打造更智能、更高效的窗口

房主们喜欢窗户——它们带来的光线，框起的景色，以及它们给家带来的感觉。能源专家讨厌窗户——它们带来的热量，排出的热量，以及它们造成的额外能源消耗。人们竞相开发一种技术，使房主可以在任何他们想要的地方安装窗户，而不用担心能源成本飙升。

低辐射涂料
多年来，窗户一直在不断改进，首先采用了隔热玻璃单元，在两块玻璃之间提供空气缓冲带，以减少在寒冷天气中单块玻璃单元产生的热量损失。随着低辐射或低发射率涂料的出现，改进仍在继续。这些微薄的金属涂层能反射热量，将热量送回原处。Low-e涂层显著提高了隔热玻璃单元的热质量，帮助家庭在冬天保持温暖，在夏天保持凉爽。在这些涂层玻璃之间添加氩气或氪气可以增加窗户单元的绝缘性能。

在可用窗口技术的高端是光谱选择性涂料。这种涂层被涂在玻璃板上，通过阻挡特定的光线进入室内来减少热量的增加。这种对低e镀膜玻璃的增强有助于进一步减少内部的热损失和外部的热获得。它还可以保护家具和面料免受阳光漂白。在一个构造良好的隔热玻璃单元中使用充满气体的光谱选择性镀膜玻璃，窗户的r值可以接近一堵隔热良好的墙壁。尽管如此，除了拉上遮阳篷或遮阳篷之外，太阳直射会挑战所有的窗户，并导致太阳热量增加，从而危及任何能源预算。

新窗口技术
公司目前正在研究一种技术，可以让最大限度的可见光进入室内，同时阻挡导致室内热量积聚的光线。进入可切换的窗户，只需轻轻一按开关，就可以变暗、变亮，甚至几乎完全阻止阳光进入生活空间。目前已经有技术将可切换隐私玻璃(SPG)引入家庭，但这种窗户不能阻挡热量的吸收或紫外线的穿透。当切换SPG时，SPG会从透明变成乳白色，这使得光线可以进入内部空间，而外部的视野被阻挡。Marvin Windows将这项技术引入住宅市场，但由于质量问题被迫放弃。

奖金将是发现一种可切换的彩色窗户，它通过吸收光线并允许光线穿透来响应光线和热量的增加。唯一的问题是，任何这样的技术在进入市场之前都必须清除一些障碍。许多公司都在竞相开发一种电致变色或化学窗户解决方案，只需轻按开关或通过自动传感器就能使窗户变暗或变亮。

打造更好的窗口
关键的障碍有三个方面:耐久性、热稳定性和开关的可靠性。密歇根州泽兰市的Gentex Corporation公司。该公司以电致变色汽车后视镜而闻名，这种后视镜可以自动调暗和调亮以消除眩光。目前，该公司正在对电致变色车窗进行测试。

Gentex化学研究副总裁汤姆·瓜尔(Tom Guar)说:“我们已经提高了耐久性，相当显著的提高。”尽管如此，我们的目标必须是制造出一扇可以持续20年的窗户。“想想看，这是一个相当艰苦的环境，”瓜尔说，为了吸收热量而设计的窗户必须承受压力。他说:“如果你想象一下你的玻璃窗格吸收了大量的光和热，它会变得非常热，甚至可能会使玻璃破裂。”

此外，对于所有的绝缘玻璃单元(igu)来说，渗水和氧气都是一个问题，除此之外，还有很多问题需要克服。马文努力确保胶片粘在玻璃上，封口不受干扰。未来的任何产品都需要解决同样的问题。

Sage Electrochromics，明尼苏达州Faribault。该公司开发了一种电致变色窗户技术，通过了美国能源部(Department of Energy)的所有四级测试。电致变色涂层很像低e涂层，因为它们由一系列应用于玻璃的无机层组成。当电致变色层从透明到有色再到深色时，存储层会储存锂来为过渡提供动力。整个反应由从开关接收到的电子信号触发。Sage目前正在寻求与玻璃和窗户制造商合作，以创造一种可供消费者家庭使用的产品。

降低窗户效率
“我认为他们的技术非常好，”瓜尔承认。不过，在他看来，关键还是要生产出价格实惠、可靠、耐用的窗户。他说，这对制造业的影响是巨大的。“处理大块玻璃并非易事，”瓜尔说。用化学薄膜覆盖玻璃就更难了。“这不是一件容易完成的事情，”瓜尔说。尽管如此，正确的合作伙伴关系将使那些认为他们可以为这种技术提供可靠密封的窗户公司获得这种玻璃。Sage与霍尼韦尔合作提供开关功能的事实，极大地提升了他们的产品。

当然，有一些技术可以使用先进的化学解决方案来解决能源效率问题。热镜，来自加州帕洛阿尔托的南墙科技公司，是一款优秀的产品，它被开发用来隔离玻璃的热量损失和热量增加。热镜窗有一个隔热的反射屏障，悬挂在窗格玻璃之间。它具有光谱选择性，允许可见光进入，同时阻挡引起热量积聚的近红外线。它的功能就像第三层隔热层，并大大增加了带窗户的墙壁的r值。但是，虽然热镜窗的r值是特殊的，但这种口径的隔热窗的成本是非常高的。它们是不可互换的。

大多数专家都认为，赢得高效窗户竞赛的关键是开发出一种价格低廉的技术，这种技术可以大规模生产，并且可以在标准窗户的保修期内使用。

对于消费者来说，电致变色技术可能会彻底改变窗户的布置和家居设计，让设计师可以在朝西的立面上安装窗户，而不用承受西边强烈的阳光对空调系统造成的难以置信的负担。这也可能意味着为目前许多家庭避免的灿烂的早晨阳光而设计。更棒的是，由于这项技术是由设备控制的，它甚至可以通过编程自动变暗或变亮，这样即使房主不在也可以有效地控制室内气候。