Construindo uma janela mais inteligente e mais eficiente

Foto: CascadiaWindows.com

Os proprietários adoram janelas - a luz que eles trazem, as vistas que enquadram, a sensação que dão às casas. Especialistas em energia odeiam janelas - o calor que eles trazem, o calor que drenam, o consumo adicional de energia que causam. A corrida está desenvolvendo a tecnologia que permitirá que os proprietários coloquem janelas onde quiserem, sem medo de disparar custos de energia.

Revestimentos Low-E
As janelas continuaram a melhorar ao longo dos anos, primeiro com unidades de vidro isoladas que forneceram uma zona tampão de ar entre dois painéis de vidro para reduzir a perda de calor incorrida por unidades de painel único durante o tempo frio. As melhorias continuaram com o advento de revestimentos de emissividade Low-E ou baixa. Esses revestimentos metálicos de microtina refletem calor, enviando -o de volta de onde veio. Os revestimentos Low-E melhoram significativamente a qualidade térmica das unidades de vidro isoladas, ajudando as casas a permanecer mais quentes no inverno e mais frios no verão. Adicionar argônio ou preenchimento de gás Krypton entre esses painéis revestidos aumenta as propriedades isolantes da unidade da janela.

Na extremidade alta da tecnologia de janela disponível, estão espectralmente revestimentos seletivos. Os revestimentos são aplicados aos painéis de vidro para reduzir o ganho de calor, bloqueando os raios selecionados de entrar na casa. Esse aprimoramento para o vidro revestido de baixo E ajuda a reduzir ainda mais a perda de calor de dentro e o ganho de calor de fora. Também serve para proteger móveis e tecidos dentro do branqueamento solar. Com vidro revestido com gás e seletivo em uma unidade de vidro isolada bem construída, o valor R de uma janela pode se aproximar do de uma parede bem isolada. Ainda assim, com falta de desenhar as persianas ou toldos, superar o sol desafia todas as janelas e causa ganho de calor solar que pode comprometer qualquer orçamento de energia.

Nova tecnologia da janela
As empresas agora estão pesquisando tecnologias que permitirão que a luz visível máxima entre na casa enquanto bloqueia os raios que causam o acúmulo de calor dentro de casa. Digite janelas comutáveis ​​que respondem com um filme da mudança para escurecer, clarear ou quase completamente impedir o sol de entrar no espaço. A tecnologia já existe para trazer vidro de privacidade comutável (SPG) para residências, mas essas janelas não bloqueiam o ganho de calor ou a penetração de luz ultravioleta (UV). SPG muda de branco claro para leitosa quando trocado, o que permite que a luz entre no espaço interior enquanto a vista é bloqueada de fora. Marvin Windows trouxe essa tecnologia para o mercado residencial, mas foi forçado a abandoná -la devido a problemas de qualidade.

O prêmio será descobrir uma janela comutável que responde a um ganho de luz e calor absorvendo os raios, permitindo que a luz penetre. O único problema é que essa tecnologia deve limpar vários obstáculos antes de chegar ao mercado. Muitas empresas estão em competição para desenvolver uma solução de janela eletroqurômica ou química que possa escurecer e clarear janelas no filme de um interruptor ou por sensor automático.

Construindo uma janela melhor
Os obstáculos -chave são três vezes: durabilidade, estabilidade térmica e confiabilidade no que diz respeito à troca. Gentex Corporation, A Zeeland, Mich., A empresa, conhecida por seus espelhos de automóveis eletroqurômicos que escurecem e iluminam automaticamente para eliminar o brilho, está passando por seus próprios testes para janelas eletroqurômicas.

"Fizemos aumentos na durabilidade, bastante significativos", diz Tom Guar, vice -presidente de pesquisa química da Gentex. Ainda assim, o objetivo deve ser produzir uma janela que possa se levantar por 20 anos. "Quando você pensa sobre isso, é um ambiente bastante difícil", diz Guar sobre as tensões que uma janela projetada para absorver o calor deve suportar. "Se você pensar no seu painel de vidro absorvendo grandes quantidades de luz e calor, ficará muito quente, talvez até quebre o vidro", diz ele.

Acrescente a essa suscetibilidade à penetração da água, o que é um problema para todas as unidades de vidro isoladas (IGUs) e penetração de oxigênio, e há muito a superar. Marvin lutou para garantir que o filme aderiu ao vidro e o selo permaneça sem ser perturbado. Qualquer produto futuro precisará resolver os mesmos problemas.

Sage Electrocromics, The Faribault, Minn., Os criadores da SageGlass, desenvolveram uma tecnologia de janela eletroqurômica que passou todos os quatro níveis de teste pelo Departamento de Energia. Revestimentos eletroqurômicos são muito parecidos com os revestimentos Low-E, pois são compostos por uma série de camadas inorgânicas aplicadas ao vidro. Uma camada de armazenamento mantém o lítio para alimentar a transição, enquanto a camada eletrocrômica muda de claro, para tingido, para escuro. Toda a reação é desencadeada por um sinal eletrônico recebido de um interruptor. A Sage agora está tentando fazer parceria com os fabricantes de vidro e janelas para criar um produto que estará disponível para os consumidores para uso doméstico.

Tornando a eficiência da janela acessível
"Acho que a tecnologia deles é muito boa", admite Guar. Ainda assim, como ele vê, a chave será produzir uma janela acessível, confiável e durável. As implicações de fabricação são enormes, ele diz. "Lidar com grandes folhas de vidro não é trivial", diz Guar. Cobrir aquele vidro com um filme químico é ainda mais difícil. "Não é uma coisa fácil de realizar", diz Guar. Ainda assim, a parceria certa disponibilizaria o vidro para as empresas de janelas que acham que poderiam fornecer um selo confiável para esta tecnologia. O fato de o Sage estar em parceria com a Honeywell para fornecer a capacidade de comutação dá um ótimo impulso ao seu produto.

É verdade que existem tecnologias disponíveis que usam soluções químicas avançadas para lidar com a eficiência energética. Heat Mirror, da Southwall Technologies em Palo Alto, Califórnia., é um excelente produto que foi desenvolvido para isolar o vidro da perda e ganho de calor. As janelas do espelho de calor têm uma barreira reflexiva isolante que é suspensa entre os painéis de vidro. É espectralmente seletivo e permite que a luz visível entre enquanto bloqueia os raios infravermelhos próximos que causam o acúmulo de calor. Funciona como uma terceira camada de isolamento e aumenta muito o valor R das paredes com janelas. Mas, embora o valor R com janelas de espelho de calor seja excepcional, o custo para isolamento de janelas desse calibre é muito alto. E eles não são comutáveis.

A chave para ganhar a corrida de alta eficiência, a maioria dos especialistas concorda, é o desenvolvimento de uma tecnologia acessível que pode ser produzida em massa e dura a vida útil de uma garantia de janela padrão.

Para os consumidores, a tecnologia eletrocrômica pode revolucionar a colocação de janelas e o design da casa, permitindo que os designers coloquem janelas em fachadas voltadas para o oeste, sem sustentar o fardo incrível que um sol ocidental espancado coloca no sistema de ar condicionado. Também pode significar projetar para o glorioso sol da manhã que tantas casas atualmente evitam. Melhor ainda, como essa tecnologia é controlada por dispositivos, ela pode até ser programada para escurecer ou clarear automaticamente, para que os climas internos possam ser efetivamente controlados mesmo quando o proprietário está ausente.