Proprietarii de case adoră ferestrele - lumina pe care o aduc, priveliștile pe care le încadrează, senzația pe care o dau caselor. Experții în energie urăsc ferestrele - căldura pe care o aduc, căldura pe care o scurg, consumul suplimentar de energie pe care îl provoacă. Cursa este în curs de dezvoltare a tehnologiei care le va permite proprietarilor de case să plaseze ferestrele oriunde doresc, fără teama de a crește costurile energetice.
Acoperiri Low-e
Ferestrele au continuat să se îmbunătățească de-a lungul anilor, mai întâi cu unități de sticlă izolată care asigurau o zonă tampon de aer între două geamuri de sticlă pentru a reduce pierderile de căldură suportate de unitățile cu geam simplu pe vreme rece. Îmbunătățirile au continuat odată cu apariția învelișurilor cu emisie scăzută e sau scăzută. Aceste acoperiri metalice microtin reflectă căldura, trimitând-o înapoi de unde a venit. Acoperirile low-e îmbunătățesc semnificativ calitatea termică a unităților de sticlă izolată, ajutând casele să rămână mai calde iarna și mai răcoroase vara. Adăugarea de argon sau gaz de cripton între aceste geamuri acoperite adaugă la proprietățile izolatoare ale unității de fereastră.
La vârful tehnologiei ferestrelor disponibile se găsesc acoperiri selective spectral. Acoperirile sunt aplicate pe geamurile de sticlă pentru a reduce câștigul de căldură prin blocarea intrării razelor selectate în casă. Această îmbunătățire a sticlei acoperite cu e-redus ajută la reducerea pierderilor de căldură din interior și a câștigului de căldură din exterior. De asemenea, servește pentru a proteja mobilierul și țesăturile de la înălbirea solară. Cu sticlă acoperită spectral selectivă, umplută cu gaz, într-o unitate de sticlă izolată bine construită, valoarea R a unei ferestre se poate apropia de cea a unui perete bine izolat. Cu toate acestea, în afară de desenarea umbrelor sau a copertinelor, bătaia soarelui provoacă toate ferestrele și provoacă câștig de căldură solară care poate compromite orice buget energetic.
Tehnologie pentru ferestre noi
Companiile cercetează acum tehnologii care să permită pătrunderea luminii vizibile maxime în casă, blocând în același timp razele care provoacă acumularea de căldură în interiorul casei. Introduceți ferestre comutabile care răspund printr-o simplă apăsare a comutatorului pentru a întuneca, lumina sau bloca aproape complet soarele să pătrundă în spațiul de locuit. Există deja tehnologie pentru a aduce sticla de confidențialitate comutabilă (SPG) în case, dar aceste ferestre nu blochează câștigul de căldură sau pătrunderea luminii ultraviolete (UV). SPG se schimbă de la alb clar la lăptos atunci când este comutat, ceea ce permite luminii să pătrundă în spațiul interior în timp ce vederea este blocată din exterior. Marvin Windows a adus această tehnologie pe piața rezidențială, dar a fost nevoită să o abandoneze din cauza problemelor de calitate.
Premiul va fi să descoperiți o fereastră nuanțată comutabilă care răspunde la lumină și câștig de căldură prin absorbția razelor, permițând în același timp lumina să pătrundă. Singura problemă este că orice astfel de tehnologie trebuie să elimine o serie de obstacole înainte de a ajunge pe piață. Multe companii sunt în concurență pentru a dezvolta o soluție electrocromică sau chimică pentru ferestre care poate întuneca și deschide ferestrele la simpla apăsare a unui întrerupător sau prin senzor automat.
Construirea unei ferestre mai bune
Principalele obstacole sunt trei: durabilitate, stabilitate termică și fiabilitate în ceea ce privește comutarea. Gentex Corporation, o companie din Zeeland, Michigan, cunoscută pentru oglinzile electrochromice pentru automobile care se întunecă și se luminează automat pentru a elimina orbirea, este supusă propriilor teste pentru geamurile electrocromice.
„Am crescut durabilitatea, destul de semnificative”, spune Tom Guar, vicepreședinte al cercetării chimice pentru Gentex. Totuși, scopul trebuie să fie să producă o fereastră care să poată sta în picioare timp de 20 de ani. „Când te gândești la asta, este un mediu destul de dur”, spune Guar despre stresurile pe care trebuie să le suporte o fereastră concepută pentru a absorbi căldura. „Dacă vă gândiți că geamul dvs. de sticlă absoarbe cantități mari de lumină și căldură, se va încălzi foarte mult, poate chiar sparge sticla”, spune el.
Adăugați la această sensibilitate la pătrunderea apei, care este o problemă pentru toate unitățile de sticlă izolată (IGU) și la penetrarea oxigenului, și sunt multe de depășit. Marvin s-a străduit să se asigure că filmul a aderat la sticlă și sigiliul a rămas netulburat. Orice produs viitor va trebui să abordeze aceleași probleme.
Sage Electrochromics, Faribault, Minnesota, producători de SageGlass, a dezvoltat o tehnologie de ferestre electrocromice care a trecut toate cele patru niveluri de testare de către Departamentul de Energie. Acoperirile electrocromice seamănă mult cu acoperirile cu conținut scăzut de e în sensul că sunt alcătuite dintr-o serie de straturi anorganice aplicate sticlei. Un strat de stocare reține litiu pentru a alimenta tranziția, în timp ce stratul electrocromic se schimbă de la clar, la colorat, la întuneric. Întreaga reacție este declanșată de un semnal electronic primit de la un comutator. Sage caută acum să se asocieze cu producătorii de sticlă și ferestre pentru a crea un produs care va fi disponibil consumatorilor pentru uz casnic.
Eficientizarea ferestrei la prețuri accesibile
„Cred că tehnologia lor este foarte bună”, recunoaște Guar. Totuși, așa cum vede el, cheia va fi să producă o fereastră accesibilă, fiabilă și durabilă. Implicațiile producției sunt uriașe, spune el. „Manipularea foilor mari de sticlă nu este banală”, spune Guar. Acoperirea sticlei cu un film chimic este și mai dificilă. „Nu este un lucru ușor de realizat”, spune Guar. Totuși, parteneriatul potrivit ar pune sticla la dispoziția companiilor de ferestre care consideră că ar putea oferi un sigiliu de încredere pentru această tehnologie. Faptul că Sage este parteneriat cu Honeywell pentru a oferi capacitatea de comutare dă un mare impuls produsului lor.
Acordat, există tehnologii disponibile care utilizează soluții chimice avansate pentru a aborda eficiența energetică. Heat Mirror, de la Southwall Technologies din Palo Alto, California, este un produs excelent care a fost dezvoltat pentru a izola sticla de pierderea de căldură și de câștig de căldură. Ferestrele cu oglindă termică au o barieră reflectorizantă izolatoare care este suspendată între geamurile de sticlă. Este selectiv spectral și permite pătrunderea luminii vizibile în timp ce blochează lângă razele infraroșii care provoacă acumularea de căldură. Funcționează ca un al treilea strat de izolație și crește foarte mult valoarea R a pereților cu ferestre. Dar, în timp ce valoarea R a ferestrelor cu oglindă termică este excepțională, costul pentru ferestrele izolatoare de acest calibru este foarte mare. Și nu sunt comutabile.
Cheia pentru câștigarea cursei de ferestre cu eficiență ridicată, sunt de acord cu majoritatea experților, este dezvoltarea unei tehnologii la prețuri accesibile, care poate fi produsă în masă și poate dura întreaga viață a unei garanții standard pentru ferestre.
Pentru consumatori, tehnologia electrocromă poate revoluționa amplasarea ferestrelor și designul casei, permițând proiectanților să plaseze ferestrele pe fațadele orientate spre vest, fără a suporta povara incredibilă pe care o pune soarele din vestul occidental pe sistemul de aer condiționat. Poate însemna și proiectarea pentru soarele glorios al dimineții pe care atât de multe case o evită în prezent. Mai bine, deoarece această tehnologie este controlată de dispozitiv, poate fi chiar programată să se întunece sau să se lumineze automat, astfel încât climatul interior să poată fi controlat eficient chiar și atunci când proprietarul casei este absent.