью металлизированных свето-прозрачных самоклеящихся полиэфирных пленок. [Электронный ресурс] URL: http://soncezahistru.io.ua/s113771.
4.OLED технологии в освещении. [Электронный ресурс] URL: http://electrik.info/main/news/649-oled-tehnologii-v-osveschenii.html.
5.Прозрачные OLED-панели и другие новинки Lighting Fair 2009. [Электронный ресурс] URL: http://www.3dnews.ru/news/prozrachnie_oled_lampi_i_drugie_novinki_lighting_fair_2009.
6.Защита помещений от утечки информации. [Электронный ресурс] URL: http://www.soltex.su/articles/15113.
7.Окна недалекого будущего. [Электронный ресурс] URL: http://www.viamspb.ru/?id=677.
8.Радиоэкранирующие и радиопоглощающие материалы. [Электронный ресурс] URL: http://www.alt-1c.ru/pages.html?cat=290&id=5.
9.Металлизированные экранированные пленки ЭМИ-23. [Электронный ресурс] URL: http://www.smart-safe.ru/zakaz-2/yemi-23.
Отзывы читателей
