图片来源：斯蒂芬·香棒，Thermotech玻璃钢门窗
更多关于能源书呆子的思考
更新于2015年3月18日
窗户是“能量孔”的常见感知是一个糟糕的说唱。自今天的高太阳能增益三层玻璃窗收集比丢失的热量，良好的窗户比绝缘墙更好。毕竟，墙壁只能失去能量，而窗户可以在白天获得能量，以平衡晚上失去的能量。
加拿大窗口评级系统
在加拿大，根据ER（能源额定值）方法评分Windows。对于那些生活在寒冷的气候中的人来说，加拿大ER系统可以说是比美国中使用的任何系统更容易理解的评级窗口方法，其中NFRC窗口标签会导致相当数量的头部划伤。
根据加拿大自然资源部一份解释最初的ER评级系统的文件，“一个窗口的ER评级是它的一个衡量总共性能，基于三个因素：1）太阳热增益;2）通过帧间隔物和玻璃的热损失;和3）的空气泄漏的热损失。一个数字是建立在每平方米，它是正或负，这取决于在采暖季节热损益瓦特“。
在最初的ER评级系统下，带有负ER值的窗户被称为“能量洞”，而带有正ER值的窗户就像加热器一样。设计糟糕的窗户的ER评级低至-25，而性能最好的三玻璃窗的ER评级约为+1(可操作窗户)或+8(固定窗户)。
窗户制造商不高兴地发现，他们的许多窗户最终被评为负面评级。为了回应制造商的投诉，加拿大当局决定实行一种等级通胀:简单地在每个窗户的ER评分上加40分。一笔一划，-10变成了30,1变成了41。
朝南的窗户产生的能量最多
考虑一个1平方米的固定窗户，配备最好的三层玻璃……
32评论
冷Climatist
马丁,
我怀疑只有一个非常狭窄的气候区（或社区），您的“底线”将在4个季节中有意义。
卡尔是正确的…我相信你可能有北方和非城市的隧道视野。
隧道视野?
约翰,
在我的博客中，我多次明确表示，我是针对寒冷气候的窗口规范。我不认为报道寒冷气候问题代表狭隘的视野。
我对热气候设计和热气候窗规范的看法可以在之前的博客中找到，“热气候设计”。
炎热气候的读者们要注意了:美国人在住宅供暖上消耗的能源是住宅空调的六倍。
气候区
约翰,
为了评估供暖季节窗户的性能，能源损失从收益中减去。我在这篇文章中提供了一些来自缅因州、安大略、蒙大拿州和英国伦敦的数据。
对于任何比这些气候更温暖或阳光更充足的气候，供暖季节窗户的能源性能将比缅因州、安大略省和蒙大拿州报告的能源性能更好，而不是更差。
笑脸
马丁,
我应该把笑脸旁边，我的意见。
许多气候有一个以上的季节;-)
只是为了刺激你去看更多的博客，了解更多的气候和更多的季节。
认为我驱使
约翰,
感谢您的唆使。我会尽量保持佛蒙特州的故事和德克萨斯故事之间取得更好的平衡。
来自一位玻璃爱好者的感谢!
谢谢你提醒我，玻璃是一种可以有多种特性的材料，设计应该具有地域性。令人遗憾的是，许多住宅都采用了最糟糕的模块化和特定场地的设计:复制不合适的风格和特征，但修改平面图，使任何房子都可以放置在任何方向，而不是考虑到太阳能和其他因素。Anne Elliott america, RA IntegratedFraming.com
澄清
马丁,
在这篇文章中你的状态“美国人消耗大约为住宅供暖比他们的住宅空调做6倍的能量”，而在炎热的气候设计后，你的状态，“美国人花费大约两倍的家用取暖，因为他们对冷却做“。
你能澄清一下吗?
窗户的性能比墙壁更好
马丁,
你引用了达鲁什·阿拉斯特几十年前的评论。那时，市场上还没有劳的一些产品。如果我给你这个选择，你会选择什么?是一个玻璃中心r值为8.8，北方冬季太阳增益非常有限的产品，还是一个r值为11.6，北方冬季太阳增益有限的产品?这些都是我们目前面临的选择，今天的LowE技术(与Cardinal 366玻璃相比，LOF能源优势)。我认为我们必须回到模拟程序，重新评估。我不否认，我们可以在南方获得更高的增益，因为高太阳增益玻璃，但在所有的夜晚和许多冬天的日子里，游戏是延迟热损失，有一个高r值的窗户可以超过某些方向的增益。
加热与冷却成本
詹姆斯,
这两个陈述都是如此，尽管本博客中的陈述比“热气候设计”文章中的陈述更准确。
这两种说法看起来不同，因为一种是指能源使用(kWh或BTU)，而另一种是指成本(美元)。
本博客的声明基于美国能源情报署2001年居民能源消费调查。该调查报告称，美国家庭平均每年用2263千瓦时的电用于空调;这相当于7,7233,393 BTU。据报道，住宅供暖的平均能耗为4490万BTU。这意味着空调场地能耗仅占采暖能耗的17.2%。这就是我6比1的账单。
当然，当人们将BTU换算成美元时，这个比率将会缩小，因为每BTU的电力成本高于天然气或石油。
当我在2006年11月为Enegry设计更新，我把这些能源数据换算成美元。当然，能源成本一直在变化。使用每千瓦时12美分的电和每ccf 1.36美元的天然气，我计算出平均使用天然气的家庭每年将花费610美元用于取暖，而平均空调费用是271美元。这两个数字说明了“美国人花在住宅供暖上的钱是他们花在制冷上的钱的两倍。”
Arasteh的U-factors
罗斯,
在他1993年的论文中，阿拉斯特讨论了“高度绝缘的窗户……r值大于6。”假设他没有把窗户和玻璃窗搞混，他讨论的似乎是整扇窗户的u系数为0.166或更低的窗户。那个u因子相当不错。很少有建筑商购买u因子较低的窗户。带有三层玻璃的热工平开窗的最低u系数为0.17。
当然，你可以去热镜玻璃与多个塑料薄膜，并获得一个较低的u因子。但这些窗户有非常低的VT评级和似乎灰色或色调的大多数房主。
超级窗口
伟大的文章，马丁
要是我们在超隔热革命开始的时候就有这样的窗户就好了，那是那些房子里最弱的热区域。如果使用正确的窗户、位置和大小来获得净太阳能，那么在寒冷的气候中，每一层平方尺的玻璃面积是否有一个百分比是合理的?
具有非常紧，很好的隔热建筑，由于过于朝南的玻璃过热是一个设计挑战。大多数新房，即使superinsulated是轻质结构与石膏板，木材和家具是主要的储热介质。我的研究显示蓄热轻质舍为约6英热单位的每平方英尺每度F的充电和放电周期是大约8小时为每个。考虑到这一点和太阳能F-图表，应该能够给定位置的正确尺寸的窗户，让新的或现有的家。为了得到一个极端的能源改造旧房，必须小心注意支付给窗口大小，方向和热质量进行适当的安慰。
在KWH比较消耗BTU
马丁,
在不考虑传输损耗的情况下，将千瓦时转换为BTU真的公平吗?
美国人消耗的难道不是发电厂消耗的热量单位吗?
用电成本较高的原因是因为它消耗更多的....对不对？
网站能量与源能量
约翰,
我通常会尽量指定我是否在谈论网站或能量源能量;例如，在我最近的博客“房屋对战汽车，”我写道，“能源消费空间加热，热水，电器平均每户97734040英热单位（网站能）。”然而，在我对你的评论12月11日回应，这是真的，我提到了2001年住宅建筑能耗调查数据，而不指定的能量是网站，而不是能量之源。有时候，请速开了一个博客的响应时，我不包括所有的星号和可能在较正式的书面要求括号解释。
由于大多数人都知道，它需要的化石燃料的超过1度电产生的燃料燃烧发电厂1度电。当然，一些电力在水力发电设施产生的，还有一些是由风力涡轮机产生;与上述人士透露，该网站抗源的问题实在是无关紧要的。
你对传输损失的担忧有些错位。传输损耗代表电量输入的约2％的能量。大多数专家都接受了化石燃料发电厂作为电力的大约1/3的能量值，而大约2/3变为浪费。
有关更多信息，请参阅：
http://www.eia.doe.gov/emeu/mecs/mecs94/ei/elec.html
将千瓦时的电力转换成Btu并非易事，因为生产千瓦时的电力所需的输入能量远远大于使用时的有用能量。因此，从千瓦时到Btu的有意义的用电量换算可以通过以下方式给出:
*地点(使用点)电力，通用值为3,412 Btu/kWh。这个值对工程师、能源管理者和其他试图评估能源效率的人很有用。
*初级电力，其价值反映了用于生产电力的能源投入的内容。这一比率对正在考虑全球资源和环境问题的决策者和分析人士最有用。
为方便和一致性，传统上用于转换使用点电力用电，对初级电力转换：1985年的10,447 Btu / kWh，1988年的10,324 Btu / kWh 1991年，10,280 Btu / kWh 1994年10,280 Btu / kWh。这些因素代表了美国每月能源审查（DOE / EIA-0035（95/03）中的美国各自一年的化石燃料电厂植物发电过程的平均能源投入。然而，读者应该理解，电估计范围的真正转换值是未知的。将单个值应用于本报告中的电估计范围，仅提供初级电力的粗略近似，因为：
*对于某些类型的公用事业能源投入——水力发电、木材/废物、风能和太阳能(热或光伏)，没有普遍接受的转化率。
*化石燃料、核能和地热发电过程已经知道，但转化率不同，所以这些能源的总转化率是它们混合的函数。
经验法则
道格,
你问:“每一楼层的玻璃面积有百分比吗?”对于寒冷的气候，这有意义吗?”
一句话，不。有时候，计算是不可替代的。
两个房屋都可以测量2,000平方英尺。但是是非常不同的 - 不同的方向，不同的信封面积，以及更加兴奋剂的不同方向。
然而，也有人提出了一些经验法则。大多数是指南侧玻璃面积占建筑面积的百分比。然而，围绕这些经验法则有许多警告;SHGC为0.33的玻璃比SHGC为0.65的玻璃传递的热量更少。
甚至在20世纪70年代和20世纪80年代，当玻璃选择较少时，拇指规则都在地图上。我在一个点收集了这样的拇指规则的爱好。有些是非常好的拇指规则，有些是荒谬的。
例如:
绿色建筑：项目规划和成本估计[R.S.意思是：“”直接增益空间“所需的窗口区域因地板区域的10-20％而变化，温度气候为40-30％，为寒冷的气候。”
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从SBIC绿色建筑指南：“如果一个房子没有额外的内部大容量（比家具，干式墙，建筑等提供的典型量除外），朝南的玻璃的最大允许面积约成品地板7％区“。
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可持续建筑工业委员会(SBIC)建议使用如下数量的非南玻璃:北部4%，东部4%，西部2%。根据日照住宅的标准指导方针，南墙的玻璃净用量不应超过住宅总建筑面积的7%。如果增加更多的窗户面积，将需要额外的热质量，以避免在晴朗的冬季过热。
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Lenny Gibson，房主:“我把玻璃面积调整到建筑面积的6%到7%。早期的指导是10%，但事实证明这个比例太高了。”
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太阳能住宅的Daniel Chiras:“在直接受益被动式太阳能住宅中，太阳能玻璃应该占总建筑面积的7%到12%。”
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http://www.lrc.state.ky.us/kar/115/002/020.htm
肯塔基州规定:“收入税收抵免主动式太阳能、被动式太阳能、风能、地热能系统”:“被动式太阳能玻璃面积的比值,直接获得空间的面积不超过16(16)%,额外的存储质量超出正常家居和墙完成不是必需的。”
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黛布拉·拉克·科尔曼的《阳光屋》
“在房子的南墙上放置至少5%和最多12%(房子的空调区域)的玻璃……如果南玻璃超过建筑面积的7%，安装吸热材料…(热质量)”。
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加拿大:
http://www.newenergy.org/sesci/publications/pamphlets/passive.html
“为了让阳光照射进来，建议南墙的窗户与建筑面积的比例大约为8%。”
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《绿色工作室手册》(Alison Kwok and Walter Grondzik):
[这听起来太高了]“对于寒冷或温和的气候，使用朝南的太阳能玻璃比例在0.2到0.4平方英尺之间，每平方英尺的加热地板面积使用适当的玻璃孔。在温和或温和的气候条件下，每平方英尺的加热地板面积使用0.10至0.20平方英尺的相似孔径。”
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SBIC的绿色建筑指南:“经验法则是，热质量应该是直接增益的，朝南的玻璃面积的6倍. ...对于大多数热质量材料，它们的能量效率增加到大约4英寸的厚度。厚度超过4英寸的质量通常吸收和释放热量的速度不够快，不值得额外投资。”
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由Alison Kwok和Walter Grondzik的绿色工作室手册：“一般规则是提供4-6英寸厚度的混凝土质量，这是太阳玻璃窗区域的3倍。这假设太阳辐射直接照射质量。通常建议仅接受反射辐射的质量的6：1的比率。“
能源评级在加拿大很少使用
嗨马丁，
NRCan对窗口进行评级的ER方法是一种明智而直接的评估窗口的方法。这就是我对《急诊室的故事》的想法，当我第一次看到它的时候，那是在2004年，我在为一个装修窗户选择窗户的时候。
我住在加拿大的国家首都地区，所以对NRCan和CMHC多年来发展的各种进步项目有了更多的认识，仅仅因为距离近。与R2000和它的商业表亲C2000一样，ER评级方法也走在了时代的前面;因为错误的原因。主要是因为我们在加拿大，就像在美国一样，并没有被强制要求建造一个更高的能源效率标准，而是由市场来决定。实际上是建造者自己决定的。所以ER和R2000很好，但很少被使用。
不幸的是，能源评级方法作为一种有用的消费工具几乎毫无意义，即使在加拿大自然资源的所在地。在渥太华，几乎每个橱窗零售商的橱窗上都只有NFRC标签。为什么?因为展示他们窗户的急诊室评级可能会很尴尬。肯定不是正数。
时间快进到2006-2007年，我和妻子打算给我们的房子增加一个部分，我又开始寻找窗户，做研究。我听说了被动屋的概念，我的谷歌搜索把我带到文章关于Katrin Klingenberg的被动式住宅，作者是一位“能源书呆子”，他为一本名为《能源设计更新》(energy Design Update)的晦涩期刊撰稿。我想，对于被动式住宅来说，足够好的窗户可能也相当不错，我在谷歌上搜索了一下她使用的窗户，结果发现，热敏窗户几乎都是在我的后院制造的。
我不认为我会遇到Thermotech，因为ER评级方法。它花了很长时间在外围搜索，才偶然发现了它们。如果EDU在2004年我装修的时候还在线就好了。我可能不会被困在原来房子的双层玻璃双层吊窗里。
荒谬的事情，我想这类荒谬对你来说太熟悉了马丁，是加拿大联邦政府，NRCAN本身，替换窗户的折扣，即能源明星有资格，它可以使用它更有效和有意义ER评级方法，它开发，创造更好地了解窗口能量效率。
希望随着人们要求更好的窗户，制造商和政府将开始使用ER评级作为他们向消费者传递窗户能源效率的标准方式。
最后，感谢你很久以前写的那篇被动屋的文章。
欢呼,
安德鲁
不是能量洞的窗户
一些分析我为我的新书做零房屋(能源自由——绿色建筑出版社)也表明取代windows可以是一个有吸引力的回报项目当你更换R-5或更好,例如,加拿大三窗格或严重windows(我作为一个顾问,充分披露的利益)。在过去，这通常不是真的，因为你能做的最好的事情是用~R-2代替R-3。这些高性能的窗户可以成为改变游戏规则的家庭翻新经济。
改造窗户的回报?
安克，
我有兴趣查看回报计算。作为2008年两台Thermotech Windows支付3,002美元的人 - 这是窗户的价格，不包括其他材料或安装劳动 - 这很难以一种能够产生经济投资回收的方式兼顾这些数字。（不可否认，每个窗口都是一个包括两个可操作的小型手术机构的一个黑色单元。但这些窗口并不便宜。）
我知道这些窗户可以节省能源，但我的房子里只有一个房间能装得起这些漂亮的窗户。即使我用丙烷来给房子取暖(实际上我自己砍柴)，我也需要几十年的时间才能看到我在两扇新窗户上的投资的经济回报。
高效的窗户
我可能会在讨论中加入以下因素。首先，在我们的地区(蒙大拿州)，眩光和隐私问题经常压倒太阳能，导致大部分时间都在拉窗帘。其次，在冬天的夜晚，全玻璃的房子仍然会有一些辐射舒适度问题(r6 -8的窗户仍然比R25的墙冷)。我们需要根据全年业绩和最坏情况进行设计。最后，让我们不要忘记，房子需要有用和被爱。窗户设计还需要纳入私密性、墙壁空间的使用、照明水平、室内外景观、美学等更主观的体验价值。根据我的经验，这是最难的部分。
隐私问题和全玻璃房子
J.L. Baerg
我同意你所有的点。提出了全玻璃房子做一个技术点;这是从来没有提出一个称心如意的房子的设计。
正如您可能所知，由于辐射效果，三层玻璃窗不太可能引起舒适投诉，而不是是双层玻璃窗。
SHGC朝南的窗户
关于SHGC对被动式太阳能加热的影响的快速定性评价，见
http://genbuildingindenver.blogspot.com/2009/12/solar-cats.html.
墙壁是净能量增益物
马丁·h写道:“如果有可能买到性能比隔热墙更好的窗户……”
我记得在阿尔伯塔省做的一些研究表明，即使在非常寒冷的冬天(往往是阳光充足的)，朝南的墙也是净能量的增加者。我不记得东方和西方的表现如何了。有没有人比较过隔热良好的墙体组件和非常好的窗户的净能源性能?
乔恩
网站来源因素(适用于Martin H.)
然而，读者应该理解，电估计范围的真正转换值是未知的。单值适用于电力估计本报告中的范围只提供主要电力因为一个粗略的估计？
马丁嗨 - 我不知道你是否已经看到了这一点，但我所看到的网站和源能量转换系数各种燃料的最彻底的分析是通过DERU和Torcellini“为能源能源和排放因子的NREL纸使用的建筑物“：http://www.nrel.gov/docs/fy07osti/38617.pdf如果你倾向于使用它们，它有按每个州的组合分解的网站源数字。
谢谢，Kohta
你所链接的NREL报告在这个问题上的内容比我们大多数人需要知道的都要多——最后还包括一些各州的表格。
谢谢。
墙壁是净能量增益
乔纳森·比尔斯
关于朝南的墙壁有趣的问题;我不知道答案。像往常一样，不过，科罗拉多州或加拿大草原省份的居民将好于阴天佛蒙特州，其中太阳是非常罕见的十一月，十二月和一月我们这些。
比墙
请提供俄亥俄州托莱多一对30 x 48超级窗户的定量能源数据，24/365净btu热增益/损失，直接北方暴露与南方暴露;这两种暴露的数据。谢谢你弟弟
计算窗热损失和增益
鸭子,博士
恐怕你提供的信息不够。术语“超窗口”不是一个技术术语。要知道窗口的性能，我们需要知道窗口的u因子和SHGC。
单位为每小时每平方英尺的热量损失是用u系数乘以室外和室内的温差计算出来的。要计算窗口热增益，您可能需要使用一个免费的在线工具:
http://www.susdesign.com/windowheatgain/index.php
建立和更新
你好，马丁，你的博客确实产生了很多评论。我的问题是，当建造或翻新他们的房子时，有标准和评级设置供消费者明智地选择。
这些标准和评级似乎不是强制性的，也不像一位评论者声称的那样，建筑商、建筑师和或消费者必须遵守任何标准，在布置住宅朝向时，或在特定气候下最好地使用材料。负责审核建筑过程的地方当局在哪里?为什么监管和监督建筑“道德规范和标准”的地方当局不鼓励强制性标准?这并不是加拿大独有的，但所有建造或翻新的房屋都必须符合最低标准或评级，包括朝向、材料类型、窗户玻璃和其他建筑材料。我们需要提高最低标准吗?我很惊讶地发现所有的注意力集中在“全球变暖”和“螺旋”的能源使用成本,我们仍然继续离开决定消费者和零售商往往正在考虑其他因素,而不是什么是最好的对整个社会生活舒适的家庭负担得起的和考虑了天气的区域。
约翰
http://www.cavalok.com/
仇敌!
天啊，有些评论有点吹毛求疵了。约翰，你最初提出了一些很好的观点，但是为什么JLBaerg认为马丁提出了一个全玻璃房子作为一个理想的设计选择的观点呢?不管怎样，马丁，你的观点都很有力，你的反驳也很有力。
看到关于节能玻璃的27条评论真是太棒了。所有的评论者，干得好!评论者是一个词吗?
维多利亚时代的窗口解决方案
可以将它可能是有意义的简单地改变工作SHGC /与太阳R值
通过打开和关闭美丽
重型，双/三层（空气死角）窗帘
通过廉价高SHGC玻璃？
当然，沉重的窗帘需要更多的石膏板来安装，但是....
厚重的窗帘并不能阻止太阳热量的增加
米小姐,
如果像你说的那样，阳光透过高太阳吸收率的窗户照射进来，太阳照射到你的厚窗帘上，太阳会提高窗帘的温度。一旦窗帘变热，热量就已经在你的房间里了。它通过辐射和对流转移到房间里的其他物体上。
换句话说，一旦太阳穿过高光增益玻璃进入房间，就来不及阻止了。窗帘也没用。
恕不同意
一堵墙能做的不仅仅是消耗能量。根据外表面的吸收率，在阳光照射下很容易超过室内温度。然而，如果墙壁也隔热良好，外墙只会越来越热，而不会让大部分能量进入建筑内部。即使它不会吸收像太阳能窗那样多的能量，它也不仅仅会损失能量。
应对史蒂文
史蒂文,
当然，一年中有很多时间墙壁不会失去能量。这些时间包括很好的时间段，有时用它们的专业名称来指代:春天、夏天和秋天。
然而，能量建模程序在确定墙壁组件的性能时考虑到了这一事实。
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