ZEMCH 2019 International Conference Proceedings April.2020 | Page 147

The results indicate that there is a direct relationship between heat losses through the window and 
the cavity width. The heat loss increased significantly by around 90% from 6.61 W, for the 50 mm air 
gap, to 12.44 W, for the 200 mm air gap. This seems to be due to the excessive heat losses through the 
surrounding surfaces around the window and the shutter, indicating thermal bridging. Figure 1 and 
Figure 2 also illustrate the heat loss and temperature ranges through the windows, shutters and walls. 
These figures show higher temperatures corresponding to higher heat‐losses/thermal bridging around 
the perimeter of the shutters and windows. The blue colours at the centre of the shutters in Figure 1 
(50mm,  100mm)  indicate  considerably  lower  losses  through  shutters,  relative  to  the  teal  and  green 
colouring (150mm, 200mm). The figures show lower losses when the air cavity is reduced, in line with 
the numerical results shown in Table 1. Overall, the results confirm the findings of earlier studies [4,9] 
on the effects of thermal bridging on the performance of the thermal shutters.   

Figure 1. Temperature ranges (°C) in window systems with insulated cavity wall for (from
left to right): bare window, window & shutter 50mm, 100mm, 150mm and 200mm
unventilated air cavity.

Figure 2. Heat‐loss ranges (W/m ) in window systems with insulated cavity wall for (from left to 
right): bare window, window & shutter 50mm, 100mm, 150mm and 200mm unventilated air cavity. 
2
Table  3  summarises  the  results  for  different  unventilated  air  cavity  sizes  when  the  walls  and 
surrounding surfaces around the window and shutter were changed to near‐zero conductivity of 0.0001 
W/mK.  Unlike  the  above  figures,  the  amount  of  heat‐losses  through  the  window  remained  almost 
constant regardless of the size of the air gap. According to the BS EN 13125 (BSI 2001) [17], for the “Class 
5”  airtight  shutter  an  additional  R‐Value  of  0.17  m2.K.W ‐1   should  be  considered  to  recognise  the 
insulating effect of the air gap between the window and the ‘external’ shutters. The additional thermal 
resistance  is  also  considered  for  internal  devices  such  as  internal  blinds.  The  additional  thermal 
resistance of the air gap seems to be correct in theoretical conditions when thermal bridging is zero or 
negligible; however, the presence of thermal bridging significantly deteriorates the performance of the 
shutters. Indeed, the main criteria that BS EN 13125 is referring to are the air cavity, between the shutter 
and window, and the air permeability of the shutter. No reference has been made to thermal bridging 
Thermal Performance of Vacuum Insulated Window Shutter Systems
136