10 years of Research Toward Vacuum Glass Integration Into New and Existing Window Constructions: A Review

Abstract

While windows are still considered as weak spot in contemporary new and existing building envelopes, exciting new technologies are on the edge to emerge into the market. Amongst these technologies, vacuum glass products are considered to have a major impact on the improvement of the thermal performance of windows. The authors conducted 5 in-depth research projects in the past 10 years that focussed on the integration of vacuum glass products into new and existing window constructions. Thereby, a wide range of different additional aspects and interests had to be covered, e.g. heritage protection aspects for historically relevant windows or motorization of windows toward integration into building automation systems. The contribution on the one hand intends to emphasize the importance of the discipline building physics for these R&D efforts, and on the other hand to showcase the reached results of the projects. These results encompass high-performance windows with very low U-values and minimized effects of frame/glazing thermal bridges at glass thicknesses below one cm, as well as traditional casement windows which can be kept as part of the envelope (desireful from environmental footprint/circular economy point of view) but at the same time deliver a highly improved thermal performance.

„Schwachpunkt in den Gebäudehüllen bestehender und neuer Gebäude betrachtet, jedoch gibt es aktuell spannende neue technologische Entwicklungen, die die (thermische) Performance von Fenstern stark verändern/verbessern können. Die Autoren dieses Beitrags haben in den vergangenen zehn Jahren fünf Forschungsprojekte zur Integration von Vakuumglasprodukten in neuen und bestehenden Fensterkonstruktionen durchgeführt. Dabei wurden verschiedenste, wesentliche Aspekte untersucht, die von Gebäudeautomation/Motorisierung von Fenstern bis zum Denkmalschutz verschiedenste Disziplinen berührten. Dieser Beitrag soll auf der einen Seite die Bauphysik als ganz wesentliche Triebfeder der Entwicklungen unterstreichen, auf der anderen Seite die Ergebnisse dieser Forschungsbemühungen zusammenfassend darstellen. Die Ergebnisse bestätigen, dass Vakuumgläser im Stande sind, sehr effiziente und zarte Hochleistungskonstruktionen bester thermischer Performance zu ermöglichen, sowie einen wesentlichen Beitrag zum Erhalt historischer Fensterkonstruktionen unter starker thermisch/energetischer Gebäudeverbesserung lediglich durch minimalinvasivem Tausch von Floatgläsern zu Vakuumgläsern zu leisten.