Openbaar eindrapport : Elektronisch zon regulerende gebouwschilafwerking voor energie renovaties (EZRA)

In de gebouwde omgeving kan slimmer gebruikt gemaakt worden van zonlicht om warmte- en koelvraag te beïnvloeden. Om dit te realiseren zijn schakelende gevelelementen nodig. Al geruime tijd is bekend wat het besparingspotentieel van schakelbare gevelelementen kan zijn. Voor transparante delen van de gevel zijn hier reeds veel technische oplossingen voor. Echter, voor niet-transparante delen is een significante warmte- en koelvraagverlaging nodig om een grote energiewinst te behalen. Hier zijn slechts een beperkt aantal technologische opties voor onderzocht. In een voorgaand project is reeds aangetoond dat elektronisch schakelen veel voordelen heeft voor niet-transparante gebouwdelen. Warmtevraag (winter) en koelvraag (zomer) zouden immers geminimaliseerd worden middels reflecteren of absorberen van zonlicht. In dit project is een concept ontwikkeld om dit in praktijk te brengen, tot een grootte van één vierkante meter (1 m2). Dit doel is bereikt door twee elektronische schakelende technologieën, namelijk elektroforese en elektrochrome reflecterende lagen te ontwikkelen en te toetsen op maximale reflectieverschillen en schaalbaarheid. Beide concepten bereikten een verschil in reflectie, maar op een verschillende manier. Elektroforese werkt middels het verplaatsen van deeltjes in elektrische velden. Elektrochrome coatings werken op basis van elektrochemische reacties die een kleurverandering veroorzaken. Om beide concepten nader te onderzoeking voor schakelbare gevels, zijn twee kleine lab prototypen gemaakt van 100 cm2. Hierbij bleek echter de elektroforetische route niet technisch haalbaar op genoemde schaal en termijn van het project. Daarnaast staat het verder opschalen van deze technologie iets verder van reguliere coatingmethoden af, hierdoor zal implementatie meer ontwikkelingsstappen vereisen. Volgens het projectvoorstel zou er één technologie verder ontwikkeld worden tot een schaal van 1 m2 met aantoonbare functionaliteit. Uiteindelijk is dit gerealiseerd middels de elektrochrome route met schaalbare productieprocessen. Met een schakelefficiëntie tot 47% is een grote verbetering ten opzichte van reeds beschikbare technologieën gemaakt. De schakelefficiëntie van bestaande concepten is namelijk beperkt tot maximaal 27%. Tevens zijn in dit project veel kosten-effectievere productietechnologieën ingezet vergeleken met klassieke glascoating technologieën. Het nadeel dat dit doorgaans heeft voor transparante toepassingen, namelijk minder homogene
verkleuring en langere schakeltijden, is voor de applicatie in niet-transparante gebouw delen geen probleem gebleken. Verdere verbeteringen in met name het assemblage proces van de 1 m2 demonstrator zijn echter wel nodig voor succesvolle implementatie in de gebouwde omgeving. Daarnaast is een nauwkeurige analyse van het besparingspotentieel middels implementatie (en metingen) in een testgevel een belangrijke volgende stap in de ontwikkeling van dit concept.