Membangun jendela yang lebih pintar dan lebih efisien

Foto: Cascadiawindows.com

Pemilik rumah menyukai jendela - cahaya yang mereka bawa, pemandangan yang mereka bingkai, nuansa yang mereka berikan kepada rumah. Ahli energi membenci jendela - panas yang mereka bawa, panas yang dikeringkannya, konsumsi energi tambahan yang mereka sebabkan. Perlombaan sedang mengembangkan teknologi yang akan memungkinkan pemilik rumah menempatkan jendela di mana pun mereka inginkan tanpa takut meroket biaya energi.

Pelapis rendah-E
Jendela terus membaik selama bertahun -tahun, pertama dengan unit kaca terisolasi yang menyediakan zona penyangga udara di antara dua panel kaca untuk mengurangi kehilangan panas yang ditimbulkan oleh unit panel tunggal selama cuaca dingin. Perbaikan berlanjut dengan munculnya pelapis emisivitas rendah atau rendah. Lapisan logam microthin ini mencerminkan panas, mengirimkannya kembali dari mana asalnya. Pelapisan rendah-E secara signifikan meningkatkan kualitas termal unit kaca terisolasi, membantu rumah untuk tetap lebih hangat di musim dingin dan lebih dingin di musim panas. Menambahkan Argon atau Krypton Gas Fill di antara panel yang dilapisi ini menambah sifat insulatif unit jendela.

Di ujung atas, teknologi jendela yang tersedia adalah pelapis selektif spektral. Pelapis diterapkan pada panel kaca untuk mengurangi gain panas dengan memblokir sinar yang dipilih dari memasuki rumah. Peningkatan kaca berlapis rendah ini membantu mengurangi kehilangan panas dari dalam dan gain panas dari luar. Ini juga berfungsi untuk melindungi furnitur dan kain di dalam dari pemutih matahari. Dengan kaca berlapis yang dipenuhi gas dan selektif dalam unit kaca terisolasi yang dibangun dengan baik, nilai-R dari jendela dapat mendekati dinding yang terisolasi dengan baik. Tetap saja, kurang menarik nuansa atau tenda, mengalahkan matahari menantang semua jendela dan menyebabkan gain panas matahari yang dapat mengkompromikan anggaran energi apa pun.

Teknologi Jendela Baru
Perusahaan sekarang sedang meneliti teknologi yang akan memungkinkan lampu tampak maksimum memasuki rumah sambil memblokir sinar yang menyebabkan penumpukan panas di dalam rumah. Masukkan jendela yang dapat diaktifkan yang merespons dengan jentikan sakelar untuk menggelapkan, meringankan, atau hampir sepenuhnya menghalangi matahari untuk memasuki ruang tamu. Teknologi sudah ada untuk membawa switchable privacy glass (SPG) ke rumah, tetapi jendela ini tidak menghalangi penetrasi cahaya panas atau ultraviolet (UV). Perubahan SPG dari jernih ke putih susu saat diaktifkan, yang memungkinkan cahaya memasuki ruang interior saat tampilan diblokir dari luar. Marvin Windows membawa teknologi ini ke pasar perumahan, tetapi terpaksa meninggalkannya karena masalah kualitas.

Hadiahnya adalah menemukan jendela berwarna yang dapat diwarnai yang merespons cahaya dan penguatan panas dengan menyerap sinar sambil memungkinkan cahaya menembus. Satu -satunya masalah adalah bahwa teknologi semacam itu harus membersihkan sejumlah rintangan sebelum mencapai pasar. Banyak perusahaan bersaing untuk mengembangkan solusi jendela elektrokromik atau kimia yang dapat menggelapkan dan meringankan jendela di film sakelar atau dengan sensor otomatis.

Membangun Jendela yang Lebih Baik
Blok sandungan kunci adalah tiga kali lipat: daya tahan, stabilitas termal, dan keandalan sehubungan dengan switching. Gentex Corporation, A Zeeland, Mich., Perusahaan, yang dikenal karena cermin mobil elektrokromik yang secara otomatis menggelapkan dan mencerahkan untuk menghilangkan silau, sedang menjalani pengujian sendiri untuk jendela elektrokromik.

“Kami telah melakukan peningkatan daya tahan, yang cukup signifikan,” kata Tom Guar, wakil presiden penelitian kimia untuk Gentex. Namun, tujuannya adalah untuk menghasilkan jendela yang dapat bertahan selama 20 tahun. “Saat Anda memikirkannya, itu adalah lingkungan yang cukup sulit,” kata Guar tentang tekanan yang dirancang untuk menyerap panas harus bertahan. "Jika Anda berpikir tentang panel kaca Anda menyerap cahaya dan panas dalam jumlah besar, itu akan menjadi sangat panas, bahkan mungkin memecahkan gelas," katanya.

Tambahkan ke kerentanan terhadap penetrasi air, yang merupakan masalah untuk semua unit kaca terisolasi (IGU), dan penetrasi oksigen, dan ada banyak yang harus diatasi. Marvin berjuang untuk memastikan film itu melekat pada kaca dan segel tetap tidak terganggu. Produk masa depan apa pun perlu mengatasi masalah yang sama.

Sage Electrochromics, The Faribault, Minn., Makers of SageGlass, telah mengembangkan teknologi jendela elektrokromik yang telah lulus keempat tingkat pengujian oleh Departemen Energi. Pelapis elektrokromik sangat mirip dengan pelapis E rendah karena terdiri dari serangkaian lapisan anorganik yang diterapkan pada kaca. Lapisan penyimpanan menampung lithium untuk memberi daya pada transisi sementara lapisan elektrokromik berubah dari jernih, diwarnai, menjadi gelap. Seluruh reaksi diangkat oleh sinyal elektronik yang diterima dari sakelar. Sage sekarang berusaha untuk bermitra dengan produsen kaca dan jendela untuk membuat produk yang akan tersedia untuk konsumen untuk digunakan di rumah.

Membuat efisiensi jendela terjangkau
"Saya pikir teknologi mereka sangat bagus," aku Guar. Namun, seperti yang dia lihat, kuncinya adalah menghasilkan jendela yang terjangkau, dapat diandalkan, dan tahan lama. Implikasinya sangat besar, katanya. “Menangani lembaran kaca besar tidak sepele,” kata Guar. Menutupi gelas itu dengan film kimia bahkan lebih sulit. “Ini bukan hal yang mudah untuk dicapai,” kata Guar. Namun, kemitraan yang tepat akan membuat gelas tersedia untuk perusahaan jendela yang merasa mereka dapat memberikan segel yang dapat diandalkan untuk teknologi ini. Fakta bahwa Sage bermitra dengan Honeywell untuk memberikan kemampuan switching memberikan dorongan besar untuk produk mereka.

Memang, ada teknologi yang tersedia yang menggunakan solusi kimia canggih untuk mengatasi efisiensi energi. Panas cermin, dari Southwall Technologies di Palo Alto, Calif., adalah produk yang sangat baik yang dikembangkan untuk mengisolasi kaca dari kehilangan panas dan kenaikan panas. Jendela cermin panas memiliki penghalang reflektif insulatif yang ditangguhkan di antara panel kaca. Ini selektif secara spektral dan memungkinkan cahaya tampak masuk saat memblokir sinar inframerah yang menyebabkan penumpukan panas. Fungsi seperti lapisan insulasi ketiga dan sangat meningkatkan nilai-R dinding dengan jendela. Tapi, sementara nilai-R dengan jendela cermin panas luar biasa, biaya untuk mengisolasi jendela kaliber ini sangat tinggi. Dan mereka tidak bisa dialihkan.

Kunci untuk memenangkan perlombaan window efisiensi tinggi, sebagian besar ahli setuju, adalah pengembangan teknologi yang terjangkau yang dapat diproduksi secara massal dan bertahan seumur hidup dari garansi jendela standar.

Bagi konsumen, teknologi elektrokromik dapat merevolusi penempatan jendela dan desain rumah, memungkinkan para desainer untuk menempatkan jendela di fasad yang menghadap ke barat tanpa mempertahankan beban luar biasa yang dipukuli oleh sinar matahari barat pada sistem pendingin udara AC pada sistem pendingin udara AC AC. Ini mungkin juga berarti merancang untuk matahari pagi yang indah yang saat ini dihindari banyak rumah. Lebih baik lagi, karena teknologi ini dikendalikan perangkat, bahkan dapat diprogram untuk menggelapkan atau meringankan secara otomatis sehingga iklim dalam ruangan dapat dikontrol secara efektif bahkan ketika pemilik rumah tidak ada.