Стеклянные окна, как мы знаем, приходили в различных формах и цветах, они пришли ещё из средневековья, но с развитием промышленности, окна стали доступны среднему домовладельцу. Даже несмотря на дорогие цены, приобретение прозрачного стекла в 1830-м году, было похоже на владение первым цветным телевизором в 1960-м году. Это, несомненно, являлось символом статуса и положения в обществе.
Зазеркалье.
Ранее, одно стекло было матовым, что было особенно актуально в зимнее время, когда на улицу опускались холода. Однако, в 1800-х годах, энергетической эффективностью управляли зажигая огни, закрывая двери, надевая теплую одежду, и в большинстве случаев, закрывая внешние ставни. В те времена, за исключением крайних случаев, отопительные материалы были относительно дешевы, поскольку дерево можно было найти везде, а практически каждая провинция имела угледобывающую промышленность. Потери тепла и уюта внутри дома с одним стеклом были сокращены с появлением штормовых окон, которые можно было установить осенью и снять весной.
Расходы на отопительные материалы изменились с появлением нефти и газа, цены на эти природные ресурсы соперничали с ценами угля, однако, они давали чистый огонь, в сравнении с углем, особенно газ. Новое изобретение, двойные стеклопакеты, практически полностью сменили одиночные стекла и сократили использование штормовых окон, поскольку компенсировали переход между сезонами.
Окна и утечка энергии
В 1980-м году, потребители стали понимать, что цены на природный газ имеют тенденцию к постоянному росту, а одна из главных отопительных потерь приходила из окон. Средний уровень теплоизоляции стен имел значение R12-15, что показывало на хорошую сопротивляемость потери тепла, одновременно с тем, чердаки имели показатель R30. Однако, даже самые лучшие стеклопакеты имели уровень теплоизоляции лишь R2, даже с отсутствием воздушного пространства между стеклами.
Комбинированные окна
Применение R-значения для окон, не является единственным способом для оценки их эффективности. Существует также и U-значение, которое используется для измерения комбинации материалов с целью потери тепла. U-значение, используется для оценки теплопроводности, на основе сочетания строительных материалов. Например, если R-значение показывает, как много тепла запирается внутри дома, S-значение показывает количество тепла проходящее через материал, то U-значение указывает на обратное. Оно показывает, сколько тепла пропускает весь материал. Потому, если высокое значение R-значения (R40), является хорошим показателем сохранения тепла и экономии энергии, то, казалось бы, низкий уровень U-значения (0,025) указывает на то же самое.
Причина важности этого значения, заключается в том, что каждый стеклопакет может представлять собой набор R-значений, таким образом, полноценная эффективность может быть измерена только U-значением. Во-первых, существуют стеклопакеты с двумя и тремя стеклами, каждое из которых имеет своё R-значение, включая тепловой перерыв между ними, который также может иметь собственное R-значение. Наконец, между стеклами существуют газовые наполнители (из аргона и криптона), которые имеют собственную R-ценность, основанную на их количестве. Таким образом, общая эффективность приходит лишь в U-значении.
Улучшение эффективности окна
Тройные стеклопакеты. Добавление ещё одного стекла снижает U-значение, которое говорит о количестве потерь тепла через окно. Это дополнительное препятствие для тепла, покидающего ваш дом.
Газы аргон и криптон. Неотъемлемой частью воздушного пространства между стеклами в любой оконной системе является «конвекция». Это движение воздуха, вызванное воздействием холода снаружи и тепла изнутри. Горячий воздух в верхней части окна охлаждается и спускается, и это движение приводит к току воздуха. Аргон и криптон являются тяжелыми газами, которые замедляют процесс конвекции, следовательно, замедляют потерю тепла.
Оконные покрытия. Ещё один способ увеличения тепла внутри дома в зимний период, лежит через отражающее покрытие, настолько тонкое, что его не видно невооруженным глазом. Это покрытие отражает тепло обратно в дом. Установка дополнительного покрытия, по эффективности, напоминает установку дополнительного окна.
В жарких климатических условиях отражающие материалы расположены таким образом, что длинные волны излучения отклоняются, что значительно облегчает работу системы вентиляции и кондиционирования.
Солнечная проводимость. Очередным способом оценки окон является их коэффициент солнечного тепла, который является количеством солнечной энергии, пропускаемой окнами. Целью строительной архитектуры окон является максимизация суммы солнечного тепла в зимнее время, чтобы помочь в экономии затрат на тепло, и исключение солнца летом, чтобы сохранить расходы на кондиционирование внутри дома.
Для большинства климатических условий это важная крайность, окна должны иметь возможность комбинировать удержание и отклонение тепла. Но эта задача не всегда выполняется производителем окон. Количество окон и их размещение также должно внимательно рассматриваться.
Например, окна смотрящие на юго-запад, принимают солнечные лучи зимнего солнца, однако, не получают прямого воздействия горячего солнца в августе. В это время года солнце будет слишком высоко, чтобы светить прямо в окна. В том случае, если окна размещены иначе, потребитель может воспользоваться специализированными навесами, которые помогут отвести солнечное тепло.
