图片来源:落基山研究所
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在过去的两周里，我已经介绍了改善窗户能源性能的主要策略:增加额外的玻璃层，增加玻璃层之间的空气空间厚度，以及添加低发射率涂层。另一个重要的策略是在玻璃层之间使用低导电性的气体而不是空气。最常用的是氩气，尽管氪可以用于性能最高的窗口，氙气偶尔也会使用。
低电导率gas-fills不要让尽可能多的不同添加一个额外的一层玻璃,增加玻璃的层间距从1/4 -英寸,或添加一个低辐射涂料,但他们仍然重要,绝对值得在选择低辐射涂料的新窗口。添加氩气是你能对窗户做出的最具成本效益的改进。但这些气体是什么，它们是如何工作的?
为什么低导电性气体有意义
要了解argon如何工作，我们必须回到热线如何通过窗户移动。有三种传热模式：传导，对流和辐射。通过清晰（非低e）双层玻璃窗，辐射占传热的一半大约一半，导通和对流每次占25％。
当在窗户上添加低辐射涂层时(见上周的博客)时，热损失的辐射部分显著减少，因此导电和对流部分变得更加重要。顾名思义，低导电性气体填充减少导电热量流动。我们大多数人认为传导是分子间动能的转移，它只通过固体发生——想想一个热的铸铁锅柄——但传导也可以通过气体发生。有时我们称之为气相电导率．
惰性气体
在室温下，每华氏度的温差(不用担心这些单位)，空气的导热系数为每平方英尺每小时0.014 Btus。如果我们可以用低导电性的气体代替空气，我们就可以减缓热量通过窗户的损失。氩是一个很好的选择。它的电导率为0.0092，比空气低34%，是迄今为止窗户中最常见的低电导率气体。
一些性能最好的窗户在玻璃之间使用更奇异的气体，氪。氪的电导率为0.0051，比空气的电导率低63%。氙，一种更稀有的气体，其电导率要低79%。这些气体——在元素周期表的最右边一列——都是高度稳定和不活泼的，这一属性使它们赢得了“稀有气体”的称号(这样命名是因为，像贵族一样，它们不与普通气体相互作用)。
所有这些气体都是我们呼吸的空气的组成部分。氩气占我们大气的百分之一（氮气和氧气）的百分之一点，并且作为提取空气中氧气的副产物的生产平衡。Krypton以每百万百万（百分之一百分之一）的浓度存在于空气中，并且氙并以甚至更小的浓度存在。结果，这些异乎寻常的气体更昂贵。
根据Marvin Windows和Doors Rep我在最近发表谈话的情况下，购买一个装满氪代替克里普顿代替氩的窗户增加了大约100美元的价格。根据FRD Design，Inc，Inc。总裁Randi Ernst的说法，它是每窗口仅约10美分的制造成本，这是兰迪·设计，凡向窗口的燃气设备。
低导电性气体的益处
在双层玻璃窗中加入氩气可以减少约0.05的u因子(减少u因子意味着减少热流)。对于非低e玻璃，添加氩气将u系数从0.50降至0.45，减少了10%的热损失(假设玻璃的最佳间距)。
当有一个低e的涂层时，同样的氩气将u系数从0.30提高到0.25，这是一个更令人满意的结果17％改善性能。使用氪与最佳间距下降另一个u系数0.025，所以总的改善空气是25%。
最佳充气厚度
使用中空玻璃单元(IGU)，根据填充气体的不同，有一个最佳厚度。空气空间越厚，传导热损失就越少，但如果间隔太深，就会形成对流循环越来越多热损失（见两周前我的博客）.对于空气，空气空间的最佳厚度约为半英寸——假设在这个国家用于建模窗户性能的标准温度条件。氩也差不多，只是薄了几毫米。
值得注意的是，如果我们假设室内和室外的温差(delta-T)更低，就像他们在欧洲假设的那样，玻璃之间的对流就会更少，最佳厚度也会更低更大的-就像我们在欧洲的窗户上看到的那样。因为美国大部分地区的delta-T比美国标准假设的70华氏度低得多，所以更厚的玻璃间距实际上是有意义的。
然而，用氪经隆，最佳厚度明显减少：大约5/16英寸（与美国Delta-T的假设）。这是因为Krypton更多湿滑的比空气和氩气都重要。它更容易形成对流循环，这就增加了热流中的对流成分。
我们真的想要放射性窗户吗?
氪有一定的放射性，这是一个相对鲜为人知的事实。氪有很多同位素;氪85的半衰期是10.8年，这是一个令人担忧的问题。氪-85是由铀和钚的裂变产生的，它通过核弹试验、核电站释放和乏核燃料的再处理释放到大气中。
后者是最重要的来源，其中大部分来自法国的Cogema La Hague后处理厂，该厂自1976年以来一直在运行。自20世纪40年代初以来，大气中的氪-85浓度已经增加了几百倍，其中一些氪-85最终进入了我们从大气中提取的氪中。因此，氪气罐具有可测量的放射性水平。
这对我们来说意义重大吗?可能不是很。在大多数地区，氪在我们窗户里的放射性会低于本底辐射。如果我们愿意在建筑中与其他辐射源生活在一起，比如混凝土地基和花岗岩台面，我们可能不应该太担心氪。然而，电离辐射是累积的，当我们可以避免暴露时，我们应该尽量这样做。
汽油会粘在附近吗?
低导电性气体是否能在IGU中持续存在的问题是巨大的。如果它在几年内泄漏，就不值得为它花费更多。根据实验室测试的经验，每年有1%的气体会流失。奇怪的是，关于气体保留率的研究很少在该领域．
幸运的是，已经完成的研究提供了普遍的好消息。兰迪·恩斯特做了我所知的唯一一项关于气体保留率的现场测试。多年来，他反复测试了几十扇窗户，发现每年约有0.6%的气体泄漏。
这是一个相当低的泄漏率:一个从95%的氩气开始的窗口在30年后会下降到79%，在50年后下降到70%。即使假设每年损失1%，30年后，仍然有70%的原始氩，50年后58%。由于其他原因，大多数窗户都不能使用50年，所以我对气体的保留很满意。
底线
在IGU中添加低导电性气体总是值得的。
虽然我不是很担心氪的放射性，但它确实让我犹豫了一下，而且我们用氩得到的结果要大得多。如果我想要更好的能源性能比可以实现低辐射和氩IGU,而不是代替氩和氪,我会指定一个第三层与另一个低辐射镀膜玻璃或第二个低辐射涂层的内表面(# 4)IGU状(见上周的博客)。
亚历克斯是BuildingGreen公司。《纽约时报》执行主编环境建设新闻．要跟上他的最新文章和思想，你可以注册他的Twitter账号．
10评论
更多关于放射性的Kr-85
漂亮的文章，亚历克斯。在KR-85的放射性上，它是β-发射器，β-粒子（电子）的能量相对较低（平均251keV，687keV Max）。只要气体封闭在IGU中，辐射就很可能被玻璃和窗框吸收，并且永远不会有机会在任何人的身体中电离原子。您可以在窗口旁边持有一个盖格反击，它可能不会因为IGU内的KR-85注册一个单数。
随着您引用的低泄漏速度，只有一点点氪将进入房子的空气，并且只有少量的KR-85。一旦在房子里，它有一个更大的损坏细胞机会 - 但由于整个房子空气中的微小，微小的金额，这是一个几乎没有超过零的机会。这是一个良好的通风系统的另一个原因，但即使没有它，KR-85造成伤害的机会也是薄薄的。
因此，您是对不担心KR-85的放射性的权利。我怀疑我会用窗户充满氪星，只是因为额外的费用。
最优间距
套用奥斯本定律，
这是惊人的变量不会，常量不是。
计算Uwindow需要假设室内外温差。历史上，Uwindow被用于加热设备的大小，所以很合理的室内外温差是基于最冷的一天的情景。
但正如亚历克斯所指出的:
“重要的是，如果我们假设室内和室外的温差(delta-T)更低，就像他们在欧洲假设的那样，玻璃之间的对流就会更少，最佳厚度就会更大，就像我们在欧洲的窗户上发现的那样。”因为美国大部分地区的delta-T比美国标准假设的70°F要低得多，所以更厚的玻璃间距是有意义的。”
．
这对我来说引出了一个问题——什么是更迫切的需要?
．
准确的Uwindow防止加热设备过小?
(这意味着使用最坏情况的t)
——或
准确的UWINDOW预测年度能量消耗？
(这意味着使用平均情况的delta-T)
．
如果答案是后者而不是前者，那么NFRC应该采用CEN的方法，将u -窗建立在36F的delta-T之上，而不是当前的delta-T之上。
．
．
史蒂芬斯维特
Thermotech玻璃纤维开窗术
．
附注:在安大略省的渥太华(全国第三冷的首都，世界上最大的户外溜冰场的所在地)，平均加热季节温度delta-T只有39华氏度。
关于
链接到整个图表，如上图[与一些其他编辑内容]:
http://www.igasfill.com/images/stories/gas_filling_of_ig_units_-_full_web_version.pdf
理解T玻璃间距，间隔片类型等的整个三维图形是非常有趣的。
更多的东西:
http://www.nfrc.org/documents/igmaspacerstudyfinalReport.pdf.
谢谢斯蒂芬!
你很好地回答了我在本系列第一篇文章中提出的关于为什么德国人和奥地利人建造更厚的IGU的问题。这里是阳光明媚的北加州，在过去几天寒冷的日子里，这里的三角洲温度一直在23华氏度左右:白天温度在60华氏度以下，晚上在40华氏度左右徘徊。是啊，可怜的我们，但还是配得上更好的窗户!
详细信息，玻璃间距等
还没读完，但很有趣。看不出日期，但看起来很老，是80年代末的资料
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=graph%20%22u%20value%22%20glass%20spacing&source=web&cd=1&ved=0CCAQFjAA&url=http%3A%2F%2Fsolarme.uwaterloo.ca%2FDownloadPDFs%2FPaneSpacing_SESCI.PDF&ei=PtqCT9mxNomy0QG2-IDBCQ&usg=AFQjCNGhdNikDipC9Ay3c-WHI7k8uqkN4A&cad=rja
这个和那个……
亚历克斯，
这是三个非常棒的博客!关于涂料的第二篇和我以前在网上读到的一样好。谢谢!
一些随意的想法……
当前有六个名为Noble令人省的六个名为Noble Gasses - 当前argon，Krypton和Xenon，如果有人想要花钱，那么Igu填补。想象一下列表上的下一个贵族气体作为IGU填充...想象一下是营销总监，并试图向人们卖出那个人？
你之前写了一篇关于真空玻璃的很好的博客，现在又写了三篇，所以我很好奇，你有没有想过写一些关于其他更奇特的玻璃选择的东西?热致变色玻璃，电致变色玻璃，辐射加热玻璃，这是我马上想到的三种玻璃。
安徒生的三层玻璃窗口
大卫,
谢谢你的评论。几周前，我得知安徒生(Andersen)将在今年秋天(终于)推出一扇新的三层玻璃窗。随着代码越来越严格，他们不得不注意并加入进来。我期待着看到它。
顺便说一下，我正在写一篇关于被动式房屋窗户的文章，我对你使用不同产品的经验很感兴趣。你有什么想法可以发邮件给我:(电子邮件保护)．(其他人也!)
最优间距
Stephan对边界条件的影响有一些很好的观点。我想说的是对流，而不是传导，驱动着中间玻璃窗格之间的热传递。即使在较低的温度下，忽略对流也会导致误差。但随着温差的增大，自然对流效应增大。此外，氪的性能改善随着温差的增加而降低。
我同意关于峰值负荷与平均负荷计算的评估。然而，我认为前者更重要。也许我们可以让NFRC要求u因子与温差的曲线图:)
大卫•保卢斯
WASCO窗户
非常有用的博客。我
非常有用的博客。我拥有困难安装的悬挂电影被动房屋标准窗户，并将在未来几个月内安装欧洲三釉窗口。欧洲人似乎对这些电影的寿命非常持怀疑态度。
我喜欢博客中的技术争论，但我不禁提醒人们听到窗户的较大市场永远不会被一个窗户渗透，无论窗户都很好，如果它需要一个小的财富，所需的零件需要另一个财富哦，不要忘记叉升降机！曾在欧洲制造的三层玻璃6''x5'图片窗口？uggg !!我的背部，我的脖子，我的腿！
没有人想要一扇不能承受恶劣天气的窗户，不管玻璃有多好!同意吗?
安德森，请参与进来吧!!建立窗口在这个网站上的每个人都知道你可以建立和使他们负担得起在同一时间，它真的不是那么困难，我已经掌握了所有伟大的设计在我的手中!……嗯…我们等待……请原谅我的热情，但这对我来说是个很麻烦的话题。感谢你的阅读。
玻璃效率
今天建造的窗户虽然效率更高，但仍然是墙壁上的洞，热从里面倾泻进来!在我看来,当今可利用的关于“热”的技术可用于创建窗口可以捕获热量上升到顶部的窗口,使用相同的技术作为热泵或制冷单位搬回热结构。微型制冷装置现在已经有了，可以把窗户和外墙变成热回收系统。
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