Εισαγωγή: Από την εισαγωγή της Μονάδας Μονωτικού Γυαλιού (IGU), τα εξαρτήματα παραθύρων αναπτύσσονται σταθερά για τη βελτίωση της θερμικής απόδοσης του σπιτιού.Ο ειδικός συντάκτης Scott Gibson (Scott Gibson) εισήγαγε την πρόοδο του σχεδιασμού IGU, από την εφεύρεση και την εφαρμογή επιστρώσεων χαμηλής εκπομπής στην ανάπτυξη υαλοπινάκων εκτός από διπλά τζάμια, μεμβράνες ανάρτησης και διαφορετικούς τύπους μονωτικών αερίων, και τη μελλοντική Κατανόηση του τεχνολογία.
Το Andersen Windows εισήγαγε συγκολλημένα μονωμένα γυάλινα πάνελ το 1952, κάτι που είναι πολύ σημαντικό.Οι καταναλωτές μπορούν να αγοράσουν εξαρτήματα που συνδυάζουν δύο κομμάτια γυαλιού και ένα στρώμα μόνωσης σε ένα μόνο προϊόν.Για αμέτρητους ιδιοκτήτες σπιτιού, η εμπορική κυκλοφορία του Άντερσεν σήμαινε ένα τέλος στην κουραστική δουλειά των riot windows.Το πιο σημαντικό είναι ότι τα τελευταία 70 χρόνια, η αρχή της βιομηχανίας βελτίωσε επανειλημμένα τη θερμική απόδοση των παραθύρων.
Το μονωτικό τζάμι πολλαπλών υαλοπινάκων (IGU) συνδυάζει μεταλλική επίστρωση και εξαρτήματα πλήρωσης αδρανούς αερίου για να κάνει το σπίτι πιο άνετο και να μειώσει το κόστος θέρμανσης και ψύξης.Προσαρμόζοντας τα χαρακτηριστικά των επιστρώσεων χαμηλής εκπομπής (low-e) και εφαρμόζοντάς τα επιλεκτικά, οι κατασκευαστές γυαλιού μπορούν να προσαρμόσουν τα IGU για συγκεκριμένες ανάγκες και κλίματα.Αλλά ακόμα και με την καλύτερη βαφή και αέριο, οι κατασκευαστές γυαλιού εξακολουθούν να αγωνίζονται σκληρά.
Σε σύγκριση με τους εξωτερικούς τοίχους των σπιτιών υψηλής απόδοσης, το καλύτερο γυαλί θα κάνει τους μονωτές κατώτερους.Για παράδειγμα, ο τοίχος σε ένα ενεργειακά αποδοτικό σπίτι βαθμολογείται με R-40, ενώ ο συντελεστής U ενός υψηλής ποιότητας παραθύρου τριών υαλοπινάκων μπορεί να είναι 0,15, που ισοδυναμεί μόνο με R-6,6.Ο Διεθνής Νόμος για την Εξοικονόμηση Ενέργειας του 2018 απαιτεί ακόμη και στις πιο ψυχρές περιοχές της χώρας, ο ελάχιστος συντελεστής U των παραθύρων να είναι μόνο 0,32, που είναι περίπου R-3.
Ταυτόχρονα, οι εργασίες για τις νέες τεχνολογίες συνεχίζονται και αυτές οι νέες τεχνολογίες μπορούν να επιτρέψουν την ευρύτερη χρήση καλύτερων παραθύρων.Οι καινοτόμες τεχνολογίες περιλαμβάνουν σχεδιασμό τριών υαλοπινάκων με εξαιρετικά λεπτό κεντρικό τζάμι, μονάδα αιωρούμενης μεμβράνης με έως και οκτώ εσωτερικά στρώματα, μονάδα μόνωσης κενού με δυνατότητα μόνωσης κέντρου γυαλιού άνω του R-19 και μόνωση κενού που είναι σχεδόν όσο λεπτό σαν μονό τζάμι Μοναδικό κύπελλο.
Για όλα τα πλεονεκτήματα του μονωτικού γυαλιού συγκόλλησης Andersen, έχει ορισμένους περιορισμούς.Η εισαγωγή επιστρώσεων χαμηλής εκπομπής το 1982 ήταν ένα άλλο σημαντικό βήμα προς τα εμπρός.Ο Steve Urich, διευθυντής του προγράμματος National Window Decoration Rating Board, είπε ότι οι ακριβείς συνθέσεις αυτών των επικαλύψεων διαφέρουν από κατασκευαστή σε κατασκευαστή, αλλά είναι όλα μικροσκοπικά λεπτά στρώματα μετάλλου που αντανακλούν την ενέργεια ακτινοβολίας πίσω στην πηγή του.-Μέσα ή έξω από το παράθυρο.
Υπάρχουν δύο μέθοδοι επίστρωσης, που ονομάζονται σκληρή επίστρωση και μαλακή επίστρωση.Οι εφαρμογές σκληρής επίστρωσης (γνωστές και ως πυρολυτικές επικαλύψεις) χρονολογούνται από τα τέλη της δεκαετίας του 1990 και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται.Στην κατασκευή γυαλιού, η επίστρωση εφαρμόζεται στην επιφάνεια του γυαλιού - ουσιαστικά ψήνεται στην επιφάνεια.Δεν μπορεί να αποξεσθεί.Στον θάλαμο εναπόθεσης κενού χρησιμοποιείται μια μαλακή επίστρωση (ονομάζεται επίσης επίστρωση διασκορπισμού).Δεν είναι τόσο ισχυρά όσο οι σκληρές επιστρώσεις και δεν μπορούν να εκτεθούν στον αέρα, επομένως οι κατασκευαστές τα εφαρμόζουν μόνο στην επιφάνεια που πρόκειται να σφραγιστεί.Όταν μια επίστρωση χαμηλής εκπομπής εφαρμόζεται σε μια επιφάνεια που βλέπει προς το δωμάτιο, θα είναι μια σκληρή επίστρωση.Ένα μαλακό παλτό είναι πιο αποτελεσματικό στον έλεγχο της ηλιακής θερμότητας.Ο Τεχνικός Διευθυντής Μάρκετινγκ της Cardinal Glass, Jim Larsen (Jim Larsen) είπε ότι ο συντελεστής εκπομπής μπορεί να πέσει στο 0,015, πράγμα που σημαίνει ότι αντανακλάται περισσότερο από το 98% της ακτινοβολούμενης ενέργειας.
Παρά τις εγγενείς δυσκολίες στην εφαρμογή ενός ομοιόμορφου μεταλλικού στρώματος με πάχος μόλις 2500 νανόμετρων, οι κατασκευαστές έχουν γίνει ολοένα και πιο ικανοί στο χειρισμό επιστρώσεων χαμηλής εκπομπής για τον έλεγχο της ποσότητας θερμότητας και φωτός που διέρχεται από το γυαλί.Ο Larson είπε ότι στην πολυστρωματική επίστρωση χαμηλής εκπομπής, η αντιανακλαστική και η ασημένια στρώση περιορίζουν την απορρόφηση της ηλιακής θερμότητας (υπέρυθρο φως) διατηρώντας παράλληλα όσο το δυνατόν περισσότερο ορατό φως.
«Μελετούμε τη φυσική του φωτός», είπε ο Λάρσον."Αυτά είναι οπτικά φίλτρα ακριβείας και το πάχος κάθε στρώματος είναι κρίσιμο για τη διατήρηση της ισορροπίας χρώματος της επίστρωσης."
Τα συστατικά της επίστρωσης low-e είναι μόνο ένας παράγοντας.Το άλλο είναι όπου εφαρμόζονται.Η επίστρωση Low-e αντανακλά την ενέργεια ακτινοβολίας πίσω στην πηγή της.Με αυτόν τον τρόπο, εάν η εξωτερική επιφάνεια του γυαλιού είναι επικαλυμμένη, η ενέργεια ακτινοβολίας από τον ήλιο θα αντανακλάται πίσω προς τα έξω, ελαχιστοποιώντας έτσι την απορρόφηση θερμότητας μέσα στα παράθυρα και στο εσωτερικό του σπιτιού.Ομοίως, η επίστρωση χαμηλής ακτινοβολίας που εφαρμόζεται στην πλευρά της μονάδας πολλαπλών υαλοπινάκων που βλέπει προς το δωμάτιο θα αντανακλά την ενέργεια ακτινοβολίας που παράγεται μέσα στο σπίτι πίσω στο δωμάτιο.Το χειμώνα, αυτό το χαρακτηριστικό θα βοηθήσει το σπίτι να διατηρήσει τη θερμότητα.
Οι προηγμένες επικαλύψεις χαμηλής εκπομπής έχουν μειώσει σταθερά τον παράγοντα U στο IGU, από 0,6 ή 0,65 για το αρχικό πάνελ Andersen σε 0,35 στις αρχές της δεκαετίας του 1980.Μόλις στα τέλη της δεκαετίας του 1980 προστέθηκε το αδρανές αέριο αργό, το οποίο παρείχε ένα άλλο εργαλείο που μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν οι κατασκευαστές γυαλιού και μείωσε τον παράγοντα U σε περίπου 0,3.Το αργό είναι βαρύτερο από τον αέρα και μπορεί να αντισταθεί καλύτερα στη μεταφορά στο κέντρο του στεγανοποιητικού παραθύρου.Ο Larson είπε ότι η αγωγιμότητα του αργού είναι επίσης χαμηλότερη από αυτή του αέρα, γεγονός που μπορεί να μειώσει την αγωγιμότητα και να αυξήσει τη θερμική απόδοση του γυάλινου κέντρου κατά περίπου 20%.
Με αυτό, ο κατασκευαστής ωθεί το παράθυρο διπλού υαλοπίνακα στο μέγιστο των δυνατοτήτων του.Αποτελείται από δύο υαλοπίνακες 1⁄8 ιντσών.Γυαλί, χώρος 1⁄2 ίντσας γεμάτος με αέριο αργό και μια επίστρωση χαμηλής εκπομπής που προστέθηκε στο πλάι του γυάλινου δωματίου.Ο παράγοντας U πέφτει σε περίπου 0,25 ή χαμηλότερο.
Το παράθυρο με τριπλά τζάμια είναι το επόμενο σημείο άλματος.Τα συμβατικά εξαρτήματα είναι τρία κομμάτια 1⁄8 ίντσας.Γυαλί και δύο χώροι 1⁄2 ίντσας, κάθε κοιλότητα έχει επίστρωση χαμηλής εκπομπής.Το πρόσθετο αέριο και η δυνατότητα χρήσης επιστρώσεων χαμηλής εκπομπής σε περισσότερες επιφάνειες βελτιώνει σημαντικά την απόδοση.Το μειονέκτημα είναι ότι τα παράθυρα είναι συνήθως πολύ βαριά για διπλά αναρτημένα φύλλα που συνήθως γλιστρούν πάνω-κάτω.Το γυαλί είναι 50% βαρύτερο από τα διπλά τζάμια και 1-3⁄8 ίντσες.Πυκνός.Αυτά τα IGU δεν μπορούν να χωρέσουν σε 3⁄4 ίντσες.Γυάλινες σακούλες με τυπικά κουφώματα.
Αυτή η ατυχής πραγματικότητα ωθεί τους κατασκευαστές σε παράθυρα που αντικαθιστούν το εσωτερικό στρώμα γυαλιού (παράθυρα με αιωρούμενη μεμβράνη) με λεπτά φύλλα πολυμερούς.Η Southwall Technologies έχει γίνει εκπρόσωπος της βιομηχανίας με το ζεστό φιλμ καθρέφτη της, καθιστώντας δυνατή την παραγωγή υαλοπινάκων τριών ή και τεσσάρων στρώσεων με το ίδιο βάρος με μια μονάδα διπλού υαλοπίνακα.Ωστόσο, είναι εύκολο για τη μονάδα παραθύρου να σφραγίζει διαρροές γύρω από το γυάλινο παράθυρο, επιτρέποντας έτσι τη διαφυγή του μονωτικού αερίου και την είσοδο υγρασίας στο εσωτερικό.Η αστοχία της σφραγίδας παραθύρου που έγινε από τον Hurd έχει γίνει ένας εφιάλτης που δόθηκε ευρέως στη βιομηχανία.Ωστόσο, το φιλμ ζεστού καθρέφτη που ανήκει τώρα στην Eastman Chemical Company εξακολουθεί να είναι μια βιώσιμη επιλογή σε παράθυρα με πολλά τζάμια και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από κατασκευαστές όπως η Alpen High Performance Products.
Ο Διευθύνων Σύμβουλος της Alpen, Μπραντ Μπέγκιν, δήλωσε σχετικά με την τραγωδία του Χερντ: «Ολόκληρη η βιομηχανία είναι πράγματι κάτω από μαύρους κύκλους, με αποτέλεσμα ορισμένοι κατασκευαστές να ξεφύγουν από την ταινία ανάρτησης».«Η διαδικασία δεν είναι τόσο δύσκολη, αλλά εάν δεν κάνετε καλή δουλειά ή δεν δίνετε προσοχή στην ποιότητα, όπως οποιοδήποτε παράθυρο, οποιοδήποτε τύπο IG, τότε προορίζεται να υποστείτε πάρα πολύ πρόωρη αποτυχία στο χώρο .
Σήμερα, το φιλμ θερμού καθρέφτη παράγεται από μια κοινοπραξία μεταξύ της DuPont και της Teijin και στη συνέχεια αποστέλλεται στο Eastman, όπου η επίστρωση χαμηλής εκπομπής λαμβάνεται στον θάλαμο εναπόθεσης ατμών και στη συνέχεια αποστέλλεται στον κατασκευαστή για μετατροπή σε IGU.Ο Begin λέει ότι μόλις συναρμολογηθούν οι στρώσεις μεμβράνης και γυαλιού, τοποθετούνται σε φούρνο και ψήνονται στους 205°F για 45 λεπτά.Η μεμβράνη συρρικνώνεται και τεντώνεται γύρω από τη φλάντζα στο άκρο της μονάδας, καθιστώντας την σε μεγάλο βαθμό αόρατη.
Εφόσον διατηρείται σφραγισμένη, η μονάδα παραθύρου δεν πρέπει να έχει πρόβλημα.Παρά τις αμφιβολίες για την ταινία IGU που έχει ανασταλεί, ο Begin είπε ότι η Alpen παρείχε 13.000 μονάδες για ένα έργο New York City Empire State Building πριν από εννέα χρόνια, αλλά δεν έχει λάβει καμία αναφορά αποτυχίας.
Ο τελευταίος σχεδιασμός γυαλιού επιτρέπει επίσης στους κατασκευαστές να αρχίσουν να χρησιμοποιούν το k, το οποίο είναι ένα αδρανές αέριο που έχει καλύτερες μονωτικές ιδιότητες από το αργό.Σύμφωνα με τον Δρ Charlie Curcija, ερευνητή στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley, το βέλτιστο κενό είναι 7 mm (περίπου 1⁄4 ίντσα), που είναι το μισό από αυτό του αργού.Το rypto δεν είναι πολύ κατάλληλο για IGU 1⁄2 ίντσας.Το κενό μεταξύ των γυάλινων πλακών, αλλά αποδεικνύεται ότι αυτή η μέθοδος είναι πολύ χρήσιμη σε γυάλινα παράθυρα όπου η εσωτερική απόσταση μεταξύ των γυάλινων πλακών ή της αναρτημένης μεμβράνης είναι μικρότερη από αυτή την απόσταση.
Η Kensington (Kensington) είναι μία από τις εταιρείες που πωλούν παράθυρα με κρεμαστά φιλμ.Η εταιρεία παρέχει μονάδες ζεστού καθρέφτη γεμάτες k με τιμές R έως και R-10 στο κέντρο του γυαλιού.Ωστόσο, καμία εταιρεία δεν δέχεται πλήρως την τεχνολογία αιωρούμενων μεμβρανών όπως η LiteZone Glass Inc. του Καναδά.Η LiteZoneGlass Inc. είναι μια εταιρεία που πουλά IGU με τιμή R του κέντρου γυαλιού 19,6.πως είναι?Κάνοντας το πάχος της μονάδας 7,6 ίντσες.
Ο διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας Greg Clarahan είπε ότι έχουν περάσει πέντε χρόνια από την ανάπτυξη της IGU και τέθηκε σε παραγωγή τον Νοέμβριο του 2019. Είπε ότι οι στόχοι της εταιρείας είναι δύο: να κατασκευάσει IGU με «εξαιρετικά υψηλές» τιμές μόνωσης και να να τα κάνουν αρκετά δυνατά για να διατηρήσουν τη ζωή του κτιρίου.Ο σχεδιαστής αποδέχτηκε την ανάγκη για πιο χοντρές γυάλινες μονάδες για τη βελτίωση της θερμικής απόδοσης των ευάλωτων άκρων του IGU.
"Το πάχος της μονάδας γυαλιού είναι απαραίτητο για τη βελτίωση της θερμικής απόδοσης του συνολικού παραθύρου, για να κάνει τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του γυαλιού πιο ομοιόμορφη και τη μεταφορά θερμότητας σε ολόκληρο το συγκρότημα (συμπεριλαμβανομένων των άκρων και του πλαισίου) πιο ομοιόμορφη."είπε.
Ωστόσο, το παχύτερο IGU παρουσιάζει προβλήματα.Η πιο παχιά μονάδα που παράγει η LiteZone έχει οκτώ αιωρούμενα φιλμ ανάμεσα σε δύο κομμάτια γυαλιού.Εάν όλοι αυτοί οι χώροι είναι σφραγισμένοι, θα υπάρξει πρόβλημα διαφοράς πίεσης, επομένως η LiteZone σχεδίασε τη μονάδα χρησιμοποιώντας αυτό που η Clarahan αποκαλεί «αγωγό ισορροπίας πίεσης».Είναι ένας μικρός σωλήνας εξαερισμού που μπορεί να εξισορροπήσει την πίεση του αέρα σε όλους τους θαλάμους με τον αέρα έξω από τη συσκευή.Ο Clarahan είπε ότι ο θάλαμος στεγνώματος που είναι ενσωματωμένος στον σωλήνα εμποδίζει τη συσσώρευση υδρατμών μέσα στον εξοπλισμό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά για τουλάχιστον 60 χρόνια.
Η εταιρεία πρόσθεσε ένα ακόμη χαρακτηριστικό.Αντί να χρησιμοποιούν θερμότητα για τη συρρίκνωση της μεμβράνης μέσα στη συσκευή, σχεδίασαν ένα παρέμβυσμα για την άκρη της συσκευής που κρατά το φιλμ αναρτημένο κάτω από τη δράση μικροσκοπικών ελατηρίων.Ο Clarahan είπε ότι επειδή η ταινία δεν θερμαίνεται, το άγχος είναι μικρότερο.Τα παράθυρα παρουσίασαν επίσης εξαιρετική εξασθένηση του ήχου.
Η αναρτημένη μεμβράνη είναι ένας τρόπος μείωσης του βάρους των IGU πολλαπλών υαλοπινάκων.Η Curcija περιέγραψε ένα άλλο προϊόν που ονομάζεται "Thin Triple", το οποίο έχει προσελκύσει ευρεία προσοχή στη βιομηχανία.Αποτελείται από ένα εξαιρετικά λεπτό στρώμα γυαλιού 0,7 mm έως 1,1 mm (0,027 ίντσες και 0,04 ίντσες) μεταξύ δύο εξωτερικών στρωμάτων γυαλιού 3 mm (0,118 ίντσες).Χρησιμοποιώντας k-filling, η συσκευή μπορεί να συσκευαστεί σε μια γυάλινη σακούλα πλάτους 3⁄4 ιντσών, όπως μια παραδοσιακή συσκευή διπλού υαλοπίνακα.
Ο Curcija είπε ότι το λεπτό τρίδυμο μόλις άρχισε να παίρνει θέση στις Ηνωμένες Πολιτείες και το μερίδιο αγοράς του είναι τώρα λιγότερο από 1%.Όταν κυκλοφόρησαν για πρώτη φορά στο εμπόριο πριν από περισσότερο από μια δεκαετία, αυτές οι συσκευές αντιμετώπισαν μια επίπονη μάχη για αποδοχή στην αγορά λόγω των υψηλών τιμών κατασκευής τους.Μόνο η Corning παράγει το εξαιρετικά λεπτό γυαλί στο οποίο βασίζεται η σχεδίαση, σε τιμή 8 έως 10 $ ανά τετραγωνικό πόδι.Επιπλέον, η τιμή του k είναι ακριβή, περίπου 100 φορές την τιμή του αργού.
Σύμφωνα με τον Kursia, τα τελευταία πέντε χρόνια, δύο πράγματα έχουν συμβεί.Πρώτον, άλλες εταιρείες γυαλιού άρχισαν να επιπλέουν λεπτό γυαλί χρησιμοποιώντας μια συμβατική διαδικασία, η οποία ήταν η κατασκευή τυπικών υαλοπινάκων σε ένα κρεβάτι από λιωμένο κασσίτερο.Αυτό μπορεί να μειώσει το κόστος σε περίπου 50 σεντς ανά τετραγωνικό πόδι, που ισοδυναμεί με το συνηθισμένο γυαλί.Η αύξηση του ενδιαφέροντος για τον φωτισμό LED έχει οδηγήσει σε αύξηση της παραγωγής xenon και αποδεικνύεται ότι το k είναι ένα υποπροϊόν αυτής της διαδικασίας.Η τρέχουσα τιμή είναι περίπου το ένα τέταρτο αυτής που ήταν παλαιότερα και η συνολική πριμοδότηση για ένα λεπτό τριπλό τριών στρωμάτων είναι περίπου 2 $ ανά τετραγωνικό πόδι ενός συμβατικού IGU με διπλά τζάμια.
Ο Curcija είπε: «Με ένα λεπτό ράφι τριών επιπέδων, μπορείτε να αυξήσετε το R-10, οπότε αν σκεφτείτε ένα premium 2 $ ανά τετραγωνικό πόδι, είναι μια πολύ καλή τιμή σε σύγκριση με το R-4 σε λογική τιμή.Ένα μεγάλο άλμα.”Ως εκ τούτου, η Curcija αναμένει ότι το εμπορικό ενδιαφέρον της Mie IGU θα αυξηθεί.Η Andersen το έχει χρησιμοποιήσει για τη γραμμή εμπορικής ανανέωσης των Windows.Η Ply Gem, ο μεγαλύτερος κατασκευαστής παραθύρων στις Ηνωμένες Πολιτείες, φαίνεται επίσης να ενδιαφέρεται.Ακόμη και η Alpen συνεχίζει να προωθεί τα πλεονεκτήματα των παραθύρων με κρεμαστό φιλμ και έχει ανακαλύψει τα πιθανά πλεονεκτήματα των συσκευών τριπλής μεμβράνης.
Ο Mark Montgomery, ανώτερος αντιπρόεδρος του αμερικανικού μάρκετινγκ παραθύρων στην Ply Gem, είπε ότι η εταιρεία παράγει επί του παρόντος προϊόντα 1 σε 1.Και τρίδυμα 7⁄8 ιντσών.«Πειραματιζόμαστε με 3⁄4-in.Έγραψε σε ένα email.«Αλλά (εμείς) μπορούμε αυτή τη στιγμή να επιτύχουμε υψηλότερα επίπεδα απόδοσης.”
Μην αναζητήσετε τη μετατροπή παρτίδων σε λεπτές τριάδες αμέσως.Αλλά ο Begin είπε ότι το λεπτό γυάλινο κεντρικό στρώμα είναι ευκολότερο στην επεξεργασία από το αιωρούμενο φιλμ, έχει τη δυνατότητα να επιταχύνει την παραγωγή και επιτρέπει τη χρήση φλάντζες θερμής άκρης για την αντικατάσταση των ισχυρότερων παρεμβυσμάτων από ανοξείδωτο χάλυβα που απαιτούνται από ορισμένα IGU αιωρούμενων φιλμ.
Το τελευταίο σημείο είναι κρίσιμο.Η αναρτημένη μεμβράνη που συρρικνώνεται στον φούρνο θα ασκήσει σημαντική τάση στην περιφερειακή φλάντζα, η οποία θα σπάσει τη στεγανοποίηση, αλλά το λεπτό γυαλί δεν χρειάζεται να τεντωθεί, μειώνοντας έτσι το πρόβλημα.
Ο Curcija είπε: «Σε τελική ανάλυση, και οι δύο τεχνολογίες παρέχουν τα ίδια πράγματα, αλλά όσον αφορά την αντοχή και την ποιότητα, το γυαλί είναι καλύτερο από το φιλμ».
Ωστόσο, το φύλλο τριών στρώσεων που σχεδίασε ο Λάρσεν δεν είναι και τόσο αισιόδοξο.Οι Cardinals κατασκευάζουν μερικά από αυτά τα IGU, αλλά το κόστος τους είναι περίπου διπλάσιο από το παραδοσιακό γυαλί τρία σε ένα και το εξαιρετικά λεπτό γυαλί στο κέντρο της μονάδας έχει υψηλό ποσοστό θραύσης.Αυτό ανάγκασε τον καρδινάλιο να χρησιμοποιήσει ένα κεντρικό στρώμα 1,6 mm.
«Η ιδέα αυτού του λεπτού ποτηριού είναι η μισή δύναμη», είπε ο Λάρσεν.«Θα αγοράσετε γυαλί μισής αντοχής και περιμένετε να το χρησιμοποιήσετε στο ίδιο μέγεθος με το γυαλί διπλής αντοχής;Όχι. Απλώς το ποσοστό θραύσης του χειρισμού μας είναι πολύ υψηλότερο.”
Πρόσθεσε ότι τα τρίδυμα για απώλεια βάρους αντιμετωπίζουν επίσης άλλα εμπόδια.Ένας μεγάλος λόγος είναι ότι το λεπτό γυαλί είναι πολύ λεπτό για να μετριαστεί, κάτι που είναι μια θερμική επεξεργασία για αύξηση της αντοχής.Το tempered glass είναι ένα σημαντικό μέρος της αγοράς, καθώς αντιπροσωπεύει το 40% των συνολικών πωλήσεων IGU της Cardinal.
Τέλος, υπάρχει το πρόβλημα της πλήρωσης ρυπτοαερίου.Ο Larson είπε ότι οι εκτιμήσεις κόστους της Lawrence Berkeley Labs είναι πολύ χαμηλές και ότι η βιομηχανία έχει κάνει κακή δουλειά παρέχοντας αρκετό φυσικό αέριο για την IGU.Για να είναι αποτελεσματικό, το 90% του σφραγισμένου εσωτερικού χώρου θα πρέπει να γεμίζει με αέριο, αλλά η τυπική πρακτική της βιομηχανίας επικεντρώνεται στην ταχύτητα παραγωγής και όχι στα πραγματικά αποτελέσματα και ο ρυθμός πλήρωσης αερίου στα προϊόντα στην αγορά μπορεί να είναι τόσο χαμηλός όσο 20%.
«Υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για αυτό», είπε ο Larson για την τριάδα απώλειας βάρους.«Τι θα συμβεί αν έχετε μόνο ένα επίπεδο πλήρωσης 20% σε αυτά τα παράθυρα;Δεν είναι γυαλί R-8, αλλά γυαλί R-4.Αυτό είναι το ίδιο όπως όταν χρησιμοποιείτε low-e διπλού υαλοπίνακα.Έχεις όλα όσα δεν κατάλαβα».
Τόσο το αργό όσο και το αέριο k είναι καλύτεροι μονωτές από τον αέρα, αλλά κανένα αέριο πλήρωσης (κενό) θα βελτιώσει σημαντικά τη θερμική απόδοση και το δυναμικό τιμής R είναι μεταξύ 10 και 14 (συντελεστής U από 0,1 έως 0,07).Ο Curcija είπε ότι το πάχος της μονάδας είναι τόσο λεπτό όσο το γυαλί με ένα τζάμι.
Ένας Ιάπωνας κατασκευαστής που ονομάζεται Nippon Sheet Glass (NSG) παράγει ήδη συσκευές μόνωσης υάλου κενού (VIG).Σύμφωνα με την Curcija, οι Κινέζοι κατασκευαστές και η Guardian Glass των Ηνωμένων Πολιτειών έχουν αρχίσει επίσης να κατασκευάζουν συσκευές R-10 VIG.(Προσπαθήσαμε να επικοινωνήσουμε με τον Guardian αλλά δεν λάβαμε απάντηση.)
Υπάρχουν τεχνικές προκλήσεις.Πρώτον, ένας πλήρως εκκενωμένος πυρήνας έλκει τα δύο εξωτερικά στρώματα γυαλιού μαζί.Για να αποφευχθεί αυτό, ο κατασκευαστής έβαλε μικροσκοπικούς αποστάτες μεταξύ του γυαλιού για να αποτρέψει την κατάρρευση των στρωμάτων.Αυτοί οι μικροσκοπικοί πυλώνες χωρίζονται μεταξύ τους με απόσταση 1 ίντσας έως 2 ίντσες, σχηματίζοντας ένα χώρο περίπου 50 μικρών.Αν κοιτάξετε προσεκτικά, μπορείτε να δείτε ότι είναι μια αδύναμη μήτρα.
Οι κατασκευαστές αγωνίζονται επίσης με το πώς να δημιουργήσουν μια απολύτως αξιόπιστη στεγανοποίηση άκρων.Εάν αποτύχει, η σκούπα αποτυγχάνει και το παράθυρο είναι ουσιαστικά σκουπίδια.Η Curcija λέει ότι αυτές οι συσκευές μπορούν να σφραγιστούν γύρω από τις άκρες με λιωμένο γυαλί αντί για ταινία ή κόλλα σε φουσκωτά IGU.Το κόλπο είναι να αναπτυχθεί μια ένωση που να είναι αρκετά μαλακή ώστε να λιώνει σε θερμοκρασία που δεν θα καταστρέψει την επίστρωση χαμηλού E στο γυαλί.Δεδομένου ότι η μεταφορά θερμότητας ολόκληρης της συσκευής περιορίζεται στον στύλο που χωρίζει τις δύο γυάλινες πλάκες, η μέγιστη τιμή R πρέπει να είναι 20.
Ο Curcija είπε ότι ο εξοπλισμός για την κατασκευή της συσκευής VIG είναι ακριβός και η διαδικασία δεν είναι τόσο γρήγορη όσο η παραγωγή συνηθισμένου γυαλιού.Παρά τα πιθανά πλεονεκτήματα τέτοιων νέων τεχνολογιών, η θεμελιώδης αντίσταση του κατασκευαστικού κλάδου σε αυστηρότερους ενεργειακούς και οικοδομικούς κώδικες θα επιβραδύνει την πρόοδο.
Ο Larson είπε ότι όσον αφορά τον παράγοντα U, οι συσκευές VIG μπορεί να αλλάζουν το παιχνίδι, αλλά ένα πρόβλημα που πρέπει να ξεπεράσουν οι κατασκευαστές παραθύρων είναι η απώλεια θερμότητας στην άκρη του παραθύρου.Θα ήταν μια βελτίωση εάν το VIG μπορούσε να ενσωματωθεί σε ένα ισχυρότερο πλαίσιο με καλύτερη θερμική απόδοση, αλλά ποτέ δεν θα αντικαθιστούσε τη βιομηχανική τυπική συσκευή με διπλό τζάμι, φουσκωτή Low-e.
Ο Kyle Sword, διευθυντής επιχειρηματικής ανάπτυξης της Pilkington στη Βόρεια Αμερική, είπε ότι ως θυγατρική της NSG, η Pilkington έχει παράγει μια σειρά από μονάδες VIG που ονομάζονται Spacia, οι οποίες έχουν χρησιμοποιηθεί σε οικιακές και εμπορικές εφαρμογές στις Ηνωμένες Πολιτείες.Η συσκευή διατίθεται σε διάφορες διαμορφώσεις, συμπεριλαμβανομένων συσκευών που έχουν πάχος μόνο 1⁄4 ίντσας.Αποτελούνται από ένα εξωτερικό στρώμα γυαλιού low-e, χώρο κενού 0,2 mm και ένα εσωτερικό στρώμα από διαφανές float glass.Ένας διαχωριστής με διάμετρο 0,5 mm χωρίζει τα δύο κομμάτια γυαλιού.Το πάχος της έκδοσης Super Spacia είναι 10,2 mm (περίπου 0,40 ίντσες) και ο συντελεστής U του κέντρου γυαλιού είναι 0,11 (R-9).
Ο Sword έγραψε σε ένα email: «Οι περισσότερες από τις πωλήσεις του τμήματος VIG μας πήγαν σε υπάρχοντα κτίρια».«Τα περισσότερα από αυτά είναι για εμπορική χρήση, αλλά έχουμε ολοκληρώσει επίσης μια ποικιλία από κτίρια κατοικιών.Αυτό το προϊόν Μπορεί να αγοραστεί από την αγορά και να παραγγελθεί σε προσαρμοσμένα μεγέθη.”Η Sword είπε ότι μια εταιρεία που ονομάζεται Heirloom Windows χρησιμοποιεί μονάδες κενού στα παράθυρά της, οι οποίες είναι σχεδιασμένες να μοιάζουν με αυθεντικά παράθυρα σε ιστορικά κτίρια.«Έχω μιλήσει με πολλές εταιρείες παραθύρων κατοικιών που μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα προϊόντα μας», έγραψε ο Sword.«Ωστόσο, το IGU που χρησιμοποιείται σήμερα από τις περισσότερες εταιρείες παραθύρων κατοικιών έχει πάχος περίπου 1 ίντσας, επομένως ο σχεδιασμός του παραθύρου και η χύτευση με εξώθηση μπορούν να φιλοξενήσουν παχύτερα παράθυρα».
Ο Sword είπε ότι το κόστος του VIG είναι περίπου $14 έως $15 ανά τετραγωνικό πόδι, σε σύγκριση με $8 έως $10 ανά τετραγωνικό πόδι για ένα τυπικό IGU πάχους 1 ίντσας.
Μια άλλη δυνατότητα είναι να χρησιμοποιήσετε airgel για την κατασκευή παραθύρων.Το Airgel είναι ένα υλικό που εφευρέθηκε το 1931. Κατασκευάζεται με την εξαγωγή υγρού στο τζελ και την αντικατάστασή του με αέριο.Το αποτέλεσμα είναι ένα σχεδόν αβαρές στερεό με πολύ υψηλή τιμή R.Ο Larsen είπε ότι οι προοπτικές εφαρμογής του στο γυαλί είναι ευρείες, με δυνατότητα καλύτερης θερμικής απόδοσης από το IGU τριών στρωμάτων ή κενού.Το πρόβλημα είναι η οπτική του ποιότητα - δεν είναι εντελώς διαφανές.
Περισσότερες υποσχόμενες τεχνολογίες πρόκειται να αναδυθούν, αλλά όλες έχουν ένα εμπόδιο: υψηλότερο κόστος.Χωρίς αυστηρότερους ενεργειακούς κανονισμούς που απαιτούν καλύτερες επιδόσεις, ορισμένες τεχνολογίες θα είναι προσωρινά μη διαθέσιμες.Ο Μοντγκόμερι είπε: «Έχουμε συνεργαστεί στενά με πολλές εταιρείες που υιοθετούν τη νέα τεχνολογία γυαλιού», «βαφές, θερμικές/οπτικές/ηλεκτρικές πυκνές επιστρώσεις και [υαλομόνωση κενού].Αν και όλα αυτά ενισχύουν την απόδοση του παραθύρου, αλλά η τρέχουσα δομή κόστους θα περιορίσει την υιοθέτηση στην αγορά κατοικίας.»
Η θερμική απόδοση του IGU είναι διαφορετική από τη θερμική απόδοση ολόκληρου του παραθύρου.Αυτό το άρθρο εστιάζει στο IGU, αλλά συνήθως όταν συγκρίνετε τα επίπεδα απόδοσης των παραθύρων, ειδικά στα αυτοκόλλητα του National Window Frame Rating Board και στον ιστότοπο του κατασκευαστή, θα βρείτε μια βαθμολογία "ολόκληρο παράθυρο", η οποία λαμβάνει υπόψη το IGU και το παράθυρο απόδοση πλαισίου.Ως μονάδα.Η απόδοση ολόκληρου του παραθύρου είναι πάντα χαμηλότερη από το κέντρο γυαλιού της IGU.Για να κατανοήσετε την απόδοση και το πλήρες παράθυρο του IGU, πρέπει να κατανοήσετε τους ακόλουθους τρεις όρους:
Ο παράγοντας U μετρά τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας μέσω του υλικού.Ο παράγοντας U είναι το αντίστροφο της τιμής R.Για να λάβετε την ισοδύναμη τιμή R, διαιρέστε τον παράγοντα U με 1. Ένας χαμηλότερος συντελεστής U σημαίνει υψηλότερη αντίσταση ροής θερμότητας και καλύτερη θερμική απόδοση.Είναι πάντα επιθυμητό να υπάρχει χαμηλός συντελεστής U.
Ο συντελεστής απολαβής ηλιακής θερμότητας (SHGC) διέρχεται από το τμήμα ηλιακής ακτινοβολίας του γυαλιού.Το SHGC είναι ένας αριθμός μεταξύ 0 (χωρίς μετάδοση) και 1 (απεριόριστη μετάδοση).Συνιστάται η χρήση κουφωμάτων χαμηλού SHGC σε πιο ζεστές, ηλιόλουστες περιοχές της χώρας για να αφαιρέσετε τη θερμότητα από το σπίτι και να μειώσετε το κόστος ψύξης.
Διαπερατότητα ορατού φωτός (VT) Η αναλογία του ορατού φωτός που διέρχεται από το γυαλί είναι επίσης ένας αριθμός μεταξύ 0 και 1. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός, τόσο μεγαλύτερη είναι η μετάδοση του φωτός.Αυτό το επίπεδο είναι συνήθως εκπληκτικά χαμηλό, αλλά αυτό συμβαίνει επειδή ολόκληρο το επίπεδο του παραθύρου περιλαμβάνει το πλαίσιο.
Όταν ο ήλιος λάμπει μέσα από το παράθυρο, το φως θα ζεστάνει την επιφάνεια μέσα στο σπίτι και η εσωτερική θερμοκρασία θα αυξηθεί.Ήταν καλό σε έναν κρύο χειμώνα στο Μέιν.Σε μια ζεστή καλοκαιρινή μέρα στο Τέξας, δεν υπάρχουν τόσα πολλά.Τα παράθυρα με χαμηλό συντελεστή ηλιακής θερμότητας (SHGC) συμβάλλουν στην ελαχιστοποίηση της μεταφοράς θερμότητας μέσω του IGU.Ένας τρόπος για τους κατασκευαστές να κάνουν χαμηλό SHGC είναι να χρησιμοποιούν επιστρώσεις χαμηλής εκπομπής.Αυτές οι διαφανείς μεταλλικές επικαλύψεις έχουν σχεδιαστεί για να εμποδίζουν τις υπεριώδεις ακτίνες, να επιτρέπουν στο ορατό φως να περάσει και να ελέγχουν τις υπέρυθρες ακτίνες που ταιριάζουν στο σπίτι και το κλίμα του.Δεν πρόκειται μόνο για τη χρήση του σωστού τύπου επίστρωσης χαμηλής εκπομπής, αλλά και για τη θέση εφαρμογής της.Παρόλο που δεν υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με τα πρότυπα εφαρμογής για επιστρώσεις χαμηλής εκπομπής και τα πρότυπα διαφέρουν μεταξύ κατασκευαστών και τύπων επικάλυψης, τα ακόλουθα είναι κοινά παραδείγματα.
Ο καλύτερος τρόπος για να ελαχιστοποιήσετε την ηλιακή θερμότητα που αποκτάται από τα παράθυρα είναι να τα καλύψετε με προεξοχές και άλλες συσκευές σκίασης.Σε θερμά κλίματα, είναι επίσης καλή ιδέα να επιλέξετε χαμηλότερα παράθυρα SHGC με επιστρώσεις χαμηλής εκπομπής.Τα παράθυρα για δροσερά κλίματα έχουν συνήθως μια επίστρωση χαμηλής εκπομπής στην εσωτερική επιφάνεια του εξωτερικού γυαλιού - δύο επιφάνειες σε ένα παράθυρο με διπλό τζάμι, δύο και τέσσερις επιφάνειες σε ένα παράθυρο με τρία τζάμια.
Εάν το σπίτι σας βρίσκεται σε ψυχρότερο μέρος της χώρας και θέλετε να παρέχετε λίγη χειμερινή θέρμανση μέσω παθητικής συλλογής ηλιακής θερμότητας, θέλετε να χρησιμοποιήσετε μια επίστρωση χαμηλής εκπομπής στην εξωτερική επιφάνεια του εσωτερικού γυαλιού (επιφάνεια τρίτου στρώματος) παραθύρου και εμφανίστε τρεις και πέντε επιφάνειες σε ένα παράθυρο με τρία τζάμια).Η επιλογή ενός επικαλυμμένου παραθύρου σε αυτή τη θέση όχι μόνο θα λάβει περισσότερη ηλιακή θερμότητα, αλλά το παράθυρο θα βοηθήσει επίσης στην αποφυγή της ακτινοβολούμενης θερμότητας από το εσωτερικό του σπιτιού.
Υπάρχει διπλάσιο μονωτικό αέριο.Το τυπικό IGU διπλού υαλοπίνακα έχει δύο υαλοπίνακες 1⁄8 ιντσών.Γυαλί, αργό γέμιση 1⁄2 ίντσας.Αέρας και επίστρωση χαμηλής εκπομπής σε τουλάχιστον μία επιφάνεια.Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση του διπλού υαλοπίνακα, ο κατασκευαστής πρόσθεσε ένα άλλο κομμάτι γυαλιού, το οποίο δημιούργησε μια πρόσθετη κοιλότητα για το μονωτικό αέριο.Το τυπικό παράθυρο με τρία τζάμια έχει τρία παράθυρα 1⁄8 ιντσών.Γυαλί, χώροι 2 1⁄2 ίντσας γεμάτοι με αέριο και επίστρωση χαμηλού E σε κάθε κοιλότητα.Αυτά είναι τρία παραδείγματα παραθύρων με τρία τζάμια από εγχώριους κατασκευαστές.Ο παράγοντας U και το SHGC είναι τα επίπεδα ολόκληρου του παραθύρου.
Το παράθυρο ecoSmart της Great Lakes Window (Ply Gem Company) περιέχει μόνωση από αφρό πολυουρεθάνης σε πλαίσιο PVC.Μπορείτε να παραγγείλετε παράθυρα με διπλό ή τριπλό τζάμι και αργό ή αέριο Κ.Άλλες επιλογές περιλαμβάνουν επιστρώσεις χαμηλής εκπομπής και επιστρώσεις λεπτής μεμβράνης που ονομάζονται Easy-Clean.Ο παράγοντας U κυμαίνεται από 0,14 έως 0,20 και το SHGC κυμαίνεται από 0,14 έως 0,25.
Η Sierra Pacific Windows είναι μια καθετοποιημένη εταιρεία.Σύμφωνα με την εταιρεία, το εξωτερικό εξωθημένο αλουμίνιο καλύπτεται με ξύλινη κατασκευή από πεύκο Ponderosa ή πεύκο Douglas, η οποία προέρχεται από τη δική της πρωτοβουλία βιώσιμης δασοκομίας.Η μονάδα Aspen που εμφανίζεται εδώ έχει φύλλα παραθύρου πάχους 2-1⁄4 ιντσών και υποστηρίζει IGU τριών επιπέδων πάχους 1-3⁄8 ιντσών.Η τιμή U κυμαίνεται από 0,13 έως 0,18 και η τιμή SHGC κυμαίνεται από 0,16 έως 0,36.
Το παράθυρο Ultimate Double Hung G2 της Martin έχει εξωτερικό τοίχο από εξώθηση αλουμινίου και εσωτερικό ημιτελές πεύκο.Το εξωτερικό φινίρισμα του παραθύρου είναι μια επίστρωση φθοριοπολυμερούς PVDF υψηλής απόδοσης, που εμφανίζεται εδώ σε μπλε Cascade.Το φύλλο παραθύρου με τριπλά τζάμια είναι γεμάτο με αργό ή αέρα και ο συντελεστής U είναι τόσο χαμηλός όσο 0,25 και το εύρος SHGC είναι από 0,25 έως 0,28.
Εάν το παράθυρο με τρία τζάμια έχει ένα μειονέκτημα, είναι το βάρος του IGU.Ορισμένοι κατασκευαστές έχουν κάνει τα παράθυρα με διπλά αναρτημένα παράθυρα τριών υαλοπινάκων να λειτουργούν, αλλά πιο συχνά, τα IGU με τρία τζάμια περιορίζονται σε λειτουργίες σταθερού, πλευρικού ανοίγματος και κλίσης/στροφής παραθύρων.Η αιωρούμενη μεμβράνη είναι μία από τις μεθόδους που χρησιμοποιούν οι κατασκευαστές για την παραγωγή IGU με απόδοση γυαλιού τριών στρώσεων με μικρότερο βάρος.
Κάντε την τριάδα εύκολη στη διαχείριση.Η Alpen προσφέρει μια μεμβράνη θερμού καθρέφτη IGU, η οποία έχει διαμορφωθεί με δύο θαλάμους γεμισμένους με αέριο με συντελεστή 0,16 U και 0,24 έως 0,51 SHGC, και μια δομή με τέσσερις θαλάμους γεμισμένους με αέριο, που έχει συντελεστή 0,05 U, το εύρος τιμών SHGC είναι 0,22 σε 0,38.Η χρήση λεπτών μεμβρανών αντί για άλλο γυαλί μπορεί να μειώσει το βάρος και τον όγκο.
Σπάζοντας το όριο, το LiteZone Glass κάνει το πάχος του IGU να φτάνει τις 7-1⁄2 ίντσες και μπορεί να κρεμάσει έως και οκτώ στρώματα φιλμ.Δεν θα βρείτε αυτόν τον τύπο γυαλιού σε τυπικά τζάμια διπλής ανάρτησης, αλλά σε σταθερά παράθυρα, το επιπλέον πάχος θα αυξήσει την τιμή R στο κέντρο του γυαλιού σε 19,6.Ο χώρος μεταξύ των στρωμάτων μεμβράνης γεμίζει με αέρα και συνδέεται με έναν σωλήνα εξισορρόπησης πίεσης.
Το λεπτότερο προφίλ IGU μπορεί να βρεθεί στη μονάδα VIG ή στη μονάδα γυαλιού με μόνωση κενού.Το αποτέλεσμα μόνωσης του κενού στο IGU είναι καλύτερο από αυτό του αέρα ή δύο ειδών αερίων που χρησιμοποιούνται συνήθως για απομόνωση και ο χώρος μεταξύ των παραθύρων μπορεί να είναι τόσο μικρός όσο μερικά χιλιοστά.Το κενό επιχειρεί επίσης να συντρίψει τον εξοπλισμό, επομένως αυτός ο εξοπλισμός VIG πρέπει να είναι σχεδιασμένος για να αντιστέκεται σε αυτή τη δύναμη.
Το Pilkington's Spacia είναι μια συσκευή VIG με πάχος μόλις 6 mm, γι' αυτό και η εταιρεία την επέλεξε ως επιλογή για έργα ιστορικής διατήρησης.Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία της εταιρείας, η VIG παρέχει «τη θερμική απόδοση των παραδοσιακών διπλών υαλοπινάκων με το ίδιο πάχος με τους διπλούς υαλοπίνακες».Ο παράγοντας U της Spacia κυμαίνεται από 0,12 έως 0,25 και το SHGC κυμαίνεται από 0,46 έως 0,66.
Η συσκευή VIG της Pilkington έχει μια εξωτερική γυάλινη πλάκα επικαλυμμένη με επίστρωση χαμηλής εκπομπής και μια εσωτερική γυάλινη πλάκα είναι διαφανές γυαλί επίπλευσης.Προκειμένου να αποφευχθεί η κατάρρευση του χώρου κενού 0,2 mm, το εσωτερικό και το εξωτερικό γυαλί χωρίζονται με διαχωριστικό 1⁄2 mm.Το προστατευτικό κάλυμμα καλύπτει τις τρύπες που αντλούν αέρα από τη συσκευή και παραμένει στη θέση του για όλη τη διάρκεια ζωής του παραθύρου.
Αξιόπιστη και ολοκληρωμένη καθοδήγηση που παρέχεται από επαγγελματίες με στόχο τη δημιουργία ενός υγιεινού, άνετου και ενεργειακά αποδοτικού σπιτιού
Γίνετε μέλος, μπορείτε να αποκτήσετε αμέσως πρόσβαση σε χιλιάδες βίντεο, μεθόδους χρήσης, σχόλια εργαλείων και δυνατότητες σχεδίασης.
Αποκτήστε πλήρη πρόσβαση στον ιστότοπο για συμβουλές ειδικών, βίντεο χειρισμού, ελέγχους κωδικών κ.λπ., καθώς και έντυπα περιοδικά.