Menjadikan Windows Lebih Baik dengan Airgel | Aspen Aerogels

Oleh John Williams

Februari 23, 2017

Jika anda menangkap ahli pasukan penyelidikan dan pembangunan kami merenung ke luar tingkap pada tengah hari, mereka bukan hanya berkhayal. Kemungkinannya, mereka bekerja keras mencari cara untuk menggunakan aerogel lutsinar dan penebat selimut aerogel fleksibel untuk meningkatkan kecekapan tenaga tingkap.

Pasukan kami, dan yang lain, meletakkan prestasi penebat unggul aerogel untuk berfungsi untuk membuat tingkap yang lebih cekap, walaupun dalam cara yang berbeza.

Apa yang Menjadikan Tingkap: Nilai-U

Internet dipenuhi dengan artikel yang menerangkan U-Values ​​(atau U-faktor) dan maksudnya untuk tingkap cekap tenaga. Anda boleh membaca satu disini. Demi masa, kami menawarkan versi ringkas kami:

Terdapat dua komponen utama tingkap: bingkai dan kaca. Untuk memahami jumlah kecekapan unit tetingkap anda, yang dipanggil U-Value, anda perlu menambah kecekapan kedua-dua komponen tersebut.

Uf + Ug = Uw

Nilai Uf ialah ukuran U-Value bingkai tanpa kaca. Nilai Ug ialah U-Nilai kaca sahaja. Uw ialah jumlah U-Nilai unit.

Jelas sekali, semakin rendah nombor, semakin cekap tetingkap anda. Untuk iklim pemanasan, Nilai-U yang lebih rendah bermakna kehilangan haba yang lebih sedikit. Anda mahu tingkap anda memberi anda pemandangan, bukan menjadi pintu untuk melepaskan haba.

Banyak syarikat tingkap bekerja keras untuk menurunkan nilai Ug untuk mewujudkan kecekapan yang lebih besar. (Bagi kebanyakan unit, nilai Ug ialah nombor paling rendah dan berprestasi terbaik dalam persamaan.) Akibatnya, anda akan melihat tingkap anak tetingkap dua dan tiga kali ganda yang mengapit gas mulia, seperti gas argon, di antara lapisan kaca untuk mencapai Nilai-U keseluruhan yang lebih rendah. Sebagai contoh, rumah pasif dan struktur tenaga rendah sering bergantung pada tingkap tiga anak tetingkap untuk memenuhi piawaian kecekapan yang ketat. Malah terdapat satu syarikat yang bekerja pada anak tetingkap 12 superwindow. Jenis tingkap ini berfungsi—dengan tangkapan.

Tidak semua struktur boleh dengan mudah menyesuaikan diri dengan ketebalan, atau berat, unit tingkap dua atau tiga kali ganda. Fikirkan tentang bangunan warisan yang perlu mengekalkan integriti seni binanya. Rumah kecil pastinya tidak penuh dengan ruang. Malah rumah moden abad pertengahan anda memerlukan beberapa tetulang utama untuk menyokong berat kaca dalam tingkap tiga anak tetingkap.

Jadi sekarang apa?

Program Reka Bentuk Cekap Cekap (SHIELD) Panel Tunggal ARPA-E

Pada 2016, Aspen Aerogels menerima pembiayaan daripada Agensi Projek Penyelidikan Lanjutan Jabatan Tenaga A.S.-Tenaga (ARPA-E) sebagai sebahagian daripada program SHIELD. Pasukan Aspen adalah salah satu daripada 14 projek yang dipilih. Pembiayaan itu digunakan untuk membangunkan teknologi tingkap yang menggabungkan lapisan aerogel silika yang telus dan stabil UV di antara dua kepingan kaca telus nipis untuk mencipta anak tetingkap berlapis dua.

14 pasukan projek SHIELD sedang berusaha untuk “membangunkan bahan dan struktur inovatif yang boleh melebihi separuh jumlah haba yang hilang melalui tingkap anak tetingkap tunggal semasa musim pemanasan musim sejuk. Bahan dan reka bentuk ini akan meningkatkan penebat haba tingkap, mengurangkan pemeluwapan cuaca sejuk, dan mempunyai kesan minimum pada penampilan tingkap."

Jika projek itu berjaya, unit anak tetingkap bertebat aerogel boleh digunakan untuk menggantikan anak tetingkap tunggal dalam tingkap apabila ketebalan dan berat tingkap anak tetingkap dua tidak praktikal.

Memandang Melepasi Anak Tetingkap

Membuat tingkap yang lebih baik dengan airgel tidak berhenti di anak tetingkap.

Mari kita lihat persamaan U-Value sekali lagi:

Uf + Ug = Uw

Jika anda sudah menggunakan sistem yang mempunyai nilai Ug yang rendah, bagaimanakah anda boleh menjadikannya lebih baik? Anda menumpukan pada meningkatkan nilai Uf.

Syarikat suka asal and Aluprof sedang menggabungkan Spaceloft® penebat selimut airgel sebagai sebahagian daripada bingkai tingkap untuk mengurangkan nilai Uf. Aluprof menggunakan produk berpaten yang dipanggil Profil Porofix dalam sistem mereka yang dibekalkan oleh Aerogels Poland Nanotechnology.

Dalam bingkai cekap yang diperbuat daripada kayu, aluminium, gentian kaca atau uPVC ini, penebat aerogel digunakan untuk mengisi lompang yang biasanya diisi dengan udara atau polistirena. Perbezaan antara hanya mempunyai udara dalam bingkai tingkap berbanding penebat airgel boleh membuat "perbezaan 14X dalam prestasi terma bingkai tingkap" mengikut satu pengeluar tingkap.

Jadi, penebat selimut aerogel bukan sahaja membantu merendahkan nilai Uf, ia juga bermakna syarikat tidak perlu bergantung pada pukal tambahan untuk mencapai U-Values ​​untuk tingkap gred rumah tenaga rendah atau pasif. Ia menghasilkan reka bentuk yang ramping, ringan dan sangat bergaya yang cekap tenaga.

Nota sampingan. Anda tidak boleh mempunyai tingkap (atau pintu dalam hal ini) tanpa membuat lubang pada struktur anda. Bukaan ini paling terdedah kepada jambatan haba linear. Menangani jambatan haba linear adalah salah satu cara yang paling popular Spaceloft digunakan; Spaceloft membantu meningkatkan kecekapan haba, dan mengelakkan pemeluwapan dan masalah berkaitan acuan. Ini adalah satu lagi cara penebat aerogel menggalakkan peningkatan keselesaan terma aplikasi bangunan & pembinaan.

Bahan Sama, Cara Berbeza

Ingat, jika anda menangkap pekerja Aspen Aerogels sedang merenung ke luar tingkap, jangan anggap mereka tidak bekerja keras. Kami teruja untuk pasukan kami dan syarikat lain mencari cara baharu untuk meletakkan prestasi penebat unggul aerogel berfungsi—untuk kita semua.