Construire une fenêtre plus intelligente et plus efficace

Photo: Cascadiawindows.com

Les propriétaires aiment les fenêtres - la lumière qu'ils apportent, les vues qu'ils encadrent, la sensation qu'ils donnent aux maisons. Les experts en énergie détestent les fenêtres - la chaleur qu'ils apportent, la chaleur qu'ils drainent, la consommation d'énergie supplémentaire qu'ils provoquent. La course est en cours pour développer la technologie qui permettra aux propriétaires de placer des fenêtres où ils veulent sans craindre de faire une montée en flèche.

Revêtements à faible teneur
Les fenêtres ont continué à s'améliorer au fil des ans, d'abord avec des unités de verre isolées qui fournissaient une zone tampon d'air entre deux vitres pour réduire la perte de chaleur subie par des unités de viande unique par temps froid. Améliorations s'est poursuivie avec l'avènement des revêtements d'émissivité bas ou faibles. Ces revêtements métalliques microthins reflètent la chaleur, la renvoyant d'où elle vient de. Les revêtements à faible teneur en E améliorent considérablement la qualité thermique des unités de verre isolées, aidant les maisons à rester plus chaudes en hiver et plus fraîche en été. L'ajout d'un remplissage de gaz argon ou krypton entre ces vitesses revêtues s'ajoute aux propriétés isolaires de l'unité de fenêtre.

Dans le haut de l'extrémité de la technologie des fenêtres disponibles, des revêtements sélectifs spectralement. Les revêtements sont appliqués sur les vitres pour réduire le gain de chaleur en bloquant les rayons sélectionnés en entrant dans la maison. Cette amélioration du verre à faible enrobage aide à réduire davantage la perte de chaleur de l'intérieur et le gain de chaleur de l'extérieur. Il sert également à protéger les meubles et les tissus à l'intérieur du blanchiment du soleil. Avec un verre à revêtement sélectif spectralement rempli de gaz dans une unité de verre isolée bien construite, la valeur R d'une fenêtre peut s'approcher de celle d'un mur bien isolé. Pourtant, à moins de dessiner les nuances ou les auvents, battre le soleil défie toutes les fenêtres et provoque un gain de chaleur solaire qui peut compromettre tout budget énergétique.

Nouvelle technologie de fenêtre
Les entreprises recherchent désormais des technologies qui permettront à une lumière visible maximale d'entrer dans la maison tout en bloquant les rayons qui provoquent une accumulation de chaleur à la maison. Entrez les fenêtres commutables qui répondent avec un film de l'interrupteur pour s'assombrir, éclaircir ou bloquer presque complètement le soleil de l'espace de vie. La technologie existe déjà pour apporter du verre d'intimité commutable (SPG) dans les maisons, mais ces fenêtres ne bloquent pas le gain de chaleur ou la pénétration de la lumière ultraviolette (UV). SPG passe du clair au blanc laiteux lorsqu'il est commuté, ce qui permet à la lumière d'entrer dans l'espace intérieur tandis que la vue est bloquée de l'extérieur. Marvin Windows a apporté cette technologie sur le marché résidentiel, mais a été obligé de l'abandonner en raison de problèmes de qualité.

Le prix sera de découvrir une fenêtre teintée commutable qui répond à la lumière et au gain de chaleur en absorbant les rayons tout en permettant à la lumière de pénétrer. Le seul problème est que une telle technologie doit effacer un certain nombre d'obstacles avant de se rendre sur le marché. De nombreuses entreprises sont en concurrence pour développer une solution de fenêtre électrochromique ou chimique qui peut assombrir et éclaircir les fenêtres au fil d'un interrupteur ou par capteur automatique.

Construire une meilleure fenêtre
Les pierres d'achoppement clés sont triples: durabilité, stabilité thermique et fiabilité en ce qui concerne la commutation. Gentex Corporation, A Zeeland, Mich., La société, connue pour ses rétroviseurs automobiles électrochromiques qui assombrissent et éclaircissent automatiquement pour éliminer l'éblouissement, subit ses propres tests pour les fenêtres électrochromiques.

«Nous avons fait une augmentation de la durabilité, assez importante», explique Tom Guar, vice-président de la recherche chimique pour Gentex. Pourtant, l'objectif doit être de produire une fenêtre qui peut résister à 20 ans. «Quand vous y réfléchissez, c'est un environnement assez difficile», dit Guar à propos des contraintes Une fenêtre conçue pour absorber la chaleur doit endurer. "Si vous pensez à votre vitre absorbant de grandes quantités de lumière et de chaleur, il deviendra très chaud, peut-être même casser le verre", dit-il.

Ajouter à cette sensibilité à la pénétration de l'eau, qui est un problème pour toutes les unités de verre isolées (IGUS) et la pénétration d'oxygène, et il y a beaucoup à surmonter. Marvin a eu du mal à s'assurer que le film adhérait au verre et que le sceau est resté sans être dérangé. Tout produit futur devra aborder les mêmes problèmes.

Sage Electrochromics, The Faribault, Minn., Les fabricants de Sageglass, ont développé une technologie de fenêtre électrochromique qui a passé les quatre niveaux de test par le ministère de l'Énergie. Les revêtements électrochromiques ressemblent beaucoup à des revêtements à faible teneur en E en ce qu'ils sont composés d'une série de couches inorganiques appliquées sur le verre. Une couche de stockage maintient le lithium pour alimenter la transition tandis que la couche électrochromique passe du clair à teinté, à l'obscurité. La réaction entière est déclenchée par un signal électronique reçu d'un interrupteur. Sage cherche maintenant à s'associer avec des fabricants de verre et de fenêtres pour créer un produit qui sera disponible pour les consommateurs à usage domestique.

Rendre l'efficacité des fenêtres abordable
«Je pense que leur technologie est très bonne», admet Guar. Pourtant, comme il le voit, la clé sera de produire une fenêtre abordable, fiable et durable. Les implications de la fabrication sont énormes, dit-il. «La manipulation de grandes feuilles de verre est non triviale», dit Guar. Couvrir ce verre avec un film chimique est encore plus difficile. «Ce n'est pas une chose facile à accomplir», dit Guar. Pourtant, le bon partenariat rendrait le verre à la disposition des sociétés de fenêtres qui estiment qu'ils pourraient fournir un sceau fiable pour cette technologie. Le fait que Sage s'associe à Honeywell pour fournir la capacité de commutation donne un grand coup de pouce à leur produit.

Certes, il existe des technologies disponibles qui utilisent des solutions chimiques avancées pour aborder l'efficacité énergétique. Heat Mirror, de Southwall Technologies à Palo Alto, Californie., est un excellent produit qui a été développé pour isoler le verre à partir de la perte de chaleur et du gain de chaleur. Les fenêtres du miroir de chaleur ont une barrière réflexive isolante qui est suspendue entre les vitres. Il est sélectif spectralement et permet à la lumière visible d'entrer tout en bloquant près des rayons infrarouges qui provoquent une accumulation de chaleur. Il fonctionne comme une troisième couche d'isolation et augmente considérablement la valeur R des murs avec des fenêtres. Mais, bien que la valeur R avec des fenêtres de miroir de chaleur soit exceptionnelle, le coût des fenêtres isolantes de ce calibre est très élevée. Et ils ne sont pas commutables.

La clé pour gagner la race à haute efficacité, la plupart des experts conviennent, est le développement d'une technologie abordable qui peut être produite en masse et durer pour la durée de vie d'une garantie de fenêtre standard.

Pour les consommateurs, la technologie électrochromique peut révolutionner le placement des fenêtres et la conception de la maison, permettant aux concepteurs de placer des fenêtres sur des façades orientées vers l'ouest sans soutenir l'incroyable fardeau qu'un Sun Western battant sur le système de climatisation aérien. Cela peut également signifier concevoir pour le glorieux soleil du matin que tant de maisons évitent actuellement. Mieux encore, comme cette technologie est contrôlée par l'appareil, elle peut même être programmée pour s'assombrir ou éclaircir automatiquement afin que les climats intérieurs puissent être efficacement contrôlés même lorsque le propriétaire est absent.