Einleitung: Seit der Einführung der Isolierglaseinheit (IGU) wurden Fensterkomponenten stetig weiterentwickelt, um die Wärmeleistung des Hauses zu verbessern.Der Sonderredakteur Scott Gibson (Scott Gibson) stellte den Fortschritt des IGU-Designs vor, von der Erfindung und Anwendung von Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad bis zur Entwicklung von Glasfenstern außer Doppelverglasung, Suspensionsfolien und verschiedenen Arten von Isoliergasen sowie dem zukünftigen Verständnis davon Technologie.
Andersen Windows führte 1952 geschweißte Isolierglasscheiben ein, was sehr wichtig ist.Verbraucher können Komponenten kaufen, die zwei Glasstücke und eine Isolierschicht in einem einzigen Produkt vereinen.Für unzählige Hausbesitzer bedeutete Andersens kommerzielle Veröffentlichung ein Ende der mühsamen Arbeit mit Sicherheitsfenstern.Noch wichtiger ist, dass in den letzten 70 Jahren mit den Anfängen der Branche die thermische Leistung von Fenstern immer wieder verbessert wurde.
Mehrscheiben-Isolierglasfenster (IGU) kombinieren Metallbeschichtung und Inertgasfüllungskomponenten, um das Haus komfortabler zu machen und die Heiz- und Kühlkosten zu senken.Durch die Anpassung der Eigenschaften von Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad (Low-E) und deren selektive Anwendung können Glashersteller IGUs an spezifische Anforderungen und Klimabedingungen anpassen.Aber selbst mit der besten Farbe und dem besten Gas haben die Glashersteller immer noch große Probleme.
Im Vergleich zu den Außenwänden von Hochleistungshäusern wird das beste Glas die Isolatoren minderwertig machen.Beispielsweise ist die Wand in einem energieeffizienten Haus mit R-40 bewertet, während der U-Faktor eines hochwertigen Dreischeibenfensters möglicherweise 0,15 beträgt, was nur R-6,6 entspricht.Das Internationale Energieeinsparungsgesetz von 2018 schreibt vor, dass selbst in den kältesten Gebieten des Landes der minimale U-Koeffizient von Fenstern nur 0,32 beträgt, was ungefähr R-3 entspricht.
Gleichzeitig wird weiter an neuen Technologien gearbeitet, und diese neuen Technologien können dazu führen, dass bessere Fenster breiter eingesetzt werden.Zu den innovativen Technologien gehören ein Drei-Scheiben-Design mit einer ultradünnen Mittelscheibe, eine hängende Folieneinheit mit bis zu acht Innenschichten, eine Vakuumisolationseinheit mit einem Isolierpotenzial in der Glasmitte von mehr als R-19 und eine Vakuumisolierung, die nahezu ebenso hoch ist dünn wie ein Einzelscheibenbecher.
Trotz aller Vorteile des Andersen-Schweißisolierglases gibt es einige Einschränkungen.Die Einführung von Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad im Jahr 1982 war ein weiterer großer Fortschritt.Steve Urich, Direktor des National Window Decoration Rating Board-Programms, sagte, dass die genauen Formulierungen dieser Beschichtungen von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich seien, es sich jedoch allesamt um mikroskopisch dünne Metallschichten handele, die Strahlungsenergie zurück zu ihrer Quelle reflektieren.-Innerhalb oder außerhalb des Fensters.
Es gibt zwei Beschichtungsmethoden: Hartbeschichtung und Weichbeschichtung.Hartbeschichtungsanwendungen (auch pyrolytische Beschichtungen genannt) stammen aus den späten 1990er Jahren und werden immer noch verwendet.Bei der Herstellung von Glas wird die Beschichtung auf die Glasoberfläche aufgetragen – im Wesentlichen in die Oberfläche eingebrannt.Lässt sich nicht abkratzen.In der Vakuum-Beschichtungskammer wird eine weiche Beschichtung (auch Sputterbeschichtung genannt) verwendet.Da sie nicht so stark sind wie Hartbeschichtungen und nicht der Luft ausgesetzt werden können, tragen die Hersteller sie nur auf die zu versiegelnde Oberfläche auf.Wenn eine Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad auf eine dem Raum zugewandte Oberfläche aufgetragen wird, handelt es sich um eine harte Beschichtung.Ein weicher Mantel ist wirksamer bei der Kontrolle der Sonnenwärme.Jim Larsen (Jim Larsen), technischer Marketingdirektor von Cardinal Glass, sagte, dass der Emissionskoeffizient auf 0,015 sinken könnte, was bedeutet, dass mehr als 98 % der Strahlungsenergie reflektiert werden.
Trotz der inhärenten Schwierigkeiten beim Aufbringen einer gleichmäßigen Metallschicht mit einer Dicke von nur 2500 Nanometern sind Hersteller zunehmend geschickt darin geworden, Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad zu manipulieren, um die Menge an Wärme und Licht zu kontrollieren, die durch das Glas dringt.Larson sagte, dass bei der mehrschichtigen Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad die Antireflexions- und Silberschicht die Absorption von Sonnenwärme (Infrarotlicht) begrenzen und gleichzeitig so viel sichtbares Licht wie möglich erhalten.
„Wir untersuchen die Physik des Lichts“, sagte Larson.„Dabei handelt es sich um optische Präzisionsfilter, und die Dicke jeder Schicht ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Farbbalance der Beschichtung.“
Die Bestandteile der Low-E-Beschichtung sind nur ein Faktor.Das andere ist, wo sie angewendet werden.Die Low-e-Beschichtung reflektiert Strahlungsenergie zurück zu ihrer Quelle.Wenn die Außenfläche des Glases beschichtet ist, wird auf diese Weise die Strahlungsenergie der Sonne nach außen reflektiert, wodurch die Wärmeaufnahme innerhalb der Fenster und im Inneren des Hauses minimiert wird.Ebenso wird die strahlungsarme Beschichtung, die auf der dem Raum zugewandten Seite des Mehrscheibenelements angebracht ist, die im Inneren des Hauses erzeugte Strahlungsenergie zurück in den Raum reflektieren.Im Winter hilft diese Funktion dem Haus, die Wärme zu speichern.
Fortschrittliche Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad haben den U-Faktor in IGU kontinuierlich reduziert, von 0,6 oder 0,65 für das ursprüngliche Andersen-Panel auf 0,35 in den frühen 1980er Jahren.Erst Ende der 1980er Jahre wurde das Edelgas Argon hinzugefügt, was den Glasherstellern ein weiteres Hilfsmittel zur Verfügung stellte und den U-Faktor auf etwa 0,3 reduzierte.Argon ist schwerer als Luft und kann der Konvektion in der Mitte der Fensterdichtung besser widerstehen.Larson sagte, dass die Leitfähigkeit von Argon auch geringer sei als die von Luft, was die Leitung verringern und die thermische Leistung des Glaszentrums um etwa 20 % erhöhen könne.
Damit treibt der Hersteller das Doppelscheibenfenster auf sein maximales Potenzial.Es besteht aus zwei 1⁄8-Zoll-Scheiben.Glas, ein 1⁄2 Zoll großer Raum, gefüllt mit Argongas, und eine Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad an der Seite des Glasraums.Der U-Faktor sinkt auf etwa 0,25 oder weniger.
Das dreifach verglaste Fenster ist der nächste Sprungpunkt.Herkömmliche Komponenten bestehen aus drei Teilen mit 1⁄8 Zoll.Glas und zwei 1⁄2-Zoll-Abstände, jeder Hohlraum verfügt über eine Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad.Das zusätzliche Gas und die Möglichkeit, Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad auf mehr Oberflächen zu verwenden, verbessern die Leistung erheblich.Der Nachteil besteht darin, dass Fenster normalerweise zu schwer für doppelt hängende Flügel sind, die normalerweise nach oben und unten gleiten.Glas ist 50 % schwerer als Doppelverglasung und 1-3⁄8 Zoll dick.Dick.Diese IGUs passen nicht innerhalb von 3⁄4 Zoll.Glastaschen mit Standard-Fensterrahmen.
Diese unglückliche Realität zwingt Hersteller dazu, Fenster zu verwenden, bei denen die innere Glasschicht (aufgehängte Folienfenster) durch dünne Polymerplatten ersetzt wird.Southwall Technologies ist mit seiner Heißspiegelfolie zu einem Vertreter der Branche geworden und ermöglicht die Herstellung von dreischichtigen oder sogar vierschichtigen Verglasungen mit dem gleichen Gewicht wie eine Doppelverglasung.Allerdings ist es für die Fenstereinheit leicht, Undichtigkeiten rund um das Glasfenster abzudichten, wodurch Isoliergas entweichen und Feuchtigkeit in den Innenraum gelangen kann.Das von Hurd verursachte Versagen der Fensterdichtung ist in der Branche zu einem weit verbreiteten Albtraum geworden.Allerdings ist die heiße Spiegelfolie, die jetzt der Eastman Chemical Company gehört, immer noch eine praktikable Option für Mehrscheibenfenster und wird immer noch von Herstellern wie Alpen High Performance Products verwendet.
Brad Begin, CEO von Alpen, sagte über die Hurd-Tragödie: „Die gesamte Branche steckt tatsächlich in dunklen Kreisen, was dazu führt, dass einige Hersteller aus dem Suspensionsfilm ausbrechen.“„Der Prozess ist nicht so schwierig, aber wenn man keine gute Arbeit leistet oder nicht auf die Qualität achtet, wie zum Beispiel bei jedem Fenster, bei jeder Art von Isolierglas, dann ist man dazu verdammt, vor Ort zu viele vorzeitige Ausfälle zu erleiden.“ .
Heutzutage wird die heiße Spiegelfolie von einem Joint Venture zwischen DuPont und Teijin hergestellt und dann an Eastman geliefert, wo die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad in der Aufdampfkammer erhalten und dann zur Umwandlung in IGU an den Hersteller geschickt wird.Begin sagt, dass die Film- und Glasschichten nach dem Zusammenbau in einen Ofen gelegt und 45 Minuten lang bei 205 °F gebrannt werden.Die Folie schrumpft und spannt sich um die Dichtung am Ende des Gerätes, sodass diese weitgehend unsichtbar ist.
Solange es dicht bleibt, sollte die Fenstereinheit kein Problem darstellen.Trotz Zweifeln an der ausgesetzten Film-IGU sagte Begin, dass Alpen vor neun Jahren 13.000 Einheiten für ein Empire State Building-Projekt in New York City bereitgestellt habe, aber keine Berichte über ein Scheitern erhalten habe.
Das neueste Glasdesign ermöglicht es den Herstellern auch, mit der Verwendung von K zu beginnen, einem Inertgas mit besseren Isoliereigenschaften als Argon.Laut Dr. Charlie Curcija, einem Forscher am Lawrence Berkeley National Laboratory, beträgt der optimale Spalt 7 mm (ca. 1⁄4 Zoll), was der Hälfte des Abstands von Argon entspricht.Krypto ist für 1⁄2 Zoll IGU nicht sehr geeignet.Der Spalt zwischen den Glasplatten, aber es zeigt sich, dass diese Methode bei Glasfenstern sehr nützlich ist, bei denen der Innenabstand zwischen den Glasplatten oder der aufgehängten Folie kleiner als dieser Abstand ist.
Kensington (Kensington) ist eines der Unternehmen, das hängende Folienfenster verkauft.Das Unternehmen bietet k-gefüllte Heißspiegeleinheiten mit R-Werten von bis zu R-10 in der Glasmitte an.Allerdings akzeptiert kein Unternehmen die hängende Membrantechnologie vollständig wie LiteZone Glass Inc. aus Kanada.LiteZoneGlass Inc. ist ein Unternehmen, das IGU mit einem Glas-Mittel-R-Wert von 19,6 verkauft.Wie ist das?Indem die Dicke des Geräts 7,6 Zoll beträgt.
Der Vorstandsvorsitzende des Unternehmens, Greg Clarahan, sagte, dass seit der Entwicklung des IGU fünf Jahre vergangen seien und es im November 2019 in Produktion gegangen sei. Er sagte, das Unternehmen habe zwei Ziele: IGUs mit „extrem hohen“ Isolationswerten herzustellen Machen Sie sie stark genug, um die Lebensdauer des Gebäudes aufrechtzuerhalten.Der Designer akzeptierte die Notwendigkeit dickerer Glaseinheiten, um die Wärmeleistung der gefährdeten Kanten der IGU zu verbessern.
„Die Dicke der Glaseinheit ist entscheidend, um die Wärmeleistung des gesamten Fensters zu verbessern, die Temperatur im Inneren des Glases gleichmäßiger zu machen und die Wärmeübertragung in der gesamten Baugruppe (einschließlich der Kanten und des Rahmens) gleichmäßiger zu machen.“sagte.
Allerdings bereitet die dickere IGU Probleme.Die dickste von LiteZone hergestellte Einheit verfügt über acht aufgehängte Folien zwischen zwei Glasstücken.Wenn alle diese Räume abgedichtet sind, entsteht ein Problem mit der Druckdifferenz. Daher hat LiteZone das Gerät so konzipiert, dass es einen „Druckausgleichskanal“ verwendet, den Clarahan nennt.Dabei handelt es sich um ein kleines Entlüftungsrohr, das den Luftdruck in allen Kammern mit der Luft außerhalb des Geräts ausgleichen kann.Clarahan sagte, dass die in das Rohr eingebaute Trockenkammer die Ansammlung von Wasserdampf im Inneren des Geräts verhindert und mindestens 60 Jahre lang effektiv genutzt werden kann.
Das Unternehmen fügte eine weitere Funktion hinzu.Anstatt die Folie im Inneren des Geräts durch Hitze zu schrumpfen, entwickelten sie eine Dichtung für den Rand des Geräts, die die Folie unter der Wirkung winziger Federn in der Schwebe hält.Clarahan sagte, dass die Belastung geringer sei, da der Film nicht erhitzt werde.Auch die Fenster wiesen eine hervorragende Schalldämmung auf.
Abgehängte Folien sind eine Möglichkeit, das Gewicht von Mehrscheiben-Isoliergläsern zu reduzieren.Curcija beschrieb ein weiteres Produkt namens „Thin Triple“, das in der Branche große Aufmerksamkeit erregt hat.Es besteht aus einer ultradünnen Glasschicht von 0,7 mm bis 1,1 mm (0,027 Zoll und 0,04 Zoll) zwischen zwei äußeren Schichten aus 3 mm Glas (0,118 Zoll).Mithilfe der K-Füllung kann das Gerät wie ein herkömmliches Doppelscheibengerät in einen 3⁄4 Zoll breiten Glasbeutel verpackt werden.
Curcija sagte, dass das dünne Triplet gerade erst begonnen habe, sich in den Vereinigten Staaten durchzusetzen, und dass sein Marktanteil jetzt weniger als 1 % betrage.Als diese Geräte vor mehr als einem Jahrzehnt zum ersten Mal auf den Markt kamen, standen sie aufgrund ihrer hohen Herstellungspreise einem harten Kampf um die Marktakzeptanz gegenüber.Nur Corning produziert das ultradünne Glas, auf dem das Design basiert, zu einem Preis von 8 bis 10 US-Dollar pro Quadratfuß.Darüber hinaus ist der Preis von k hoch, etwa 100-mal so hoch wie der Preis von Argon.
Laut Kursia sind in den letzten fünf Jahren zwei Dinge passiert.Zunächst begannen andere Glasunternehmen, dünnes Glas mithilfe eines herkömmlichen Verfahrens zu floaten, bei dem Standardfensterglas auf einem Bett aus geschmolzenem Zinn hergestellt wurde.Dadurch können die Kosten auf etwa 50 Cent pro Quadratfuß gesenkt werden, was dem Preis von gewöhnlichem Glas entspricht.Das wachsende Interesse an LED-Beleuchtung hat zu einem Anstieg der Xenon-Produktion geführt, und es stellt sich heraus, dass k ein Nebenprodukt dieses Prozesses ist.Der aktuelle Preis beträgt etwa ein Viertel dessen, was er früher war, und die Gesamtprämie für eine dünne dreischichtige Dreischicht-Isolierglas beträgt etwa 2 US-Dollar pro Quadratfuß einer herkömmlichen Doppelglas-Isolierglas-Isolierung.
Curcija sagte: „Mit einem dünnen dreistufigen Regal können Sie auf R-10 aufsteigen. Wenn Sie also einen Aufschlag von 2 US-Dollar pro Quadratfuß in Betracht ziehen, ist das ein sehr guter Preis im Vergleich zu R-4 zu einem vernünftigen Preis.“Ein großer Sprung.“Daher geht Curcija davon aus, dass das kommerzielle Interesse an Mie IGU zunehmen wird.Andersen hat es für seine kommerzielle Windows-Erneuerungslinie verwendet.Auch Ply Gem, der größte Fensterhersteller in den USA, scheint interessiert zu sein.Auch Alpen wirbt weiterhin für die Vorteile von Hängefolienfenstern und hat die potenziellen Vorteile von Dreifachfoliengeräten für sich entdeckt.
Mark Montgomery, Senior Vice President für US-Fenstermarketing bei Ply Gem, sagte, das Unternehmen produziere derzeit 1-in-1-Produkte.Und 7⁄8 Zoll Drillinge.„Wir experimentieren mit 3⁄4 Zoll.Er schrieb in einer E-Mail.„Aber (wir) können derzeit höhere Leistungsniveaus erreichen.”
Suchen Sie nicht sofort nach einer Batch-Umstellung auf Thin Triples.Aber Begin sagte, dass die dünne Mittelschicht aus Glas einfacher zu verarbeiten sei als die hängende Folie, das Potenzial habe, die Produktion zu beschleunigen und die Verwendung von Warm-Edge-Dichtungen ermögliche, um die stärkeren Edelstahldichtungen zu ersetzen, die bei einigen IGUs mit hängender Folie erforderlich seien.
Der letzte Punkt ist entscheidend.Die schwebende Folie, die im Ofen schrumpft, übt eine erhebliche Spannung auf die Umfangsdichtung aus, wodurch die Dichtung gebrochen wird. Das dünne Glas muss jedoch nicht gedehnt werden, wodurch das Problem verringert wird.
Curcija sagte: „Letztendlich bieten beide Technologien das Gleiche, aber in Bezug auf Haltbarkeit und Qualität ist Glas besser als Folie.“
Allerdings ist das von Larsen gezeichnete dreischichtige Blatt nicht so optimistisch.Cardinals stellt einige dieser IGUs her, aber ihre Kosten sind etwa doppelt so hoch wie die von herkömmlichem Drei-in-Eins-Glas, und das ultradünne Glas in der Mitte des Moduls weist eine hohe Bruchrate auf.Dies zwang den Kardinal, stattdessen eine 1,6 mm dicke Mittelschicht zu verwenden.
„Das Konzept dieses dünnen Glases ist halb so stark“, sagte Larsen.„Werden Sie halbfestes Glas kaufen und erwarten, es in der gleichen Größe wie doppelt starkes Glas zu verwenden?Nein. Es ist nur so, dass unsere Bruchrate bei der Handhabung viel höher ist.“
Er fügte hinzu, dass Drillinge zur Gewichtsreduktion auch auf andere Hindernisse stoßen.Ein wichtiger Grund dafür ist, dass das dünne Glas zu dünn ist, um gehärtet zu werden. Dabei handelt es sich um eine Wärmebehandlung zur Erhöhung der Festigkeit.Gehärtetes Glas ist ein wichtiger Teil des Marktes und macht 40 % des gesamten IGU-Umsatzes von Cardinal aus.
Schließlich gibt es noch das Problem der Kryptogasfüllung.Larson sagte, die Kostenschätzungen von Lawrence Berkeley Labs seien zu niedrig und die Industrie habe bei der Bereitstellung von ausreichend Erdgas für die IGU schlechte Arbeit geleistet.Um effektiv zu sein, sollten 90 % des versiegelten Innenraums mit Gas gefüllt sein. Die Standardpraxis der Branche konzentriert sich jedoch eher auf die Produktionsgeschwindigkeit als auf tatsächliche Ergebnisse, und die Gasfüllrate in Produkten auf dem Markt kann bei nur 20 % liegen.
„Das Interesse daran ist groß“, sagte Larson über das Abnehm-Trio.„Was passiert, wenn bei diesen Fenstern nur ein Füllgrad von 20 % erreicht wird?Es handelt sich nicht um R-8-Glas, sondern um R-4-Glas.Dies ist das Gleiche wie bei der Verwendung von Dual-Sane-Low-E.Du hast alles, was ich nicht verstanden habe.“
Sowohl Argon als auch K-Gas sind bessere Isolatoren als Luft, aber kein Füllgas (Vakuum) verbessert den thermischen Wirkungsgrad erheblich, und das R-Wert-Potenzial liegt zwischen 10 und 14 (U-Koeffizient von 0,1 bis 0,07).Curcija sagte, die Dicke der Einheit sei so dünn wie Einscheibenglas.
Ein japanischer Hersteller namens Nippon Sheet Glass (NSG) produziert bereits Geräte aus Vakuumisolierglas (VIG).Laut Curcija haben auch chinesische Hersteller und Guardian Glass aus den USA mit der Herstellung von R-10-VIG-Geräten begonnen.(Wir haben versucht, den Guardian zu kontaktieren, haben aber keine Antwort erhalten.)
Es gibt technische Herausforderungen.Zunächst zieht ein vollständig evakuierter Kern die beiden äußeren Glasschichten zusammen.Um dies zu verhindern, hat der Hersteller winzige Abstandshalter zwischen das Glas eingefügt, um ein Zusammenfallen der Schichten zu verhindern.Diese winzigen Säulen sind durch einen Abstand von 1 bis 2 Zoll voneinander getrennt und bilden einen Raum von etwa 50 Mikrometern.Wenn man genau hinschaut, erkennt man, dass es sich um eine schwache Matrix handelt.
Hersteller haben auch Schwierigkeiten damit, eine absolut zuverlässige Kantenabdichtung zu schaffen.Wenn dies fehlschlägt, schlägt auch das Staubsaugen fehl und das Fenster ist im Wesentlichen Müll.Curcija sagt, dass diese Geräte an den Rändern mit geschmolzenem Glas anstelle von Klebeband oder Klebstoff auf aufblasbaren IGUs versiegelt werden können.Der Trick besteht darin, eine Verbindung zu entwickeln, die weich genug ist, um bei einer Temperatur zu schmelzen, die die Low-E-Beschichtung auf dem Glas nicht beschädigt.Da die Wärmeübertragung des gesamten Geräts auf die Säule beschränkt ist, die die beiden Glasplatten trennt, sollte der maximale R-Wert 20 betragen.
Curcija sagte, dass die Ausrüstung zur Herstellung des VIG-Geräts teuer sei und der Prozess nicht so schnell sei wie die Herstellung von gewöhnlichem Glas.Trotz der potenziellen Vorteile solcher neuen Technologien wird der grundsätzliche Widerstand der Bauindustrie gegen strengere Energie- und Bauvorschriften den Fortschritt verlangsamen.
Larson sagte, dass VIG-Geräte im Hinblick auf den U-Faktor zwar bahnbrechend sein könnten, ein Problem, das Fensterhersteller jedoch überwinden müssen, der Wärmeverlust am Rand des Fensters sei.Es wäre eine Verbesserung, wenn VIG in einen stärkeren Rahmen mit besserer Wärmeleistung eingebettet werden könnte, aber sie würden niemals das branchenübliche aufblasbare Low-E-Gerät mit Doppelscheibe ersetzen.
Kyle Sword, Geschäftsentwicklungsmanager für Nordamerika bei Pilkington, sagte, dass Pilkington als Tochtergesellschaft von NSG eine Reihe von VIG-Einheiten namens Spacia hergestellt habe, die in Wohn- und Gewerbeanwendungen in den Vereinigten Staaten eingesetzt würden.Das Gerät ist in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, einschließlich Geräten mit einer Dicke von nur 1⁄4 Zoll.Sie bestehen aus einer Außenschicht aus Low-E-Glas, einem 0,2-mm-Vakuumraum und einer Innenschicht aus transparentem Floatglas.Ein Abstandshalter mit einem Durchmesser von 0,5 mm trennt die beiden Glasstücke.Die Dicke der Super Spacia-Version beträgt 10,2 mm (ca. 0,40 Zoll) und der U-Koeffizient der Glasmitte beträgt 0,11 (R-9).
Sword schrieb in einer E-Mail: „Der Großteil der Verkäufe unserer VIG-Abteilung floss in bestehende Gebäude.“„Die meisten davon dienen der gewerblichen Nutzung, aber wir haben auch verschiedene Wohngebäude fertiggestellt.Dieses Produkt kann auf dem Markt gekauft und in individuellen Größen bestellt werden.“Sword sagte, dass eine Firma namens Heirloom Windows Vakuumeinheiten in ihren Fenstern verwendet, die so gestaltet sind, dass sie wie Originalfenster in historischen Gebäuden aussehen.„Ich habe mit vielen Fensterherstellern für Privathaushalte gesprochen, die unsere Produkte verwenden können“, schrieb Sword.„Allerdings ist die IGU, die derzeit von den meisten Fensterherstellern für Wohngebäude verwendet wird, etwa 1 Zoll dick, sodass das Fensterdesign und die Extrusionsformung für dickere Fenster geeignet sind.“
Sword sagte, dass die Kosten für VIG etwa 14 bis 15 US-Dollar pro Quadratfuß betragen, verglichen mit 8 bis 10 US-Dollar pro Quadratfuß für eine standardmäßige 1 Zoll dicke IGU.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, Aerogel zur Herstellung von Fenstern zu verwenden.Aerogel ist ein 1931 erfundenes Material. Es wird hergestellt, indem dem Gel Flüssigkeit entzogen und durch Gas ersetzt wird.Das Ergebnis ist ein nahezu schwereloser Feststoff mit einem sehr hohen R-Wert.Larsen sagte, dass die Anwendungsaussichten auf Glas breit gefächert seien und das Potenzial für eine bessere thermische Leistung als Dreischicht- oder Vakuum-IGU bestehe.Das Problem ist seine optische Qualität – es ist nicht vollständig transparent.
Weitere vielversprechende Technologien werden bald auf den Markt kommen, aber sie alle haben einen Stolperstein: höhere Kosten.Ohne strengere Energievorschriften, die eine bessere Leistung erfordern, werden bestimmte Technologien vorübergehend nicht verfügbar sein.Montgomery sagte: „Wir haben eng mit vielen Unternehmen zusammengearbeitet, die neue Glastechnologien einführen“ – „Farben, thermisch/optisch/elektrische dichte Beschichtungen und [Vakuumisolationsglas].Obwohl all dies die Leistung des Fensters verbessert, wird die aktuelle Kostenstruktur die Akzeptanz auf dem Wohnungsmarkt einschränken.“
Die thermische Leistung der IGU unterscheidet sich von der thermischen Leistung des gesamten Fensters.Dieser Artikel konzentriert sich auf Isolierglas, aber normalerweise finden Sie beim Vergleich der Leistungsniveaus von Fenstern, insbesondere auf den Aufklebern des National Window Frame Rating Board und auf der Website des Herstellers, eine Bewertung für das „gesamte Fenster“, die das Isolierglas und das Fenster berücksichtigt Rahmenleistung.Als Einheit.Die Leistung des gesamten Fensters ist immer niedriger als die Glasmittelklasse von IGU.Um die Leistung und das vollständige Fenster von IGU zu verstehen, müssen Sie die folgenden drei Begriffe verstehen:
Der U-Faktor misst die Wärmeübertragungsrate durch das Material.Der U-Faktor ist der Kehrwert des R-Werts.Um den entsprechenden R-Wert zu erhalten, dividieren Sie den U-Faktor durch 1. Ein niedrigerer U-Faktor bedeutet einen höheren Wärmeflusswiderstand und eine bessere Wärmeleistung.Es ist immer wünschenswert, einen niedrigen U-Koeffizienten zu haben.
Der Solarwärmegewinnkoeffizient (SHGC) geht durch den Solarstrahlungsanteil des Glases.SHGC ist eine Zahl zwischen 0 (keine Übertragung) und 1 (unbegrenzte Übertragung).Es wird empfohlen, in heißeren, sonnigen Gegenden des Landes Fenster mit niedrigem SHGC zu verwenden, um Wärme aus dem Haus abzuleiten und die Kühlkosten zu senken.
Durchlässigkeit für sichtbares Licht (VT) Der Anteil des sichtbaren Lichts, der durch das Glas dringt, ist ebenfalls eine Zahl zwischen 0 und 1. Je größer die Zahl, desto höher die Lichtdurchlässigkeit.Dieses Niveau ist normalerweise überraschend niedrig, aber das liegt daran, dass die gesamte Fensterebene den Rahmen umfasst.
Wenn die Sonne durch das Fenster scheint, erwärmt das Licht die Oberfläche im Inneren des Hauses und die Innentemperatur steigt.Das war eine gute Sache in einem kalten Winter in Maine.An einem heißen Sommertag in Texas sind es nicht so viele.Fenster mit niedrigem Solarwärmegewinnkoeffizienten (SHGC) tragen dazu bei, die Wärmeübertragung durch die IGU zu minimieren.Eine Möglichkeit für Hersteller, einen niedrigen SHGC zu erreichen, ist die Verwendung von Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad.Diese transparenten Metallbeschichtungen sollen ultraviolette Strahlen blockieren, sichtbares Licht durchlassen und Infrarotstrahlen steuern, um sie an das Haus und sein Klima anzupassen.Dabei kommt es nicht nur auf die Wahl der richtigen emissionsarmen Beschichtung an, sondern auch auf den Einsatzort.Obwohl es keine Informationen zu den Anwendungsstandards für Beschichtungen mit geringem Emissionsgrad gibt und die Standards je nach Hersteller und Beschichtungstyp unterschiedlich sind, sind die folgenden Beispiele gängige Beispiele.
Der beste Weg, die Sonnenwärme, die durch Fenster entsteht, zu minimieren, besteht darin, sie mit Überhängen und anderen Sonnenschutzvorrichtungen abzudecken.In heißen Klimazonen ist es auch eine gute Idee, Fenster mit niedrigerem SHGC und Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad zu wählen.Fenster für kühle Klimazonen haben normalerweise eine Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad auf der Innenfläche des Außenglases – zwei Flächen bei einem Doppelscheibenfenster, zwei und vier Flächen bei einem Dreischeibenfenster.
Wenn sich Ihr Haus in einem kälteren Teil des Landes befindet und Sie im Winter durch passive Solarwärmenutzung für Wärme sorgen möchten, sollten Sie eine Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad auf der Außenfläche des inneren Glasfensters (der dritten Schichtoberfläche) verwenden und zeigen Sie drei und fünf Flächen in einem Fenster mit drei Fenstern an.Wenn Sie an dieser Stelle ein beschichtetes Fenster wählen, erhalten Sie nicht nur mehr Sonnenwärme, sondern das Fenster trägt auch dazu bei, Strahlungswärme aus dem Inneren des Hauses zu verhindern.
Es ist doppelt so viel Isoliergas vorhanden.Die standardmäßige IGU mit zwei Scheiben verfügt über zwei 1⁄8-Zoll-Scheiben.Glas, Argon gefüllt 1⁄2 Zoll.Luftraum und emissionsarme Beschichtung auf mindestens einer Oberfläche.Um die Leistung des Doppelscheibenglases zu verbessern, fügte der Hersteller ein weiteres Glasstück hinzu, wodurch ein zusätzlicher Hohlraum für das Isoliergas entstand.Das Standardfenster mit drei Scheiben verfügt über drei 1⁄8-Zoll-Fenster.Glas, 2 1⁄2 Zoll gasgefüllte Räume und Low-E-Beschichtung in jedem Hohlraum.Dies sind drei Beispiele für Dreischeibenfenster heimischer Hersteller.U-Faktor und SHGC sind die Pegel des gesamten Fensters.
Das ecoSmart-Fenster von Great Lakes Window (Ply Gem Company) enthält eine Polyurethanschaumisolierung in einem PVC-Rahmen.Sie können Fenster mit Doppel- oder Dreifachglas und Argon- oder K-Gas bestellen.Weitere Optionen sind Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad und Dünnfilmbeschichtungen namens Easy-Clean.Der U-Faktor liegt zwischen 0,14 und 0,20 und der SHGC zwischen 0,14 und 0,25.
Sierra Pacific Windows ist ein vertikal integriertes Unternehmen.Nach Angaben des Unternehmens ist die Außenseite aus extrudiertem Aluminium mit einer Holzstruktur aus Ponderosa-Kiefer oder Douglas-Kiefer verkleidet, die aus der eigenen Initiative für nachhaltige Forstwirtschaft stammt.Die hier gezeigte Aspen-Einheit verfügt über 2 1⁄4 Zoll dicke Fensterflügel und trägt 1 3⁄8 Zoll dicke dreischichtige IGU.Der U-Wert liegt zwischen 0,13 und 0,18 und der SHGC zwischen 0,16 und 0,36.
Martins Ultimate Double Hung G2-Fenster verfügt über eine Außenwand aus extrudiertem Aluminium und eine unbehandelte Innenseite aus Kiefernholz.Die äußere Oberfläche des Fensters besteht aus einer hochleistungsfähigen PVDF-Fluorpolymerbeschichtung, hier in Cascade Blue.Der dreifach verglaste Fensterflügel ist mit Argon oder Luft gefüllt und sein U-Faktor beträgt nur 0,25, und der SHGC-Bereich liegt zwischen 0,25 und 0,28.
Der Nachteil des Dreischeibenfensters ist das Gewicht der IGU.Einige Hersteller haben dafür gesorgt, dass Dreischeiben-Doppelflügelfenster funktionieren, aber häufiger sind Dreischeiben-IGUs auf die Bedienung feststehender Fenster, seitlich geöffneter Fenster und Kipp-/Drehfenster beschränkt.Aufgehängte Folie ist eine der von Herstellern verwendeten Methoden zur Herstellung von IGU mit dreischichtiger Glasleistung und geringerem Gewicht.
Sorgen Sie dafür, dass die Triade leicht zu handhaben ist.Alpen bietet eine Heißspiegelfolien-IGU an, die mit zwei gasgefüllten Kammern mit einem U-Faktor von 0,16 und einem SHGC von 0,24 bis 0,51 konfiguriert ist, und eine Struktur mit vier gasgefüllten Kammern, die einen U-Faktor von 0,05 aufweist. Der SHGC-Bereich beträgt 0,22 bis 0,38.Durch die Verwendung dünner Folien anstelle von anderem Glas können Gewicht und Volumen reduziert werden.
LiteZone Glass sprengt die Grenzen und sorgt dafür, dass die IGU-Dicke 7-1⁄2 Zoll erreicht und bis zu acht Folienschichten aufgehängt werden können.Sie werden diese Art von Glas nicht in Standard-Doppelflügelfenstern finden, aber bei feststehenden Fenstern erhöht die zusätzliche Dicke den R-Wert in der Glasmitte auf 19,6.Der Raum zwischen den Folienschichten wird mit Luft gefüllt und an ein Druckausgleichsrohr angeschlossen.
Das dünnste IGU-Profil finden Sie bei der VIG-Einheit oder der Vakuum-Isolierglas-Einheit.Die Isolierwirkung von Vakuum auf IGU ist besser als die von Luft oder zwei Arten von Gasen, die üblicherweise zur Isolierung verwendet werden, und der Abstand zwischen den Fenstern kann nur wenige Millimeter betragen.Vakuum versucht auch, die Ausrüstung zum Absturz zu bringen, daher müssen diese VIG-Geräte so konstruiert sein, dass sie dieser Kraft standhalten.
Pilkingtons Spacia ist ein VIG-Gerät mit einer Dicke von nur 6 mm, weshalb das Unternehmen es als Option für Denkmalschutzprojekte ausgewählt hat.Laut Unternehmensliteratur bietet VIG „die thermische Leistung herkömmlicher Doppelverglasungen bei gleicher Dicke wie Doppelverglasungen“.Der U-Faktor von Spacia liegt zwischen 0,12 und 0,25 und der SHGC zwischen 0,46 und 0,66.
Das VIG-Gerät von Pilkington verfügt über eine äußere Glasplatte, die mit einer Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad beschichtet ist, und eine innere Glasplatte besteht aus transparentem Floatglas.Um zu verhindern, dass der 0,2-mm-Vakuumraum zusammenbricht, sind das Innenglas und das Außenglas durch einen 1⁄2-mm-Abstandshalter getrennt.Die Schutzhülle deckt die Löcher ab, die dem Gerät Luft entziehen, und bleibt während der gesamten Lebensdauer des Fensters an Ort und Stelle.
Zuverlässige und umfassende Beratung durch Fachleute mit dem Ziel, ein gesundes, komfortables und energieeffizientes Haus zu schaffen
Werden Sie Mitglied und Sie haben sofort Zugriff auf Tausende von Videos, Verwendungsmethoden, Werkzeugkommentaren und Designfunktionen.
Erhalten Sie vollständigen Zugriff auf die Website für Expertenratschläge, Betriebsvideos, Codeprüfungen usw. sowie gedruckte Zeitschriften.