Низкоэмиссионное стекло — современный способ контроля теплообмена

11 232

Мировые тенденции остекления зданий связаны с максимальной открытостью помещений естественному дневному освещению. Западными учеными давно доказано, что помещения, максимально открытые солнечному свету, способствуют улучшению самочувствия людей. Например, в супермаркетах со стеклянными фасадами наблюдается наибольшая покупательская активность, в офисных зданиях — самая высокая производительность сотрудников, а в больницах пациенты быстрее выздоравливают, если в помещении достаточно естественного освещения. В этом ключе становится важной проблема энергосбережения<

Говоря о квартирах, мы изначально ограничены той площадью остекления, которая заложена в проекте дома, и превысить ее мы никак не можем. Но такое ограничение характеризуется не только заложенными в проект параметрами — наименьшая площадь остекления позволяет уменьшить потери тепла через оконную конструкцию (при условии применения обычного стекла).
По разным данным через светопрозрачные ограждающие конструкции зданий теряется от 40 до 50% тепловой энергии, поэтому попробуем определить способы снижения этих потерь.

Существует несколько путей потери тепла:
Теплопроводность самого стекла. Снизить потери тепла в этом случае можно увеличением количества стекол в оконной системе. Например, в некоторых 9 и 16-этажных домах, построенных в конце прошлого века, устанавливались деревянные рамы с 3 листами стекла.
Потери тепла, обусловленные конвекцией воздуха. Эта проблема была решена в результате создания герметичного стеклопакета.
Инфракрасное излучение, на долю которого приходится до 70% потерь тепла. В данном случае единственным способом снижения теплопотерь является использование так называемого низкоэмиссионного (Low-E) стекла, на одну из поверхностей которого нанесено специальное покрытие. Это покрытие беспрепятственно пропускает в помещение коротковолновое солнечное излучение, которое нагревает мебель и другие предметы, но отражает внутрь здания длинноволновое (инфракрасное) излучение, исходящее от нагретых предметов и нагревательных приборов, исключая тем самым лучевые потери тепла через прозрачные ограждающие конструкции.

Для иллюстрации эффективности использования энергосберегающих стекол приведем некоторые цифры. Обычное одинарное остекление, которое до сих пор встречается в регионах, обеспечивает расчетное значение коэффициента теплопередачи (в зарубежной литературе U-value) не более К = 5,8 Вт/м2К, что соответствует приведенному сопротивлению теплопередаче R0 = 0,17 м²°С/Вт. Установка однокамерных стеклопакетов с обычными стеклами несколько улучшает ситуацию (К = 2,8 Вт/м2К, R0 = 0,36 м² °С/Вт), но наибольший эффект (К = 1,1 Вт/м2К, R0 = 0,91 м² °С/Вт) достигается при использовании низкоэмиссионных стекол с мягким напылением. Отметим, что указанные значения рассчитаны для стекол с мягким покрытием, смонтированных в стеклопакет, внутренняя камера которого заполнена аргоном.
Необходимо учитывать, что К и R0 реальной оконной системы зависят от множества факторов и в большинстве случаев сильно отличаются от расчетных величин, поэтому их точные значения могут быть определены только экспериментальным путем. Методики испытаний, принятые в России и странах ЕС, также сильно отличаются. Если в Европе измерения производятся по единственной точке в средней части стеклопакета, то по нашим стандартам параметры системы измеряются в нескольких краевых и одной центральной точке, после чего полученные значения усредняются.

В настоящее время существует два вида низкоэмиссионных покрытий – мягкое и твердое, которые отличаются не только технологией нанесения, но и эксплуатационными характеристиками, к числу которых принадлежат теплофизические, механические и экономические параметры. Твердое покрытие обладает меньшей эффективностью и большей стоимостью, но оно прочнее мягкого покрытия, а также, с точки зрения переработчиков, имеет определенные технологические преимущества.
Дело в том, что при сборке стеклопакетов, в которых используется Low-E стекло с твердым покрытием, отсутствует ряд технологических операций, неизбежных при работе со стеклом с мягким покрытием. К таким операциям относится, в частности, снятие покрытия с кромки стекла на ширину около 10 мм по всему периметру листа, обеспечивающее необходимый уровень адгезии герметика к стеклу в зоне примыкания к дистанционной рамке. Твердое покрытие не снижает уровень адгезии, потому необходимость в удалении низкоэмиссионного слоя не возникает. Кроме того, стекло с твердым покрытием может эксплуатироваться в оконных системах с одинарным остеклением, а стекла с мягким покрытием должны использоваться только в составе стеклопакета.
Все эти обстоятельства сильно усложняют выбор типа покрытия, применение которого окажется оптимальным в каждом конкретном случае. По мнению специалистов, более высокая эффективность стекол с мягким покрытием, а также наметившаяся тенденция снижения стоимости этого материала, скорее всего, приведет к постепенному снижению доли стекол с твердым покрытием на рынке энергосберегающих светопрозрачных материалов. Косвенным подтверждением этого может служить то, что в странах Западной Европы около 80% зданий, в ограждающих конструкциях которых использованы материалы типа Low-E, остеклены стеклами с мягким напылением.
Широко распространено мнение, что в Центральном регионе наиболее оптимальным является использование двухкамерных стеклопакетов.

Номенклатура энергосберегающих стекол, выпускаемых компанией Glaverbel, включает в себя несколько марок низкоэмиссионных покрытий.
Первая разработка концерна – это покрытие, получившее название “Plus”, а обычное флоат-стекло “Planibel” (бесцветное или окрашенное в массе) с этим покрытием называется “Planibel Plus” и обеспечивает (в составе стеклопакета) коэффициент теплопередачи К = 1,3 Вт/м2К.
Стекло “Planibel TOP” (также в составе стеклопакета) позволяет снизить коэффициент теплопередачи до К = 1,1 Вт/м2К. Этот материал, отличавшийся прекрасными энергосберегающими характеристиками, обладает одним несущественным недостатком: едва заметным зеленоватым оттенком, что свойственно и продукции аналогичного назначения других производителей. Но этот недостаток был устранен в следующей марке покрытия “TOP N” (N — нейтральное).
До недавнего времени низкоэмиссионные стекла с мягким напылением не могли подвергаться закаливанию, что не позволяло использовать их на объектах с повышенными требованиями к безопасности светопрозрачных конструкций. В этом году концерн Glaverbel выпустил на рынок стекло с мягким покрытием “Planibel TOP NT”, практически не уступающее по своим теплофизическим и оптическим характеристикам стеклу “Planibel TOP N”, но пригодное для закалки. Интересной особенностью его использования является то, что “Planibel TOP NT” приобретает свойства Low-E только после закаливания.
В настоящее время на российском рынке представлены стекла “Planibel TOP N” и “Planibel TOP NT”, а также обладающие энергосберегающими свойствами (в несколько меньшей степени) архитектурные стекла “Sunergy” и “Stopray”.

В действительности применение однокамерных стеклопакетов с энергосберегающими стеклами оказывается более выгодным во всех отношениях. Во-первых, это улучшенная теплоизоляция однокамерного стеклопакета с Low-E стеклом по сравнению с двухкамерным стеклопакетом с обычным стеклом. Во-вторых, такой однокамерный стеклопакет (стекло с мягким напылением) в настоящее время дешевле двухкамерного, причем, судя по всему, разница в цене со временем будет увеличиваться. Кроме того, однокамерный стеклопакет примерно в 1,5 раза легче двухкамерного, что позволяет увеличить долговечность используемой фурнитуры.
Наряду с теплосберегающими свойствами низкоэмиссионного стекла существует еще несколько преимуществ, в частности, комфорт в помещении. При температуре на улице –26°С и температуре в помещении +20°С, температура на поверхности внутреннего стекла у простого стеклопакета составит +4,7°С, для стеклопакета с К-стеклом +10,5°С и для стеклопакета со стеклом “Planibel TOP N” +14,7°С. Это свойство позволяет избежать так называемого “эффекта холодной стены”.

Таблица 1

Тип стеклопакета	R0 по ISO10292	R0 по ГОСТ 24866-99 (данные испытаний в “ПКТИ СтройТест”)
СПО 4М1 – 16 – 4М1	0,37 м².°С/Вт	0,33 м².°С/Вт
СПО 4М1 – 16 – 4 “Planibel Тор N”	0,71 м².°С/Вт	0,62 м².°С/Вт
СПО 4М1 – 16 Аргон – 4 “Planibel Тор N”	0,90 м².°С/Вт	0,68 м².°С/Вт
СПД 4М – 14 – 4М1–14 Аргон – 4 “Planibel Тор N”	—	0,87 м².°С/Вт

Характеристики стеклопакетов наиболее используемых типов, полученные в соответствии с международным стандартом ISO 10292 и определенные в результате испытаний по ГОСТ 24866-99, приведены в табл. 1. Из таблицы видно, что эти значения достаточно сильно отличаются, причем не существует и надежной методики перевода из одной системы в другую. По этой причине специалисты концерна Glaverbel в основном ориентируются на значения, полученные экспериментальным путем. Как правило, испытания проводятся в “ПКТИ СтройТрест” (СПб).

Найдите все свои архитектурные решения через OKNA.ua: Нажмите здесь чтобы зарегистрироваться. Вы производитель и хотите наладить контакт с клиентами? Кликните сюда.

Автор

Журнал ОКНА. ДВЕРИ. ВИТРАЖИ

+380 44 501 XX XX +380 44 501 8736

+380 44 501 XX XX +380 67 467 1426

Издатель

Журнал ОКНА. ДВЕРИ. ВИТРАЖИ