ドアと窓

よりスマートで効率的なウィンドウの構築


住宅所有者は窓が大好きです-彼らがもたらす光、彼らが組み立てる景色、彼らが家に与える感触。エネルギーの専門家は窓が嫌いです-もたらす熱、排出する熱、エネルギーの追加消費。エネルギーのコストが急上昇することを恐れることなく、住宅所有者が好きな場所に窓を設置できるようにする技術を開発する競争が続いています。

Low-eコーティング
窓は長年にわたって改善を続けており、最初は断熱ガラスユニットによって2つのガラスペインの間に空気の緩衝ゾーンを提供し、寒冷時に単一のペインユニットが被る熱損失を低減しました。低放射率または低放射率コーティングの出現により改善が続けられました。これらの極薄金属コーティングは熱を反射し、元の場所に送り返します。 Low-eコーティングは、断熱ガラスユニットの熱品質を大幅に改善し、家は冬は暖かく、夏は涼しく過ごすことができます。これらのコーティングされたペインの間にアルゴンまたはクリプトンガスを追加すると、ウィンドウユニットの絶縁特性が向上します。

利用可能なウィンドウ技術のハイエンドには、スペクトル選択コーティングがあります。コーティングはガラスのペインに適用され、選択された光線が家に入るのをブロックすることで熱利得を減らします。 low-eコーティングされたガラスに対するこの強化により、内部からの熱損失と外部からの熱損失をさらに削減できます。また、内部の家具や布地を日焼けから保護します。十分に構成された断熱ガラスユニットにガスを充填したスペクトル選択コーティングされたガラスを使用すると、窓のR値は断熱壁のR値に近づくことができます。それでも、日よけや日よけを描くのではなく、太陽を打つことはすべての窓に挑戦し、エネルギー収支を損なう太陽熱の増加を引き起こします。

新しいウィンドウ技術
企業は現在、家の中に熱が蓄積する原因となる光線を遮断しながら、最大限の可視光を家に入れることを可能にする技術を研究しています。スイッチのフリックで反応する切り替え可能なウィンドウに入り、暗くなる、明るくする、または太陽が生活空間に入るのをほぼ完全にブロックします。切り替え可能なプライバシーガラス(SPG)を家庭に持ち込むための技術は既に存在しますが、これらの窓は熱の獲得や紫外線(UV)の透過を妨げません。 SPGは、切り替えられると透明から乳白色に変わります。これにより、外部からの視界が遮られている間、光が内部空間に入ることができます。マービン・ウィンドウズはこの技術を住宅市場に持ち込みましたが、品質上の問題のために放棄せざるを得ませんでした。

賞品は、光を透過させながら光線を吸収することで、光と熱のゲインに反応する切り替え可能な色付きウィンドウを発見することです。唯一の問題は、そのような技術が市場に出る前に多くのハードルをクリアしなければならないことです。多くの企業は、スイッチのフリックまたは自動センサーによってウィンドウを暗くしたり明るくしたりできるエレクトロクロミックまたは化学ウィンドウソリューションを開発するために競争しています。

より良いウィンドウの構築
鍵となる障害は、耐久性、熱安定性、スイッチングに関する信頼性の3つです。ミネソタ州ジーランドのGentex Corporationは、自動で暗くして明るくなり、まぶしさを解消するエレクトロクロミック自動車用ミラーで知られているが、エレクトロクロミック窓について独自の試験を受けている。

「耐久性が大幅に向上しました。かなり重要なものです」と、Gentexの化学研究担当副社長であるTom Guar氏は述べています。それでも、目標は20年間立ち上がることができるウィンドウを作成することです。 「考えてみると、非常に厳しい環境です」とGuarは、熱を吸収するように設計された窓が耐えなければならないストレスについて語っています。 「ガラス板が大量の光と熱を吸収することを考えると、ガラス板は非常に熱くなり、ガラスが割れることさえあるでしょう」と彼は言います。

すべての断熱ガラスユニット(IGU)の問題である水の浸透、および酸素の浸透に対する感受性に加えて、克服すべきことがたくさんあります。マービンは、フィルムがガラスに密着し、シールが邪魔されないようにすることに苦労しました。将来の製品では、同じ問題に対処する必要があります。

SageGlassのメーカーであるミネソタ州ファリボーのSage Electrochromicsは、エネルギー省による4つのレベルのテストすべてに合格したエレクトロクロミックウィンドウ技術を開発しました。エレクトロクロミックコーティングは、ガラスに塗布された一連の無機層で構成されるという点で、low-eコーティングによく似ています。エレクトロクロミック層が透明、着色、暗色に変化する間、ストレージ層はリチウムを保持して遷移を促進します。反応全体は、スイッチから受信した電子信号によって引き起こされます。セージは現在、ガラスや窓のメーカーと提携して、家庭用に消費者が利用できる製品を作成しようとしています。

ウィンドウ効率を手頃な価格にする
「彼らの技術は非常に優れていると思います」とGuar氏は認めます。それでも、彼が見ているように、キーは手頃な価格、信頼性、および耐久性のあるウィンドウを生成することです。製造への影響は非常に大きいと彼は言います。 「大きなガラス板の取り扱いは簡単ではありません」とGuar氏は言います。そのガラスを化学フィルムで覆うことはさらに困難です。 「達成するのは簡単なことではありません」とGuar氏は言います。それでも、適切なパートナーシップは、この技術に信頼できるシールを提供できると感じている窓会社にガラスを提供します。セージがスイッチング機能を提供するためにハネウェルと提携しているという事実は、製品に大きな後押しを与えます。

確かに、エネルギー効率に対処するために高度な化学溶液を使用する利用可能な技術があります。カリフォルニア州パロアルトのサウスウォールテクノロジーズのヒートミラーは、ガラスを熱の損失と熱の獲得から断熱するために開発された優れた製品です。ヒートミラーウィンドウには、ガラス板の間に吊り下げられた断熱反射バリアがあります。スペクトル選択的であり、可視光線を入射させながら、熱の蓄積を引き起こす近赤外線を遮断します。これは、断熱材の3番目の層のように機能し、窓のある壁のR値を大幅に増加させます。しかし、Heat MirrorウィンドウのR値は非常に優れていますが、この口径のウィンドウを断熱するコストは非常に高くなります。そして、それらは切り替え可能ではありません。

ほとんどの専門家が同意するように、高効率ウィンドウレースに勝つための鍵は、大量生産が可能で、標準ウィンドウ保証の存続期間にわたって持続する、手頃な価格の技術の開発です。

消費者にとって、エレクトロクロミック技術は窓の配置と家の設計に革命をもたらす可能性があり、設計者は、西部の太陽の鼓動が空調システムにかける驚くべき負担を負うことなく、西向きのファサードに窓を置くことができます。それはまた、非常に多くの家が現在避けている輝かしい朝日のために設計することを意味するかもしれません。さらに良いことに、この技術はデバイス制御であるため、住宅所有者が不在の場合でも屋内の気候を効果的に制御できるように、自動的に暗くしたり明るくしたりするようにプログラムすることもできます。