图片来源:劳伦斯伯克利国家实验室
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劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的研究人员开发了一种新型的三层玻璃窗，其厚度和重量与标准的low-e双层玻璃窗相同，但绝缘值是其两倍。
在新闻发布会上美国能源部实验室表示，平板电视行业使用的极薄玻璃使这一突破成为可能。只有0.7毫米(小于1/32英寸)厚的玻璃被用于三层玻璃组件的中心窗格。氪气取代了通常用于双层玻璃装置的氩气。
高性能的三层玻璃窗户，如被动式房屋建筑中使用的窗户，今天很容易获得。但它们比标准的双层玻璃单元更厚更重，许多建筑商从欧洲订购，这延长了施工进度，或迫使建筑商仔细规划。由于这些新型“超薄三层超窗”的玻璃非常薄，因此无需重新设计窗框或窗框，就可以实现高r值。
该实验室说，这种窗户的玻璃中心r值在R-8到R-10之间，大约是目前市场上最好的低辐射双层玻璃窗的两倍。
该实验室已经建造了原型机，并正在与Andersen公司和Alpen高性能产品公司这两家制造商合作，建造和测试适合大规模生产的原型机。
新闻稿指出，实验室在高性能窗户方面的工作可以追溯到20世纪70年代的石油危机，当时它率先开发了低e涂料。LBNL的研究人员之一查理·库尔西加说，如果当时有非常薄的大玻璃，超级窗户可能会更早出现。
“薄玻璃只有0.7毫米厚，”他说。“20年前，我们找不到任何一家可以大批量生产薄玻璃板的公司。现在，平板电视行业已经推动玻璃行业制造出我们恰好需要的窗户玻璃，而且价格是窗户市场可以承受的。”
临时更换的好处
LBNL研究员Stephen Selkowitz说，对于那些想要开始生产三层玻璃窗扇的制造商来说，高性能的双层玻璃窗扇替代品的可用性可以降低风险，同时将潜在市场扩大到目前2%的份额之外。
Selkowitz在一封电子邮件中说:“作为一种与现有(中空玻璃单元)重量和宽度几乎相同的‘滴入式’嵌件，窗户制造商进入市场的障碍和风险要低得多，主要的额外成本是额外的玻璃片、[氪]气体填充和第二层低辐射涂层以及一些额外组装的边际成本。”
他说，从制造商的角度来看，每平方英尺增加的成本约为2美元，不过消费者支付的价格会更高。如果新窗户取代了现有的双层玻璃单元，那么回报将在5到7年内到来。
他补充称:“我们认为，最终市场将超越仅仅比较两种产品和能源的价格。”“还有其他重要的好处和价值:提高热舒适性，更大的窗户有更好的视野，而不损失能源，缩小暖通空调的潜力，以及消除到周边的管道，等等。”
他说，另一个好处是可以减少从欧洲订购高性能三层玻璃窗带来的运输成本和时间延误。
LBNL超级窗户的设计类似于Alpen除了Alpen的版本使用的是Eastman Chemical公司生产的聚酯薄膜“热镜”(Heat Mirror)，而不是玻璃作为中心窗格。Selkowitz在邮件中提到了这一点，但他补充道:“我们认为薄玻璃将简化组装过程，降低成本。”
Alpen公司首席执行官布拉德·贝京(Brad Begin)在电话中表示，薄三层技术可能会成为公司产品阵容的一部分，但只是对热镜的补充，而不是替代品。
他说:“30多年来，我们一直在成功地制造热镜，并一直致力于这项技术，发现它非常有效。”“话虽如此，作为一家以创新技术商业化而闻名的公司，我们对至少试验薄玻璃的机会很感兴趣。”
贝京说，现在说薄玻璃三合一的制造成本是否会低于Alpen的热镜窗可能还为时过早。他说:“目前还没有定论。”他补充说，这项技术可能对那些不习惯使用厚玻璃的窗户制造商非常有吸引力，贝京称之为“宽口袋”。
生产决策摆在面前
一个关键的问题是，安装了新玻璃的窗户什么时候能上市。塞尔科维茨表示，现在下结论还为时过早，尽管一家小公司可以在一年内少量提供这种玻璃窗户。
他说:“你可以想象，不同公司的决策过程和时间表是不同的，所以我们的目标是为他们提供所需的技术信息，作为流程中的一个步骤，以便尽快按照决策时间表进行决策。”
在这一点上，LBNL正在研究市场接受度、耐久性和制造问题。其中包括手工制作一些原型，以便在即将到来的冬天进行实地测试。制造商的下一步将是探索半自动化或自动化生产线上的规模化生产。
但到目前为止，一切顺利。
贝京说:“我们上周推出了第一个窗口。“问题是(对制造业而言)现实的距离有多远?我们仍在进行测试，仍在与LBNL合作，以确保它具有耐久性和所有我们需要的东西。但它现在是可制造的……对于目前较大的隔热玻璃制造商来说，我的猜测是，如果他们的客户想要他们制造它，他们可以很快地想出如何制造它。
“到目前为止，这非常容易，但我认为我们还没有接近测试实际商业化产品所必需的单元大小，假设它会随着它变得越来越大而变得越来越具有挑战性。但到目前为止，它出人意料地容易。”
安徒生在研究团队中的代表是凯瑟琳·格雷厄姆(Katherine Graham)，她是该公司玻璃能力团队的负责人。记者无法联系到她请其置评。
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24日评论
能否提供更多细节?
让安徒生公司提供一种价格实惠的R-8到R-10范围的三层窗玻璃，可能会大大提高对高效节能窗户的采用。恕我直言，这是一个伟大的成就!
你如何用一个狭窄的三层玻璃来达到R-8到R-10的中心?氪有助于一些，热镜表面处理没有提到，但必须是组装的一部分。你能详细说明每个项目对R-8到R-10的贡献吗?在经济上做到这一点是另一个挑战。更窄的窗户使用更少的氪金，但仍然…
罗伯特,
看一看//www.elsporta.com/article/curious-case-imploding-windows更多信息和风险，当你使用伊士曼热镜与氪气生产的Eco中空玻璃公司。
对Robert Opaluch的回应
罗伯特,
好的问题;也许斯科特·吉布森会提供更多信息。
下面是LBNL研究员Steve Selkowitz的幻灯片。这里没有太多的新信息——除了Selkowitz关于这个“超级窗口”的一些细节。
我没有看到任何神奇的东西——只是两种低e涂层和氪气的使用(氪气比氩气更贵，而且在提高IGU的热性能方面比氩气更有效，当窗玻璃之间的间隙很小时)。
．
为什么不做所有的窗格呢
为什么不把所有的窗格都用薄玻璃做呢?
回应周杰伦
松鸦
我想答案是，薄玻璃对这个目的来说太脆弱了。
太脆弱了，太贵了@ Jay, Martin
即使是在室内的大屏幕上使用，0.7毫米的电视玻璃与其他窗格使用的玻璃相比，已经是相当昂贵的东西了。(在产量超高的情况下，仅使用未镀膜玻璃，窗户制造商的成本可能就能降至每平方米15-20美元。)薄玻璃的原玻璃成本可能是其他两块玻璃的成本总和的数倍。
VIG仍在等待
还在等待几年前就应该商业化的VIG窗口。普利gem在2018年1月的一次贸易展上展示了它们。我认为问题是要有一个耐用的金属弹性密封的真空。如果他们能得到正确的密封，VIG似乎是一种更好的超级窗口技术。
https://twitter.com/guardianglass/status/951475294678016001
额外的细节
在Robert Opaluch发布了他的问题后，我给伯克利实验室的Steve Selkowitz发了一封邮件，问他是否会回复更多关于窗口的细节。以下是他的回应:
很高兴看到人们对这个话题的兴趣——既有热情也有怀疑。我试图在下面对几个受访者进行综合分析。
有多种选择来实现高绝缘窗户。虽然行业在从传统的双层玻璃(~R2窗)到低e双层玻璃(R3窗)方面取得了很大的进步，现在占所有窗户销售的85%左右，但三层玻璃几十年来一直只占所有窗户销售的1-2%。精心设计的三层玻璃窗(玻璃或热镜涂层塑料层)可以达到R4-8的值。另一个边注:总窗口R值(上图)是玻璃中心值、玻璃边缘值和窗框/框值的面积加权组合。对于这些高性能窗户，玻璃通常是性能最好的，玻璃边缘/窗框/框架降低了总价值。因此，例如，一个典型的低e，氩气填充绝缘玻璃单元(IGU)大约是R4，但总窗口是R3，因为典型的框架更差。
真空绝缘玻璃(VIG)已经发展了几十年。有一种产品已经上市15年了，其他公司的一些新产品也在开发中，但目前还没有新的选择。一些重新设计是必要的，以便窗扇可以容纳一个VIG，目前的成本并不便宜。希望这一切都会随着时间的推移而改善。
美国的窗户往往比欧洲的窗户更薄，因此最常见的窗户IGU大约0.7英寸宽——两块0.11英寸的玻璃和0.5英寸的空间。如果现在每个建筑商和房主都需要三倍的窗户，大多数窗户公司都会投资重新配置生产线，以适应1.25英寸宽的三层IGU，它的重量也比两倍多50%(三层玻璃比两层玻璃)。但由于市场需求不大，三件套往往是特殊订货产品，增加了市场成本。为什么不让空气空间变薄呢?因为热性能(对于空气和氩气)在0.5英寸处最好。如果你制作的是0.125英寸气隙的传统三联装，性能就会变得更差。
本新闻稿中描述的LBNL项目正在推广一种高性能包，允许目前提供标准R3窗口的制造商提供R5-7窗口，只需将现有的0.7英寸IGU替换为R值更高的新的0.7英寸IGU——现在是R8-9，而不是传统的R4-5双IGU。新的“薄三层”IGU重量差不多。新的IGU有额外的一块薄玻璃(重量变化很小)，它创建了两个薄空气空间(第二个low-E涂层被添加到新的空气空间);但现在，缝隙中填充的是氪气而不是氩气或空气，从而将热性能提高到与氩气0.5英寸缝隙相同的水平。具体性能取决于低e涂层的间距、气体填充混合物和发射率。在过去的10年里，LBNL已经建造并测试了大量的原型机，确认这些igu的U(或R)值符合预期。这些都可以使用WINDOW软件工具计算(在LBNL网站上免费)。
那薄玻璃和氪金呢?LBNL从1991年起就有了这项设计的专利(现在已经过期了)，但当时还没有薄玻璃，而且氪金非常昂贵。五年前，我们用为手机开发的Gorilla玻璃制造了原型机。它工作得很好，但玻璃是~ 5美元/平方英尺，氪的等效成本是2美元/平方英尺。今天，这些数字发生了戏剧性的变化，对我们有利(好事有时确实会降临到那些等待的人身上)。平板电视行业目前在全球消耗了20亿平方英尺的薄玻璃，而我们一直在使用的0.7毫米玻璃的价格已降至每平方英尺1美元以下。氪的价格已经下降到每平方英尺0.5美元。由于led的出现，使用氪的灯泡市场正在急剧萎缩，用于通信卫星定位推进器的氙气(氪是提取氙气的副产品)卫星市场正在迅速增加。因此，我们估计添加薄玻璃、氪和第二层low-E涂层的边际OEM成本低于2美元/平方英尺。(在达到消费者成本之前，会有一些组装成本和供应链加价)。
有人问了处理和破损的问题。我们的观点是，如果每年有20亿平方英尺的薄玻璃可以毫无困难地切割、运输、清洗和组装成电视，那么这些真实存在的挑战也很容易被窗户行业解决。玻璃可以进行化学强化，但这增加了成本，在我们看来是不必要的，因为它是在IGU内受到保护的。将玻璃层以一种允许自动化组装的方式整合到IGU中存在新的挑战。我们的设计是把它放在间隔器里面。我们不需要增加额外的间隔，这降低了成本和密封失效的概率。但这里仍然存在设计挑战，这是我们与行业伙伴共同努力的主题。
很快就会有低e涂层的薄玻璃。这使得只有1.2英寸宽的四釉面IGU包实现了R15值的IGU。最终的总窗口U值将取决于窗框和框架的细节。
在研究IGU/窗口技术的同时，我们正在与公用事业公司合作，制定潜在的激励和退税计划，以启动市场，代码官员正在考虑更严格的未来要求(在加拿大和美国的几个州)或其他规范性功能的权衡(加利福尼亚州在2019年新的标题24标准中)，并与业界普遍量化其他好处。这些措施包括改善热舒适性，减少或消除周边管道的能力，以及缩小HVAC设备的尺寸。
下面的忙碌图显示了四种IGU设计的IGU U值(和R):双、双面4个low-e、三重和四重配置作为IGU总体宽度横轴的函数;每个腔都有低e涂层。整体宽度包括两层单强度玻璃和0.7mm薄玻璃。对于每个彩色带上实线是95%氩气填充;下虚线为95% Kr填充。
我们相信这是一种很有前途的方法，可以显著改善热性能，风险适中，成本合理。当然，还有一些技术和业务/市场挑战有待解决，这也是正在进行的合作研究计划的目的。
欢迎提出意见和建议。更多信息可以在https://windows.lbl.gov/triple-glazing-thin-non-structural-center-glass，包括可下载的参考文件清单。所有这些材料的全面概述将在8月份的一份会议论文中公布。
斯科特·吉布森/史蒂夫·塞尔科维茨。看看这个图，它是否假设一个特定的T?
托马斯,
该图在Y轴上显示玻璃中心u系数，在X轴上显示隔热玻璃单元的宽度(英寸)。这两个指标都与T无关。
换句话说，玻璃中心的u因子是恒定的，与t无关。有关u因子的更多信息，请参见“关于U-Factor。”
我假设随着“宽度”的增加，空气空间也会增加。我的理解是最佳空气空间取决于T。
斯科特•吉布森
也许我在上一篇文章中没有讲清楚。大多数模拟都假设有一个特定的T，你有生成图表的模拟中使用的T吗?我想知道T是25°f时的曲线会是什么样子，我住在加州圣克鲁斯，所以我会觉得很有趣。NFRC使用的三角洲T倾向于将最佳空气空间倾斜到比我们中部海岸气候的最佳空间更小的地方。这是我几年前从布朗温·巴里那里学到的。
托马斯,
LBNL的论文针对的是美国窗户市场，因此有理由假设研究人员使用的是美国的u因子测量方法，而不是欧洲的u因子测量方法。
美国对窗户u系数的定义要求窗户在室外0华氏度的温度下进行测试。
有关美国人和欧洲人测量窗口u因子的不同方法的更多信息，请参阅我的文章，“都是关于u因子的。”
马丁，美国定义的室内温度是多少?回到我的T问题。当δ T越高，空气中的对流环路越强。
70F是美国窗户u系数的室内温度，所以一个70F delta-T。
但它不像t那么简单。Low-E窗的性能也是绝对温度(高于绝对零度)的四次方的函数，因此即使有相同的delta-T，也与室外温度呈强烈的非线性。
废话!我以为我懂这些东西。
所以，如果斯科特·吉布森有兴趣为我的气候运行数字，选择45 F外和70F内饰。
对于您指定的温度条件，仅仅“…运行数字…”并不简单，但如果您想尝试一下，请先阅读以下内容:
https://uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/11549/16-SL-08-020.pdf?sequence=1
谢谢。呵!
这是令人兴奋的东西，但正如文章中所述，不幸的是，它看起来不会很快进入大众市场。我是在研究三层玻璃窗户时写这篇文章的。我正在做一个经济适用的多单元住房项目，需要64个窗户。我目前的选择是不性感但可靠的美国craftsman 70系列。这是安徒生制造的，在家得宝找到的。在过去的10年里，我在我管理的一栋大楼里安装了30个这样的装置，它们运行良好。33英寸乘54英寸(约10平方英尺)的双吊的价格在200美元左右。u值为0.33 (R-3或多或少)
从R-3到R-4，我愿意支付50%的额外费用，即每个窗口额外100美元。在波士顿的气候条件下，这是我能找到的最合理的理由。当然，高于R-4会更好，但可能超出了我每个窗口350美元的预算。
我愿意花500美元购买文章中提到的R-8到R-10的产品，但前提是可靠性得到了证明。如果我不得不在5到10年内更换价值4万美元的窗户(用人工)，因为密封或其他东西失效了，那将是一场灾难，我不愿意冒这个险。
我花了一些时间在网上研究这个话题，包括这个网站，但当金钱是目标时，我找不到太多关于三层玻璃或其他更高性能窗户的信息。
有没有人找到并安装R-4或更高级别的窗户，每扇不到400美元?如果是这样的话，我很乐意听听!
维维安,
Q。“有没有人找到并安装R-4或更高级别的窗户，每扇价格低于400美元?”如果是这样，我很想听听!”
答:我建议你把这个问题放在问答页面上——这样你就更有可能从GBA社区得到答案。以下是链接:BETVLCTOR伟德官方网址 ．
“删除”
我已经收到了来自Andersen和Alpen的报价，为我们即将在俄勒冈州本德建造的3200英尺的草原风格的房子配备新的“超级窗户”。
我们可能只做单挂和固定款式。
很乐意告诉你们我的发现。
你收到报价了吗?
我直接从阿尔彭那里收到了一封。
(以下为玻璃纤维窗扉和固定样式的示例定价)
我当地的木材场代表一直试图从安徒生那里得到一些东西，但到目前为止，他和那里的人交谈过，没有任何关于中间有小玻璃或大猩猩玻璃的三层玻璃的线索……
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