Husejere elsker vinduer - det lys, de bringer, de udsigter, de indrammer, den fornemmelse de giver hjem. Energieksperter hader vinduer - den varme, de bringer, den varme, de dræner, det ekstra energif.webporbrug, de forårsager. Løbet fortsætter med at udvikle den teknologi, der gør det muligt for husejere at placere vinduer, hvor de vil, uden frygt for skyhøje energiomkostninger.
Low-e-belægninger
Windows er fortsat med at forbedre sig gennem årene, først med isolerede glasenheder, der tilvejebragte en bufferzone med luft mellem to ruder for at reducere varmetabet fra enkeltrudenheder under koldt vejr. Forbedringer fortsatte med fremkomsten af belægninger med lav e eller lav emissivitet. Disse microthin metalliske belægninger reflekterer varme og sender den tilbage, hvor den kom fra. Low-e-belægninger forbedrer den termiske kvalitet af isolerede glasenheder betydeligt, hvilket hjælper hjem med at blive varmere om vinteren og køligere om sommeren. Tilføjelse af argon- eller kryptongasfyld mellem disse overtrukne ruder tilføjer vinduesenhedens isolerende egenskaber.
I den høje ende af den tilgængelige vindueteknologi er spektralt selektive belægninger. Belægningerne påføres ruderne for at reducere varmeforøgelsen ved at blokere udvalgte stråler fra at komme ind i hjemmet. Denne forbedring med lavt belagt glas hjælper yderligere med at reducere varmetab indefra og varmeforøgelse udefra. Det tjener også til at beskytte møbler og stoffer inden for solblegning. Med gasfyldt, spektralt selektivt belagt glas i en velkonstrueret isoleret glasenhed kan R-værdien for et vindue nærme sig den for en velisoleret væg. Stadig uden at tegne skygger eller markiser udfordrer slående sol alle vinduer og forårsager solvarmeforøgelse, der kan kompromittere ethvert energibudget.
Ny vindueteknologi
Virksomheder undersøger nu teknologier, der tillader maksimalt synligt lys at komme ind i hjemmet, mens de blokerer for stråler, der forårsager varmeopbygning i hjemmet. Indtast vinduer, der kan skiftes, der reagerer med et klik på kontakten for at mørke, lysne eller næsten helt blokere solen for at komme ind i beboelsesområdet. Der findes allerede teknologi til at bringe switchable privacy glass (SPG) til hjem, men disse vinduer blokerer ikke for varmeforstærkning eller ultraviolet (UV) lysindtrængning. SPG skifter fra klar til mælkehvid, når den skiftes, hvilket gør det muligt for lys at komme ind i det indre rum, mens udsigten er blokeret udefra. Marvin Windows bragte denne teknologi til boligmarkedet, men blev tvunget til at opgive det på grund af kvalitetsproblemer.
Præmien vil være at opdage et omskifteligt tonet vindue, der reagerer på lys og varmeforøgelse ved at absorbere stråler og samtidig lade lys trænge ind. Det eneste problem er, at enhver sådan teknologi skal rydde en række forhindringer, inden den kommer til markedet. Mange virksomheder konkurrerer om at udvikle en elektrokromisk eller kemisk vinduesløsning, der kan mørke og lysne vinduer ved at trykke på en kontakt eller med en automatisk sensor.
Opbygning af et bedre vindue
De vigtigste snublesten er tredobbelt: holdbarhed, termisk stabilitet og pålidelighed med hensyn til skift. Gentex Corporation, et firma i Zeeland, Mich., Kendt for sine elektrokromiske bilspejle, der automatisk bliver mørkere og lysere for at eliminere blænding, gennemgår sine egne tests for elektrokromiske vinduer.
"Vi har øget holdbarheden, ret betydelige," siger Tom Guar, vicepræsident for kemisk forskning for Gentex. Målet skal stadig være at fremstille et vindue, der kan stå op i 20 år. "Når du tænker over det, er det et ret hårdt miljø," siger Guar om de belastninger, et vindue designet til at absorbere varme skal udholde. ”Hvis du tænker på, at din rude absorberer store mængder lys og varme, bliver den meget varm, måske endda knækker glasset,” siger han.
Tilføj dertil modtagelighed for vandindtrængning, hvilket er et problem for alle isolerede glasenheder (IGU'er) og iltindtrængning, og der er meget at overvinde. Marvin kæmpede med at sikre, at filmen klæbede til glasset, og forseglingen forblev uforstyrret. Ethvert fremtidigt produkt skal løse de samme problemer.
Sage Electrochromics, Faribault, Minn., Producenter af SageGlass, har udviklet en elektrokrom vinduesteknologi, der har bestået alle fire testniveauer af Department of Energy. Elektrokromiske belægninger ligner meget lave e-belægninger, idet de består af en række uorganiske lag påført glas. Et opbevaringslag holder lithium til at drive overgangen, mens det elektrokromiske lag skifter fra klart til tonet til mørkt. Hele reaktionen modregnes af et elektronisk signal modtaget fra en switch. Sage søger nu at samarbejde med glas- og vinduesproducenter for at skabe et produkt, der vil være tilgængeligt for forbrugerne til hjemmebrug.
Gør vindueseffektivitet overkommelig
”Jeg synes, at deres teknologi er meget god,” indrømmer Guar. Som han ser det, vil nøglen stadig være at fremstille et vindue, der er overkommeligt, pålideligt og holdbart. Produktionsimplikationerne er enorme, siger han. ”Håndtering af store glasplader er ikke trivielt,” siger Guar. At dække det glas med en kemisk film er endnu sværere. ”Det er ikke let at opnå,” siger Guar. Alligevel ville det rigtige partnerskab gøre glasset tilgængeligt for vinduesfirmaer, der føler, at de kunne give en pålidelig forsegling til denne teknologi. Det faktum, at Sage samarbejder med Honeywell for at give skifteevnen, giver et stort boost til deres produkt.
Indrømmet, der findes teknologier, der bruger avancerede kemiske løsninger til at tackle energieffektivitet. Heat Mirror, fra Southwall Technologies i Palo Alto, Californien, er et fremragende produkt, der blev udviklet til at isolere glas mod varmetab og varmeforøgelse. Heat Mirror-vinduer har en isolerende reflekterende barriere, der er ophængt mellem glasruderne. Det er spektralt selektivt og tillader synligt lys at trænge ind, mens det blokerer nær infrarøde stråler, der forårsager varmeopbygning. Det fungerer som et tredje isolationslag og øger R-værdien af vægge med vinduer i høj grad. Men mens R-værdien med Heat Mirror-vinduer er usædvanlig, er omkostningerne til isolering af vinduer i denne kaliber meget høje. Og de kan ikke skiftes.
De fleste eksperter er enige om, at nøglen til at vinde det højeffektive vinduesløb er udviklingen af en overkommelig teknologi, der kan masseproduceres og vare i en standard vinduesgarantis levetid.
For forbrugerne kan elektrokromisk teknologi revolutionere vinduesplacering og boligdesign, så designere kan placere vinduer på vestvendte facader uden at bære den utrolige byrde, som en bankende vestlig sol lægger på klimaanlægget. Det kan også betyde at designe til den strålende morgensol, som så mange hjem i øjeblikket undgår. Endnu bedre, da denne teknologi er enhedsstyret, kan den endda programmeres til at blive mørkere eller lysere automatisk, så indeklima effektivt kan styres, selv når boligejeren er fraværende.