Windows נחשבה כבר זמן רב לקישור החלש ביותר במעטפה התרמית של בניין, האחראית ל-30–40% מאובדן חום בחורף ורווח חום משמעותי בקיץ.כפי שקודי האנרגיה מתדקרים ומטרות קיימות הופכות ליותר אגרסיביות, טכנולוגיות חלונות מתקדמות התפתחו כמנוף קריטי לצמצום עלויות התפעוליות, אי הנוחות של הדיירים, ופליטות הפחתת השימוש בפחמיות מודרניות אינן רק חורים בקיר – הן דינמיות, כמו גם חומרים מאומנים, כמו גם עבור ארכיטקטורות אוויריות, וטכנולוגיות אור ובטיחות, ופתרונות מתקדמים, ומערכת פחמן, ומערכת תחמוצבות, ובטיחות, אשר מקיפים, ובטיחות, ומערכת תחמוצבות אוויריות, ובטיחות, ובטיחות, ובטיחות, ובטיחות, ובטיחות, ובטיחות, ובטיחות, ובטיחות, ובטיחות, וספקות, יעילות, ושרירים, ובטיחות, יעילות, ובטיחות, ומערכת הפליטה יעילה, ומערכת הפליטה יעילה, ובטיחות, ובטיחות, ומערכת הפליטה יעילה, ושרירים, ומערכת הפליטה יעילה, ובטיחות גבוהה.

הבנת ביצועי חלונות אנרגיה

לפני בחירת חלון מתקדם, חשוב להבין את המדדים הסטנדרטיים המגדירים את הביצועים שלו.המספרים האלה כמעט תמיד מודפסים על תווית המועצה הלאומית לדירוג פנטסטיישן (NFRC) והם מאפשרים השוואה ישירה בין מוצרים.

  • (FLT:0)U-Factor (U-Valueue): FLT:1 מודד את קצב העברת החום דרך כל חלון הרכב (זכוכית, מסגרת, וחללרס) ערכים נמוכים מצביעים על בידוד טוב יותר. חלון כפול טיפוסי יש U-factor סביב 0.3-0-0 Btu / hft2 °F; יחידות משולשות יכולות להגיע 0.1-0.
  • (FLT:0) Solar Heat Get Coefficient (SHGC): 1 השבריר של קרינה סולארית מקרית הודה דרך החלון (שעברה ונקלטה לאחר מכן re-radiated inward) טווחים מ 0 עד 1. נמוך SHGC (0.20-00) רצוי באקלים מחוסנים בקירור; גבוה יותר SHGC (0.50–070) יכול להיות מועיל בהתחממות לאקלים פסיבי עבור אקלים סופני.
  • (FLT:0) Transmittance (VT): 1 כמות האור הנראה העובר דרך הבוהק. High VT משפרת את אור היום ומפחיתה את הצורך בתאורה מלאכותית.
  • (ב) [העיקרון]: [ה] שיעור ההסתננות האוויר דרך הרכב החלון, נמדד בכפות רגל מעוקב לדקה לרגל רבוע (cfm/ft2).

איזון מדדים אלה הוא עניין של ניתוח אקלים, אוריינטציה, אזור בוהק.לדוגמה, חלון אלקטרו-כרומטי עשוי להציע בקרת SHGC דינמי, המאפשר לאותו חלון להתנהג אחרת בחורף מול קיץ.

Advanced Window Technologies - פרטים מפורטים

Windows משולשת-Glazed

חלונות משולשים מורכבים משלושה פאננים של זכוכית מופרדים על ידי שני חללים חתומה בדרך כלל מלא גז אינרטי (argon או krypton) ולעתים קרובות כוללים אחד או שניים ציפויים נמוכים.המחבת הנוספת והגז ממלאים באופן דרמטי את ההתנגדות התרמית. בהשוואה ליחידות כפולות עם U-factor - 0.30, משולשת יכולה להשיג U-sfactor נמוך כמו 0.15 קרוב להפסד חום.

היתרונות הולכים מעבר ל בידוד: גלישת משולש משפרת נוחות אקוסטית (דירוגים שלSTC יכול לעלות על 40), להפחית את הסיכון לנפיחות על פני השטח הפנים, ומשפרת נוחות תרמית ליד חלונות על ידי העלאת טמפרטורת פני השטח של זכוכית פנימית.המגירות העיקריות הן משקל גבוה יותר, מסגרות עבות (לתאים לשלושה פאפונים), ועלות אחורית, אשר יכול להיות 30–50% יותר שווה ערך כפול יחידות זוהרות, במיוחד עם ביצועים קרים (E) עם 5ASH) עם מספר פעמים, בעיקר עם מספר גבוה יותר, בעיקר עם מחזורי אקלים (אפקטים).

נמוך-ארישיות (Low-E) מתקפלות

ציפוי נמוך-E הם דקים מיקרוסקופיים, כמעט בלתי נראים של תחמוצת מתכתי החל משטחי זכוכית.הם עובדים על ידי השתקפות של קרינה אינפרא אדום גלי ארוך ומאפשר אור גלוי קצר לעבור.התוצאה היא חלון אשר שומר חום בתוך החורף (על ידי התבוננות בתוך חום קורנר בתוך החדר) ומשקף חום חיצוני בחוץ בקיץ.

ישנם שני סוגים עיקריים:

  • (FLT:0) פאסיבי (או "קשה-קוטב") נמוך-E: נמוך-E:FLT:1 בדרך כלל בשימוש באקלים קר.אלה יש יותר SHGC, המאפשר חום סולארי להיכנס תוך חסימת אובדן חום קר.
  • (FLT:0) Solar-control (או " Soft-coat") נמוך-E: Low-E:Figple 1: מציע נמוך SHGC על ידי לשקף קרינת שמש קרובה לאקלים חם או חלונות גדולים מדרום/מערב-מערב-צפופים כדי להפחית עומסי קירור. כמה ציפויים נמוכים-E מודרניים הם סלקטיביים, חסימת אינפרא אדום, אך הם מעבירים אחוז גבוה של אור גלוי (VT עד 070).

ציפוי נמוך-E יכול להיות מיושם על משטח אחד או יותר של יחידה כפולה או משולשת. מראש בציפוי מרובי שכבות עכשיו לאפשר כוונון מדויק של מאזן האנרגיה של החלון לאזורי אקלים ספציפיים. על פי מחלקת האנרגיה של ארה"ב, חלונות דלת-E יכולים להפחית את אובדן האנרגיה ב-30% עד 50% בהשוואה לנצנצנצנצנצנצנצנצנצנצנצנצ'ים כפולים.

אלקטרו-כרומטי (Smart) Windows

חלונות אלקטרוכרומטיים משתמשים זרם חשמלי נמוך מתחמם לשנות באופן רציני את גוון הזכוכית, משנה את ה-SHGC וניתן לראות שידור על הביקוש.הטכנולוגיה מורכבת מערימה סרט דק שהופקד על זכוכית: שכבות כוללות מנצח שקוף, שכבת אלקטרו-כרומית (למשל, tungstens oxide), מוליך, ושכבה אחסון כהה (אופטי) לתוך מתח כהה (למשל, שינוי אלקטרו-כחול).

יתרונות מרכזיים כוללים:

  • (FLT:0) בקרת השמש הרדינאמית: FLT:1 SHGC יכול להיות מגוון מ -0.40 במצב בהיר - 0.10 במצב חשוך, צמצום עומסי קירור שיא ב -10-20% בהשוואה לכוס דלת-E סטטית.
  • (ב) ,0) , הפחתה של כפליים (ב) ללא חסימה של דעות או אור יום.
  • (FLT:0) בקרת שליטה (Automated controlFLT:1) באמצעות מערכות ניהול בנייה או חיישני דיקור, אופטימיזציה של נוחות ושימוש באנרגיה בזמן אמת.

אתגרים כוללים עלות גבוהה (כיום $ 50-100 ל רגל מרובעת מעל נמוך סטנדרטי, מהירות מעבר איטי (5-15 דקות עבור tint מלא), וזמינות מוגבלת בצורות וגדלים.עם זאת, המחירים צפויים לרדת כמו קשקשים הייצור.מחקר מהמעבדה הלאומית לורנס ברקלי מציע כי אימוץ נרחב של חלונות חכמים יכול להפחית את השימוש באנרגיה של ארה"ב על ידי יותר מ-3% ברחבי המדינה.

המונחים: Window Frames

המסגרת היא לעתים קרובות הנקודה החלשה באסיפה החלון, המונה 20-30% של אובדן חום.חומרי מסגרת מתקדמים מונדסים כדי למזער גיחות תרמיות.

  • (FLT:0)Vinyl (PVC): FLT:1 מולי מוליכות תרמית נמוכה, יעילות עלות, ועמידה. מסגרות vinyl מודרניות כוללות עיצובים רב-מברמדומים ופינות מוגדלות עבור בידוד משופר ואוויר-ealing. עם זאת, vinyl מרחיב יותר מאשר חומרים אחרים עם שינויים טמפרטורה.
  • (FLT:0)Fiberglass:FLT:1 הרחבה תרמית נמוכה מאוד, כוח גבוה, וספק טוב (בדרך כלל 0.25–0.40) ניתן לספוג מסגרות סיבים עם חללים חלולים שניתן למלא עם קצף אינסטלציה עבור ביצועים טובים יותר.
  • (FLT:0) אלומיניום שבור:FLT:1ir אלומיניום הוא מנצח חזק, אבל "הפסקות שוליים" (פוליאוריטאן באופן רציני או מחזק רצועות ניילון) מפרידים בין חלקי אלומיניום פנימיים וחיצוניים, הפחתת זרימת חום. מסגרות אלומיניום שבורות להפליא להשיג הטבות דומות לוויני תוך שמירה על קווי דקה ונוקשות מבנית, מה שהופך אותם פופולריים בקירות מסחריים.
  • (FLT:0) עץ עץ סגול: 1FLT:1 מסגרות עץ קלד (בפנים עץ, אלומיניום או סיבים חיצוניים) מציעים ערעור אסתטי ו בידוד סביר, אבל הליבה עץ עדיין פועל חום טוב יותר מאשר ויניל או סיבים אלא אם כן תוספת עם קצף אינסטלציה.

בחירת המסגרת הנכונה תלויה באקלים, בתכנון ובתקציב.עבור בניינים בעלי מבנה (סטנדרט בית פסיבי), שילוב של משולש בוהק עם סיבים או מסגרות שבורות תרמיות הוא נפוץ.

יתרונות Beyond Energy Savings

בעוד שחשבונות אנרגיה הם הנהג הראשי, חלונות מתקדמים מספקים שורה של יתרונות משניים שמשפרים את רווחת הדיירים ואת ערך הבנייה.

  • (FLT:0) נוחות תרמית:FLT:1; החלונות המבודדים יותר לשמור זכוכית פנימית חם בחורף קריר יותר בקיץ, צמצום טיוטות ואי נוחות קורנת ליד החלון.זה מאפשר אזורי בוהקים גדולים יותר ללא נוחות הקרבה.
  • התנגדות:0 (Condensation Resistance:FLT:1rea בוהק וציפוי דלת-E להעלות טמפרטורת פני השטח של זכוכית פנימית, צמצום הסיכון של הדבקה וצמיחה עובש לאחר מכן - במיוחד חשוב באקלים לחים או עם לחות פנימית גבוהה.
  • (FLT:0)UV הגנה: 1FLT:1 ציפוי נמוך-E לחסום עד 99% של קרינה UV, הגנה על ריהוט, אמנות וריצוף מקידוד.
  • (FLT:0) הפחתה:0 (Noiseduction: 1FLT:1 בוהק משולש ו- laminated interlayers בכמה מוצרים נמוכים-E מספקים בידוד אקוסטי גבוה יותר, צמצום רעש חיצוני (טרפי, מטוסים) על ידי 30-50 decibels בהשוואה לנצנצנצנצנצנצנצנצ'ט אחד.
  • (FLT:0Daylighting and Visual Connection:FLT:1) High-VT בוהק אור טבעי תוך שליטה בזוהר, המאפשר לבניינים להפחית עומסי תאורה חשמליים - אשר גם מפחיתים את הרווח החום הפנימי ואת הביקוש קירור.
  • (FLT:0) אחריות ותחזוקה:FLT:103) מסגרות מתקדמות רבות (fiberglass, vinyl) עמידים לרקב, קורוזיה, ונזקי חרקים, הדורשים ציור מינימלי או upkeep.

דרישות ליישום פרויקטים אמיתיים

אופטימיזציה של אזור האקלים

אף אחד לא טכנולוגיית חלון אחת הוא הטוב ביותר בכל מקום.משרד האנרגיה של ארה"ב (FLT:0Energy Saver guideFLT:1) ממליץ לבחור חלונות בהתבסס על מאזן חימום וקירור של הבניין (אזורים 6-8), לפני ש-U-Cspecive נמוך ( ⁇ 0.25) ו-hGC עבור חימום פסיבי.

עלויות ו-Valsus Payback

חלונות מתקדמים יקרים יותר, אך חיסכון באנרגיה יכול להניב תשואה של 5-15 שנים בהתאם לאקלים, שיעורי השירות והתמריצים.לדוגמה, שדרוג מכפליים מבהירים לשפל פי שלושה מזוהים בבית מינסוטה עלול לעלות 8,000 $ נוספים אך לחסוך 500 $- 700 $ בשנה - תשלום של כ 12 שנים של זיכויים פדרליים (למשל, US 179 ניכויי אשראי לטווח ארוך) עבור עלויות מחזור חיים ארוכים יותר עבור $ 20.

מתקן מקצועי

אפילו החלון הטוב ביותר יהיה underperform אם מותקן גרוע. Air דליפות וגלימות תרמיים בממשק המסגרת-to-קיר יכול לשלול יתרונות רבים. Installers צריך לעקוב אחר שיטות הטובות ביותר: להשתמש קצף נמוך (לא קלק או מינימלי בידוד) כדי לאטום פערים, להבטיח הבזקים מתאימים ובוכה.

שילוב עם מערכות נוספות

חלונות בעלי ביצועים גבוהים יעילים ביותר כאשר הם בשילוב עם בידוד מתמשך (קצף נוקשה או צמר מינרלים), בנייה זרז, ומכשירים מתפתלים מבוקרים (מחזקים, עציצים, מהירויות דינמיות) יכולים להפחית עומסי קירור עד 20-30% לצד זכוכית נמוכה-SHGC.

מגמות וחדשנות עתידיים

הדור הבא של טכנולוגיות החלון מבטיח ביצועים גדולים יותר של אנרגיה ואינטליגנציה.

  • <חזק>Vacuum-sulated בוהק (VIG): יחידת זכוכית דק (<5 מ"מ) עם פער ריק (במקום מילוי גז) אשר משיגה את ה-U-factors מתחת 0.10. מיקרו-פללרים מפרידים בין הפנסים. VIG מציעה ביצועים משולשים של גלימות בעובי כפול, מה שהופך אותו אידיאלי עבור רטרופורטים ומורשת שבה הם רק עומק וטייסים באירופה.
  • (FLT:0) Thermochromic ו photochromic בוהק:FLT:1 החלונות החכמים האלה באופן אוטומטי לשנות tint בתגובה לטמפרטורה (thermochromic) או אור (פוטוכרומטי) ללא חשמל.
  • תאים סולאריים טרנסנדנדים: 1FLT:1 לומונים גדולים וציפוי פוטו-וולטאי שקוף יכולים לקצור אנרגיה מחלונות תוך שידור אור גלוי, בעוד יעילות היא עדיין נמוכה (כ-5 עד 10%), אלה יכולים להפוך חזיתות לבנות גנרטורים כוח, במיוחד במגדלים מסחריים גבוהים.
  • (FLT:0 חיישנים IoT משולבים:FLT:1) חלונות חכמים עתידיים עשויים להטמיע טמפרטורה, לחות וחיישנים קלים שמתקשרים עם מערכות ניהול בנייה כדי להתאים את האוורור, פתוח/סגור, או אפילו לייצר התראות תחזוקה.
  • (FLT:0) Retrofit aerogel:s: ⁇ F1 ⁇ granules Silica aerogel (בקיצור גבוה, translucent) ניתן לכופף בין פנמות זכוכית קיימות כדי לשפר את U-factor מבלי להחליף את החלון כולו.למרות עדיין נישה, רטרוfits יכול להיות פתרון נמוך לבניינים קיימים.

המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL) פעילה בפיתוח אבטיפוס חלון דינמי, ודיווחים אחרונים מצביעים על כך שחלונות אלקטרו-כרומוזומיים יכולים להשיג ירידה של 12% בביקוש החשמלי הגבוה בבניינים מסחריים (ראה FLT:0NREL חכם מחקר חלונות חכמים מובנים 1) FLT:2Effic Windows CollabativeFLT 3 מספק כלים כדי להשוות את הביצועים באקלים שונה.

מסקנה

טכנולוגיות חלונות מתקדמות אינן חדשות יותר – הן אסטרטגיה בוגרת ומוכחת לצמצום צריכת האנרגיה של בנין ב-20–40% בהשוואה לחלונות הקוד-מינימום.מממממממממממדומים, מכמה סטיות סלקטיביות ועד לזכוכית אלקטרו-כבירית חכמה, האפשרויות הקיימות כיום יכולות לענות על הצרכים של כל אקלים, תקציב אסתטי, עיצוב ושילוב עם שילוב של מערכת יחסים יעילה, ונקייה, כמו גם מחלונות מטושטשת, לא מטושטשת, כמו גם לא מטושטשת, כמו גם מ"מסלולאריק אנרגיה מתקדמת"ל"ל"מחדש"מחדש"ל"ל"ל"ל"ל"לתקן"ל"ל"מחדש"מחדש"ל"ל"ל"ל"מחדש"ל"מחדש"ל"מחדש"לתקן"לתקן"ל"ל"ל"לתקן"לתקן"ל"ל"ל"לתקן"לתקן" אבטחה" אבטחה"מחדש" אבטחה" אבטחה"לתקן" אבטחה"לתקן"ל" (Virtual"מחדש" (Virtual" (Virtual" (Auto"ל" (Ali"