省エネと持続可能な開発が世界的な懸念の最前線にある時代に、これらの課題に対処するために革新的なソリューションが絶えず出現しています。近年かなりの注目を集めているそのようなソリューションの1つは、スイッチ可能なガラスです。切り替え可能なガラスのサプライヤーとして、私はこの驚くべき技術がエネルギーの節約にどのように貢献するかを掘り下げることに興奮しています。
スイッチガラスの理解
スマートガラスとも呼ばれるスイッチ可能なガラスは、外部刺激に応じて光を伝達する光を変えることができるガラスの一種です。エレクトロクロミック、懸濁粒子デバイス（SPD）、ポリマー - 分散液晶（PDLC）、サーモクロミックなど、いくつかのタイプのスイッチガラス技術があります。各テクノロジーはさまざまな原則で動作しますが、ガラスを通過する光と熱の量を制御するという共通の目標を共有しています。
電気電流が適用されると、エレクトロクロミックガラスは色と透明度を変えます。これにより、建物に入る日光の量を正確に制御できます。 SPDガラスには、液体培地に吊り下げられた小さな粒子が含まれています。電界が適用されると、これらの粒子が整列し、光が通過できるようにします。フィールドが除去されると、粒子が散乱し、光を遮断します。 PDLCガラスは、ポリマーマトリックスに分散した液晶を使用します。電流により液晶が整列し、ガラスが透明になりますが、電流がない場合、ガラスは不透明になります。 Thermochromic Glassは、温度の変動に応じて特性を変更します。
照明のエネルギー節約
切り替え可能なガラスの主な方法の1つは、エネルギーの節約に貢献することです。人工照明の必要性を減らすことです。伝統的な建物では、特に自然光が限られている地域や日光が効果的に利用されない日に、照明システムによって大量のエネルギーが消費されます。切り替え可能なガラスは、自然光の使用を最適化できます。
たとえば、日中は、最大の日光が建物に浸透するように、スイッチガラスを透明状態に設定できます。この自然光は、内部空間を照らし、人工照明への依存を減らすことができます。オフィス、学校、商業ビルでは、これは大幅な省エネにつながる可能性があります。 Lawrence Berkeley National Laboratoryの研究によると、適切な昼光照明戦略を備えた建物は、照明エネルギー消費を最大75％減らすことができます[1]。
スイッチ可能なガラスは、まぶしさを制御するためにも使用できます。まぶしさは、居住者を建設することに不快感を引き起こし、ブラインドやカーテンを閉じ、自然光を遮断し、人工照明の必要性を高める可能性があります。切り替え可能なガラスの透明度を調整することにより、グレアを最小限に抑えることができ、それでも建物に入るのに十分な自然光を許可します。たとえば、床から天井までの窓のある大規模なオープンオフィスでは、まぶしさが問題である領域でスイッチガラスが暗くなり、自然光を犠牲にすることなく快適な作業環境を確保できます。
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暖房と冷却のエネルギー節約
スイッチガラスを使用したエネルギー節約のもう1つの重要な側面は、加熱および冷却システムへの影響です。暑い気候では、大量の太陽熱が窓から建物に入り、空気の荷重を増やすことができます。切り替え可能なガラスを調整して、太陽熱のかなりの部分をブロックできます。
たとえば、エレクトロクロミックおよびSPDスイッチ可能なガラスは、建物に入る太陽放射の量を減らすために、1日の最も暑い部分で着色状態または不透明な状態に設定できます。これにより、空気の熱負荷が減少し、コンディショニングシステムが減少し、エネルギー消費が低下します。米国暖房、冷蔵、空気 - コンディショニングエンジニア（ASHRAE）の研究による研究では、スイッチガラスを備えた建物が冷却エネルギー消費を最大20％減らすことができることがわかりました[2]。
寒い気候では、切り替え可能なガラスもエネルギーの節約に役割を果たすことができます。日中に日光が建物に入ることができるようにすることで、スイッチブルガラスはパッシブソーラー暖房システムとして機能します。建物の内側の表面に吸収される太陽エネルギーは、スペースを温めるのに役立ち、暖房システムの必要性を減らします。夜には、ガラスを調整して熱損失を最小限に抑え、より良い断熱性を提供します。
私たちのスマートスイッチングガラス優れた熱性能を提供するように設計されており、加熱と冷却の両方でエネルギーを節約するのに役立ちます。
エンベロープの構築におけるエネルギー節約
建物の封筒は、建物の内部と外側の物理的な分離器です。切り替え可能なガラスは、建物の封筒のエネルギー効率を高めることができます。従来の窓は、断熱性の低さと熱伝達のために、エネルギー損失の大幅な原因となる可能性があります。一方、切り替え可能なガラスは、より良い絶縁特性を持つように設計できます。
たとえば、一部の切り替え可能なガラス製品は、低放射率（低-E）コーティングを含む複数の層で設計されています。これらのコーティングは、赤外線を反映して、ガラスを通る熱伝達を減らします。さらに、切り替え可能なガラスの透明度を制御する能力は、日と年を通してさまざまな気象条件や太陽角に適応できることを意味します。この動的な動作により、建物のエンベロープは、静的なウィンドウと比較して、よりエネルギーを効率的にすることができます。
ケーススタディ
多数の現実の世界の例は、スイッチガラスのエネルギー - 節約の可能性を示しています。ワシントン州シアトルのブリットセンターは、エレクトロクロミックスイッチ可能ガラスを使用するネットゼロエネルギービルです。ガラスは、太陽の位置と日光の量に基づいて色合いを調整し、建物の冷却荷重を減らし、日光を最適化します。その結果、建物は大幅なエネルギー節約を達成し、同じサイズの従来のオフィスビルのエネルギーのほんの一部しか消費しませんでした[3]。
別の例は、英国ノリッジにあるセインズベリー研究所です。建物には、PDLCスイッチ可能なガラスがあり、可変透明度が可能になります。これにより、グレアを制御しながら建物が自然光を最大限に活用できるようになり、照明と冷却のエネルギー消費量が減少しました[4]。
結論
Switchable Glassは、多額のエネルギーを提供する革新的な技術であり、建物の利益を節約します。自然光の使用を最適化し、加熱と冷却荷重を減らし、建物のエンベロープのエネルギー効率を高めることにより、スイッチガラスはより持続可能でエネルギー - 効率的な未来に貢献できます。
スイッチガラスを次の建物プロジェクトに組み込むか、既存の建物をアップグレードすることに興味がある場合は、詳細な議論のために私たちに連絡することをお勧めします。当社の専門家チームは、特定の要件に基づいてカスタマイズされたソリューションを提供し、エネルギー、つまり目標を節約するのに役立ちます。
参照
[1]「商業ビルのデイライト戦略」、ローレンスバークレー国立研究所、2010年。
[2]「エネルギー - 効率的な窓とグレージングシステム」、アメリカの暖房、冷蔵、空気 - コンディショニングエンジニア（ASHRAE）、2015年。
[3]「The Bullitt Center：A Model for Net -Zero Energy Buildings」、Seattle Architecture Foundation、2013。
[4]「セインズベリー研究所：持続可能な設計とエネルギー効率」、イーストアングリア大学、2015年。
