Lastniki domov obožujejo okna - svetlobo, ki jo prinašajo, poglede, ki jih uokvirjajo, občutek, ki ga dajejo domov. Energetski strokovnjaki sovražijo okna - toploto, ki jo prinesejo, toploto, ki jo odvajajo, dodatno porabo energije, ki jo povzročajo. Tekma teče po razvoju tehnologije, ki bo lastnikom stanovanj omogočila, da bodo okna postavili kamor koli želijo, ne da bi se bali nenadnega povečanja stroškov energije.
Premazi z nizko emisijo
Okna so se v preteklih letih še naprej izboljševala, najprej z izoliranimi steklenimi enotami, ki so zagotavljale varovalni pas med dvema steklenima ploščama, da bi zmanjšale toplotne izgube, ki jih eno hladilne enote povzročajo v hladnem vremenu. Izboljšave so se nadaljevale s pojavom premazov z nizko ali nizko emisijsko vrednostjo. Te mikrotanke kovinske prevleke odbijajo toploto in jo vračajo nazaj, od koder prihaja. Premazi z nizko emisijo znatno izboljšajo toplotno kakovost izoliranih steklenih enot, tako da domovi pozimi ostanejo toplejši, poleti pa hladnejši. Če med te prevlečene steklene plošče dodamo polnjenje plina iz argona ali kriptona, se izolacijske lastnosti okenske enote povečajo.
Na vrhu dosegljive okenske tehnologije so spektralno selektivni premazi. Premazi se nanesejo na steklena stekla, da zmanjšajo pridobivanje toplote, tako da izbranim žarkom preprečijo vstop v dom. Ta izboljšava stekla s premazom z nizko emisijo pripomore k nadaljnjemu zmanjšanju toplotne izgube od znotraj in pridobivanja toplote od zunaj. Služi tudi za zaščito pohištva in tkanin znotraj pred beljenjem pred soncem. S plinsko napolnjenim, spektralno selektivno prevlečenim steklom v dobro izdelani izolirani stekleni enoti se lahko vrednost R okna približa vrednosti dobro izolirane stene. Kljub temu, da ne narišemo senčil ali senčil, utripajoče sonce izzove vsa okna in povzroči sončno povečanje toplote, ki lahko ogrozi vsak energetski proračun.
Tehnologija novega okna
Podjetja zdaj raziskujejo tehnologije, ki bodo omogočile vstop maksimalno vidne svetlobe v dom in hkrati blokirale žarke, ki povzročajo nabiranje toplote v domu. Vstopite v preklopna okna, ki se s pritiskom stikala odzovejo, da potemnijo, posvetlijo ali skoraj popolnoma preprečijo vstop sonca v bivalni prostor. Obstaja že tehnologija, ki v domove prinaša preklopno steklo za zaščito zasebnosti (SPG), vendar ta okna ne preprečujejo povečanja toplote ali prodiranja ultravijolične (UV) svetlobe. SPG se ob preklopu spremeni iz prozorne v mlečno belo, kar omogoča svetlobi vstop v notranji prostor, medtem ko je pogled od zunaj blokiran. Marvin Windows je to tehnologijo prinesel na stanovanjski trg, vendar jo je bil zaradi težav s kakovostjo prisiljen opustiti.
Nagrada bo odkrivanje preklopnega zatemnjenega okna, ki se na absorpcijo žarkov odziva na pridobivanje svetlobe in toplote, hkrati pa omogoča prodiranje svetlobe. Edina težava je, da mora vsaka takšna tehnologija odpraviti številne ovire, preden pride na trg. Številna podjetja tekmujejo v razvoju elektrokromne ali kemične rešitve oken, ki lahko s pritiskom stikala ali s samodejnim senzorjem zatemni in osvetli okna.
Izdelava boljšega okna
Ključni kamen spotike so trojni: trajnost, toplotna stabilnost in zanesljivost preklopa. Podjetje Gentex Corporation, Zeeland, Mich., Znano po elektrokromnih avtomobilskih ogledalih, ki samodejno potemnijo in posvetlijo, da odstranijo bleščanje, je na lastnih testih na elektrokromnih oknih.
"Povečali smo trajnost, precej pomembne," pravi Tom Guar, podpredsednik kemijskih raziskav za Gentex. Kljub temu mora biti cilj izdelati okno, ki lahko stoji 20 let. "Ko pomislite, je precej težko okolje," pravi Guar o stresu, ki ga mora prenašati okno, namenjeno absorbiranju toplote. "Če pomislite, da vaša steklena plošča absorbira velike količine svetlobe in toplote, se bo zelo segrela, morda celo počila steklo," pravi.
Če k temu dodamo še dovzetnost za prodiranje vode, ki je težava za vse izolirane steklene enote (IGU), in prodiranje kisika, je treba še veliko premagati. Marvin se je trudil, da bi se film prijel na steklo, pečat pa bi ostal nemoten. Vsak prihodnji izdelek bo moral obravnavati ista vprašanja.
Proizvajalci SageGlass, Sage Electrochromics, Faribault, Minn., So razvili tehnologijo elektrokromnih oken, ki je Ministrstvo za energetiko opravilo vse štiri ravni testiranja. Elektrokromne prevleke so podobne premazom z nizko emisijo, saj so sestavljene iz vrste anorganskih slojev, nanesenih na steklo. Skladiščna plast zadržuje litij za napajanje prehoda, medtem ko se elektrokromna plast spreminja iz prozorne, v barvno, v temno. Celotno reakcijo sproži elektronski signal, ki ga prejme stikalo. Sage si zdaj prizadeva sodelovati s proizvajalci stekla in oken, da bi ustvaril izdelek, ki bo potrošnikom na voljo za domačo uporabo.
Prilagoditev učinkovitosti oken
"Mislim, da je njihova tehnologija zelo dobra," prizna Guar. Kljub temu bo, kot vidi, ključno izdelati okno, ki bo dostopno, zanesljivo in trajno. Proizvodne posledice so velike, pravi. "Ravnanje z velikimi listi stekla je nepomembno," pravi Guar. Še bolj težko je prekriti to steklo s kemičnim filmom. "To ni lahko doseči," pravi Guar. Kljub temu bi pravilno partnerstvo steklo dalo na voljo okenskim podjetjem, ki menijo, da bi lahko zagotovili zanesljiv pečat za to tehnologijo. Dejstvo, da Sage sodeluje s podjetjem Honeywell za zagotavljanje preklopne sposobnosti, daje velik zagon njihovemu izdelku.
Seveda obstajajo tehnologije, ki uporabljajo napredne kemijske rešitve za reševanje energetske učinkovitosti. Heat Mirror podjetja Southwall Technologies iz Palo Alta v Kaliforniji je odličen izdelek, ki je bil razvit za zaščito stekla pred toplotnimi izgubami in povečanjem toplote. Okna Heat Mirror imajo izolacijsko odsevno pregrado, ki je obešena med steklenimi ploščami. Je spektralno selektiven in omogoča vstop vidne svetlobe, medtem ko blokira bližnje infrardeče žarke, ki povzročajo nabiranje toplote. Deluje kot tretja plast izolacije in močno poveča R-vrednost sten z okni. Čeprav je vrednost R pri oknih Heat Mirror izjemna, so stroški izolacijskih oken tega kalibra zelo visoki. In jih ni mogoče preklopiti.
Večina strokovnjakov se strinja, da je ključ do zmage na dirki z okni z visokim izkoristkom razvoj cenovno dostopne tehnologije, ki jo je mogoče množično proizvajati in trajati v življenjski dobi standardne garancije za okna.
Za potrošnike lahko elektrokromna tehnologija revolucionira postavitev oken in zasnovo stanovanj, tako da oblikovalcem omogoča, da okna postavijo na fasade, obrnjene proti zahodu, ne da bi zdržali neverjetno breme, ki ga zahodno sonce postavlja na klimatski sistem. To lahko pomeni tudi oblikovanje za čudovito jutranje sonce, ki se mu toliko domov trenutno izogiba. Še bolje, ker je ta tehnologija nadzorovana z napravo, jo je mogoče celo programirati za samodejno zatemnitev ali posvetlitev, tako da je mogoče učinkovito nadzorovati podnebje v zaprtih prostorih, tudi če lastnika stanovanja ni.