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能源解决方案

窗口性能2 - 低辐射涂层的魔术

低碳涂料在过去的30年里彻底改变了窗户

低辐射涂层减少通过窗户的传热通过限制辐射能它们发射的量。
图片来源:张建东门窗

上周,我写了一篇关于用来提高能效的早期策略窗口厂商:加入玻璃的额外层和增加玻璃层之间的气室的厚度.本周,我们将探讨20世纪80年代出现的窗户设计上的一个更具革命性的变化:低发射率涂层。

不犯错误。低发射率(低e)涂层的引入确实是革命性的。大量对低E涂层的最初工作由美国能源部资助 - 展示联邦政府应继续发挥的作用。我的一位矿井,已故的布莱尔·哈密翁(后来创办了佛蒙特州能源投资公司效率佛蒙特),他在麻省理工学院时参与了一些关于低碳涂层的最早的工作。

20世纪70年代中期,布莱尔正在研究一种技术,将一层非常薄、透明的银涂层真空沉积到一层薄薄的聚酯薄膜塑料上,然后可以悬浮在两层玻璃之间。如果制作得当,塑料薄膜是不可见的,它不仅产生了三层玻璃的结构,而且还神奇地反射了试图逃回房间的热量。

低电子涂料如何工作

在物理学家阅读这一挑战之前,让我澄清低E涂层并没有“反思”热量。相反,它们减缓了辐射能量的排放。让我们看看能量流过窗户。

一旦透过窗户的太阳能被房子的表面——比如瓷砖地板或石膏墙——吸收,能量使表面变暖,而表面又开始辐射自己的能量。地板或墙壁所辐射的能量长波长电磁辐射。具有低E涂层的玻璃或悬浮膜吸收热辐射(而不是传递它),低E涂层大大限制了重新辐射或者说能量的释放。因此有了低辐射率这个术语。

麻省理工学院的一些低级研究人员将实验室材料装入面板面包车(“重型雪佛兰”),并从马萨诸塞州剑桥移动到帕洛阿尔托,加利福尼亚州韶华科技在1979年。该公司的产品“热镜”(Heat Mirror)于1981年上市,将窗户的r值从R-2提高到R-4,开启了窗户技术的新时代。

与此同时,其他公司都在努力直接存入低辐射涂层玻璃上积极开展工作。两个都PPG.(最初的匹兹堡板玻璃)和红衣主教玻璃1983年推出low-e玻璃,其他玻璃制造商很快效仿。在接下来的20年里,直接沉积在玻璃上的低碳涂层占据了绝大多数的市场份额,并在今天继续占据主导地位。虽然Southwall仍在生产出色的产品,许多窗户制造商正在将其热镜膜应用到窗户中,但直接涂覆低辐射玻璃在今天更为常见。

应该在哪里低辐射涂层可以安装?

是最有效的在要封锁的热损失,但是允许有利于太阳能增益进入,所述低辐射涂层应位于玻璃的内板的外表面上的气候 - 在窗口行业,这是被称为#3表面(在表示面,就总是与最表面开始)。在温暖的气候中你更关心保持不必要的热量出,对于低e涂层的优选的位置是在#2表面(玻璃的外板的内面)。我记得几年前看到了欧洲的窗口 - 它必须是德国或奥地利 - 与设计的腰带被季节性翻转优化Low-E镀膜位置,说明了这一点。

虽然那些低E放置(#2或#3表面)是优选的,但在另一个表面上具有涂层并不是世界的末端。在任何气候中与#2与#3表面的窗口的整体能量性能之间的差异远远不如具有低E涂层的差异而没有。一些制造商仅将LOW-E放在#2表面上,引用涂层在#3表面上时对密封失效的担忧。即使在寒冷的气候中,这并不是一个巨大的问题。

用低E涂层直接沉积在玻璃上有两大类:软涂层和硬涂层。通过软涂层低E,在制造玻璃后,通过溅射工艺将薄薄的银层沉积在玻璃上。虽然最早的软涂层Low-E具有单层银,但具有两层(低E平方)和三层(低E立方)的涂层,因此具有甚至甚至降低发射率和较低的热量损失。这些溅射涂层被称为“软涂层”,因为涂层保持相当细腻并且必须在绝缘玻璃单元(面对空气空间)内保护 - 尽管这可能改变,如下所述。

用传统的硬涂层低E,当玻璃仍然熔化时,施加低发射铟锡氧化铟锡层,刚刚在生产的浮法 - 玻璃“LEONR”中硬化(见上周的博客用于浮法玻璃生产的描述)。表示高温生产,这些涂层也被称为热解低e。氧化铟锡成为玻璃的一部分,结果,低E涂层变得更加耐用。这就是为什么硬涂层低E是涂层必须承受洗涤和其他磨料动作的风暴窗户的低级优选的低级类型。

虽然硬涂层低E比软涂层更耐用,但发射率并不低,因此这些玻璃窗不会降低U因素。另一方面,它们允许更多的阳光通过,因此它们通常适用于依靠被动太阳能加热的房屋。

低e有什么新鲜事?

软涂层,硬涂层LOW-E之间的区别越来越泥泞。基数玻璃最近推出了其可在绝缘玻璃单元的#4表面上安装玻璃(LOE-I89)的超清晰溅射涂层 - 面对房间的玻璃的表面上。根据红衣主教吉姆拉森,这种玻璃提供89%的显着高的可见光透射率 - 比标准的热解硬涂层的低E玻璃显著更高。他形容这对我是一个“溅射硬涂层”;中“我”“LOE-I89”表示铟。该涂层是持久的,它不具有蓝色色彩,有些人反对用热解硬涂层低辐射。

这种涂层的玻璃可以与低e平方或低e立方玻璃相结合,以实现玻璃中心的u系数低至0.20 (R-5)与双层玻璃窗。以前,我们需要三层玻璃来达到这一能效水平。

基数最近还推出了新的高太阳能透射软涂层LOE-180.(80%可见光透射透射透射透射透光器),是单层软涂层低e。这提供了比原始单层软涂层低电子玻璃更大的太阳能增益。

下周,在过去的几十年里,我们将在窗户中查看另一个重要的创新:低导电性气体填充。

亚历克斯是BuildingGreen,Inc。和执行编辑环境建设新闻.为了跟上他最新的文章和突变,你可以注册他的Twitter账号

9评论

  1. 伊丽莎白Kormos.||#1

    谁在使用卡迪纳尔的新型玻璃
    是否有任何使用红衣主教的新玻璃的窗口制造商,只需要两台窗格到达0.20的U型。我们靠近我们项目的窗口拣选阶段。

  2. 亚历克斯威尔逊||#2

    制造商使用卡地纳的新玻璃
    我不知道在内部(#4)表面上使用Cardinal的新低E玻璃的任何制造商。在基本网站上,玻璃仍然显示为I81(可见透射率为81%),但我被公司告知该信息将更新,以反映更新,更高透射率,玻璃I89。我会试着找出任何窗户制造商是否正在使用此玻璃。

    自从写了这篇博客,我了解到PPG在4号Sungate 600上也有一种低e涂层的玻璃。那消息是昨天公布的。没有关于窗户制造商采用该产品的消息。这个行业进步很快!

  3. Keith Gustafson.||#3

    关于
    我用了三层玻璃与i81在滑块上,我们建了这个夏天,它似乎很好。

    我认为当你说这句话,你可以告诉当你走在边缘:

    我很失望的是,今年冬天没有冷却,真正衡量这个玻璃的好处

    我还为在施工期间打破了一个替代的双窗格[I81 / 366 IIRC]。并排测量它们,内外表面温度非常接近,可能在新的红衣主教玻璃上更好,但我真的需要一个好的零早晨来肯定。

    其他一些有趣的东西。你不能用红外温度计测量玻璃的内表面温度。我第一次这么做了,直走,测量到了78度。嗯,房间号是69......站到一边,64度。最后我在窗户上贴了一小块胶带,但我知道这增加了一些误差。另一件有趣的事情是,如果你把手放在离窗户很近的地方,并不会感到冷。触摸它,它是凉爽的,但更像是把你的手非常接近一块聚苯乙烯泡沫,它是反射,或者更确切地说,不吸收你的热量。有趣。

  4. 亚历克斯威尔逊||#4

    缩合具有内部低e涂层
    有趣的是,在绝缘玻璃窗口的内(#4)表面上的低E涂层,玻璃表面温度可能足够低以引起冷凝。Randi Ernst向我展示了一些窗户的照片,不在周边的冷凝,但在外围之外。Steve Selkowitz符合我的情况。我不确定这是有多重要的关注。

  5. 大卫梅兰||#5

    红外读物
    >>我最终把磁带放在窗口上,但我知道这增加了一些不准确性

    如果你谈论的是直接从低电子含量表面获取的读数,磁带肯定会有帮助。如果你真的想让自己变得更古怪,那就随身带一卷苏格兰威士忌,把小片的苏格兰威士忌作为红外相机或温度计的目标——它的发射率在0.95左右,也就是说几乎没有反射。如果我想获得准确的温度,我就把这条胶带或者至少是遮蔽胶带贴在任何玻璃、闪亮的金属上。绝对不要站在目标的正前方,或者至少尝试一下当你进出反射视野时会发生什么。

  6. Keith Gustafson.||#6

    凝结和磁带
    我没有看到任何冷凝,虽然其中一个门在一个房间里有各种窗口类型,并且当浴室水分超越时,“较弱”雾。自从他们在信息中提到它以来,我正在寻找。

    试着在窗户上贴胶带,有些人根本不尊重科学项目!
    我发现了一个角度测量是足够接近的非数据资料,为我自己的好奇心。三重窗格玻璃似乎底部出在6度以下室温,在我们的相当温和冬天[5-6华氏度外面]

  7. 瑞克D.||#7

    低e和风暴窗
    问题 - 在外面的暴风雨安装,很明显,保护80年历史的单层玻璃,木材双悬窗 - 我已经在我的房子安装Harvery TRU通道风暴的窗口波士顿郊外。该风暴是可提供额外付费低辐射硬 - 我一直认为这不会是值得的显著(@ 40%),增加了成本。有什么想法吗?

  8. 亚历克斯威尔逊||#8

    低级风暴窗
    其实我的低辐射风暴窗口一个巨大的风扇。他们不应该有这么大了充电,虽然。玻璃是不是要贵得多。这听起来像制造商想要阻止他们太麻烦了。我想尝试的价格推回 - 也许提到,你会协助宣传产品本网站上。

  9. 米歇尔Plotnik||#9

    新的红衣主教玻璃,面部4(E-EC)涂层低E涂层
    JELD文是提供这种窗玻璃作为一个选项....耐用性有任何进一步的信息或经验(上内表面涂层让我紧张)或冷凝问题。我在加州,该项目是在7000' 抬高。对于单元本身为约0.31比0.36的U值(对于标准E-270)为我使用的特定的窗口(在高海拔无氩气)。该VT为0.44与0.48的文学我从窗户制造商都。该SHGC为0.25与0.26。

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