กระจกแผ่นเดียวเป็นฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดีมาก (ค่า R ประมาณ 1, ค่า RSI ต่ำกว่า 0.2) ดังนั้นจึงให้ฉนวนกันความร้อนน้อยมาก จึงมักใช้สารเคลือบกระจก เช่น สารเคลือบสะท้อนแสงบางส่วนหรือสารเคลือบสีเพื่อลดปริมาณแสงแดด และสารเคลือบเพื่อสะท้อนรังสีอินฟราเรด

กระจกที่มีการแผ่รังสีต่ำ (กระจก Low E) เป็นตัวเลือกที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์สำหรับการสร้าง IGU กระจก Low E ทำได้โดยการเคลือบ Low E ลงบนแผ่นกระจก โดยทั่วไปแล้วจะเป็นการเคลือบโลหะ ซึ่งมักจะเคลือบลงบนพื้นผิวกระจกชั้นที่สองหรือสามของหน่วย ซึ่งมีผลในการสะท้อนแสงอินฟราเรด และปิดกั้นหรือลดทอนส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแสงอัลตราไวโอเลตและแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งสามารถลดการรับความร้อนจากแสงอาทิตย์ของ IGU ได้อย่างมาก ซึ่งส่งผลต่อทั้งประสิทธิภาพทางความร้อน (ค่า R) และค่าสัมประสิทธิ์การรับความร้อนจากแสงอาทิตย์ (SHGC) มีการเคลือบ Low E สองประเภท ได้แก่ การเคลือบแบบแข็งและการเคลือบแบบอ่อน การเคลือบแบบแข็งผลิตโดยใช้ดีบุกออกไซด์ที่เคลือบในขณะที่กระจกยังร้อนอยู่ และถูกดูดซึมเข้าไปในกระจก มีความทนทานและโดยทั่วไปแล้วราคาถูกกว่า การเคลือบแบบอ่อนนั้นเคลือบลงบนพื้นผิวกระจกด้วยวิธีการสปัตเตอร์แบบสุญญากาศ มีประสิทธิภาพสูงกว่า แต่เกิดการออกซิเดชันและเสียหายได้ง่าย ดังนั้นจึงต้องได้รับการปกป้องด้วยการเติมก๊าซเฉื่อย^{[ 7 ]}

แผ่นกระจกสองแผ่นถูกคั่นด้วย "ตัวคั่น" ตัวคั่นซึ่งอาจเป็น แบบ ขอบอบอุ่นเป็นชิ้นส่วนที่คั่นระหว่างแผ่นกระจกสองแผ่นในระบบกระจกฉนวน และปิดผนึกช่องว่างก๊าซระหว่างแผ่นกระจก ตัวคั่นรุ่นแรกๆ ทำจากเหล็กและอะลูมิเนียมเป็นหลัก ซึ่งผู้ผลิตคิดว่ามีความทนทานมากกว่า และราคาที่ต่ำกว่าทำให้ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย

อย่างไรก็ตาม ตัวคั่นโลหะจะนำความร้อน (เว้นแต่โลหะนั้นจะได้รับการปรับปรุงคุณสมบัติทางความร้อน) ซึ่งจะลดประสิทธิภาพของกระจกฉนวน (IGU)ในการลดการไหลของความร้อน นอกจากนี้ยังอาจทำให้เกิดน้ำหรือน้ำแข็งเกาะที่ด้านล่างของกระจกที่ปิดสนิทเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่สูงระหว่างหน้าต่างและอากาศโดยรอบ เพื่อลดการถ่ายเทความร้อนผ่านตัวคั่นและเพิ่มประสิทธิภาพทางความร้อนโดยรวม ผู้ผลิตอาจทำตัวคั่นจากวัสดุที่มีการนำความร้อนต่ำกว่า เช่น โฟมโครงสร้าง ตัวคั่นที่ทำจากอะลูมิเนียมซึ่งมีฉนวนกันความร้อน ที่มีโครงสร้างสูง จะช่วยลดการควบแน่นบนพื้นผิวกระจกและปรับปรุงฉนวนกันความร้อน ซึ่งวัดได้จากค่า Uโดย รวม

• วัสดุคั่นกลางที่ช่วยลดการไหลของความร้อนในโครงสร้างกระจก อาจมีคุณสมบัติในการลดเสียงรบกวนได้เช่นกัน ในกรณีที่เสียงรบกวนจากภายนอกเป็นปัญหา
• โดยทั่วไป ตัวคั่นจะถูกเติมด้วยหรือมีสารดูดความชื้นเพื่อกำจัดความชื้นที่ติดอยู่ในช่องว่างก๊าซระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งจะช่วยลดจุดน้ำค้างของก๊าซในช่องว่างนั้น และป้องกันการเกิดการควบแน่นบนพื้นผิวหมายเลข 2 เมื่ออุณหภูมิของแผ่นกระจกด้านนอกลดลง
• เทคโนโลยีใหม่ได้เกิดขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาการสูญเสียความร้อนจากแท่งคั่นแบบดั้งเดิม ซึ่งรวมถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างและความทนทานในระยะยาวของแท่งคั่นโลหะ (อะลูมิเนียมที่มีฉนวนกันความร้อน) และแท่งคั่นโฟมที่ดีขึ้น

An established way to improve insulation performance is to replace air in the space with a lower thermal conductivity gas. Gas convective heat transfer is a function of viscosity and specific heat. Monatomic gases such as argon, krypton, and xenon are often used since (at normal temperatures) they do not carry heat in rotational modes, resulting in a lower heat capacity than poly-atomic gases. Argon has a thermal conductivity 67% that of air, krypton has about half the conductivity of argon.^[8] Argon comprises nearly 1% of the atmosphere and is industrially isolated at moderate cost, whereas krypton and xenon are only trace elements which are expensive to extract. All particular noble gases are non-toxic, clear, odorless, chemically inert, and readily available because of their widespread application in industry. Some manufacturers also offer sulfur hexafluoride as an insulating gas, particularly as sound proofing. It has only 2/3 the conductivity of argon, but is stable, inexpensive, and dense. However, sulfur hexafluoride is an extremely potent greenhouse gas. In Europe, SF falls under the F-Gas directive which controls and even bans its usage for various applications. Since 1 January 2006, SF is banned as a tracer gas and in all applications except high-voltage switchgear.^[9]

Practically speaking, the more effective a fill gas is at its optimum thickness, the thinner the optimum thickness is. For example, the optimum thickness for krypton is lower than for argon, and lower for argon than for air.^[10] However, since it is difficult to determine whether the gas in an IGU has become mixed with air at time of manufacture (or becomes mixed with air once installed), many designers prefer to use thicker gaps than would be optimum for the fill gas if it were pure. Argon is commonly used in insulated glazing as it is the most affordable. Krypton, which is considerably more expensive, is not generally used except to produce very thin double glazing units or extremely high performance triple-glazed units. Xenon has found very little application in IGUs because of cost.^[11]

Vacuum technology is also used in some non-transparent insulation products called vacuum insulated panels.

กระจกฉนวนสองชั้น (IGU) มักผลิตตามสั่งในสายการผลิตของโรงงาน แต่ก็มีแบบมาตรฐานจำหน่ายด้วยเช่นกัน ผู้ผลิตต้องแจ้งขนาดความกว้างและความสูง ความหนาของแผ่นกระจก และชนิดของกระจกสำหรับแต่ละแผ่น รวมถึงความหนาโดยรวมของตัวกระจกทั้งหมด ในสายการผลิตนั้น ตัวคั่นที่มีความหนาตามที่กำหนดจะถูกตัดและประกอบเข้ากับขนาดความกว้างและความสูงโดยรวมที่ต้องการ แล้วเติมสารดูดความชื้น ในขณะเดียวกัน ในสายการผลิตคู่ขนาน แผ่นกระจกจะถูกตัดให้ได้ขนาดและล้างเพื่อให้ใสสะอาด

ใช้ กาวหรือสารซีลหลัก (โพลีไอโซบิวทิลีน ) ทาที่ด้านหน้าของตัวคั่นแต่ละด้าน แล้วกดแผ่นกระจกให้แนบกับตัวคั่น หากหน่วยนั้นบรรจุก๊าซ จะต้องเจาะรูสองรูลงในตัวคั่นของหน่วยที่ประกอบแล้ว ต่อท่อเพื่อดูดอากาศออกจากช่องว่างและแทนที่ด้วยก๊าซที่ต้องการ (หรือปล่อยให้เป็นสุญญากาศ) จากนั้นจึงถอดท่อออกและอุดรูเพื่อกักเก็บก๊าซ เทคนิคที่ทันสมัยกว่าคือการใช้เครื่องเติมก๊าซแบบออนไลน์ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการเจาะรูในตัวคั่น จุดประสงค์ของสารซีลหลักคือเพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซฉนวนรั่วไหลและไอน้ำเข้าไป จากนั้นจึงห่อหุ้มหน่วยที่ขอบโดยใช้สารซีลโพลีซัลไฟด์หรือซิลิโคนหรือวัสดุที่คล้ายกันเป็นสารซีลรอง ซึ่งจะช่วยยึดตรึงการเคลื่อนไหวของสารซีลหลักที่เป็นยางและพลาสติก สารดูดความชื้นจะกำจัดความชื้นที่เหลืออยู่ในช่องว่างอากาศ เพื่อไม่ให้ เกิด การควบแน่นบนพื้นผิวด้านในในช่วงอากาศหนาวเย็น ผู้ผลิตบางรายได้พัฒนาขั้นตอนเฉพาะที่รวมตัวคั่นและสารดูดความชื้นเข้าไว้ในระบบการใช้งานขั้นตอนเดียว

ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนสูงสุดของ IGU มาตรฐานจะถูกกำหนดโดยความหนาของช่องว่าง ช่องว่างที่มากขึ้นจะเพิ่มค่าการเป็นฉนวนจนถึงจุดหนึ่ง แต่ในที่สุดเมื่อมีช่องว่างมากพอ กระแสการพาความร้อนจะเริ่มไหลผ่านนำความร้อนระหว่างแผ่นกระจกภายในหน่วย โดยทั่วไป หน่วยที่ปิดสนิทส่วนใหญ่จะให้ค่าการเป็นฉนวนสูงสุดโดยใช้ช่องว่าง16–19 มม. (0.63–0.75 นิ้ว)เมื่อวัดที่กึ่งกลางของ IGU ^{[ 12 ]}  

ความหนาของกระจกฉนวนสองชั้น (IGU) เป็นจุดลงตัวระหว่างการเพิ่มประสิทธิภาพการเป็นฉนวนให้สูงสุดและความสามารถของระบบโครงสร้างที่ใช้รองรับกระจกนั้น ระบบกระจกสำหรับที่อยู่อาศัยบางระบบและระบบกระจกสำหรับอาคารพาณิชย์ส่วนใหญ่สามารถรองรับความหนาที่เหมาะสมของกระจกสองชั้นได้ อย่างไรก็ตาม ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อใช้กระจกสามชั้นเพื่อลดการสูญเสียความร้อนในกระจกฉนวนสองชั้น เนื่องจากความหนาและน้ำหนักที่มากเกินไป ทำให้กระจกมีขนาดใหญ่และเทอะทะเกินไปสำหรับระบบกระจกสำหรับที่อยู่อาศัยหรืออาคารพาณิชย์ส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากกระจกเหล่านั้นอยู่ในกรอบหรือบานหน้าต่างที่เคลื่อนที่ได้

การแลกเปลี่ยนนี้ใช้ไม่ได้กับกระจกฉนวนสุญญากาศ (VIG) หรือกระจกสุญญากาศ^{[ 14 ]}เนื่องจากการสูญเสียความร้อนเนื่องจากการพาความร้อนถูกกำจัดออกไป เหลือเพียงการสูญเสียจากการแผ่รังสีและการนำความร้อนผ่านซีลขอบและเสารองรับที่จำเป็นเหนือพื้นที่หน้า^{[ 15 ] [ 16 ]}หน่วย VIG เหล่านี้มีอากาศส่วนใหญ่ถูกกำจัดออกจากช่องว่างระหว่างแผ่นกระจก ทำให้เหลือสุญญากาศ เกือบสมบูรณ์ หน่วย VIG ที่วางจำหน่ายอยู่ในปัจจุบันนั้นปิดผนึกอย่างแน่นหนาตามขอบด้วยกระจกบัดกรี กล่าวคือ ผงแก้ว (แก้วผง) ที่มีจุดหลอมเหลวลดลงจะถูกให้ความร้อนเพื่อเชื่อมส่วนประกอบเข้าด้วยกัน ซึ่งจะสร้างซีลแก้วที่เกิดความเครียดเพิ่มขึ้นตามความแตกต่างของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทั่วทั้งหน่วย ความเครียดนี้อาจจำกัดความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาต ผู้ผลิตรายหนึ่งแนะนำไว้ที่ 35  °C จำเป็นต้องมีเสาที่อยู่ใกล้กันเพื่อเสริมความแข็งแรงของกระจกเพื่อต้านทานแรงดันของบรรยากาศ ระยะห่างและเส้นผ่านศูนย์กลางของเสาจำกัดฉนวนที่ได้จากการออกแบบที่มีมาตั้งแต่ทศวรรษ 1990 ให้มีค่า R = 4.7 h·°F·ft2/BTU (0.83 m2·K/W) ซึ่งไม่ดีไปกว่ากระจกฉนวนสองชั้นคุณภาพสูง ผลิตภัณฑ์ล่าสุดอ้างว่ามีประสิทธิภาพ R = 14 h·°F·ft2/BTU (2.5 m2·K/W) ซึ่งสูงกว่ากระจกฉนวนสามชั้น^{[ 16 ]}เสาภายในที่จำเป็นทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการมุมมองที่ไม่ถูกบดบังผ่านหน่วยกระจก เช่น หน้าต่างที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ และตู้แสดงอาหารแช่เย็น อย่างไรก็ตาม หน้าต่างที่ติดตั้ง VIG มีประสิทธิภาพต่ำกว่าเนื่องจากการถ่ายเทความร้อนที่ขอบอย่างรุนแรง^{[ 13 ]}

ประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนสามารถแสดงได้ด้วยค่า R หรือค่า RSIยิ่งค่าสูงเท่าไร ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ฉนวนกระจกสองชั้นมาตรฐานที่ประกอบด้วยแผ่นกระจกใสไม่เคลือบผิว (หรือช่องแสง) โดยมีอากาศอยู่ในช่องว่างระหว่างแผ่นกระจก โดยทั่วไปจะมีค่า RSI อยู่ที่ 0.35 K·m² ^/ W

โดยทั่วไป แล้ว ในการสร้างกระจกฉนวนสองชั้น (IGU) การเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบแต่ละอย่างของ IGU จะทำให้ประสิทธิภาพของหน่วยเพิ่มขึ้น 1 ค่า R การเติมก๊าซอาร์กอนจะเพิ่มประสิทธิภาพเป็นประมาณ R-3 การ ใช้ กระจกที่มีการแผ่รังสีต่ำ (low emissivity glass) บนพื้นผิวที่ 2 จะเพิ่มค่า R อีก 1 ค่า กระจกฉนวนสามชั้นที่ออกแบบอย่างเหมาะสม โดยมีการเคลือบสารที่มีการแผ่รังสีต่ำบนพื้นผิวที่ 2 และ 4 และเติมก๊าซอาร์กอนในช่องว่าง กระจกฉนวนหลายชั้นบางชนิดให้ค่า R สูงถึง R-24 กระจกฉนวนสุญญากาศ (VIG) ให้ค่า R สูงถึง R-15 (ตรงกลางกระจก) การรวมกระจก VIG กับกระจกอีกแผ่นและตัวเว้นระยะขอบที่อบอุ่นจะให้ค่า R-18 (ตรงกลางกระจก) หรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับการเคลือบสาร low-e กระจก VIG สองชั้นที่มีตัวเว้นระยะขอบที่อบอุ่นจะให้ค่า R-25 (ตรงกลางกระจก) หรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับการเคลือบสาร low-e และปัจจัยอื่นๆ

การเพิ่มชั้นกระจกทำให้มีโอกาสเพิ่มประสิทธิภาพในการเป็นฉนวน ในขณะที่กระจกสองชั้นมาตรฐานเป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด แต่กระจกสามชั้นก็ไม่ใช่เรื่องแปลก และกระจกสี่ชั้นก็ผลิตขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น เช่น อลาสก้าหรือสแกนดิเนเวีย^{[ 17 ] [ 18 ]}แม้แต่กระจกห้าชั้นและหกชั้น (สี่หรือห้าช่อง) ก็มีให้เลือกใช้ โดยมีปัจจัยฉนวนตรงกลางแผ่นกระจกเทียบเท่ากับผนัง^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

ในบางสถานการณ์ ฉนวนหมายถึงการลดเสียงรบกวนในกรณีเหล่านี้ ช่องว่างอากาศขนาดใหญ่จะช่วยปรับปรุงคุณภาพฉนวนกันเสียงหรือระดับการส่งผ่านเสียงกระจกสองชั้นแบบไม่สมมาตร โดยใช้กระจกที่มีความหนาต่างกัน แทนที่จะใช้ระบบสมมาตรแบบเดิม (ใช้กระจกที่มีความหนาเท่ากันสำหรับทั้งสองบาน) จะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการลดทอนเสียงของ IGU หากใช้ช่องว่างอากาศมาตรฐาน สามารถใช้ ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์เพื่อทดแทนหรือเสริมก๊าซเฉื่อย^{[ 22 ]}และปรับปรุงประสิทธิภาพการลดทอนเสียงได้

วัสดุที่ใช้ทำกระจกแบบอื่นๆ ก็ส่งผลต่อคุณสมบัติทางเสียงเช่นกัน รูปแบบกระจกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อลดเสียงรบกวน ได้แก่ กระจกลามิเนตที่มีความหนาของชั้นกลางและความหนาของกระจกแตกต่างกัน การเพิ่มแผ่นกั้นอากาศอลูมิเนียมที่มีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีขึ้นในโครงสร้างกระจกฉนวน สามารถช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพทางเสียงได้โดยการลดการส่งผ่านเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงภายนอกเข้ามาในระบบหน้าต่าง

การตรวจสอบส่วนประกอบของระบบกระจก รวมถึงวัสดุช่องว่างอากาศที่ใช้ในกระจกฉนวน สามารถช่วยให้การส่งผ่านเสียงโดยรวมดีขึ้นได้

ค่าการส่งผ่านแสง คือค่าที่ใช้วัดปริมาณแสงที่มองเห็นได้ที่ผ่านกระจก โดยแสดงเป็นเศษส่วน แสงบางส่วนจะถูกดูดซับและสะท้อนกลับด้วย

แสงบางประเภทได้แก่คลื่นวิทยุ ที่สำคัญคือ กระจก Low-E และสารเคลือบโลหะกึ่งสะท้อนแสงหลายชนิดสามารถลดทอนสัญญาณ Wi-Fi และสัญญาณโทรศัพท์มือถือได้อย่างมาก

ความแตกต่างของอุณหภูมิทั่วพื้นผิวของแผ่นกระจกอาจทำให้เกิดรอยแตกในกระจกได้^{[ 26 ]}ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ในบริเวณที่กระจกถูกบังแดดบางส่วนและได้รับความร้อนจากแสงแดดบางส่วน กระจกสีจะเพิ่มความร้อนและความเครียดจากความร้อน ในขณะที่การอบอ่อนจะช่วยลดความเครียดภายในที่เกิดขึ้นในกระจกในระหว่างการผลิต

การขยายตัวเนื่องจากความร้อนทำให้เกิดแรงดันภายในหรือความเค้น โดยที่วัสดุที่อุ่นกว่าจะขยายตัวและถูกจำกัดโดยวัสดุที่เย็นกว่า โดยทั่วไปแล้ว รอยแตกจะเริ่มและลุกลามจากขอบตัดที่แคบและมีเงา ซึ่งเป็นบริเวณที่กระจกเย็นกว่า และร่องและรอยบากเล็กๆ จะทำให้เกิด การกระจุก ตัวของความเค้น ความหนาของกระจกไม่มีผลโดยตรงต่อการแตกร้าวจากความร้อนในหน้าต่าง เนื่องจากทั้งความเค้นจากความร้อนและความแข็งแรงของวัสดุเป็นสัดส่วนกับความหนา กระจกอบอ่อนและกระจกนิรภัยมักจะทนต่อการแตกร้าวได้ดีกว่า