Huseiere elsker vinduer - lyset de bringer, utsikten de rammer inn, følelsen de gir hjem. Energieksperter hater vinduer - varmen de bringer, varmen de tømmer, det ekstra energif.webporbruket de forårsaker. Løpet fortsetter å utvikle teknologien som gjør at huseiere kan plassere vinduer hvor de vil uten frykt for skyhøye energikostnader.
Low-e belegg
Windows har fortsatt å forbedre seg gjennom årene, først med isolerte glassenheter som ga en buffersone av luft mellom to glassruter for å redusere varmetapet påført enkeltrutenheter i kaldt vær. Forbedringer fortsatte med adventen av belegg med lav e eller lav emissivitet. Disse mikrotynne metallbeleggene reflekterer varmen og sender den tilbake dit den kom fra. Low-e-belegg forbedrer den termiske kvaliteten på isolerte glassenheter betydelig, og hjelper hjemmene til å holde seg varmere om vinteren og kjøligere om sommeren. Å legge til argon- eller kryptongassfyll mellom disse belagte rutene legger til de isolerende egenskapene til vindusenheten.
I den høye enden av tilgjengelig vindusteknologi er spektralt selektive belegg. Beleggene påføres på glassrutene for å redusere varmegevinsten ved å blokkere utvalgte stråler fra å komme inn i hjemmet. Denne forbedringen med lite e-belagt glass hjelper ytterligere til å redusere varmetapet fra innsiden og varmen fra utsiden. Det tjener også til å beskytte møbler og tekstiler mot solbleking. Med gassfylt, spektralt selektivt belagt glass i en godt konstruert isolert glassenhet, kan R-verdien til et vindu nærme seg den for en godt isolert vegg. Likevel, uten å tegne nyanser eller markiser, utfordrer det å slå sol alle vinduer og forårsaker solvarmeøkning som kan kompromittere ethvert energibudsjett.
Ny vindueteknologi
Bedrifter undersøker nå teknologier som gjør at maksimalt synlig lys kan komme inn i hjemmet mens de blokkerer strålene som forårsaker varmeoppbygging i hjemmet. Gå inn i byttbare vinduer som reagerer med et trykk på bryteren for å mørke, lysne eller nesten helt blokkere solen fra å komme inn i boarealet. Det eksisterer allerede teknologi for å bringe switchable privacy glass (SPG) til hjemmene, men disse vinduene blokkerer ikke for varmeforsterkning eller ultrafiolett (UV) lysinntrengning. SPG skifter fra klar til melkehvit når den byttes, noe som gjør at lys kan komme inn i det indre rommet mens utsikten er blokkert utenfra. Marvin Windows brakte denne teknologien til boligmarkedet, men ble tvunget til å forlate den på grunn av kvalitetsproblemer.
Prisen vil være å oppdage et bryterbart farget vindu som reagerer på lys og varmegevinst ved å absorbere stråler mens lyset trenger inn. Det eneste problemet er at en slik teknologi må fjerne en rekke hindringer før den kommer til markedet. Mange selskaper konkurrerer om å utvikle en elektrokromisk eller kjemisk vindusløsning som kan mørke og lette vinduer ved å trykke på en bryter eller med en automatisk sensor.
Å bygge et bedre vindu
De viktigste snublesteinene er tredelt: holdbarhet, termisk stabilitet og pålitelighet med hensyn til bytte. Gentex Corporation, et selskap i Zeeland, Mich., Kjent for sine elektrokromiske bilspeil som automatisk blir mørkere og lysere for å eliminere gjenskinn, gjennomgår sine egne tester for elektrokromiske vinduer.
"Vi har økt holdbarheten, ganske betydelig," sier Tom Guar, visepresident for kjemisk forskning for Gentex. Likevel må målet være å produsere et vindu som kan stå opp i 20 år. "Når du tenker på det, er det et ganske tøft miljø," sier Guar om påkjenningene et vindu designet for å absorbere varme må tåle. "Hvis du tenker på at glassruten din absorberer store mengder lys og varme, vil den bli veldig varm, kanskje til og med knekke glasset," sier han.
Legg til følsomheten for vanninntrenging, som er et problem for alle isolerte glassenheter (IGUer), og oksygeninntrengning, og det er mye å overvinne. Marvin slet med å sørge for at filmen klistret seg til glasset og forseglingen forblir uforstyrret. Ethvert fremtidig produkt må ta de samme problemene.
Sage Electrochromics, Faribault, Minn., Produsenter av SageGlass, har utviklet en elektrokrom vindusteknologi som har bestått alle fire testnivåene av Department of Energy. Elektrokromiske belegg er omtrent som low-e-belegg ved at de består av en serie uorganiske lag påført glass. Et lagringslag holder litium for å drive overgangen mens det elektrokromiske laget skifter fra klart til tonet til mørkt. Hele reaksjonen utløses av et elektronisk signal mottatt fra en bryter. Sage søker nå å samarbeide med produsenter av glass og vinduer for å lage et produkt som vil være tilgjengelig for forbrukerne for hjemmebruk.
Gjør vinduseffektivitet rimelig
"Jeg synes teknologien deres er veldig bra," innrømmer Guar. Likevel, som han ser det, vil nøkkelen være å produsere et vindu som er rimelig, pålitelig og holdbart. Produksjonsimplikasjonene er enorme, sier han. "Å håndtere store glassplater er ikke trivielt," sier Guar. Å dekke glasset med en kjemisk film er enda vanskeligere. "Det er ikke lett å oppnå," sier Guar. Likevel vil det rette partnerskapet gjøre glasset tilgjengelig for vindusselskaper som føler at de kan gi en pålitelig tetning for denne teknologien. Det faktum at Sage samarbeider med Honeywell for å tilby byttefunksjonen, gir et stort løft for deres produkt.
Gitt, det er teknologier tilgjengelig som bruker avanserte kjemiske løsninger for å adressere energieffektivitet. Heat Mirror, fra Southwall Technologies i Palo Alto, California, er et utmerket produkt som ble utviklet for å isolere glass fra varmetap og varmetap. Heat Mirror-vinduer har en isolerende reflekterende barriere som er hengt mellom glassrutene. Det er spektralt selektivt og tillater synlig lys å komme inn mens det blokkeres nær infrarøde stråler som forårsaker varmeoppbygging. Det fungerer som et tredje isolasjonslag og øker R-verdien på vegger med vinduer sterkt. Men mens R-verdien med Heat Mirror-vinduer er eksepsjonell, er kostnadene for å isolere vinduer av dette kaliberet veldig høye. Og de kan ikke byttes.
De fleste eksperter er enige om at nøkkelen til å vinne vindusløpet med høy effektivitet er utviklingen av en rimelig teknologi som kan masseproduseres og vare i hele en standard vindusgaranti.
For forbrukere kan elektrokromisk teknologi revolusjonere vindusplassering og hjemmedesign, slik at designere kan plassere vinduer på vestvendte fasader uten å bære den utrolige byrden som en bankende vestlig sol legger på klimaanlegget. Det kan også bety å designe for den strålende morgensolen som så mange hjem for øyeblikket unngår. Enda bedre, siden denne teknologien er enhetsstyrt, kan den til og med programmeres til å mørkne eller lyse automatisk slik at inneklima effektivt kan kontrolleres selv når huseieren er fraværende.