Membuat Windows Lebih Baik dengan Aerogel | Aspen Aerogel

Oleh John Williams

Februari 23, 2017

Jika Anda melihat anggota tim penelitian dan pengembangan kami menatap ke luar jendela di tengah hari, mereka tidak hanya sedang melamun. Kemungkinannya adalah, mereka sedang bekerja keras menemukan cara untuk menggunakan aerogel transparan dan insulasi selimut aerogel yang fleksibel untuk meningkatkan efisiensi energi jendela.

Tim kami, dan tim lainnya, menerapkan kinerja isolasi aerogel yang unggul untuk membuat jendela lebih efisien, meskipun dengan cara yang berbeda.

Apa yang Membuat Jendela: Nilai-U

Internet dipenuhi dengan artikel yang menjelaskan Nilai-U (atau faktor-U) dan apa artinya bagi jendela hemat energi. Anda bisa membacanya di sini. Demi waktu, kami menawarkan versi ringkasan kami:

Ada dua komponen utama jendela: bingkai dan kaca. Untuk memahami efisiensi total unit jendela Anda, yang disebut Nilai-U, Anda perlu menjumlahkan efisiensi kedua komponen tersebut.

Uf + Ug = Uw

Nilai Uf adalah ukuran Nilai U bingkai tanpa kaca. Nilai Ug adalah Nilai U dari kacanya saja. Uw adalah total Nilai-U unit tersebut.

Jelasnya, semakin rendah angkanya, semakin efisien jendela Anda. Untuk iklim yang memanas, Nilai U yang lebih rendah berarti kehilangan panas yang lebih sedikit. Anda ingin jendela memberi Anda pemandangan, bukan menjadi pintu keluarnya panas.

Banyak perusahaan jendela bekerja keras untuk menurunkan nilai Ug guna menciptakan efisiensi yang lebih besar. (Untuk sebagian besar unit, nilai Ug adalah angka terendah dan berkinerja terbaik dalam persamaan.) Hasilnya, Anda akan melihat jendela panel ganda dan tripel yang mengapit gas mulia, seperti gas argon, di antara lapisan kaca untuk mencapai Nilai-U keseluruhan yang lebih rendah. Misalnya, rumah pasif dan bangunan berenergi rendah sering kali mengandalkan jendela tiga panel untuk memenuhi standar efisiensi yang ketat. Bahkan ada satu perusahaan yang mengerjakan 12 panel jendela super. Jenis jendela ini berfungsi—dengan mudah.

Tidak semua struktur dapat dengan mudah beradaptasi dengan ketebalan, atau berat, unit jendela panel ganda atau tiga. Pikirkan tentang bangunan bersejarah yang perlu menjaga integritas arsitekturnya. Rumah mungil tentu tidak penuh dengan ruang. Bahkan rumah modern abad pertengahan Anda memerlukan penguatan besar untuk menopang berat kaca di jendela tiga panel.

Jadi sekarang apa?

Program Desain Lucid Efisien Tinggi (SHIELD) Panel Tunggal ARPA-E

Pada tahun 2016, Aspen Aerogels menerima dana dari Advanced Research Projects Agency-Energy Departemen Energi AS (ARPA-E) sebagai bagian dari program SHIELD. Tim Aspen adalah salah satu dari 14 proyek yang dipilih. Pendanaan tersebut digunakan untuk mengembangkan teknologi kaca jendela yang menggabungkan lapisan aerogel silika transparan dan stabil terhadap UV di antara dua lembar kaca transparan tipis untuk membuat panel kaca ganda.

Grafik 14 tim proyek SHIELD sedang bekerja untuk “mengembangkan material dan struktur inovatif yang dapat menghilangkan lebih dari separuh jumlah panas melalui jendela satu panel selama musim pemanasan musim dingin. Bahan dan desain ini akan meningkatkan isolasi termal jendela, mengurangi kondensasi pada cuaca dingin, dan memiliki dampak minimal pada tampilan jendela.”

Jika proyek ini berhasil, unit panel jendela berinsulasi aerogel dapat digunakan untuk menggantikan panel tunggal pada jendela ketika ketebalan dan berat jendela panel ganda tidak praktis.

Melihat ke Luar Jendela

Membuat jendela yang lebih baik dengan aerogel tidak berhenti di kaca jendela saja.

Mari kita lihat lagi persamaan U-Value:

Uf + Ug = Uw

Jika Anda sudah menggunakan sistem yang memiliki nilai Ug rendah, bagaimana cara memperbaikinya? Anda fokus pada peningkatan nilai Uf.

Perusahaan seperti Asal dan Aluprof menggabungkan Spaceloft® isolasi selimut aerogel sebagai bagian kusen jendela untuk menurunkan nilai Uf. Aluprof menggunakan produk yang dipatenkan bernama Profil Porofiks dalam sistem mereka yang dipasok oleh Aerogels Poland Nanotechnology.

Pada rangka efisien yang terbuat dari kayu, aluminium, fiberglass, atau uPVC, insulasi aerogel digunakan untuk mengisi rongga yang biasanya diisi dengan udara atau bahkan polistiren. Perbedaan antara sekadar memiliki udara di bingkai jendela versus insulasi aerogel dapat membuat “perbedaan 14X lipat dalam kinerja termal bingkai jendela” menurut salah satu produsen jendela.

Jadi isolasi selimut aerogel tidak hanya membantu menurunkan nilai Uf, namun juga berarti perusahaan tidak perlu bergantung pada jumlah tambahan untuk mencapai Nilai-U untuk jendela berenergi rendah atau kelas rumah pasif. Ini menghasilkan desain hemat energi yang ramping, ringan, dan sangat bergaya.

Catatan tambahan. Anda tidak dapat memiliki jendela (atau dalam hal ini pintu) tanpa membuat lubang pada struktur Anda. Bukaan ini paling rentan terhadap jembatan termal linier. Mengatasi jembatan termal linier adalah salah satu cara yang paling populer Spaceloft digunakan; Spaceloft membantu meningkatkan efisiensi termal, dan menghindari masalah kondensasi dan jamur. Ini hanyalah salah satu cara isolasi aerogel meningkatkan kenyamanan termal aplikasi bangunan & konstruksi.

Bahan Sama, Cara Beda

Ingat, jika Anda melihat karyawan Aspen Aerogels menatap ke luar jendela, jangan berasumsi bahwa mereka tidak bekerja keras. Kami sangat antusias dengan tim kami dan perusahaan lain yang menemukan cara baru untuk memanfaatkan kinerja isolasi aerogel yang unggul—bagi kita semua.