أبواب وشبابيك

بناء نافذة أكثر ذكاء وأكثر كفاءة


أصحاب المنازل يحبون النوافذ - الضوء الذي يجلبونه ، والآراء التي يضعونها ، والشعور الذي يعطونه للمنازل. يكره خبراء الطاقة النوافذ - الحرارة التي يجلبونها ، والحرارة التي يستنزفونها ، واستهلاك الطاقة المضافة الذي يسببونه. يواصل السباق تطوير التكنولوجيا التي ستتيح لأصحاب المنازل وضع النوافذ أينما يريدون دون خوف من ارتفاع تكاليف الطاقة.

عوازل منخفضة ه
استمرت النوافذ في التحسن على مر السنين ، أولاً من خلال وحدات زجاجية معزولة وفرت منطقة عازلة من الهواء بين لوحين من الزجاج لتقليل فقد الحرارة التي تحدثها وحدات الجزء الأحادي خلال الطقس البارد. استمرت التحسينات مع ظهور الطلاء منخفض الانبعاث أو المنخفض. تعكس هذه الطلاءات المعدنية الدقيقة درجة الحرارة ، وتعيدها من حيث أتت. تحسن الطلاء المنخفض الجودة الحرارية للوحدات الزجاجية المعزولة بشكل كبير ، مما يساعد المنازل على البقاء أكثر دفئًا في الشتاء وبرودة في فصل الصيف. تضيف إضافة غاز الأرجون أو غاز الكريبتون بين هذه الأجزاء المطلية إلى خصائص العزل لوحدة النافذة.

في نهاية عالية التكنولوجيا المتاحة نافذة الطلاء انتقائي طيف. يتم تطبيق الطلاء على ألواح الزجاج لتقليل اكتساب الحرارة عن طريق منع الأشعة المحددة من دخول المنزل. يساعد هذا التحسين على الزجاج منخفض الطلاء على تقليل فقدان الحرارة من الداخل وزيادة الحرارة من الخارج. كما أنه يعمل على حماية الأثاث والأقمشة من تبييض أشعة الشمس. بفضل الزجاج المطلي المليء بالغاز والانتقائي الطيفي في وحدة زجاج معزولة جيدة الإنشاء ، يمكن لقيمة R للنافذة أن تقترب من جدار معزول جيدًا. ومع ذلك ، فبغض النظر عن رسم الظلال أو المظلات ، فإن الضرب بالشمس يتحدى جميع النوافذ ويسبب اكتساب الحرارة الشمسية الذي يمكن أن يؤثر على أي ميزانية للطاقة.

نافذة جديدة التكنولوجيا
تقوم الشركات الآن بالبحث في التقنيات التي ستسمح بدخول أقصى قدر من الضوء المرئي إلى المنزل مع حجب الأشعة التي تسبب تراكم الحرارة داخل المنزل. أدخل النوافذ القابلة للتحويل والتي تستجيب بنقرة من المفتاح لتغميق أو تضييق أو تمنع تمامًا أشعة الشمس من الدخول إلى مكان المعيشة. توجد بالفعل تقنية لإحضار زجاج الخصوصية القابل للتحويل (SPG) إلى المنازل ، لكن هذه النوافذ لا تمنع الكسب الحراري أو اختراق الضوء فوق البنفسجي. يتغير SPG من اللون الأبيض إلى اللون الباهت عند التبديل ، مما يسمح للضوء بدخول المساحة الداخلية بينما يتم حظر العرض من الخارج. جلبت Marvin Windows هذه التكنولوجيا إلى السوق السكنية ، لكنها اضطرت للتخلي عنها بسبب مشاكل الجودة.

ستكون الجائزة هي اكتشاف نافذة ملون قابلة للتحويل تستجيب للضوء وكسب الحرارة عن طريق امتصاص الأشعة مع السماح للضوء بالاختراق. المشكلة الوحيدة هي أن أي تقنية من هذا القبيل يجب أن تزيل عددًا من العقبات قبل الوصول إلى السوق. العديد من الشركات في منافسة لتطوير حل نافذة كهروميكانيكية أو كيميائية يمكنها تغميق وتفتيح النوافذ بنقرة المفتاح أو بواسطة جهاز استشعار تلقائي.

بناء نافذة أفضل
كتل التعثر الرئيسية هي ثلاثة أضعاف: المتانة ، الاستقرار الحراري ، والموثوقية فيما يتعلق بالتبديل. تخضع Gentex Corporation ، وهي شركة Zeeland بولاية ميشيغان ، والمعروفة بمرايا السيارات الكهروميكانيكية الخاصة بها والتي تغميق وتخفف تلقائيًا للتخلص من الوهج ، لاختباراتها الخاصة بالنوافذ الكهروميكانيكية.

يقول توم غوار ، نائب رئيس الأبحاث الكيميائية في جينتكس: "لقد حققنا زيادة في المتانة ، وأخرى مهمة إلى حد ما". ومع ذلك ، يجب أن يكون الهدف هو إنتاج نافذة يمكنها الوقوف لمدة 20 عامًا. يقول جوار: "عندما تفكر في الأمر ، إنها بيئة صعبة للغاية" ، يقول عن الضغوط التي يجب أن تحملها نافذة مصممة لامتصاص الحرارة. يقول: "إذا كنت تفكر في الجزء الزجاجي الذي يمتص كميات كبيرة من الضوء والحرارة ، فسيصبح الجو حارًا جدًا ، بل وربما يكسر الزجاج".

أضف إلى ذلك قابلية اختراق المياه ، وهي مشكلة لجميع الوحدات الزجاجية المعزولة (IGUs) ، واختراق الأكسجين ، وهناك الكثير مما يجب التغلب عليه. كافح مارفن مع التأكد من أن الفيلم تمسك بالزجاج وظل الختم بدون إزعاج. سوف يحتاج أي منتج في المستقبل إلى معالجة نفس المشكلات.

طورت Sage Electrochromics ، شركة Faribault ، في مينيسوتا ، صانعة SageGlass ، تقنية النوافذ الكهروميكانيكية التي اجتازت جميع المستويات الأربعة للاختبار بواسطة وزارة الطاقة. تشبه الطلاء الكهرومغناطيسي الطلاء المنخفض بدرجة كبيرة من حيث أنها تتكون من سلسلة من الطبقات غير العضوية المطبقة على الزجاج. تحتفظ طبقة التخزين بالليثيوم لتشغيل الطاقة أثناء تغير الطبقة الكهروكيميائية من الصافية إلى الملونة. يتم ضبط رد الفعل بالكامل بواسطة إشارة إلكترونية مستلمة من مفتاح. تسعى Sage الآن إلى المشاركة مع شركات تصنيع الزجاج والنوافذ لإنشاء منتج سيكون متاحًا للمستهلكين للاستخدام المنزلي.

جعل كفاءة نافذة بأسعار معقولة
"أعتقد أن تقنيتهم ​​جيدة للغاية" ، يعترف غوار. لا يزال ، كما يراه ، المفتاح هو إنتاج نافذة بأسعار معقولة وموثوقة ودائمة. ويقول إن تداعيات التصنيع ضخمة. يقول غوار: "التعامل مع صفائح كبيرة من الزجاج أمر غير تافه". تغطية هذا الزجاج مع فيلم كيميائي هو أصعب. يقول غوار: "ليس بالأمر السهل إنجازه". ومع ذلك ، فإن الشراكة الصحيحة ستجعل الزجاج متاحًا لشركات النوافذ التي تشعر أنها قد توفر ختمًا يعتمد عليه لهذه التقنية. إن قيام Sage بالشراكة مع هانيويل لتوفير قدرة التبديل يعطي دفعة قوية لمنتجهم.

منحت ، هناك التقنيات المتاحة التي تستخدم الحلول الكيميائية المتقدمة لمعالجة كفاءة الطاقة. تعتبر Heat Mirror ، من شركة Southwall Technologies في بالو ألتو ، كاليفورنيا ، منتجًا ممتازًا تم تطويره لعزل الزجاج من فقدان الحرارة واكتساب الحرارة. نوافذ المرآة الحرارية لها حاجز عاكس عازل معلق بين الأجزاء الزجاجية. إنه انتقائي طيفي ويسمح بدخول الضوء المرئي أثناء الحجب بالقرب من الأشعة تحت الحمراء التي تسبب تراكم الحرارة. إنه يعمل مثل الطبقة الثالثة من العزل ويزيد بشكل كبير من قيمة R للجدران مع النوافذ. ولكن على الرغم من أن قيمة R-with windows Heat Mirror استثنائية ، إلا أن تكلفة عزل النوافذ من هذا العيار مرتفعة للغاية. وانهم ليسوا قابلة للتحويل.

يوافق معظم الخبراء على أن مفتاح الفوز في سباق النوافذ عالي الكفاءة هو تطوير تقنية ميسورة التكلفة يمكن إنتاجها بكميات كبيرة وتستمر طوال فترة الضمان القياسي للنافذة.

بالنسبة للمستهلكين ، قد تحدث التكنولوجيا الكهروكيميائية ثورة في وضع النوافذ وتصميم المنازل ، مما يسمح للمصممين بوضع النوافذ على واجهات مواجهة للغرب دون تحمل العبء المذهل الذي تضعه الشمس الغربية النابضة على نظام تكييف الهواء. قد يعني ذلك أيضًا تصميم شمس الصباح المجيدة التي تتجنبها الكثير من المنازل حاليًا. والأفضل من ذلك ، نظرًا لأن هذه التكنولوجيا يتم التحكم فيها عن طريق الأجهزة ، يمكن برمجتها حتى تغميق أو تفتيح تلقائيًا بحيث يمكن التحكم في المناخات الداخلية بشكل فعال حتى في حالة غياب صاحب المنزل.

شاهد الفيديو: 5 مشاريع عملاقة يفشلون في بناءها ولا يستطيعون أكمال بناءها ! (سبتمبر 2020).