科学探索|研究人员开发新型三层玻璃窗是节约能源、降低噪音的低成本选择研究人员开发新型三层玻璃窗

我们知道三层玻璃窗可以节约能源，减少噪音，并降低家庭能源费用：现在它们的价格变得更便宜了。这是美国能源部西北太平洋国家实验室(PNNL)与公共和私人合作伙伴联盟合作进行的一系列研究发出的信息。PNNL的研究经济学家和正在进行的三层玻璃窗实地验证研究的项目经理Kate Cort说：“更低的成本、更多的可用性以及减少碳排放的动力正在把我们推向一个转折点，在那里三层玻璃窗开始具有很大的经济意义。”

文章图片

一个家庭的窗户会浪费大量的能源，这已经不是什么秘密了。即使是最新款的双层窗户也会大大增加家庭的能源使用和成本。对于一个新家来说，窗户通常占外部表面积的8%，但却要对一半的热量损失或增加负责。这种被动的能量损失使窗户成为家庭供暖和制冷成本的主要因素。

同时，自1989年左右推出第一个原型以来，三层玻璃窗的能源和成本节约的证据已经慢慢形成。以前的研究表明，三层玻璃窗比行业标准的双层玻璃窗更节能，但由于成本和供应问题，市场的采用一直很缓慢。
Cort说，这些缺点即将改变。新一代的薄型三层玻璃窗价格较低，可以更容易地改造成现有的双层玻璃框架。顾名思义，三层玻璃窗有三块玻璃，形成一个双层夹层，里面充满了惰性气体，如氪气，提供额外的绝缘能力。这些新一代的窗户利用了先进的玻璃制造技术所提供的规模经济优势，该技术生产的电视和电脑屏幕薄而耐用。

文章图片

在过去的三年里，Cort和她的同事们系统地评估了能源节约和经济因素，这些因素将决定它们多快被建筑商接受。这项工作得到了美国能源部建筑技术办公室和邦纳维尔电力管理局的支持。
现在，国家公用事业监管机构开始注意到了这一点。最近，密歇根州利用PNNL对三层玻璃窗的实地研究数据，将其纳入该州的技术资源手册，列出了有资格获得公用事业激励和退税的核定节能措施。
新的能源标准产生了紧迫性
Cort、PNNL研究人员Edward Louie和Lawrence Berkeley国家实验室的Robert Hart最近领导的另一项研究表明，对于新的房屋建筑，三层玻璃窗可以帮助建筑商在经济上满足更严格的2021年新房屋能源规范。他们发表在2022年3月的《ASHRAE》杂志上的研究表明，当住宅建筑商将新住宅的窗户从双层玻璃升级为三层玻璃时，窗户的能源效率性能可以提高40%或更多。这种额外的性能提高了整个房屋外部的总绝缘价值，通常被称为建筑围护结构。
“我们的研究表明，提高窗户的能源效率为建筑商提供了更多的设计灵活性，并能够在满足规范的前提下，对围护结构的其他部分进行折衷，如外墙保温，”Cort说。总体效果是为建筑商提供更多的选择，更好地保证符合建筑规范，同时提高房主的舒适度。

文章图片

Cort表示，建筑商在采用新的房屋建筑技术方面发挥着关键作用。2020年，她和她的同事们采访了29位参加过能源部零能耗住宅项目的住宅建筑商。他们要求建筑商解释他们在2018至2019年建筑季节选择窗户的决策过程。这些建筑商中有41%的人在他们所有的新房中使用了三层玻璃窗，另有28%的人在他们的大部分或部分房屋中使用了三层玻璃窗。对于那些没有使用三层玻璃窗的人，最大的因素是成本。