Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (Berkeley Lab) при Министерстве энергетики США (DOE) активно работает с производителями оконной индустрии, чтобы вывести на рынок «супер-окно» (Super Window), которое, по крайней мере, в два раза превосходит по теплоизоляции 99% изделий, изготавливаемых для продажи сегодня. Суть разработки заключается в возможности создать двухкамерный стеклопакет на базе однокамерного с использованием внутреннего супертонкого стекла, без изменения ширины и минимальным увеличением веса окна. Преимуществом инновационного решения является возможность перехода на новую технологию без серьёзной модернизации производства.

«Супер-окно» было впервые изобретено и запатентовано Berkeley Lab более 20 лет назад. Но в то время не было жизнеспособных технологий изготовления больших листов очень тонкого стекла, а стоимость материалов делала его чрезмерно дорогим.



«Для достижения предусмотренной эффективности необходимо тонкое стекло толщиной 0,7 мм. Двадцать лет назад мы не могли найти компаний, которые смогли бы изготавливать тонкие стеклянные панели. В настоящее время индустрия плазменных телевизоров подтолкнула стекольную промышленность к тому, чтобы создать именно то стекло, которое нам нужно для окон, и по цене, которую может позволить оконный рынок», – рассказал исследователь проекта Чарли Курсия (Charlie Curcija).

Что такое «супер-окна» по-американски?

Распространённые на текущий момент на американском рынке окна с однокамерным стеклопакетом состоят из двух слоев стекла с низкоэмиссионным покрытием и газонаполнением аргоном в зазоре между стеклянными панелями для дальнейшего снижения теплопередачи. В супер-окне Berkeley Lab:

• В качестве третьего листа используется очень тонкое стекло по центру однокамерного стеклопакета.
• Добавляется второе низкоэмиссионное покрытие.
• Газ аргон заменяется криптоном, который отличается гораздо большими теплоизоляционными свойствами, чем аргон. При этом газ закачивается в самое узкое пространство между стеклами.

Хотя на рынке есть другие окна с двухкамерными стеклопакетами, преимущество разработки состоит в том, что изделие обладает такой же шириной и сохраняет почти такой же вес, что и существующие окна с однокамерным стеклопакетом. Соответственно, створки и рамы окна не нужно переделывать, что создавало бы значительное препятствие для производителей.

«Это захватывающая новость для индустрии, поскольку доступность этой идеи улучшается. Мы с нетерпением ждем совместной работы с Berkeley Lab», – говорит Рэй Гаррис (Ray Garries), вице-президент по разработке и инновациям оконной компании «MI Windows and Doors».

«Супер-окна» могут спасти миллиарды долларов на энергосбережении

Использование энергии, связанной со всеми аспектами остекления, включая отопление и охлаждение, обходится владельцам зданий в США около 50 миллиардов долларов в год. Самый большой вклад в энергопотребление зданий – это потеря тепла в более холодных климатических зонах. В теплом климате солнечный свет, проходящий через окна, увеличивает затраты на кондиционирование воздуха. Переход на «супер-окна» позволит экономить потенциально порядка 10 миллиардов долларов и спасёт от расточительного расходования энергии.

«Один слой стекла имеет R-значение, которое является показателем его устойчивости к теплопроводности, R1; однокамерный стеклопакет – R2, с low-e покрытием – R4. Наш двухкамерный стеклопакет с супертонким стеклом – от R8 до R10, или примерно в два раза выше, чем лучшее двойное остекление с низкоэмиссионным покрытием», – отметил Чарли Курсия.

По словам исследователей Berkeley Lab, супертонкая двухкамерная оконная конструкция удваивает тепловые характеристики современных однокамерных стеклопакетов с рейтингом Energy Star и изолирует в семь раз лучше, чем одностворчатое окно.



Ученые Berkeley Lab создали и протестировали прототипы и теперь работают с корпорацией Andersen, крупнейшим производителем дверей и окон в США, и отдельно с «Alpen High Performance Products», специализирующейся на энергосберегающих светопрозрачных конструкциях. Обе эти попытки направлены на создание и тестирование расширенных прототипов, подходящих для крупномасштабного производства.

Окна теплее стен

Исследователь лаборатории Стив Селкович (Steve Selkowitz), один из авторов концепции «супер-окна», рассказал: «Наш подход заключается в том, чтобы атаковать проблему с двух сторон: развивать «рыночную тягу» и усилить «технологические толчки». Мы работаем с производителями, чтобы помочь им в решении их технологических задач, а также с Energy Star, компаниями цепочки поставок и коммунальными предприятиями, которые могут предлагать скидки и стимулировать потребителей для инвестиций в данную технологию. Наша роль должна стать катализатором в содействии технологическим инновациям в продвижении миссии DOE в области энергоэффективности».



Стоит отметить, что в Berkeley Lab хотят достичь такого уровня энергоэффективности, чтобы зимой окна могли превзойти хорошо изолированные стены. С их «супер-окном», как утверждают исследователи, эта цель теперь может быть в пределах досягаемости.

Подготовлено редакцией tybet.ru по материалам Berkeley Lab.

Использование данного материала допускается только при наличии гиперссылки на tybet.ru