كيف يمكن للزجاج الكهرو-كرومي أن يقلل من الحاجة إلى التبريد؟

Efforts to optimize buildings’ energy consumption are increasingly focused on the six months spanning the summer. Electrochromic glazing is therefore gaining in importance. ©Valentin Napoli

ألقت دراسة سويسرية نظرة متعمقة على إمكانات الطاقة للزجاج الكهروكرومي أو الكهروضوئي (ECG). وخلصت إلى أن استخدام الواجهات التي تحتوي على زجاج إلكتروكرومي يقلل من الحاجة إلى تكييف الهواء. نظرًا لأنه يمكننا أن نتوقع حدوث موجات حرارية أكثر فأكثر في المستقبل بسبب تغير المناخ، ولهذاتتزايد أهمية استخدام الزجاج الكهروضوئي في المستقبل.

لقد تم إجراء الأبحاث بالفعل في العديد من الدراسات حول منتجات الزجاج الكهروكرومي المختلفة و المتوفرة في السوق وكيف يمكن تطويرها بشكل أكبر. ففي سويسرا في عام 2020، تم تقييم الحالة الحالية للبحث وفحصها للتوصل إلى استنتاجات بشأن إمكانات توفير الطاقة عند استخدام هذا النوع من الزجاج. فتم إجراء مراجعة الأساسيات لاستعمال هذا الزجاج من قبل كلية الهندسة والعمارة بجامعة لوسيرن للعلوم التطبيقية والفنون. حيث تظهر نتائج الأبحاث التي تم تقييمها صورة مختلطة بعض الشيء، حيث يعتمد استخدام الزجاج الكهروكرومي على عدد من العوامل. ومع ذلك، تشير أغلب الدراسات الدولية في معظم نتائجها إلى أن استخدام الزجاج الكهروكرومي يؤدي إلى توفير الطاقة بشكل مباشر و فعال. وينطبق هذا بشكل خاص على المباني في المناطق ذات المناخ الدافئ أو الحار، وخصوصا عندما تكون الأبنية موجهة في الغالب للشرق أو الغرب. فتشير الفرضية التي تم تطويرها في مراجعة الأساسيات إلى أن استخدام هذا النوع من الزجاج "خلال الأشهر الأكثر دفئًا من العام يمكن أن يؤدي إلى انخفاض متطلبات الطاقة مقارنة بالزجاج التقليدي مع تظليل إضافي للشمس".

The need for cooling in buildings is reduced through the installation of facades with electrochromic glass. This has now been proven by a Swiss study. ©SageGlass

تغير المناخ يعزز العمل على ادخار الطاقة

بسبب تغير المناخ، يتوقع حدوث موجات حر متكررة بشكل متزايد، بما في ذلك في المناطق المناخية التي كانت تعتبر معتدلة حتى الآن، وبالتالي فإن إمكانية توفير الطاقة التي تقدمها ECG من المقرر أن ترتفع بشكل أكبر. فبذلك يتحول تركيز الجهود المبذولة لتحسين استهلاك الطاقة في المباني بشكل متزايد إلى الأشهر الستة الممتدة خلال فصل الصيف. ووفقًا للمراجعة، فإن استخدام الزجاج الكهروكرومي سيزداد اكتسابا لأهمية كبيرة.

المزايا الواضحة لاستعمالات الزجاج الكهروكرومي

تعزو المراجعة التي أقدمت عليها المدرسة السويسرية إلى إظهار المزايا الواضحة لأنظمة الزجاج الكهروكرومي مقارنة بأنظمة الواجهات التي تشتمل على الزجاج التقليدي والتظليل الإضافي للشمس. وبناء على ذلك، على سبيل المثال، فإن افتقار بنية الزجاج الكهروكرومي إلى العناصر الميكانيكية يجعل الصيانة والتنظيف أسهل، مما يؤدي بدوره إلى انخفاض التكاليف. حيث تسلط الدراسة أيضا الضوء على ميزة التوفر غير المحدود للحماية من أشعة الشمس، حتى في ظل الرياح العاتية، كنقطة قوة فريدة لواجهات تتوفر على هذا النوع من الزجاج. إن استخدام واجهات ECG يعني أيضًا مناظر خالية من العوائق على أي مستوى من الواجهة. فعند السعي لتحقيق مستوى عالٍ من ضوء النهار وإدراك الألوان المحايدة في الغرفة، يوصى باستخدام استراتيجيات التحكم الذكية التي تسمح فقط بتلوين مناطق معينة من الزجاج أو الواجهات الفردية، بينما تظل الأجزاء الأخرى واضحة للسماح بدخول ضوء النهار.

كل مشروع وجب نهجه بشكل خاص

وخلصت الدراسة إلى أن قرار تركيب الزجاج الكهروكرومي يجب أن يعتمد دائمًا على تقييم و دراسة خاصة بالمشروع (على سبيل المثال من خلال حسابات المحاكاة المتكاملة لضوء النهار أو أشعة الشمس) فيسهل الوصول إلى الهدف عبر التركيز الأساسي على زيادة كفاءة الطاقة. بالإضافة إلى تغير المنطقة المناخية، فتلعب قرارات التخطيط و الدراسة القبلية لاتجاه الواجهات وحجم فتحاتها وطريقة التحكم في الصورة دورًا أساسيا لتحديد كيفية توفير الطاقة. وتوصي الدراسة أيضًا بتحليل دورة حياة المشروع لأغراض قياس التكاليف.

تشير إحدى التفاصيل المثيرة للاهتمام من الدراسة إلى أن التقييم الخاص بالمشروع يجب أن يعتمد على العامل البشري، بالإضافة إلى حسابات الطاقة. فكشفت جلسة لتبادل المعرفة و المعلومات أن الموظفين في مبنى مزود بالزجاج الكهروكرومي حكموا على وقت الانتقال الذي يبلغ حوالي سبع دقائق بشكل مختلف تمامًا عما أشار إليه تقييم المشروع القائم على الدراسة الأولية: "على عكس الحسابات التي تم إجراؤها لهذا الموقع، حيث شعر المستخدمون أن الوقت "بطيء" عند تحول الضوء فيشعرون إيجابيًا بمتعة للعين البشرية."

Opting for an ECG facade depends on several factors, such as its orientation, the size of its openings and the tint control method selected. ©Adrien Barakat

مقال بقلم @SAGEGLASS، اقرأ المزيد عبر زيارة الموقع التالي: https://www.sageglass.com/en-gb/article/electrochromic-glass-can-reduce-need-cooling?utm_campaign=PANTHEON_STRIPPED&utm_medium=PANTHEON_STRIPPED&utm_source=PANTHEON_STRIPPED

ترجمة و تعديل عبدالصمد العابدي العلوي