Vlasnici kuća vole prozore - svjetlost koju donose, poglede koje uokviruju i osjećaj koji daju kućama. Energetski stručnjaci mrze prozore - toplinu koju donose, toplinu koju odvode, dodatnu potrošnju energije koju uzrokuju. Utrka je u razvoju tehnologije koja će omogućiti vlasnicima kuća da stave prozore gdje god žele bez straha od nebeskih skokova troškova energije.
Premazi niske e
Prozori su se nastavili usavršavati tijekom godina, prvo s izoliranim staklenim jedinicama koje su osiguravale tampon zonu zraka između dvije staklene ploče kako bi se smanjili gubici topline koji nastaju zbog jednostrukih stakala tijekom hladnog vremena. Poboljšanja su se nastavila pojavom premaza s niskom ili niskom emisijom. Ove mikrotanke metalne prevlake reflektiraju toplinu, vraćajući je tamo odakle je došla. Premazi s niskim udjelom e-zraka značajno poboljšavaju toplinsku kvalitetu izoliranih staklenih jedinica, pomažući kućama da ostanu toplije zimi i hladnije ljeti. Dodavanje ispune plina argona ili kriptona između ovih obloženih stakala dodaje izolacijska svojstva prozorske jedinice.
Na vrhu dostupne tehnologije prozora su spektralno selektivni premazi. Premazi se nanose na staklene ploče kako bi se smanjio dobitak topline blokirajući odabrane zrake da uđu u dom. Ovo poboljšanje stakla s premazom s niskim udjelom e smanjuje gubitak topline iznutra i dobitak topline izvana. Također služi za zaštitu namještaja i tkanina od izbjeljivanja od sunca. Kod stakla ispunjenih plinom, spektralno selektivnim premazom u dobro konstruiranoj jedinici izoliranog stakla, R-vrijednost prozora može se približiti vrijednosti dobro izoliranog zida. Ipak, osim crtanja sjenila ili tendi, udaranje sunca izaziva sve prozore i uzrokuje sunčevu dobit koja može ugroziti bilo koji energetski proračun.
Tehnologija novog prozora
Tvrtke sada istražuju tehnologije koje će omogućiti ulazak maksimalno vidljive svjetlosti u dom, istovremeno blokirajući zrake koje uzrokuju nakupljanje topline u kući. Uđite u preklopne prozore koji reagiraju pritiskom na prekidač kako biste potamnili, posvijetlili ili gotovo u potpunosti blokirali ulazak sunca u životni prostor. Tehnologija već postoji kako bi se u domove prebacilo staklo za zaštitu privatnosti (SPG), ali ovi prozori ne blokiraju dobitak topline ili prodor ultraljubičastog (UV) svjetla. SPG se prebacuje iz bistre u mliječno bijelu, što omogućuje svjetlu da uđe u unutarnji prostor dok je pogled izvana blokiran. Marvin Windows ovu je tehnologiju doveo na tržište stanova, ali je bio prisiljen napustiti je zbog problema s kvalitetom.
Nagrada će biti otkrivanje preklopnog zatamnjenog prozora koji reagira na dobitak svjetlosti i topline upijajući zrake, a istovremeno dopuštajući svjetlu da prodre. Jedini je problem što svaka takva tehnologija mora otkloniti brojne prepreke prije nego što izađe na tržište. Mnoge se tvrtke natječu u razvoju elektrokromne ili kemijske otopine prozora koja može pomračiti i posvijetliti prozore pritiskom na prekidač ili automatskim senzorom.
Izgradnja boljeg prozora
Ključni kamen spoticanja su trostruki: trajnost, toplinska stabilnost i pouzdanost s obzirom na prebacivanje. Gentex Corporation, tvrtka Zeeland, Mich., Poznata po elektrokromnim automobilskim zrcalima koja automatski potamnjuju i posvjetljuju kako bi se uklonio odsjaj, prolazi kroz vlastita ispitivanja elektrokromnih prozora.
"Poboljšali smo trajnost, prilično značajnu", kaže Tom Guar, potpredsjednik kemijskih istraživanja za Gentex. Ipak, cilj mora biti stvaranje prozora koji može stajati 20 godina. "Kad bolje razmislite, prilično je teško okruženje", kaže Guar o stresovima koje mora proći prozor dizajniran za apsorpciju topline. "Ako mislite na to da vaše staklo apsorbira velike količine svjetlosti i topline, postat će vrlo vruće, možda čak i pukne staklo", kaže.
Dodajte tome osjetljivost na prodiranje vode, što je problem za sve izolirane staklene jedinice (IGU), i prodiranje kisika, i tu je još mnogo toga za prevladati. Marvin se mučio kako bi osigurao da film prilijepi za staklo, a pečat ostane neometan. Bilo koji budući proizvod trebat će riješiti iste probleme.
Proizvođači SageGlass-a, Sage Electrochromics, Faribault, Minn., Razvili su tehnologiju elektrokromnih prozora koja je prošla sve četiri razine ispitivanja od strane Ministarstva energetike. Elektrokromne prevlake slične su premazima s niskim udjelom e, jer se sastoje od niza anorganskih slojeva nanesenih na staklo. Skladišni sloj zadržava litij za pokretanje prijelaza, dok se elektrokromni sloj mijenja iz bistrog, u zatamnjeni u tamni. Cijela reakcija pokreće se elektroničkim signalom primljenim od prekidača. Sage sada nastoji udružiti se s proizvođačima stakla i prozora kako bi stvorio proizvod koji će potrošačima biti dostupan za kućnu upotrebu.
Učinkovitost prozora učiniti pristupačnom
"Mislim da je njihova tehnologija vrlo dobra", priznaje Guar. Ipak, kako on vidi, ključ će biti proizvodnja prozora koji je pristupačan, pouzdan i izdržljiv. Proizvodne implikacije su ogromne, kaže. "Rukovanje velikim pločama stakla nije trivijalno", kaže Guar. Još je teže prekriti to staklo kemijskim filmom. "To nije lako postići", kaže Guar. Ipak, pravilno partnerstvo učinilo bi staklo dostupnim tvrtkama koje se bave izradom prozora koje smatraju da bi mogle pružiti pouzdan pečat ovoj tehnologiji. Činjenica da se Sage udružuje s tvrtkom Honeywell radi pružanja mogućnosti prebacivanja daje velik poticaj njihovom proizvodu.
Doduše, postoje tehnologije koje koriste napredna kemijska rješenja za rješavanje energetske učinkovitosti. Heat Mirror, tvrtke Southwall Technologies iz Palo Alta u Kaliforniji, izvrstan je proizvod koji je razvijen za izolaciju stakla od gubitka topline i dobitka topline. Prozori zrcala Heat imaju izolirajuću reflektirajuću barijeru koja je obješena između staklenih ploča. Spektralno je selektivan i omogućuje ulazak vidljive svjetlosti dok blokira infracrvene zrake u blizini koje uzrokuju nakupljanje topline. Djeluje poput trećeg sloja izolacije i uvelike povećava R-vrijednost zidova s prozorima. No, iako je R-vrijednost kod Heat Mirror prozora iznimna, troškovi izolacije prozora ovog kalibra vrlo su visoki. I nisu preklopni.
Ključ pobjede u utrci prozora s visokom učinkovitošću, slaže se većina stručnjaka, jest razvoj pristupačne tehnologije koja se može masovno proizvoditi i trajati za život standardnog prozorskog jamstva.
Za potrošače elektrokromna tehnologija može revolucionirati postavljanje prozora i dizajn kuće, omogućujući dizajnerima postavljanje prozora na fasade okrenute prema zapadu, a da pritom ne podnese nevjerojatan teret koji zapadno sunce stavlja na klima-uređaj. To također može značiti dizajn za slavno jutarnje sunce koje toliko domova trenutno izbjegava. Još je bolje što se ovom tehnologijom upravlja uređajem, čak se može programirati da automatski potamni ili posvijetli, tako da se unutarnja klima može učinkovito kontrolirati čak i kada vlasnika kuće nema.