ガラス技術の進歩により、よりエネルギー効率の高い建物の建設が可能になっています。
低放射率ガラスは建物のエネルギー消費を大幅に抑え、居住者にとってより良い環境をつくります。
しかし、ガラス生産のライフサイクルには持続可能性の懸念があります。
何世紀にもわたり、ガラスは人類の歴史に欠かせない存在であり、さまざまな形で現代建築の重要な要素へと発展してきました。その美しさや透明性、自然光を取り込む特性が魅力です。ジャン＝ジャック・ルソーが「最も無垢な石」と美しく表現したガラスは、主に窓に使われてきました。
近年、環境に配慮した建設手法への需要の高まりと並行して、建材としてのガラスの持続可能性への関心も広がっています。革新的な技術により、建築家はこの多用途な素材を使って、型破りな形状だけでなく、持続可能な製品も生み出せるようになりました。この記事では、環境への影響、エネルギー効率、資源消費を評価しながら、ガラスの持続可能性を検証します。
ガラス技術の革新
イノベーションと聞くと、先端技術、人間に取って代わると考えられているロボット、あるいは宇宙科学を思い浮かべます。高層ビルをイノベーションの拠点と考えることはめったにありません。しかし、建設業界では、建設やエネルギー効率に対する考え方を変える革命が進んでいます。その中心にあるのがガラスです。
現在、他の建材に対するガラスの使用割合は、意外に思われるかもしれません。現代の高層ビルでは、外壁面積の50%を超える部分にガラスが使われています。技術の進歩によってガラスには多くの新たな特性が加わり、見た目も用途も変化しました。今やガラスは単に透けて見えるだけではありません。半透明や反射性を備え、エネルギーを生み出し、保護することさえできます。そして、透明性を備えているのはもはやガラスだけではありません。
高層ビルで一般的に使われる板ガラスには欠点があります。熱伝導が速いため、室内の熱を外へ容易に逃がします。その結果、暖房や冷房のエネルギー消費が増えることがあります。また、光の透過率が高いため、室内に日光が入りすぎたり、温度が大きく変動したりする場合があります。
省エネルギー窓の歴史
1970年代にエネルギー危機が起きると、欧州各国の政府はエネルギー消費を規制する政策に乗り出しました。エネルギー省は、住宅の暖房費のおよそ25%が、建物の窓からのエネルギー損失に直接起因すると判断しました。このため、建物から漏れるエネルギーを減らす研究への資金提供を始めました。1970年代には複層窓が市場に登場し、メーカーが初めて省エネ窓の販売を始めました。
複層ガラスの窓やドアは、窓を通じた熱の移動を大幅に抑え、過剰な暖房や冷房の必要性を減らす効果的な解決策であることが実証されています。低放射率（Low-E）窓も1970年代に登場しました。初期のLow-Eコーティングは金の薄膜で作られ、緑がかった色合いを生み出していました。1981年には、銀の層を使った初の無色のLow-Eコーティングが製造されました。
持続可能な都市開発を推進するため、世界経済フォーラムは何をしているのでしょうか？
都市は世界の温室効果ガス排出量の75%を占め、世界人口の半数以上が暮らしています。この割合は2050年までに3分の2に達する見込みです。よりクリーンなエネルギーを優先すれば、都市は地球温暖化を2°C未満に抑えるために必要な排出削減の半分以上に貢献できる可能性があり、これはパリ協定に沿うものです。
2050年までにネットゼロで自然にプラスの影響をもたらす都市とコミュニティを実現するため、世界経済フォーラムは官民の関係者と連携し、地域の行動を通じて世界的な取り組みを推進するイニシアチブに取り組んでいます。以下はその一例です。
ダボス・バウクルトゥール・アライアンス：建築環境における気候レジリエンス、持続可能性、循環型経済の原則に基づき、建物、インフラ、公共空間の質の高い計画、建設、管理を推進します。詳しくはこちら。
グローバル新モビリティ連合：渋滞と排出の削減、EVインフラの拡充、都市のモビリティと配送の変革に向けた新たな解決策を探ります。詳しくはこちら。
都市イノベーション連合：イノベーターや起業家を新たな市場や機会につなぎ、生活の質と地域経済を再考し、形づくります。詳しくはこちら。
G20グローバル・スマートシティ・アライアンス：気候レジリエンスの構築、公共の福祉の向上、都市や地域コミュニティが直面する喫緊の課題への対処に向け、実用的で効果的な解決策を加速させます。詳しくはこちら。
旅行・観光の未来：文化遺産を保全し、自然の生態系を守りながら、包摂的で持続可能な経済成長を推進します。詳しくはこちら。。
より持続可能で暮らしやすい都市やコミュニティをつくる取り組みに、どのように参加できるかをご覧ください。お問い合わせはこちら。
Low-Eガラスとは何か、なぜエネルギー効率が高いのか？
こうした問題を解決するためにLow-Eガラスが開発されました。Low-Eガラスを含む軟質コーティングガラスは、コーティングガラス市場全体の65%を占めます。軟質コーティングガラスの市場規模は、2022年に約2,800万ドルでした。2023～2028年の予測では、年平均成長率9.23%で市場規模が拡大し、2028年には推定4,700万ドルに達するとされています。これは『世界コーティングガラス市場調査レポート：2028年までの分析と予測』によるものです。Low-Eコーティングガラスに含まれるナノスケールの銀は、さまざまな反射防止特性をもたらす他の材料とともにコーティングされています。
このようにして電磁スペクトルに対する選択性が得られ、昼光を建物の内部に取り込めます。ナノスケールのLow-Eコーティングガラスは、赤外線と紫外線を反射する特性により、日光の有害な影響から室内を守ります。こうした光学特性を持つLow-Eコーティングガラスは、建物の室内をより広く感じさせます。
Low-Eガラスは、建物のさまざまなニーズに応えるソリューションを可能にする、強化可能なタイプも広く使われています。断熱性に加え、強化処理を施したLow-Eガラスは建物の安全性も高めます。合わせガラスにすると防犯性も備わります。その結果、Low-Eガラスは建物のエネルギー消費を大幅に抑え、室内の快適性を高め、居住者にとってより健康的な環境をつくります。
さらに、エネルギー消費への好影響と長い耐用年数は、カーボンフットプリントの削減に役立ちます。先進国と発展途上国のエネルギー効率規制に応じて、新築建物ではコーティングを施した複層または三層ガラスの使用が義務化されています。同時に、世界的な都市化の進展とインフラ事業の増加も、コーティングガラス市場で重要な役割を果たしています。
ガラス技術の進歩
今日の建物でスマートなソリューションへの需要が高まるにつれて、スマートガラスの採用が進み、コーティングガラス市場の主要なトレンドとなっています。同時に、市場の将来を形づくる重要な動向も現れています。スマートガラス技術の進歩、コーティング技術の革新、そして業界全体で高まる持続可能性への取り組みが、コーティングガラス市場の発展を後押ししています。
三層のLow-Eコーティング断熱ガラスを使うと、単板ガラスのU値を5.7 W/m2Kから0.5 W/m2Kに下げられます。つまり、断熱性を約10倍高められます。ソーラーLow-E製品群は、単一のコーティングで断熱と日射制御の両方を実現します。室内の熱が外へ逃げるのを防ぐコーティングにより、標準的な複層ガラスより断熱性能が50%高く、日射制御機能も備えています。これにより、建物の暖房・冷房負荷の低減に貢献します。
トルコのアンカラには、暖房、冷房、電力のすべてのエネルギー需要を太陽光パネルでまかなう特別なプロジェクトがあります。このプロジェクトで使用された三層断熱ガラスユニットにより、コーティングなしの複層断熱ガラスユニットと比べて、断熱性能が81%向上し、昼光制御の効果も57%高まりました。太陽光発電システムへの投資は、2～3年で回収できます。
ガラスのライフサイクルをより持続可能にするには？
建設業界でのLow-Eガラスの使用はカーボンフットプリントの削減に貢献しますが、エネルギー消費の多さや天然資源の使用など、ガラス生産の持続可能性には依然として懸念があります。化石燃料の使用は、温室効果ガスの排出と気候変動の一因です。さらに、ガラス生産に必要な原材料の採取・加工は、特に砂の採掘などの活動を通じて、自然の生態系に損害を与える可能性があります。
こうした理由から、ガラスの生産は持続可能でないことが少なくありません。しかし、ガラス業界は、より持続可能な解決策を取り入れることで、こうした影響を軽減できます。例えば、再生ガラスの利用を増やし、エネルギー効率を高め、再生可能エネルギー源へ切り替えることで、ガラス生産による環境負荷を減らせます。
エネルギー効率、損失エネルギーの回収、エネルギー需要の削減に関する最善の取り組みを特定するためにŞişecamが行った調査の結果、私たちはガラス製造におけるエネルギー原単位を12%削減することができました。過去15年間での成果です。同社は2030年までに、各工場での再生可能エネルギー利用を8倍に拡大することを目指しています。
持続可能性を評価する際は、生産、使用、廃棄を含むガラスのライフサイクル全体を考慮することが欠かせません。この包括的なアプローチにより、建物でのガラス利用について十分な情報に基づいた判断ができ、持続可能な建設手法の促進につながります。
将来の世代に健全で持続可能な世界を残す責任が私たちにはあります。企業はこの責任を果たすために行動する必要があります。環境保護、社会的責任、社会への好影響に焦点を当てた明確な戦略を実行することで、持続可能な未来の実現を目指せます。ガラス業界に、より持続可能な未来へのこの歩みを主導するよう呼びかけます。
