Fazendo janelas melhores com Aerogel | Aerogéis Aspen

Por John Williams

23 de fevereiro de 2017

Se você pegar um membro da nossa equipe de pesquisa e desenvolvimento olhando pela janela no meio do dia, ele não está apenas sonhando acordado. Provavelmente, eles estão trabalhando arduamente para encontrar maneiras de usar aerogel transparente e isolamento de manta de aerogel flexível para melhorar a eficiência energética das janelas.

Nossa equipe, e outras pessoas, estão colocando o desempenho isolante superior do aerogel em ação para criar janelas mais eficientes, embora de maneiras diferentes.

O que constitui uma janela: o valor U

A Internet está repleta de artigos que descrevem valores U (ou fatores U) e o que isso significa para janelas com eficiência energética. Você pode ler um SUA PARTICIPAÇÃO FAZ A DIFERENÇA. Por uma questão de tempo, oferecemos nossa versão resumida:

Existem dois componentes principais de uma janela: a moldura e o vidro. Para entender a eficiência total da sua unidade de janela, chamada de valor U, você precisa somar a eficiência desses dois componentes.

Uf + Ug = Uw

O valor Uf é a medida do valor U da moldura sem o vidro. O valor Ug é o valor U apenas do vidro. O Uw é o valor U total da unidade.

Obviamente, quanto mais baixos os números, mais eficiente será a sua janela. Para climas quentes, um valor U mais baixo significa menos perda de calor. Você quer que sua janela lhe dê uma vista, não seja uma porta para o calor escapar.

Muitas empresas de janelas trabalham duro para reduzir o valor Ug e criar maior eficiência. (Para a maioria das unidades, o valor Ug é o número mais baixo e de melhor desempenho na equação.) Como resultado, você verá janelas de painel duplo e triplo que colocam gases nobres, como o gás argônio, entre camadas de vidro, a fim de alcançar valores U gerais mais baixos. Por exemplo, casas passivas e estruturas de baixo consumo de energia muitas vezes dependem de janelas de painel triplo para atender a padrões de eficiência rigorosos. Existe até uma empresa trabalhando em um painel 12 superjanela. Esses tipos de janelas funcionam - com um problema.

Nem toda estrutura pode se adaptar facilmente à espessura ou ao peso de uma unidade de janela de vidro duplo ou triplo. Pense em edifícios históricos que necessitam de manter a sua integridade arquitectónica. Casas minúsculas certamente não estão cheias de espaço. Mesmo a sua casa moderna de meados do século precisaria de algum reforço importante para suportar o peso do vidro em uma janela de painel triplo.

Então, agora?

Programa de projetos lúcidos altamente isolantes e eficientes (SHIELD) de painel único da ARPA-E

Em 2016, a Aspen Aerogels recebeu financiamento da Agência-Energia de Projetos de Pesquisa Avançada do Departamento de Energia dos EUA (ARPA-E) como parte do programa SHIELD. A equipe de Aspen foi um dos 14 projetos selecionados. O financiamento está sendo usado para desenvolver uma tecnologia de vidraça que incorpora uma camada de aerogel de sílica transparente e estável aos raios UV entre duas finas folhas de vidro transparentes para criar uma vidraça dupla.

14 equipes de projeto SHIELD estão trabalhando para “desenvolver materiais e estruturas inovadores que possam perder mais da metade da quantidade de calor através de janelas de painel único durante a estação de aquecimento no inverno. Esses materiais e designs melhorariam o isolamento térmico da janela, reduziriam a condensação em climas frios e teriam um impacto mínimo na aparência da janela.”

Se o projeto for bem-sucedido, as unidades de vidraças isoladas com aerogel poderão ser usadas para substituir vidraças simples em janelas quando a espessura e o peso das janelas de vidraça dupla não forem práticos.

Olhando além do painel da janela

Fazer janelas melhores com aerogel não para na vidraça.

Vejamos a equação do valor U novamente:

Uf + Ug = Uw

Se você já está usando um sistema com valor Ug baixo, como melhorá-lo? Você se concentra em melhorar o valor Uf.

Empresas como Origin e Aluprof estão incorporando Spaceloft® isolamento de manta de aerogel como parte da moldura da janela para reduzir o valor Uf. Aluprof utiliza um produto patenteado chamado Perfil Porofix em seus sistemas fornecidos pela Aerogels Poland Nanotechnology.

Nessas eficientes esquadrias feitas de madeira, alumínio, fibra de vidro ou uPVC, o isolamento em aerogel é usado para preencher os vazios que normalmente seriam preenchidos com ar ou mesmo poliestireno. A diferença entre simplesmente ter ar na moldura da janela e o isolamento de aerogel pode fazer uma “diferença de 14X no desempenho térmico da moldura da janela”, de acordo com um fabricante de janelas.

Portanto, o isolamento da manta de aerogel não apenas ajuda a reduzir o valor Uf, mas também significa que as empresas não precisam depender de volume adicional para atingir valores U para janelas de baixo consumo de energia ou de uso doméstico passivo. Proporciona designs finos, leves e muito elegantes com eficiência energética.

Nota. Você não pode ter uma janela (ou uma porta) sem criar um buraco em sua estrutura. Estas aberturas são mais propensas a pontes térmicas lineares. Lidar com pontes térmicas lineares é uma das formas mais populares Spaceloft é usado; Spaceloft ajuda a aumentar a eficiência térmica e evita condensação e problemas relacionados ao mofo. É apenas mais uma maneira pela qual o isolamento de aerogel promove maior conforto térmico em aplicações de construção e construção.

Mesmo material, maneiras diferentes

Lembre-se, se você pegar um funcionário da Aspen Aerogels olhando pela janela, não presuma que ele não está trabalhando duro. Estamos entusiasmados com o fato de nossa equipe e outras empresas encontrarem novas maneiras de colocar o desempenho isolante superior do aerogel em ação – para todos nós.