הקדמה: מאז הצגת יחידת הזכוכית הבידודית (IGU), רכיבי החלונות מתפתחים בהתמדה כדי לשפר את הביצועים התרמיים של הבית.העורך המיוחד סקוט גיבסון (סקוט גיבסון) הציג את ההתקדמות של עיצוב IGU, מהמצאה ויישום של ציפויים בעלי פליטות נמוכה ועד לפיתוח חלונות זכוכית מלבד זיגוג כפול, סרטי השעיה וסוגים שונים של גזים מבודדים, וההבנה העתידית של טֶכנוֹלוֹגִיָה.
אנדרסן חלונות הציגה לוחות זכוכית מבודדים מרותכים בשנת 1952, וזה מאוד חשוב.צרכנים יכולים לקנות רכיבים המשלבים שתי חתיכות זכוכית ושכבת בידוד במוצר אחד.עבור אינספור בעלי בתים, משמעות השחרור המסחרית של אנדרסן הייתה קץ לעבודה המייגעת של חלונות מהומות.חשוב מכך, ב-70 השנים האחרונות, תחילת התעשייה שיפרה שוב ושוב את הביצועים התרמיים של חלונות.
חלון זכוכית בידוד רב-שכבתי (IGU) משלב ציפוי מתכת ורכיבים למילוי גז אינרטי כדי להפוך את הבית לנוח יותר ולהפחית את עלויות החימום והקירור.על ידי התאמת המאפיינים של ציפויים בעלי פליטה נמוכה (נמוכה-e) ויישום סלקטיבי שלהם, יצרני זכוכית יכולים להתאים אישית IGUs לצרכים ואקלים ספציפיים.אבל אפילו עם הצבע והגז הטובים ביותר, יצרני הזכוכית עדיין נאבקים קשה.
בהשוואה לקירות החיצוניים של בתים בעלי ביצועים גבוהים, הזכוכית הטובה ביותר תהפוך את המבודדים לנחותים.לדוגמה, הקיר בבית חסכוני באנרגיה מדורג ב-R-40, בעוד ש-U-factor של חלון בעל שלוש זכוכית איכותי עשוי להיות 0.15, שהוא שווה ערך רק ל-R-6.6.חוק שימור האנרגיה הבינלאומי משנת 2018 מחייב שגם באזורים הקרים ביותר במדינה, מקדם U המינימלי של חלונות הוא 0.32 בלבד, שהוא כ-R-3.
במקביל, העבודה על טכנולוגיות חדשות נמשכת, וטכנולוגיות חדשות אלו יכולות לאפשר שימוש נרחב יותר בחלונות טובים יותר.טכנולוגיות חדשניות כוללות עיצוב תלת שמשות עם שמשה מרכזית דקה במיוחד, יחידת סרט תלויה עם עד שמונה שכבות פנימיות, יחידת בידוד ואקום עם פוטנציאל בידוד מרכזי זכוכית העולה על R-19 ובידוד ואקום שהוא כמעט כמו דק כמו כוס יחידה.
למרות כל היתרונות של אנדרסן ריתוך זכוכית בידודית, יש לה כמה מגבלות.הצגת ציפויים בעלי פליטות נמוכה בשנת 1982 הייתה צעד גדול נוסף קדימה.סטיב אוריץ', מנהל התוכנית הלאומית לדירוג חלונות דירוג, אמר שהנוסחאות המדויקות של ציפויים אלה משתנים מיצרן ליצרן, אבל כולם שכבות דקות מיקרוסקופיות של מתכת המשקפות אנרגיית קרינה בחזרה למקורה.-בפנים או מחוץ לחלון.
ישנן שתי שיטות ציפוי, הנקראות ציפוי קשה וציפוי רך.יישומי ציפוי קשיח (הידוע גם בשם ציפוי פירוליטי) מתוארכים לסוף שנות ה-90 והם עדיין בשימוש.בייצור זכוכית, הציפוי מוחל על פני הזכוכית - אפויה בעצם פני השטח.אי אפשר לגרד.ציפוי רך (הנקרא גם ציפוי מקפיץ) משמש בתא שקיעת הוואקום.הם אינם חזקים כמו ציפויים קשיחים ואינם יכולים להיחשף לאוויר, ולכן היצרנים מורחים אותם רק על פני השטח המיועדים לאיטום.כאשר מורחים ציפוי בעל פליטה נמוכה על משטח הפונה לחדר, זה יהיה ציפוי קשיח.מעיל רך יעיל יותר בשליטה בחום השמש.מנהל השיווק הטכני של קרדינל גלס, ג'ים לארסן (ג'ים לארסן) אמר שמקדם הפליטה עשוי לרדת ל-0.015, מה שאומר שיותר מ-98% מאנרגיית הקרינה משתקפת.
למרות הקשיים המובנים ביישום שכבת מתכת אחידה בעובי של 2500 ננומטר בלבד, היצרנים הפכו מיומנים יותר ויותר במניפולציה של ציפויים בעלי פליטה נמוכה כדי לשלוט בכמות החום והאור העוברים דרך הזכוכית.לרסון אמר כי בציפוי רב-שכבתי בעל פליטה נמוכה, שכבת האנטי-השתקפות והכסף מגבילים את ספיגת חום השמש (אור אינפרא אדום) תוך שמירה על כמה שיותר אור נראה.
"אנחנו חוקרים את הפיזיקה של האור", אמר לרסון."אלה מסננים אופטיים מדויקים, והעובי של כל שכבה הוא קריטי לשמירה על איזון הצבע של הציפוי."
המרכיבים של ציפוי נמוך e הם רק גורם אחד.השני הוא המקום שבו הם מיושמים.ציפוי Low-e מחזיר אנרגיית קרינה למקורה.באופן זה, אם מצופה פני השטח החיצוני של הזכוכית, אנרגיית הקרינה מהשמש תשתקף חזרה החוצה ובכך תמזער את ספיגת החום בתוך החלונות ובתוך הבית.באופן דומה, הציפוי בעל הקרינה הנמוכה המוחל על הצד של יחידת ריבוי השמשות הפונה לחדר ישקף את אנרגיית הקרינה הנוצרת בתוך הבית בחזרה לחדר.בחורף, תכונה זו תעזור לבית לשמור על חום.
ציפויים מתקדמים עם פליטה נמוכה הפחיתו בהתמדה את גורם ה-U ב-IGU, מ-0.6 או 0.65 עבור הפאנל המקורי של אנדרסן ל-0.35 בתחילת שנות ה-80.רק בסוף שנות ה-80 התווסף ארגון הגז האינרטי, שסיפק כלי נוסף שיצרני זכוכית יכלו להשתמש בו והפחית את גורם ה-U לכ-0.3.הארגון כבד יותר מאוויר ויכול לעמוד טוב יותר בהסעה במרכז אטם החלון.לרסון אמר שגם המוליכות של ארגון נמוכה מזו של אוויר, מה שיכול להפחית את ההולכה ולהגביר את הביצועים התרמיים של מרכז הזכוכית בכ-20%.
בעזרתו, היצרן דוחף את החלון הכפול לפוטנציאל המרבי שלו.הוא מורכב משתי חלונות בגודל 1⁄8 אינץ'.זכוכית, חלל של 1⁄2 אינץ' מלא בגז ארגון וציפוי בעל פליטה נמוכה נוסף לצד חדר הזכוכית.גורם ה-U יורד לכ-0.25 ומטה.
החלון בעל זיגוג משולש הוא נקודת הקפיצה הבאה.רכיבים קונבנציונליים הם שלושה חלקים של 1⁄8 אינץ'.זכוכית ושני חללים של 1⁄2 אינץ', לכל חלל יש ציפוי בעל פליטה נמוכה.הגז הנוסף והיכולת להשתמש בציפויים בעלי פליטות נמוכה על משטחים נוספים משפרים מאוד את הביצועים.החיסרון הוא שחלונות בדרך כלל כבדים מדי עבור אבנטים תלויים כפולים שבדרך כלל מחליקים למעלה ולמטה.זכוכית כבדה ב-50% מזיגוג כפול ו-1-3⁄8 אינץ'.עבה.IGUs אלה אינם יכולים להתאים בטווח של 3⁄4 אינץ'.שקיות זכוכית עם מסגרות חלון סטנדרטיות.
המציאות המצערת הזו דוחפת את היצרנים לחלונות שמחליפים את שכבת הזכוכית הפנימית (חלונות סרט תלויים) ביריעות פולימר דקות.Southwall Technologies הפכה לנציגה של התעשייה עם סרט המראה החם שלה, המאפשרת לייצר זיגוג תלת שכבתי או אפילו ארבע שכבתי במשקל זהה ליחידת זיגוג כפול.עם זאת, קל ליחידת החלון לאטום נזילות מסביב לחלון הזכוכית, ובכך לאפשר לגז בידוד לברוח ולאפשר לחות לחדור פנימה.כשל איטום החלונות שנעשה על ידי Hurd הפך לסיוט שפורסם ברבים בתעשייה.עם זאת, סרט המראה החם שנמצא כעת בבעלות Eastman Chemical Company הוא עדיין אופציה מעשית בחלונות מרובי חלונות והוא עדיין בשימוש על ידי יצרנים כגון Alpen High Performance Products.
מנכ"ל אלפן, בראד בגין, אמר על הטרגדיה של הרד: "התעשייה כולה אכן נמצאת תחת עיגולים שחורים, מה שגורם ליצרנים מסוימים להתנתק מסרט ההשעיה"."התהליך לא כל כך קשה, אבל אם אתה לא עושה עבודה טובה או לא שמה לב לאיכות, כמו כל חלון, כל סוג של IG, אז אתה צפוי לסבול יותר מדי כישלון בטרם עת באתר .
כיום, סרט המראה החם מיוצר על ידי מיזם משותף בין דופונט וטייג'ין, ולאחר מכן נשלח לאיסטמן, שם מתקבל הציפוי בעל הפליטה הנמוכה בתא שקיעת האדים, ולאחר מכן נשלח ליצרן להמרה ל-IGU.בגין אומר שברגע שמרכיבים את שכבות הסרט והזכוכית, מכניסים אותם לתנור ואופים ב-205 מעלות צלזיוס למשך 45 דקות.הסרט מתכווץ ומתמתח סביב האטם בקצה היחידה, מה שהופך אותו כמעט בלתי נראה.
כל עוד הוא נשמר אטום, יחידת החלון לא אמורה להיות בעיה.למרות הספקות בנוגע לסרט המושעה IGU, בגין אמר שאלפן סיפק 13,000 יחידות לפרויקט בניו יורק בניו יורק לפני תשע שנים, אך לא קיבל דיווחים על כישלון.
עיצוב הזכוכית העדכני מאפשר ליצרנים גם להתחיל להשתמש ב-k, שהוא גז אינרטי בעל תכונות בידוד טובות יותר מארגון.לדברי ד"ר צ'רלי קורסיה, חוקר במעבדה הלאומית של לורנס ברקלי, הפער האופטימלי הוא 7 מ"מ (כ-1⁄4 אינץ'), שהם חצי מזה של ארגון.rypto אינו מתאים במיוחד עבור IGU 1⁄2 אינץ'.הרווח בין לוחות הזכוכית, אך מסתבר ששיטה זו שימושית מאוד בחלונות זכוכית בהם המרחק הפנימי בין לוחות הזכוכית או הסרט התלוי קטן ממרחק זה.
קנזינגטון (קנסינגטון) היא אחת החברות המוכרות חלונות סרטים תלויים.החברה מספקת יחידות מראות חמות במילוי k עם ערכי R של עד R-10 במרכז הזכוכית.עם זאת, אף חברה לא מקבלת באופן מלא טכנולוגיית ממברנה תלויה כמו LiteZone Glass Inc. מקנדה.LiteZoneGlass Inc. היא חברה שמוכרת IGU עם ערך מרכז זכוכית R של 19.6.איך זה?על ידי הפיכת עובי היחידה ל-7.6 אינץ'.
מנכ"ל החברה, גרג קלרהאן, אמר כי חלפו חמש שנים מאז הפיתוח של IGU, והוא הוכנס לייצור בנובמבר 2019. לדבריו, מטרות החברה הן שתיים: לייצר IGUs עם ערכי בידוד "גבוהים במיוחד", וכן להפוך אותם חזקים מספיק כדי לקיים את חיי הבניין.המעצב קיבל את הצורך ביחידות זכוכית עבות יותר כדי לשפר את הביצועים התרמיים של הקצוות הפגיעים של ה-IGU.
"עובי יחידת הזכוכית חיוני כדי לשפר את הביצועים התרמיים של החלון הכולל, להפוך את הטמפרטורה בתוך הזכוכית לאחידה יותר ואת העברת החום בכל המכלול (כולל הקצוות והמסגרת) לאחידה יותר."אמר.
עם זאת, ה-IGU העבה יותר מציג בעיות.היחידה העבה ביותר שמייצרת LiteZone כוללת שמונה סרטים תלויים בין שתי חתיכות זכוכית.אם כל החללים האלה יהיו אטומים, תהיה בעיית הפרשי לחץ, אז LiteZone תכננה את היחידה באמצעות מה שקלרהן מכנה "צינור איזון לחץ".זהו צינור אוורור קטן שיכול לאזן את לחץ האוויר בכל החדרים עם האוויר שמחוץ למכשיר.קלרהאן אמרה כי תא הייבוש המובנה בצינור מונע הצטברות אדי מים בתוך הציוד וניתן להשתמש בו ביעילות למשך 60 שנה לפחות.
החברה הוסיפה תכונה נוספת.במקום להשתמש בחום כדי לכווץ את הסרט בתוך המכשיר, הם תכננו אטם לקצה המכשיר ששומר על הסרט תלוי תחת פעולת קפיצים זעירים.קלרהאן אמרה שבגלל שהסרט לא מחומם, הלחץ קטן יותר.החלונות הראו גם הנחתה מצוינת של קול.
סרט תלוי הוא דרך להפחית את המשקל של IGUs מרובי חלוניות.Curcija תיאר מוצר נוסף בשם "Thin Triple", אשר משך תשומת לב נרחבת בתעשייה.הוא מורכב משכבת ​​זכוכית דקה במיוחד של 0.7 מ"מ עד 1.1 מ"מ (0.027 אינץ' ו-0.04 אינץ') בין שתי שכבות חיצוניות של זכוכית 3 מ"מ (0.118 אינץ').באמצעות k-filling, ניתן לארוז את המכשיר לתוך שקית זכוכית ברוחב 3⁄4 אינץ', זהה למכשיר מסורתי כפול.
Curcija אמר כי השלישייה הדקה רק החלה לתפוס מקום בארצות הברית, ונתח השוק שלה הוא כעת פחות מ-1%.כשהם הופקו לראשונה לפני יותר מעשור, התקנים אלה עמדו בפני מאבק מפרך על קבלת שוק בשל מחירי הייצור הגבוהים שלהם.רק קורנינג מייצרת את הזכוכית הדקה במיוחד שהעיצוב מסתמך עליה, במחיר של 8 עד 10 דולר למטר מרובע.בנוסף, המחיר של k יקר, בערך פי 100 ממחיר הארגון.
לדברי קורסיה, בחמש השנים האחרונות קרו שני דברים.ראשית, חברות זכוכית אחרות החלו לצוף זכוכית דקה בתהליך קונבנציונלי, שהיה לייצור זכוכית רגילה לחלון על מצע של פח מותך.זה יכול להוזיל את העלות לכ-50 סנט למטר מרובע, השווה לזכוכית רגילה.הזינוק בעניין בתאורת LED הביא לעלייה בייצור הקסנון, ומסתבר ש-k הוא תוצר לוואי של תהליך זה.המחיר הנוכחי הוא כרבע ממה שהיה פעם, והפרמיה הכוללת עבור טריפל תלת-שכבתי דק היא כ-2 דולר למטר מרובע של IGU קונבנציונלי בעל זיגוג כפול.
Curcija אמר: "עם מתלה שלוש קומות דק, אתה יכול להגדיל ל-R-10, כך שאם אתה מחשיב פרמיה של $2 למטר מרובע, זה מחיר טוב מאוד בהשוואה ל-R-4 במחיר סביר.קפיצה גדולה".לכן, Curcija מצפה שהעניין המסחרי של Mie IGU יגדל.אנדרסן השתמש בו עבור קו החידוש המסחרי של Windows.נראה שגם Ply Gem, יצרנית החלונות הגדולה בארצות הברית, מתעניינת.אפילו Alpen ממשיכה לקדם את היתרונות של חלונות סרט תלויים וגילתה את היתרונות הפוטנציאליים של מכשירי סרט משולש.
מארק מונטגומרי, סגן נשיא בכיר לשיווק חלונות בארה"ב ב-Ply Gem, אמר שהחברה מייצרת כיום מוצרים 1 ב-1.ושלישיות 7⁄8 אינץ'."אנחנו מתנסים עם 3⁄4-in.הוא כתב במייל."אבל (אנחנו) יכולים כרגע להשיג רמות גבוהות יותר של ביצועים.”
אל תחפש המרת אצווה לשלשות דקות מיד.אבל בגין אמר ששכבת מרכז הזכוכית הדקה קלה יותר לעיבוד מאשר הסרט התלוי, יש לה פוטנציאל להאיץ את הייצור, ומאפשרת שימוש באטמי קצה חמים כדי להחליף את אטמי הנירוסטה החזקים יותר הנדרשים על ידי IGUs סרטים תלויים מסוימים.
הנקודה האחרונה היא קריטית.הסרט התלוי שמתכווץ בתנור יפעיל מתח ניכר על האטם ההיקפי, שישבור את האיטום, אך אין צורך למתוח את הזכוכית הדקה, ובכך להפחית את הבעיה.
Curcija אמר: "בניתוח הסופי, שתי הטכנולוגיות מספקות את אותם הדברים, אבל מבחינת עמידות ואיכות, זכוכית עדיפה על סרט."
עם זאת, הגיליון התלת-שכבתי שצייר לארסן אינו כל כך אופטימי.קרדינלים מייצרים חלק מה-IGUs הללו, אך העלות שלהם היא בערך פי שניים מזו של זכוכית שלוש באחד מסורתית, ולזכוכית הדקה במיוחד במרכז המודול יש שיעור שבירה גבוה.זה אילץ את הקרדינל להשתמש בשכבה מרכזית של 1.6 מ"מ במקום זאת.
"הקונספט של הזכוכית הדקה הזו הוא חצי מהכוח", אמר לארסן."האם תקנה זכוכית חצי חוזק ותצפה להשתמש בה באותו גודל כמו זכוכית חוזק כפול?לא. רק ששיעור השבירה שלנו גבוה בהרבה".
הוא הוסיף כי שלישיות הרזיה מתמודדות גם עם מכשולים אחרים.סיבה גדולה היא שהזכוכית הדקה דקה מכדי להיות מחוסמת, שזה טיפול בחום להגברת החוזק.זכוכית מחוסמת היא חלק חשוב מהשוק, ומהווה 40% מסך מכירות ה-IGU של קרדינל.
לבסוף, יש את הבעיה של מילוי גז ריפטו.לרסון אמר כי הערכות העלויות של לורנס ברקלי לאבס נמוכות מדי, והתעשייה עשתה עבודה גרועה לספק מספיק גז טבעי עבור IGU.כדי להיות יעיל, יש למלא 90% מהחלל הפנימי האטום בגז, אך הנוהג המקובל בתעשייה מתמקד במהירות הייצור ולא בתוצאות בפועל, ושיעור מילוי הגז במוצרים בשוק עשוי להיות נמוך עד 20%.
"יש בזה הרבה עניין", אמר לרסון על שלישיית הירידה במשקל."מה קורה אם אתה מקבל רק רמת מילוי של 20% בחלונות האלה?זו לא זכוכית R-8, אלא זכוכית R-4.זה אותו דבר כמו בעת שימוש בחלונית נמוכה e.יש לך את כל מה שלא קיבלתי."
גם ארגון וגם גז k הם מבודדים טובים יותר מאוויר, אבל שום גז מילוי (וואקום) לא ישפר מאוד את היעילות התרמית, ופוטנציאל ערך R הוא בין 10 ל-14 (מקדם U מ-0.1 ל-0.07).Curcija אמר שהעובי של היחידה הוא דק כמו זכוכית עם זכוכית אחת.
יצרנית יפנית בשם Nippon Sheet Glass (NSG) כבר מייצרת מכשירי זכוכית בידודית ואקום (VIG).לפי Curcija, גם יצרנים סיניים ו-Guardian Glass מארצות הברית החלו לייצר מכשירי R-10 VIG.(ניסינו ליצור קשר עם ה-Guardian אך לא קיבלנו תשובה.)
יש אתגרים טכניים.ראשית, ליבה שפונתה לחלוטין מושכת את שתי שכבות הזכוכית החיצוניות זו לזו.כדי למנוע זאת, החדיר היצרן מרווחים זעירים בין הזכוכית למניעת קריסת השכבות.עמודים זעירים אלו מופרדים זה מזה במרחק של 1 אינץ' עד 2 אינץ', ויוצרים רווח של כ-50 מיקרון.אם אתה מסתכל היטב, אתה יכול לראות שהם מטריצה ​​חלשה.
היצרנים גם נאבקים כיצד ליצור אטם קצה אמין לחלוטין.אם זה נכשל, שאיבת האבק נכשלת, והחלון הוא בעצם זבל.Curcija אומר שניתן לאטום את המכשירים הללו סביב הקצוות עם זכוכית מותכת במקום סרט או דבק על IGUs מתנפחים.החוכמה היא לפתח תרכובת רכה מספיק כדי להמיס בטמפרטורה שלא תפגע בציפוי ה-E הנמוך על הזכוכית.מכיוון שהעברת החום של המכשיר כולו מוגבלת לעמוד המפריד בין שתי לוחות הזכוכית, ערך ה-R המקסימלי צריך להיות 20.
Curcija אמר כי הציוד לייצור מכשיר ה-VIG יקר והתהליך אינו מהיר כמו ייצור זכוכית רגילה.למרות היתרונות הפוטנציאליים של טכנולוגיות חדשות כאלה, ההתנגדות הבסיסית של תעשיית הבנייה לאנרגיה ולחוקי בנייה מחמירים יותר תאט את ההתקדמות.
לרסון אמר שמבחינת U-factor, מכשירי VIG עשויים להיות משנים משחק, אבל בעיה אחת שיצרני החלונות חייבים להתגבר עליה היא איבוד חום בקצה החלון.זה יהיה שיפור אם ניתן היה להטמיע את VIG במסגרת חזקה יותר עם ביצועים תרמיים טובים יותר, אבל הם לעולם לא יחליפו את התקן Low-e המתנפח עם חלוניות כפולות בתעשייה.
קייל חרב, מנהל הפיתוח העסקי של פילקינגטון בצפון אמריקה, אמר כי כחברה בת של NSG, פילקינגטון ייצרה סדרה של יחידות VIG בשם Spacia, אשר שימשו ביישומי מגורים ומסחר בארצות הברית.המכשיר מגיע במגוון תצורות, כולל מכשירים בעובי של 1⁄4 אינץ' בלבד.הם מורכבים משכבה חיצונית של זכוכית נמוכה, מרווח ואקום של 0.2 מ"מ ושכבה פנימית של זכוכית צפה שקופה.מרווח בקוטר 0.5 מ"מ מפריד בין שתי חלקי הזכוכית.העובי של גרסת ה-Super Spacia הוא 10.2 מ"מ (כ-0.40 אינץ'), ומקדם U של מרכז הזכוכית הוא 0.11 (R-9).
חרב כתבה באימייל: "רוב המכירות של מחלקת ה-VIG שלנו נכנסו לבניינים קיימים"."רובם מיועדים לשימוש מסחרי, אבל סיימנו גם מגוון מבני מגורים.מוצר זה ניתן לרכוש מהשוק ולהזמין בגדלים מותאמים אישית”.חרב סיפרה כי חברה בשם Heirloom Windows משתמשת ביחידות ואקום בחלונות שלה, שנועדו להיראות כמו חלונות מקוריים במבנים היסטוריים."דיברתי עם חברות חלונות רבות למגורים שיכולות להשתמש במוצרים שלנו", כתב חרב."עם זאת, ה-IGU המשמש כיום את רוב חברות החלונות למגורים הוא בעובי של כ-1 אינץ', כך שעיצוב החלונות ויציקת האקסטרוזיה שלו יכולים להכיל חלונות עבים יותר."
Sword אמר כי העלות של VIG היא בערך $14 עד $15 לכל רגל מרובע, לעומת $8 עד $10 לכל רגל מרובע עבור IGU סטנדרטי בעובי 1 אינץ'.
אפשרות נוספת היא להשתמש באווירג'ל לייצור חלונות.Aerogel הוא חומר שהומצא בשנת 1931. הוא מיוצר על ידי מיצוי נוזל לתוך הג'ל והחלפתו בגז.התוצאה היא מוצק כמעט חסר משקל עם ערך R גבוה מאוד.לארסן אמר כי סיכויי היישום שלה על זכוכית הם רחבים, עם פוטנציאל לביצועים תרמיים טובים יותר מאשר IGU תלת שכבתי או ואקום.הבעיה היא האיכות האופטית שלו-הוא לא לגמרי שקוף.
טכנולוגיות מבטיחות יותר עומדות להופיע, אבל לכולן יש אבן נגף: עלויות גבוהות יותר.ללא תקנות אנרגיה מחמירות הדורשות ביצועים טובים יותר, טכנולוגיות מסוימות לא יהיו זמינות זמנית.מונטגומרי אמר: "עבדנו בשיתוף פעולה הדוק עם חברות רבות המאמצות טכנולוגיית זכוכית חדשה,"-"צבעים, ציפויים תרמיים/אופטיים/חשמליים ו[זכוכית בידוד ואקום].אמנם כל אלה משפרים את הביצועים של החלון, אבל מבנה העלויות הנוכחי יגביל את האימוץ בשוק המגורים".
הביצועים התרמיים של ה-IGU שונים מהביצועים התרמיים של החלון כולו.מאמר זה מתמקד ב-IGU, אך בדרך כלל כאשר משווים את רמות הביצועים של חלונות, במיוחד על המדבקות של המועצה הלאומית לדירוג מסגרות חלונות ואתר היצרן, תמצא דירוג "חלון שלם", המתחשב ב-IGU ובחלון ביצועי מסגרת.בתור יחידה.הביצועים של החלון כולו תמיד נמוכים מדרגת מרכז הזכוכית של IGU.כדי להבין את הביצועים ואת החלון המלא של IGU, עליך להבין את שלושת המונחים הבאים:
גורם U מודד את קצב העברת החום דרך החומר.גורם U הוא ההדדיות של ערך R.כדי לקבל את ערך R המקביל, חלקו את גורם U ב-1. גורם U נמוך יותר פירושו התנגדות גבוהה יותר לזרימת חום וביצועים תרמיים טובים יותר.תמיד רצוי שיהיה מקדם U נמוך.
מקדם חום השמש (SHGC) עובר דרך חלק קרינת השמש של הזכוכית.SHGC הוא מספר בין 0 (ללא שידור) ל-1 (שידור בלתי מוגבל).מומלץ להשתמש בחלונות SHGC נמוכים באזורים חמים יותר ושטופי שמש בארץ כדי להוציא חום מהבית ולהוזיל עלויות הקירור.
העברת האור הנראה (VT) גם שיעור האור הנראה העובר דרך הזכוכית הוא מספר בין 0 ל-1. ככל שהמספר גדול יותר, העברת האור גבוהה יותר.רמה זו בדרך כלל נמוכה באופן מפתיע, אך הסיבה לכך היא שכל מפלס החלון כולל את המסגרת.
כאשר השמש זורחת דרך החלון, האור יחמם את פני השטח בתוך הבית, והטמפרטורה הפנימית תעלה.זה היה דבר טוב בחורף קר במיין.ביום קיץ חם בטקסס, אין כל כך הרבה.חלונות מקדם חום סולארי נמוך (SHGC) עוזרים למזער את העברת החום דרך ה-IGU.אחת הדרכים של יצרנים לייצר SHGC נמוך היא להשתמש בציפויים בעלי פליטה נמוכה.ציפוי מתכת שקוף אלו נועדו לחסום קרניים אולטרה סגולות, לאפשר לאור גלוי לעבור ולשלוט בקרני אינפרא אדום כדי שיתאימו לבית ולאקלים שלו.זו לא רק שאלה של שימוש בסוג הנכון של ציפוי בעל פליטה נמוכה, אלא גם מיקום היישום שלו.למרות שאין מידע על תקני היישום עבור ציפויים בעלי פליטות נמוכה, והתקנים שונים בין יצרנים וסוגי ציפוי, להלן דוגמאות נפוצות.
הדרך הטובה ביותר למזער את חום השמש שנצבר דרך חלונות היא לכסות אותם עם כיסויים והתקני הצללה אחרים.באקלים חם, מומלץ גם לבחור חלונות SHGC נמוכים יותר עם ציפויים בעלי פליטה נמוכה.לחלונות לאקלים קריר יש בדרך כלל ציפוי בעל פליטה נמוכה על פני השטח הפנימיים של הזכוכית החיצונית - שני משטחים בחלון כפול, שניים וארבעה משטחים בחלון בעל שלוש זכוכית.
אם הבית שלך ממוקם באזור קר יותר של הארץ ואתה רוצה לספק קצת חימום חורף באמצעות קצירת חום שמש פסיבי, אתה רוצה להשתמש בציפוי בעל פליטה נמוכה על המשטח החיצוני של החלון הפנימי (משטח השכבה השלישית). , ולהציג שלושה וחמישה משטחים על חלון בעל שלוש חלונות).בחירה בחלון מצופה במיקום זה לא רק תקבל יותר חום שמש, אלא שהחלון גם יסייע במניעת חום קורן מתוך הבית.
יש פי שניים יותר גז בידוד.ל-IGU הכפולה הסטנדרטית יש שתי חלוניות בגודל 1⁄8 אינץ'.זכוכית, במילוי ארגון 1⁄2 אינץ'.מרחב אוויר וציפוי בעל פליטה נמוכה על משטח אחד לפחות.על מנת לשפר את ביצועי הזכוכית הכפולה הוסיפה היצרנית פיסת זכוכית נוספת, שיצרה חלל נוסף לגז הבידוד.החלון הסטנדרטי בעל שלושת השמשות כולל שלושה חלונות בגודל 1⁄8 אינץ'.זכוכית, חללים מלאי גז בגודל 2 1⁄2 אינץ' וציפוי E נמוך בכל חלל.אלו הן שלוש דוגמאות לחלונות עם שלושה חלונות מיצרנים מקומיים.U factor ו-SHGC הם הרמות של החלון כולו.
חלון ה-ecoSmart של Great Lakes Window (Ply Gem Company) מכיל בידוד קצף פוליאוריטן במסגרת PVC.ניתן להזמין חלונות עם זכוכית כפולה או משולשת וגז ארגון או K.אפשרויות אחרות כוללות ציפויים בעלי פליטה נמוכה וציפוי סרט דק הנקרא Easy-Clean.גורם ה-U נע בין 0.14 ל-0.20, וה-SHGC נע בין 0.14 ל-0.25.
Sierra Pacific Windows היא חברה משולבת אנכית.לדברי החברה, החלק החיצוני של אלומיניום שחול מכוסה במבנה עץ של אורן פונדרוזה או אורן דאגלס, שמקורו ביוזמת ייעור בת קיימא משלה.ליחידת האספן המוצגת כאן יש כנפי חלונות בעובי 2-1⁄4 אינץ' ותומכת ב-IGU תלת-שכבתי בעובי 1-3⁄8 אינץ'.ערך U נע בין 0.13 ל-0.18, ו-SHGC נע בין 0.16 ל-0.36.
לחלון ה- Ultimate Double Hung G2 של מרטין יש קיר חיצוני מופלט מאלומיניום ופנים מעץ אורן לא גמור.הגימור החיצוני של החלון הוא ציפוי פלואורפולימר PVDF בעל ביצועים גבוהים, המוצג כאן בכחול Cascade.אבנט החלון בעל זיגוג משולש מלא בארגון או באוויר, ומקדם ה-U שלו נמוך עד 0.25, וטווח ה-SHGC הוא בין 0.25 ל-0.28.
אם לחלון שלושת החלון יש חסרון, זה משקל ה-IGU.חלק מהיצרנים גרמו לחלונות תלויים כפולים לשלושה חלונות לעבוד, אך לעתים קרובות יותר, IGUs עם שלוש חלונות מוגבלים לפעולות קבועות, פתיחת צד והטיה/סיבוב חלונות.סרט מושעה הוא אחת השיטות המשמשות את היצרנים לייצור IGU עם ביצועי זכוכית תלת-שכבתית עם משקל קל יותר.
הפוך את השלישייה לקלה לניהול.Alpen מציעה IGU סרט מראה חם, אשר מוגדר עם שני תאים מלאי גז עם מקדם 0.16 U ו-0.24 עד 0.51 SHGC, ומבנה עם ארבעה תאים מלאי גז, בעל מקדם 0.05 U, טווח מ-SHGC הוא 0.22 עד 0.38.שימוש בסרטים דקים במקום זכוכית אחרת יכול להפחית משקל ונפח.
בשובר את הגבול, LiteZone Glass גורם לעובי ה-IGU להגיע ל-7-1⁄2 אינץ', ויכול לתלות עד שמונה שכבות של סרט.לא תמצאו זכוכיות מסוג זה בחלונות סטנדרטיים תלויים כפולים, אך בחלונות קבועים, העובי הנוסף יגדיל את ערך ה-R במרכז הזכוכית ל-19.6.החלל בין שכבות הסרט מלא באוויר ומחובר לצינור השוואת לחץ.
ניתן למצוא את פרופיל ה-IGU הדק ביותר ביחידת VIG או יחידת זכוכית מבודדת ואקום.השפעת הבידוד של ואקום על IGU טובה יותר מזו של אוויר או שני סוגים של גזים המשמשים בדרך כלל לבידוד, והמרווח בין החלונות יכול להיות קטן עד כמה מילימטרים.ואקום גם מנסה לקרוס את הציוד, ולכן ציוד VIG זה חייב להיות מתוכנן כך שיעמוד בפני כוח זה.
ה-Spacia של Pilkington הוא מכשיר VIG בעובי של 6 מ"מ בלבד, ולכן החברה בחרה בו כאופציה לפרויקטי שימור היסטוריים.על פי ספרות החברה, VIG מספקת "ביצועים תרמיים של זיגוג כפול מסורתי באותו עובי כמו זיגוג כפול".גורם U של Spacia נע בין 0.12 ל-0.25, ו-SHGC נע בין 0.46 ל-0.66.
למכשיר VIG של פילקינגטון פלטת זכוכית חיצונית מצופה בציפוי בעל פליטה נמוכה, וצלחת זכוכית פנימית היא זכוכית צפה שקופה.על מנת למנוע קריסת חלל הוואקום של 0.2 מ"מ, הזכוכית הפנימית והזכוכית החיצונית מופרדות על ידי מרווח 1⁄2 מ"מ.כיסוי המגן מכסה את החורים השואבים אוויר מהמכשיר ונשאר במקומו למשך כל חיי החלון.
הדרכה אמינה ומקיפה הניתנת על ידי אנשי מקצוע שמטרתה ליצור בית בריא, נוח וחסכוני באנרגיה
הפוך לחבר, תוכל לגשת מיד לאלפי סרטונים, שיטות שימוש, הערות לכלי ותכונות עיצוב.
קבל גישה מלאה לאתר לייעוץ מומחה, סרטוני הפעלה, בדיקות קוד וכו', כמו גם מגזינים מודפסים.