我們知道三層玻璃窗可以節(jié)約能源，減少噪音，并降低家庭能源費(fèi)用：現(xiàn)在它們的價格變得更便宜了。這是美國能源部西北太平洋國家實驗室(PNNL)與公共和私人合作伙伴聯(lián)盟合作進(jìn)行的一系列研究發(fā)出的信息。PNNL的研究經(jīng)濟(jì)學(xué)家和正在進(jìn)行的三層玻璃窗實地驗證研究的項目經(jīng)理Kate Cort說：“更低的成本、更多的可用性以及減少碳排放的動力正在把我們推向一個轉(zhuǎn)折點，在那里三層玻璃窗開始具有很大的經(jīng)濟(jì)意義。”
　　一個家庭的窗戶會浪費(fèi)大量的能源，這已經(jīng)不是什么秘密了。即使是最新款的雙層窗戶也會大大增加家庭的能源使用和成本。對于一個新家來說，窗戶通常占外部表面積的8%，但卻要對一半的熱量損失或增加負(fù)責(zé)。這種被動的能量損失使窗戶成為家庭供暖和制冷成本的主要因素。
　　同時，自1989年左右推出第一個原型以來，三層玻璃窗的能源和成本節(jié)約的證據(jù)已經(jīng)慢慢形成。以前的研究表明，三層玻璃窗比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的雙層玻璃窗更節(jié)能，但由于成本和供應(yīng)問題，市場的采用一直很緩慢。
　　Cort說，這些缺點即將改變。新一代的薄型三層玻璃窗價格較低，可以更容易地改造成現(xiàn)有的雙層玻璃框架。顧名思義，三層玻璃窗有三塊玻璃，形成一個雙層夾層，里面充滿了惰性氣體，如氪氣，提供額外的絕緣能力。這些新一代的窗戶利用了先進(jìn)的玻璃制造技術(shù)所提供的規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，該技術(shù)生產(chǎn)的電視和電腦屏幕薄而耐用。

 

　　在過去的三年里，Cort和她的同事們系統(tǒng)地評估了能源節(jié)約和經(jīng)濟(jì)因素，這些因素將決定它們多快被建筑商接受。這項工作得到了美國能源部建筑技術(shù)辦公室和邦納維爾電力管理局的支持。
　　現(xiàn)在，國家公用事業(yè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)開始注意到了這一點。最近，密歇根州利用PNNL對三層玻璃窗的實地研究數(shù)據(jù)，將其納入該州的技術(shù)資源手冊，列出了有資格獲得公用事業(yè)激勵和退稅的核定節(jié)能措施。
　　新的能源標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生了緊迫性
　　Cort、PNNL研究人員Edward Louie和Lawrence Berkeley國家實驗室的Robert Hart最近領(lǐng)導(dǎo)的另一項研究表明，對于新的房屋建筑，三層玻璃窗可以幫助建筑商在經(jīng)濟(jì)上滿足更嚴(yán)格的2021年新房屋能源規(guī)范。他們發(fā)表在2022年3月的《ASHRAE》雜志上的研究表明，當(dāng)住宅建筑商將新住宅的窗戶從雙層玻璃升級為三層玻璃時，窗戶的能源效率性能可以提高40%或更多。這種額外的性能提高了整個房屋外部的總絕緣價值，通常被稱為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
　　“我們的研究表明，提高窗戶的能源效率為建筑商提供了更多的設(shè)計靈活性，并能夠在滿足規(guī)范的前提下，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的其他部分進(jìn)行折衷，如外墻保溫，”Cort說。總體效果是為建筑商提供更多的選擇，更好地保證符合建筑規(guī)范，同時提高房主的舒適度。
　　Cort表示，建筑商在采用新的房屋建筑技術(shù)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。2020年，她和她的同事們采訪了29位參加過能源部零能耗住宅項目的住宅建筑商。他們要求建筑商解釋他們在2018至2019年建筑季節(jié)選擇窗戶的決策過程。這些建筑商中有41%的人在他們所有的新房中使用了三層玻璃窗，另有28%的人在他們的大部分或部分房屋中使用了三層玻璃窗。對于那些沒有使用三層玻璃窗的人，最大的因素是成本。
　　“雙層玻璃窗和三層玻璃窗之間的價格差異一直是建筑商的一個痛點，”Cort指出。但她補(bǔ)充說，現(xiàn)在對于一個2400平方英尺的木結(jié)構(gòu)房屋來說，三層玻璃窗增加的材料成本大約是700到2400美元。這與在同一住宅中多加一英寸的剛性墻體保溫材料的成本差不多。
　　一些建筑商還表示，定制安裝三層玻璃窗的間接成本也影響了他們的選擇，因為三層玻璃窗可能比類似尺寸的雙層玻璃窗重25%到50%。
　　Cort表示：“大多數(shù)建筑商并不熟悉更薄、更輕的新型三層玻璃窗技術(shù)。但調(diào)查顯示，如果成本和可用性使其實用，大多數(shù)人愿意嘗試。”
　　Cort團(tuán)隊采訪的一些建筑商指出，消費(fèi)者喜歡三層玻璃窗的舒適和安靜。最近的一項研究證實，安裝薄的三層玻璃窗與安裝雙層金屬框架窗的家庭相比，平均減少了8-10分貝的聲音滲入，這大約相當(dāng)于減少了一半的感知噪音水平。
　　“當(dāng)有人進(jìn)入房子，你關(guān)上了門，就像進(jìn)入了一輛奔馳或?qū)汃R車，”西雅圖的一位建筑商說。“它是如此堅實和安靜。我們正在西雅圖波音場機(jī)場旁邊建造房屋。飛機(jī)就在頭頂上飛過，離得很近，你可以從房子里清楚地看到它們，而里面是如此安靜，你聽不到它們的聲音。”
　　Cort說，當(dāng)有新的房屋建筑方法時，建筑商需要保證材料在需要時可以獲得，在使用時可以保持，并實現(xiàn)承諾的改進(jìn)。
　　為了幫助滿足這些期望，PNNL已經(jīng)與美國能源部、勞倫斯伯克利國家實驗室和西北能源效率聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)起了先進(jìn)窗戶解決方案伙伴關(guān)系。在美國能源部的支持下，這個公私合營企業(yè)正在與建筑商、公用事業(yè)部門和制造商合作，以推動需求，并擴(kuò)大具有成本效益的“插入式”三層薄窗設(shè)計和其他高性能窗戶解決方案的生產(chǎn)。
　　PNNL團(tuán)隊最近在其實驗室之家比較了這些窗戶的能源效率性能，這是兩棟用于研究能源效率的相同的人造房屋。在2019年冬季供暖季和2020年夏季制冷季，研究人員記錄了整個住宅的能源使用和溫度。在兩個為期10周的評估期間，窗戶為1500平方英尺的結(jié)構(gòu)平均節(jié)省了12%的取暖費(fèi)用和28%的制冷費(fèi)用。此外，在夏季和冬季的測試期間，裝有三層玻璃窗的住宅減少了室外噪音，并在整個住宅內(nèi)保持了更舒適和均勻的溫度。
　　研究小組現(xiàn)在正在全美范圍內(nèi)的10個地方對這種窗戶進(jìn)行實地測試，從華盛頓州帕斯科的人造房屋到紐約州的一個凈空公寓樓，在這些實地示范項目中，與標(biāo)準(zhǔn)的ENERGY STAR®窗戶相比，每平方英尺的增量成本為6美元或更少。在過去的一年里，研究人員已經(jīng)開發(fā)了多個版本的薄玻璃三層窗單元，并通過了美國國家門窗評定委員會的認(rèn)證，而且已經(jīng)提供給建筑商。