Majitelia domov milujú okná - svetlo, ktoré prinášajú, výhľady, ktoré rámujú, pocit, ktorý dávajú domovom. Energetickí experti nenávidia okná - teplo, ktoré prinášajú, teplo, ktoré odvádzajú, zvýšenú spotrebu energie, ktorú spôsobujú. Budú sa vyvíjať technológie, ktoré majiteľom domov umožnia umiestniť okná kdekoľvek chcú bez obáv z prudkého nárastu nákladov na energiu.
Low-e nátery
Okná sa v priebehu rokov neustále zlepšovali, najprv s izolovanými sklenenými jednotkami, ktoré poskytovali nárazníkovú zónu vzduchu medzi dvoma sklenenými tabuľami, aby sa znížili tepelné straty spôsobené jednotkami s jednosklom počas chladného počasia. Vylepšenia pokračovali príchodom povlakov s nízkou e alebo nízkou emisivitou. Tieto mikrotínové kovové povlaky odrážajú teplo a vracajú ho späť, odkiaľ pochádza. Povlaky s nízkym obsahom e významne zlepšujú tepelnú kvalitu izolačných sklenených jednotiek, čo pomáha domovom zostať v zime teplejším a v lete chladnejším. Pridanie výplne argónom alebo kryptónom medzi tieto potiahnuté tabule zvyšuje izolačné vlastnosti okennej jednotky.
Na vrchole dostupnej technológie okien sú spektrálne selektívne nátery. Povlaky sa nanášajú na tabule skla, aby sa znížil tepelný zisk blokovaním vstupu vybraných lúčov do domu. Toto vylepšenie skla s povlakom low-e pomáha ďalej znižovať tepelné straty zvnútra a tepelné zisky zvonka. Slúži tiež na ochranu nábytku a textílií pred slnečným žiarením. S plynom naplneným, spektrálne selektívnym povlakom, v dobre zostavenej jednotke izolovaného skla, sa hodnota R okna môže blížiť hodnote R dobre izolovanej steny. Okrem toho, že už nestačí nakresliť tiene alebo markízy, dopadajúce slnko napadne všetky okná a spôsobí zisk solárneho tepla, ktorý môže ohroziť akýkoľvek energetický rozpočet.
Nová technológia okien
Spoločnosti v súčasnosti skúmajú technológie, ktoré umožnia maximálnemu viditeľnému svetlu vstúpiť do domácnosti a blokovať lúče, ktoré spôsobujú hromadenie tepla v domácnosti. Zadajte prepínateľné okná, ktoré rýchlym prepnutím reagujú na stmavenie, zosvetlenie alebo takmer úplné zablokovanie vstupu slnka do obytného priestoru. Už existuje technológia, ktorá prináša do domácností prepínateľné ochranné sklo (SPG), tieto okná však neblokujú tepelný zisk ani ultrafialové (UV) svetlo. SPG sa po prepnutí zmení z jasného na mliečne biele, čo umožňuje svetlu vstúpiť do vnútorného priestoru, zatiaľ čo výhľad je blokovaný zvonka. Spoločnosť Marvin Windows priniesla túto technológiu na rezidenčný trh, ale kvôli problémom s kvalitou bola nútená ju opustiť.
Cenou bude objavenie prepínateľného tónovaného okna, ktoré reaguje na zisk svetla a tepla absorpciou lúčov a súčasne umožňuje prieniku svetla. Jediným problémom je, že každá takáto technológia musí pred uvedením na trh prekonať množstvo prekážok. Mnoho spoločností súťaží s vývojom elektrochromického alebo chemického riešenia okien, ktoré dokáže okná stmaviť a zosvetliť rýchlym prepnutím spínača alebo automatickým senzorom.
Budovanie lepšieho okna
Kľúčové kamene úrazu sú trojaké: trvanlivosť, tepelná stabilita a spoľahlivosť pri prepínaní. Spoločnosť Gentex Corporation, spoločnosť Zeeland, Michigan, známa svojimi elektrochromatickými zrkadlami pre automobily, ktoré automaticky stmavujú a zosvetľujú, aby eliminovali oslnenie, podrobuje sa vlastným testom na elektrochromatické okná.
„Dosiahli sme pomerne výrazné zvýšenie odolnosti,“ hovorí Tom Guar, viceprezident pre chemický výskum pre Gentex. Stále musí byť cieľom vyrobiť okno, ktoré vydrží 20 rokov. "Keď sa nad tým zamyslíte, je to veľmi náročné prostredie," hovorí Guar o namáhaní, ktoré musí vydržať okno určené na absorpciu tepla. "Ak si myslíte, že vaša sklenená tabuľa absorbuje veľké množstvo svetla a tepla, bude veľmi horúca, dokonca môže prasknúť," hovorí.
Ak sa k tomu pridá náchylnosť na prienik vody, ktorá je problémom všetkých jednotiek s izolovaným sklom (IGU), a na prienik kyslíka, je treba prekonať ešte veľa vecí. Marvin bojoval s ubezpečením, že film prilieha na sklo a pečať zostáva nerušene. Akýkoľvek budúci produkt bude musieť riešiť rovnaké problémy.
Spoločnosť Sage Electrochromics, the Faribault, Minn., Výrobca spoločnosti SageGlass, vyvinula technológiu elektrochromického okna, ktorá prešla všetkými štyrmi úrovňami testovania vykonaného ministerstvom energetiky. Elektrochromatické povlaky sú podobné ako povlaky s nízkou spotrebou e, pretože pozostávajú zo série anorganických vrstiev nanášaných na sklo. Skladovacia vrstva obsahuje lítium na napájanie prechodu, zatiaľ čo sa elektrochromická vrstva mení z čistej na tónovanú a tmavú. Celá reakcia je spustená elektronickým signálom prijatým zo spínača. Spoločnosť Sage sa teraz snaží uzavrieť partnerstvo s výrobcami skla a okien, aby vytvorili produkt, ktorý bude k dispozícii spotrebiteľom na domáce použitie.
Sprístupnenie efektívnosti okien
"Myslím si, že ich technológia je veľmi dobrá," pripúšťa Guar. Ako však vidí, kľúčovou bude výroba okna, ktoré je cenovo dostupné, spoľahlivé a odolné. Dopady na výrobu sú podľa neho obrovské. "Zaobchádzanie s veľkými tabuľami skla je nepodstatné," hovorí Guar. Zakryť toto sklo chemickým filmom je ešte ťažšie. "Nie je to ľahké dosiahnuť," hovorí Guar. Správne partnerstvo by napriek tomu sprístupnilo sklo okenným spoločnostiam, ktoré majú pocit, že by mohli tejto technológii poskytnúť spoľahlivé tesnenie. Skutočnosť, že spoločnosť Sage spolupracuje so spoločnosťou Honeywell na zaistení možnosti prepínania, dáva ich produktu veľkú podporu.
Je pravda, že sú k dispozícii technológie, ktoré využívajú pokrokové chemické riešenia na riešenie energetickej účinnosti. Heat Mirror od spoločnosti Southwall Technologies v Palo Alto v Kalifornii je vynikajúci produkt, ktorý bol vyvinutý na izoláciu skla od tepelných strát a tepelných ziskov. Okná Heat Mirror majú izolačnú reflexnú bariéru, ktorá je zavesená medzi sklami. Je spektrálne selektívny a umožňuje prenikanie viditeľného svetla pri blokovaní v blízkosti infračervených lúčov, ktoré spôsobujú hromadenie tepla. Funguje ako tretia vrstva izolácie a výrazne zvyšuje hodnotu R stien s oknami. Aj keď je hodnota R u okien Heat Mirror výnimočná, náklady na izoláciu okien tohto kalibru sú veľmi vysoké. A nie je ich možné prepnúť.
Kľúčom k víťazstvu v závode s vysokou efektivitou výroby okien je podľa väčšiny odborníkov vývoj cenovo dostupnej technológie, ktorá sa môže vyrábať hromadne a vydrží po celú dobu životnosti štandardnej záruky na okná.
Pre spotrebiteľov môže elektrochromická technológia spôsobiť revolúciu v umiestňovaní okien a domácom dizajne, čo umožňuje návrhárom umiestniť okná na západne orientované fasády bez toho, aby uniesli neuveriteľné zaťaženie, ktoré na klimatizačný systém kladie prudké západné slnko. Môže to tiež znamenať návrh pre slávne ranné slnko, ktorému sa v súčasnosti toľko domov vyhýba. A čo je ešte lepšie, pretože táto technológia je ovládaná prístrojom, je možné ju dokonca naprogramovať tak, aby automaticky stmavovala alebo zosvetľovala, aby bolo možné efektívne regulovať vnútorné podnebie aj v prípade, že majiteľ domu nie je prítomný.