Zonwerend glas
Om het probleem van intense hittestress op te lossen, biedt de glasindustrie zonwerende beglazingen aan die het aantal uren bij verhoogde binnenruimtetemperatuur aanzienlijk kunnen verminderen.
Door gebruik te maken van de modernste zonwerende beglazingen, kan het aantal uren van gemiddelde binnenruimtetemperaturen boven de 25 graden per jaar met 35 procent en boven de 28 graden zelfs met 76 procent worden verminderd in vergelijking met HR++, stelt het onderzoekinstituut.
Eugène Veerkamp: “We hopen binnen één tot twee jaar een ‘time-to-market’ te realiseren voor de eerste generatie van het SunSmart-raam.”
Veerkamp zegt: “In de winter heeft zonwerende beglazing echter een aanzienlijk nadeel. Tijdens koude dagen kan zonnewarmte een positieve bijdrage leveren aan een gezond binnenklimaat en een lage warmtevraag. De statische, warmteblokkerende aard van zonwerende beglazing voorkomt echter dat zonnewarmte een gebouw binnendringt, ook in koude omstandigheden. Dit vermindert niet alleen de kwaliteit van het binnenmilieu, maar verhoogt ook de verwarmingsvraag van woongebouwen met ongeveer tien procent. Zeker met stijgende energie- en met name gasprijzen heeft dit een grote impact op de energierekening van bewoners.”
Als oplossing voor beide problemen, verhoogde hittestress in de zomer en warmtevraag in de winter, ontwikkelen TNO en Brightlands Materials Center nu een slim raam dat zijn zonnewarmtewinst autonoom aanpast aan de behoefte van een gebouw.
Deze nieuwe, zogenoemde SunSmart-technologie maakt gebruik van zonlicht en zonnewarmte in gebouwen mogelijk via een glascoating die bij een bepaalde temperatuur schakelt tussen een zonnewarmte-doorlatende en blokkerende toestand. Deze adaptieve eigenschappen resulteren in vermindering van de hittestress binnenshuis in de zomer, terwijl de warmtevraag in de winter laag blijft.
Het SunSmart-raam kan, volgens Veerkamp, het aantal uren per jaar met binnenruimtetemperaturen boven de 25 graden en boven de 28 graden verminderen met respectievelijk 24 en 57 procent, met behoud van een vergelijkbaar positief effect op de warmtevraag als HR++ ramen. “Dit leidt tot een combinatie van een lage energierekening met een verbeterd binnenklimaat en comfort voor de bewoners.”
Mock-up van het thermochrome SunSmart-raam
Airco-vervanger
In woongebouwen is het SunSmart-raam te gebruiken als alternatief voor de installatie van airconditioningunits, waardoor bewoners de totale investering voor implementatie verlagen en een toename van de energievraag voorkomen, aldus het Brightlands Materials Center.
“In gebouwen die al zijn uitgerust met airconditioning kun je, door het SunSmart-raam te implementeren, de energievraag aanzienlijk verminderen”, verduidelijkt Veerkamp. “De kostenbesparing voor gemiddelde Nederlandse gebouwen is ongeveer € 500 per jaar. Bovendien blijft het SunSmart-raam – zowel in de winter als in de zomer – zeer transparant en kan het in gewone raamkozijnen worden geïnstalleerd, wat resulteert in een goedkope oplossing met minimale impact op de gebruikerservaring.”
Het afgelopen jaar hebben TNO en Brightlands Materials Center het SunSmart-raam getest in een demogebouw. Deze gegevens gebruiken ze nu om glastemperaturen en zonnewarmtetransmissie bij verschillende omgevingstemperaturen en zonnestralingsniveaus te bepalen.
“Dit, voor het nauwkeurig afstemmen van het materiaalontwerp en het bepalen van de meest optimale schakeltemperatuur voor het SunSmart-raam”, zegt Veerkamp. Verder is het afgelopen jaar gebruikt om de prestatie en de uitstraling van de coatings te optimaliseren en om de meest optimale combinatie van materialen in isolatieglas te bepalen.
Pilotlijn
Veerkamp zegt over de toekomst van het SunSmart-raam: “We zetten een pilotlijn op om de SunSmart coating op te schalen naar één vierkante meter en de technologie te demonstreren in een industriële setting. Verder beoordelen we de valorisatiestrategieën om binnen één tot twee jaar een ‘time-to-market’ te realiseren voor de introductie van de eerste generatie van het SunSmart raam.”
Het ‘slimme’ SunSmart-raam levert goede prestaties onder realistische praktijkomstandigheden, zo bleek uit een test in een demogebouw
.
Het gemiddelde aantal uur per type glas en zonwering met binnenruimte-temperaturen van meer dan 25 en 28 graden Celsius
De gemiddelde jaarlijkse warmtevraag per systeem in kWh
——————————————————————————————————————–
Dynamisch glas
Met schakelbaar glas, ook wel dynamisch of slim glas genoemd, is het mogelijk de lichtdoorlatendheid van een glazen gevel te veranderen. Zo is het mogelijk de kleur, lichtintensiteit en warmtedoorlatendheid van een façade aan te passen, bijvoorbeeld om dynamisch in te spelen op de weersomstandigheden. Er zijn meerdere oplossingen op de markt.
Het in dit artikel beschreven SunSmart is een thermochroom raam. Dit type schakelbaar glas is al dan niet gelamineerd, waarbij het glas onder invloed van warmte verandert. Hiertoe zijn aan het glas of aan een PVB-folie anorganische materialen toegevoegd. Zodra de zon op het glas schijnt, schakelt het materiaal van warmtedoorlatend naar warmtewerend, zodat de opwarming van een binnenruimte vermindert en het visuele comfort wordt vergroot. Voordeel: er is geen stroomverbruik. SunSmart maakt gebruik van een coating of folie en schakelt selectief in het IR-deel van het zonnespectrum.
Keramische lagen
Elektrochrome beglazing is glas, opgebouwd uit meerdere keramische lagen die met behulp van een spanning tussen de 1 en 5 Volt de lichtdoorlatendheid van het glas terugbrengen. Sage Glass van Saint-Gobain en Halio van AGC zijn de meest bekende typen. Ze worden uitgevoerd als dubbel of drievoudig isolatieglas dat onder lage spanning van helder naar donkergetint gaat (vice versa), zonder afbreuk te doen aan het doorzicht. EControl-Glas van het gelijknamige Duitse bedrijf maakt eveneens gebruik van de elektrochrome glastechniek.
Een andere techniek maakt gebruik van liquid crystal: een elektrisch veld verandert de oriëntatie van de kristallen, waardoor het glas transparant of juist donker wordt. Dat gebeurt snel en kan ook trapsgewijs. Merck heeft met Licrivision Liquid Crystal Windows het bekendste product en in Veldhoven met Eyerise een productiefaciliteit. Merck en Guardian Glass hebben een strategisch partnerschap om de verkoop een impuls te geven. Het Israëlische Gauzy brengt schakelbaar glas onder de naam Liquid Crystal Glass (LCG) op de markt.
Scale-up eLstar Dynamics uit Eindhoven maakt gebruik van ‘elektroforese’ met een vloeistof en pigmenten tussen twee lagen glas, oorspronkelijk gebaseerd op een techniek met elektronische inkt van Philips Research. De pigmenten reageren op de verandering van het elektromagnetisch veld: de concentratie wordt lokaal groter of kleiner en beïnvloedt daarmee de lichtdoorlatende eigenschappen van het glas.
De werking van het thermochrome SunSmart-raam
Auteur: Daniel Mann