Власники будинків люблять вікна - світло, яке вони приносять, види, які вони обрамляють, відчуття, яке вони дарують будинкам. Експерти з енергетики ненавидять вікна - тепло, яке вони приносять, тепло, яке вони відводять, додаткове споживання енергії, яке вони спричиняють. Гонка йде на розробку технології, яка дозволить власникам будинків розміщувати вікна куди завгодно, не боячись стрімкого зростання енергетичних витрат.
Покриття з низьким рівнем е
Протягом багатьох років Windows продовжували вдосконалюватися, спочатку завдяки ізоляційним скляним блокам, які забезпечували буферну зону повітря між двома скляними панелями, щоб зменшити тепловтрати, понесені одиничними панелями під час холодної погоди. Поліпшення продовжувались із появою покриттів з низьким коефіцієнтом викиду або низькою емісією. Ці мікротонкі металеві покриття відображають тепло, повертаючи його туди, звідки воно прийшло. Покриття з низьким рівнем викидів значно покращують теплову якість склопакетів, допомагаючи будинкам залишатися теплішими взимку та прохолоднішими влітку. Додавання аргонового або криптонового газового заповнення між цими покритими стеклами додає ізоляційних властивостей віконного блоку.
Найвищим кінцем доступної технології вікон є спектрально селективні покриття. Покриття наносять на склопакети, щоб зменшити надходження тепла, блокуючи потрапляння вибраних променів у будинок. Це вдосконалення скла із низьким рівнем емісії допомагає додатково зменшити втрати тепла зсередини та надходження тепла ззовні. Він також служить для захисту меблів та тканин від вибілювання на сонці. З наповненим газом, спектрально селективним склом з покриттям у добре сконструйованому теплоізоляційному скляному блоці, значення R вікна може наблизитися до значення добре утепленої стіни. Тим не менше, якщо не намалювати тіні або тенти, биття сонця кидає виклик всім вікнам і спричиняє приплив сонячного тепла, який може скомпрометувати будь-який енергетичний бюджет.
Технологія нового вікна
Зараз компанії досліджують технології, які дозволять проникнути в будинок максимально видиме світло, одночасно блокуючи промені, які спричиняють накопичення тепла в домі. Увійдіть у перемикаються вікна, які реагують натисканням вимикача, щоб затемнити, освітлити або майже повністю заблокувати сонце проникненню у житловий простір. Технологія вже існує, щоб переносити скло для приватного життя (SPG) у будинки, але ці вікна не блокують надходження тепла або проникнення ультрафіолетового (УФ) світла. SPG змінюється від прозорого до молочно-білого при перемиканні, що дозволяє світлу проникати у внутрішній простір, коли огляд заблокований зовні. Marvin Windows вивів цю технологію на житловий ринок, але був змушений відмовитись від неї через проблеми з якістю.
Призом буде відкриття перемикається тонованого вікна, яке реагує на світло та тепло, поглинаючи промені, дозволяючи світлу проникати всередину. Єдина проблема полягає в тому, що будь-яка така технологія повинна подолати ряд перешкод, перш ніж потрапити на ринок. Багато компаній змагаються за розробку електрохромного або хімічного розчину для вікон, який може затемнювати і освітлювати вікна при натисканні на перемикач або за допомогою автоматичного датчика.
Побудова кращого вікна
Ключові камені спотикання потрійні: довговічність, термостійкість та надійність щодо перемикання. Компанія Gentex Corporation, Зеландія, штат Мічиган, відома своїми електрохромними автомобільними дзеркалами, які автоматично затемнюються і освітлюються, щоб усунути відблиски, проходить власні випробування на електрохромні вікна.
«Ми зробили довговічність, досить значну, - говорить Том Гуар, віце-президент з хімічних досліджень Gentex. Тим не менш, метою повинно бути створення вікна, яке може стояти протягом 20 років. "Коли ти задумаєшся, це досить жорстка обстановка", - говорить Гуар про напруження, які повинно витримувати вікно, призначене для поглинання тепла. "Якщо ви думаєте про те, що ваша скляна панель поглинає велику кількість світла і тепла, вона стане дуже гарячою, можливо, навіть трісне скло", - говорить він.
Додайте до цього сприйнятливість до проникнення води, яка є проблемою для всіх склопакетів (IGU), та проникнення кисню, і тут є що подолати. Марвін намагався переконатись, що плівка прилипає до скла, а пломба залишається безперешкодною. Будь-який майбутній продукт потребуватиме вирішення тих самих проблем.
Виробники SageGlass, Sage Electrochromics, Faribault, Minn., Розробили електрохромну технологію вікон, яка пройшла всі чотири рівні випробувань Міністерством енергетики. Електрохромні покриття дуже схожі на покриття з низьким рівнем емісії, оскільки вони складаються з ряду неорганічних шарів, нанесених на скло. Накопичувальний шар утримує літій для живлення переходу, тоді як електрохромний шар змінюється від прозорого, до тонованого, до темного. Вся реакція спрацьовує електронним сигналом, що надходить від комутатора. Зараз Sage прагне співпрацювати з виробниками скла та вікон для створення продукту, який буде доступний споживачам для домашнього використання.
Робимо ефективність вікон доступною
"Я думаю, що їхні технології дуже хороші", - зізнається Гуар. Однак, на його думку, головним буде створення вікна, яке буде доступним, надійним і довговічним. Він каже, що виробничі наслідки величезні. "Обробка великих аркушів скла нетривіальна", - говорить Гуар. Покрити це скло хімічною плівкою ще складніше. "Це зробити непросто", - говорить Гуар. Проте правильне партнерство зробить скло доступним для віконних компаній, які вважають, що можуть забезпечити надійну печатку для цієї технології. Той факт, що Sage співпрацює з Honeywell, щоб забезпечити можливість перемикання, дає значний поштовх їх продукту.
Звичайно, є доступні технології, які використовують передові хімічні рішення для вирішення питання енергоефективності. Heat Mirror, від Southwall Technologies в Пало-Альто, Каліфорнія, є чудовим продуктом, який був розроблений для захисту скла від втрат тепла та набору тепла. Вікна Heat Mirror мають ізоляційний світловідбиваючий бар’єр, який підвішений між склопакетами. Він є спектрально селективним і дозволяє проникати видимому світлу, блокуючи поблизу інфрачервоних променів, що викликають скупчення тепла. Він функціонує як третій шар ізоляції та значно збільшує R-значення стін з вікнами. Але, хоча значення R для вікон Heat Mirror є винятковим, вартість ізоляційних вікон такого калібру дуже висока. І вони не перемикаються.
Більшість експертів погоджується, що запорукою перемоги у високоефективній гонці вікон є розробка доступної технології, яка може бути масовим виробництвом та триватиме протягом усього терміну дії стандартної гарантії на вікна.
Для споживачів електрохромна технологія може революціонізувати розміщення вікон та дизайн будинків, що дозволить дизайнерам розміщувати вікна на фасадах, що виходять на захід, не витримуючи неймовірного тягаря, яке б'є західне сонце на систему кондиціонування. Це також може означати проектування для славного ранкового сонця, якого на сьогодні уникає стільки будинків. А ще краще, оскільки ця технологія контролюється пристроєм, її навіть можна запрограмувати на автоматичне затемнення або освітлення, щоб клімат у приміщеннях можна було ефективно контролювати, навіть коли власник будинку відсутній.