|
Для забезпечення енергетичної ефективності вікон, балконних дверей, вітрин, вітражів і інших прозорих конструкцій із скла, що використовуються у будинках і спорудах, необхідно забезпечити мінімальні сумарні витрати енергії не тільки на опалення, але й кондиціювання, вентиляцію, освітлення приміщень.
Створення теплозахисних і сонцезахисних стекол з твердим і м'яким покриттям, кольорових стекол (пофарбованих у масі) і використання самоочисного скла зі спеціальним покриттям, технології виробництва які за останні роки були значно удосконалені, зробило можливим застосування стеклодеталей, що регулюють приплив сонячного випромінювання, одночасно забезпечуючи високе світлопропускання, теплоізолюючі властивості, захист від шуму.
Нові типи стекол дозволяють додати склінню сонцезахисні і теплоізоляційні властивості, запобігають втраті тепла з приміщення в холодну погоду і надлишкове надходження сонячного тепла влітку. Враховуючи те, що при виробництві вікон застосовуються профільні системи, здебільшого забезпечують досить хороші результати щодо опору теплопередачі в порівнянні з склінням, тому ми зупинимося докладніше на світлопрозорих конструкціях.
За різними даними, через світлопрозорі огороджувальні конструкції будівель втрачається від 40 до 50% теплової енергії.
Існує декілька шляхів втрати тепла. По-перше, теплопровідність самого скла. Скоротити втрати тепла в цьому випадку можна збільшенням кількості скла у віконній системі. Наприклад, у деяких багатоповерхових будинках, побудованих в кінці минулого століття, встановлювалися дерев'яні рами з потрійним склінням. По-друге, втрата тепла, обумовлене конвекцією повітря. Ця проблема була вирішена в результаті створення герметичного склопакета. Нарешті, по-третє, інфрачервоне випромінювання, на частку якого припадає до 70% втрат тепла. З цього питання зазначимо наступне.
Додання енергозберігаючих властивостей склу пов'язане з нанесенням на його поверхню низькоемісійних оптичних покриттів, а саме скло з таким покриттям одержало назву низькоемісійного. Ці покриття забезпечують проходження в приміщення короткохвильового сонячного випромінювання, але перешкоджають виходу з приміщення довгохвильового теплового випромінювання, наприклад, від опалювального приладу. Така вибірковість отримала назву емісійної здатності (тому скла з такими покриттями ще називають «селективними стеклами»). Чим нижче емісійна здатність скла, тим вище його енергозберігаючі властивості.
 |
Солнцевідбиваючі покриття діляться на дві основні категорії - неселективні (відбивають сонячну радіацію у всьому спектрі сонячного випромінювання) і селективні (пропускають видиме світло і відображають інфрачервоне випромінювання з довжиною хвилі близько 0,78 мкм, куди відноситься і теплове випромінювання). Всі селективні покриття належать до категорії так званих «м'яких покриттів».
Характеристикою енергозбереження є випромінювальна здатність скла. Як відомо, будь-яке тіло, в залежності від своєї температури, випромінює в простір певну кількість енергії. Температура поверхні Сонця становить близько 6000 градусів Кельвіна, і Сонце випромінює не тільки в ультрафіолетовому та видимому, але і в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні спектра.
Теплозахисні якості стекол визначаються відносною часткою відбиваних ними інфрачервоних променів. Тепловідбиваючі покриття характеризуються високою відбивною здатністю (до 95% в інфрачервоному діапазоні). Це означає, що пропускна і поглинальна здатності таких покриттів низькі. Згідно закону Кірхгофа, тіла з низькою поглинальною здатністю мають низьку випромінювальну здатність. Випромінювальна здатність (емісія) будь-якого сірого тіла оцінюється в порівнянні з максимальною випромінювальною здатністю абсолютно чорного тіла при тій же температурі з урахуванням ступеня чорноти:
E = ε · Ео
де Е - щільність потоку власного випромінювання сірого тіла;
Ео - щільність потоку власного випромінювання абсолютно чорного тіла.
Значення для різних матеріалів змінюється в межах від 0 до 1 і залежить від довжини
хвилі падаючого світла. В інфрачервоному (ІЧ) діапазоні ступінь чорноти тепловідбиваючого покриття повинна бути мінімальною. Покриття, для яких ступінь чорноти становить = 0,03 ... 0,15, отримали назву «Lоw-Е» (низька випромінювальна здатність).
Емісійна здатність поверхні (Е) визначає випромінювальну здатність скла (у звичайного скла Е> 0,83, а випромінювальна здатність селективних стекол менше 0,04), а отже, і здатність «відбивати» назад в приміщення теплове випромінювання.
Отже, чим нижче емісійна здатність, тим менше втрати тепла. При цьому,
скло з оптичним покриттям, що має значення емісійної здатності Е = 0,004, відбиває назад у приміщення понад 90% теплової енергії йде через вікно.
Існує два види низькоемісійного покриттів - «м'яке» і «тверде», що відрізняються і технологією нанесення, і експлуатаційними характеристиками, до числа яких відносяться теплофізичні, механічні та економічні параметри.
|
