ما الذي يجعل النافذة: قيمة U
الإنترنت مليء بالمقالات التي تصف القيم U (أو العوامل U) وما يعنيه ذلك بالنسبة للنوافذ الموفرة للطاقة. يمكنك قراءة واحدة اضغط هنا. ولتوفير الوقت، نقدم نسختنا المختصرة:
هناك مكونان رئيسيان للنافذة: الإطار والزجاج. لفهم الكفاءة الإجمالية لوحدة النافذة الخاصة بك، والتي تسمى U-Value، يتعين عليك جمع كفاءة هذين المكونين معًا.
Uf + Ug = Uw
قيمة Uf هي مقياس قيمة U للإطار بدون الزجاج. قيمة Ug هي قيمة U للزجاج وحده. Uw هو إجمالي قيمة U للوحدة.
ومن الواضح أنه كلما انخفضت الأرقام، زادت كفاءة نافذتك. بالنسبة للمناخات الدافئة، تعني قيمة U المنخفضة فقدانًا أقل للحرارة. تريد أن تمنحك نافذتك إطلالة، وليس أن تكون بابًا للهروب من الحرارة.
تسعى العديد من شركات تصنيع النوافذ جاهدةً لخفض قيمة معامل انتقال الحرارة (Ug) لزيادة الكفاءة. (في معظم الوحدات، تُعدّ قيمة Ug هي القيمة الأدنى والأفضل أداءً في المعادلة). ونتيجةً لذلك، ستجد نوافذ ذات طبقتين أو ثلاث طبقات زجاجية تحتوي على غازات نبيلة، مثل غاز الأرجون، بين طبقات الزجاج لتحقيق قيم U إجمالية أقل. على سبيل المثال، تعتمد المنازل السلبية والمباني منخفضة الطاقة غالبًا على النوافذ ذات الطبقات الثلاث لتلبية معايير الكفاءة الصارمة. بل إن هناك شركة تعمل على تطوير نافذة فائقة الأداء مكونة من 12 طبقة زجاجية. هذه الأنواع من النوافذ فعّالة، ولكن مع بعض العيوب.
لا يمكن لكل هيكل أن يتكيف بسهولة مع سمك أو وزن وحدة النوافذ المزدوجة أو الثلاثية. فكر في المباني التراثية التي تحتاج إلى الحفاظ على سلامتها المعمارية. من المؤكد أن المنازل الصغيرة ليست مليئة بالمساحة. حتى منزلك الحديث في منتصف القرن سيحتاج إلى بعض التعزيزات الرئيسية لدعم وزن الزجاج في نافذة ثلاثية الأجزاء.
حتى الآن ماذا؟
برنامج ARPA-E للتصميمات الواضحة عالية العزل وعالية الكفاءة (SHIELD) من ARPA-E
في عام 2016، تلقت Aspen Aerogels تمويلًا من وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة للطاقة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية (ARPA-E) كجزء من برنامج SHIELD. كان فريق Aspen واحدًا من 14 مشروعًا تم اختيارهم. يتم استخدام التمويل لتطوير تقنية زجاج النوافذ التي تشتمل على طبقة سيليكا هوائية شفافة ومستقرة للأشعة فوق البنفسجية بين لوحين رقيقين وشفافين من الزجاج لإنشاء لوح زجاجي مزدوج.
استخدم 14 فريق مشروع SHIELD يعملون على "تطوير مواد وهياكل مبتكرة يمكنها أن تزيد من نصف كمية الحرارة المفقودة من خلال النوافذ ذات الجزء الواحد خلال موسم التدفئة الشتوي. ومن شأن هذه المواد والتصاميم أن تحسن العزل الحراري للنافذة، وتقلل من تكثيف الطقس البارد، ولها تأثير ضئيل على مظهر النافذة.
إذا نجح المشروع، يمكن استخدام وحدات زجاج النوافذ المعزولة بالإيروجيل لاستبدال الألواح المفردة في النوافذ عندما لا يكون سمك ووزن النوافذ ذات الألواح المزدوجة أمرًا عمليًا.
النظر إلى ما وراء جزء النافذة
إن صنع نوافذ أفضل باستخدام الإيروجيل لا يتوقف عند جزء النافذة.
دعونا نلقي نظرة على معادلة U-Value مرة أخرى:
Uf + Ug = Uw
إذا كنت تستخدم بالفعل نظامًا له قيمة Ug منخفضة، فكيف يمكنك تحسينه؟ أنت تركز على تحسين قيمة Uf.
شركات مثل المنشأ و ألبروف يتم دمجها Spaceloft® عزل بطانية airgel كجزء من إطار النافذة لتقليل قيمة Uf. يستخدم Aluprof منتجًا حاصلًا على براءة اختراع يسمى الملف الشخصي لبوروفيكس في أنظمتها المقدمة من شركة Aerogels بولندا لتقنية النانو.
في هذه الإطارات الفعالة المصنوعة من الخشب أو الألومنيوم أو الألياف الزجاجية أو uPVC، يتم استخدام عزل الأيروجيل لملء الفراغات التي يتم ملؤها عادةً بالهواء أو حتى البوليسترين. الفرق بين وجود الهواء في إطار النافذة مقابل عزل الهلام الهوائي يمكن أن يحدث "فرقًا بمقدار 14 مرة في الأداء الحراري لإطار النافذة" وفقًا لإحدى الشركات المصنعة للنوافذ.
لذلك لا يساعد عزل بطانية الإيروجيل على خفض قيمة Uf فحسب، بل يعني أيضًا أن الشركات لن تضطر إلى الاعتماد على كميات كبيرة لتحقيق قيم U للطاقة المنخفضة أو النوافذ السلبية المنزلية. إنه يصنع تصميمات رفيعة وخفيفة الوزن وأنيقة للغاية وموفرة للطاقة.
ملاحظة جانبية. لا يمكن أن يكون لديك نافذة (أو باب في هذا الصدد) دون إحداث ثقب في الهيكل الخاص بك. هذه الفتحات هي الأكثر عرضة للجسور الحرارية الخطية. تعتبر معالجة الجسور الحرارية الخطية من أشهر الطرق Spaceloft يستخدم ؛ Spaceloft يساعد على زيادة الكفاءة الحرارية، وتجنب مشاكل التكثيف والعفن. إنها مجرد طريقة أخرى تُسهم بها مواد العزل الهوائي في تعزيز الراحة الحرارية في تطبيقات البناء والتشييد.
نفس المادة، بطرق مختلفة
تذكر، إذا رأيت أحد موظفي أسبن إيروجيلز ينظر من النافذة، فلا تفترض أنه لا يعمل بجد. نحن متحمسون لأن يكتشف فريقنا والشركات الأخرى طرقًا جديدة للاستفادة من الأداء العازل الفائق للإيروجيل - لصالحنا جميعًا. لمعرفة المزيد عن أحدث تطوراتنا، تابعنا على لينكد إن!