Harvesting Solar Energy for Green Buildings Through Plastic Optical-Fibre Daylighting Systems: A Systematic Review and Meta-Analysis

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides pooled performance metrics and identifies research gaps in optical-fibre daylighting, guiding future experimental and modeling work.

🏢実務担当者:Offers design-relevant transmission and illuminance data for integrating plastic optical-fibre systems into building lighting designs.

🏛政策担当者:Supports evidence-based building energy codes and incentives for daylighting technologies in green building standards.

光ファイバー昼光照明システム（OFDS）は、太陽光を建物の奥深くまで届けることで、再生可能な照明資源として太陽エネルギーを採取する。持続可能なインフラのためのこの新興技術は、電気照明の需要を削減するが、報告された性能は、異種の設計、指標、および検証手法間で比較することが困難である。そこで、3つのデータベース（Google Scholar、Scopus、Web of Science；2000〜2025年）からのOFDS研究に関するPRISMA 2020報告に基づく系統的文献レビュー（SLR）を実施し、システムまたはコンポーネントレベルの性能を定量化する一次研究を統合し、（i）プラスチック光ファイバー（POF）の伝送特性、および（ii）POFベースの照度モデル検証に焦点を当てた。重複除去とスクリーニングの後、106件の一次研究が含まれ、合計29件の研究からデータを調和させて2つのメタ分析が実施された。報告されたPOF構成全体で、減衰は150〜800 dB/kmの範囲であり、プール平均は332.8 dB/kmであり、平均1 m伝送率は92.7％、80％伝送のための設計長さスケールの中央値は約3.7 m、半減出力までの距離は約11.6 mに相当した。照度検証データセット全体で、モデルは実験測定値と高い線形一致を示したが（決定係数（R2）＝0.99；傾き＝0.99）、典型的には照度を過小予測した（幾何平均比＝1.16；平均絶対誤差（MAE）＝27.3ルクス；平均絶対パーセント誤差（MAPE）＝17.6％）。これらの知見は、一貫した指標定義、堅牢な不確実性報告、および分散加重合成を可能にする再利用可能な検証データセットを含む、標準化された評価フレームワークの必要性を強調するとともに、システム効率を改善するための重要な手段として短距離POF配線を特定する。OFDS研究アジェンダを提供することに加えて、本研究は、太陽エネルギー採取に基づくグリーンビルディング用昼光照明システムの産業発展のためのロードマップとして機能し、その新規性は、PRISMAに基づくエビデンス統合と、POF伝送および照度検証性能の定量的メタ分析による統合にある。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Optical-fibre daylighting systems (OFDS) harvest solar energy as a renewable lighting resource by delivering sunlight deep into green buildings. This emerging technology for sustainable infrastructure reduces electric-lighting demand; however, reported performance is difficult to compare across heterogeneous designs, metrics, and validation practices. Therefore, a PRISMA 2020–reported systematic literature review (SLR) of OFDS studies from three databases (Google Scholar, Scopus, and Web of Science; 2000–2025) was conducted, synthesising primary research that quantifies system- or component-level performance, with a focus on (i) plastic optical fibre (POF) transmission characteristics; and (ii) POF-based illuminance model validation. After de-duplication and screening, 106 primary studies were included, and two meta-analyses were performed where data were harmonised from 29 studies in total. Across reported POF configurations, attenuation ranged from 150 to 800 dB/km with a pooled mean of 332.8 dB/km, corresponding to a mean 1 m transmission of 92.7% and median design length scales of ∼3.7 m for 80% transmission and ∼11.6 m to half-power. Across illuminance validation datasets, models showed high linear agreement with experimental measurements (coefficient of determination (R2) = 0.99; slope = 0.99) but typically underpredicted illuminance (geometric mean ratio = 1.16; mean absolute error (MAE) = 27.3 lux; mean absolute percentage error (MAPE) = 17.6%). These findings underscore the need for a standardised evaluation framework, including consistent metric definitions, robust uncertainty reporting, and reusable validation datasets to enable variance-weighted synthesis, while also identifying short-run POF routing as a key lever for improving system efficiency. In addition to providing the OFDS research agenda, this study serves as a roadmap for the industrial development of daylighting systems for green buildings based on harvesting solar energy, with its novelty lying in the PRISMA-guided evidence synthesis and quantitative meta-analytic consolidation of POF transmission and illuminance-validation performance.

• semanticscholar https://doi.org/10.3390/en19081857first seen 2026-05-15 20:20:54 · last seen 2026-06-30 05:41:11