Enerji Verimli Binalarda Vakum Yalıtımlı Cam 14 Aralık 2018
Vakumlu cam veya daha doğrusu vakum yalıtımlı cam, net sıfır enerji pencerelerinin zorlu termal performans gereksinimlerini karşılamayı amaçlayan yeni bir teknolojidir. Cam camlar arasında vakum oluşturarak, alana gaz girmediğinden termal verimlilik ve ses yalıtımı en üst düzeye çıkarılır.
Dr. Saim Memon, 0,33 Wm-2K-1'lik termal geçirgenlik değerini (U değeri) azaltmak için binaların pencerelerinin üzerine yerleştirilebilen akıllı bir üçlü vakum camı (üçlü hava dolgulu cama kıyasla U değerinde %88,21 azalma) geliştirdi.
Birleşik Krallık'taki ev stokları, diğer tüm sektörlerden daha fazla alan ısıtma enerjisi tüketiyor ve Birleşik Krallık'taki 27 milyon ev toplam doğal gaz tüketiminin yaklaşık %66'sını oluşturuyor.
Bir dizi konut stok yalıtım yönteminin ve iyileştirilmiş ısıtma sistemlerinin iyileştirilmesine rağmen, alan ısıtma enerji kaybını azaltma potansiyeli hala mevcuttur. Burada ele alınan akıllı üçlü vakum yalıtımlı cam gibi ileri teknolojilerin, müşteri beklentilerini de karşılayan enerji verimliliği sağlamada açık bir rolü vardır.
Üçlü vakum yalıtımlı cam nedir?
Üçlü vakum yalıtımlı cam (TVIG), camın sıcak ve soğuk tarafı arasındaki termal ısı akışını azaltma özelliğine sahiptir, yani yüksek termal yalıtım veya daha düşük U değeri sağlar. 0,1 Pa'dan az boşaltılmış boşluklu, 0,13 mm yüksekliğinde ve 0,3 mm çapında paslanmaz çelik destek kolonlarıyla ayrılmış, 4 mm kalınlığında üç cam tabakadan yapılmış olması nedeniyle akıllı olduğu söylenir. Kenarlar hermetik cam alaşımı conta ile kapatılmıştır.
≈ 0,33 Wm-2K-1 U değeri ile TVIG mevcut binalara retrofit edilebilir. 2,8 Wm-2K-1 U değerine sahip üçlü hava dolgulu camla karşılaştırırsak, U değerini ≈ %88,21 azaltır. Ayrıca, U değerinin iyileştirilmiş gün ışığı için boşluk duvarı yalıtımına daha yakın olması nedeniyle pencere-duvar alan oranlarında artışa olanak tanır.
Araştırmalara göre, geleneksel cam türlerine kıyasla üçlü vakumlu camlarla donatılan konutlar, alan ısıtma yükünde önemli bir azalma ve güneş kazanımlarında orta düzeyde artış göstermektedir. Tek camlı bir konutun alan ısıtma yıllık enerji maliyeti, üçlü vakumlu camların iyileştirilmesiyle %15,31'e (≈90,7 USD) düşürüldü. Katı duvarlı bir konutun kumaşından kaynaklanan toplam ısı kaybının etkisi, tekli camlara kıyasla üçlü vakumlu camlarda %10,23 düşüş gösteren sabit durum hesaplamalarıyla analiz edilmiştir.
Vakum yalıtımlı camların zorlukları
Ancak Londra South Bank Üniversitesi'nde Elektrik Mühendisliği Kıdemli Öğretim Görevlisi olan Dr. Saim Memon, üçlü vakumlu cam teknolojisine sahip olmanın bir yanı sıra kitle pazarını bu teknolojiye yatırım yapmaya ikna etmek için başka bir şey olduğunu söylüyor. Birincil endişe, boşlukta kalan bazı gaz moleküllerinin, U değerini etkileyen vakum katmanını bozan boşluk içinde karbon monoksit üretimi nedeniyle güneş ışığına ve/veya aşırı iklim koşullarına uzun süre maruz kaldığında reaksiyona girme eğilimidir.
Üçlü vakumlu camın güneş ışığına maruz kaldığı açıktır ve bu nedenle vakumun bozulmasını önlemek için farklı iklimlere ve sıcaklıklara dayanacak şekilde tasarlanması gerekir. TVIG'nin vakum basıncının uzun süreli stabilitesini sağlayan iç cam yüzeylerinden çıkan gazları emen buharlaşmayan getterler ve uygun maliyetli hava geçirmez kenar sızdırmazlık malzemeleri kullanarak üçlü vakumlu camın dayanıklılığını ve görev döngüsünü araştırmak ve iyileştirmek için daha fazla araştırma gereklidir.
Referanslar
Memon, S., Farukh, F., Kandan, K. 2018. Boşluk Vakum Basıncının Üçlü Vakumlu Camlama Uygulamasının Termal Performansı Üzerindeki Azaltma Etkisi. Şekil 8(9), 1705.
Memon, S and Eames, P. C. 2017. Kompozit kenar sızdırmazlığına sahip üçlü vakumlu camlarla donatılmış, duvardan satılık müstakil evler için güneş enerjisi ve alan ısıtma enerjisi performansının tahmin edilmesi. Enerji Prosedürü (122) 565-570.
Memon, S., Farukh, F., Eames, P. C., Silberschmidt, V. V. 2015. Üçlü vakumlu cam üretimi için yeni bir düşük sıcaklıklı hava geçirmez kompozit kenar contası. Vakum (120) 73-82.
Dr. Saim Memon, Londra South Bank Üniversitesi, İngiltere'de Elektrik Mühendisliği Kıdemli Öğretim Görevlisidir. Elektrik Mühendisliği alanında BEng (onur derecesi), Mekatronik alanında MSc (Staffordshire Üniversitesi, İngiltere), Doktora (Akıllı Vakum Yalıtımlı Camlar) (Loughborough Üniversitesi, İngiltere) ve Öğretim Kalifikasyonu FE (Aberdeen Üniversitesi, İngiltere) alanında PGCert eğitimi almıştır. Yüksek Öğrenim Akademisi Üyesidir ve İskoçya Genel Öğretim Konseyi (GTCS) tarafından Kalifiye Öğretmen statüsüne sahiptir.
