Застосування склопакетів з енергозберігаючим склом

Застосування склопакетів з енергозберігаючим склом

«Тверде» або «м'яке» покриття?

Одним з різновидів такого скла є К-скло або енергозберігаюче скло з жорстким покриттям. Інакше його називають склом з «твердим» покриттям. Таке скло має покриття на основі оксиду олова (напівпровідникове покриття). Наноситься покриття безпосередньо на одній із стадій виробництва флоат-скла за технологією on-line («на лінії», англ.). Дійсно, К-стекло значно зменшує теплопровідність вікна.

«М'яке покриття» скла на основі срібла, позначуване в літературних джерелах як i-скло, наноситься на готове флоат-скло за технологією off-line («поза лінією», англ.) І утримується на склі силами молекулярної взаємодії. У «м'яких» покриттів емісійна здатність сама низка.Такі властивості можуть бути отримані за рахунок застосування в якості функціонального (робочого) шару багатошарової системи на основі срібла. Типове розташування окремих шарів представлено на малюнку.



«М'яке» покриття наноситься на звичайне флоат-скло методом катодного розпилення в магнітному полі в умовах вакууму. Таке покриття піддається впливу зовнішнього середовища (звідси термін «м'яке»). Тому покриття повинне бути звернене всередину склопакета. Оптимальний ефект досягається в тому випадку, якщо покриття в склопакеті знаходиться на внутрішній поверхні скла, зверненого до приміщення. У такому випадку буде досягнута максимально можлива величина сонячного фактора g (отримана сукупна теплоенергія від сонця) при оптимальній величині коефіцієнта теплопровідності k (або прийнятого у нас коефіцієнта опору теплопередачі R - величина зворотна k).

Для ілюстрації ефективності використання енергозберігаючих стекол наведемо деякі результати досліджень різних склопакетів в кліматичному комплексі ВАТ «КиївЗНДІЕП».



Потрібно враховувати, що k і R0 реальної віконної системи залежать від безлічі факторів і
в більшості випадків сильно відрізняються від розрахункових величин, тому їх точні значення можна визначити тільки експериментальним шляхом. Методики випробувань, прийняті в Росії і країнах ЄС, сильно відрізняються. Якщо в Європі вимірювання проводяться по єдиній точці в середній частині склопакета, то за нашими стандартами параметри системи вимірюються в декількох крайових і однієї центральної точки, після чого отримані значення усереднюються по площах. Ці значення сильно відрізняються в бік зменшення, причому не існує і надійної методики перекладу з однієї системи в іншу. З цієї причини фахівці в основному орієнтуються на значення, отримані експериментальним шляхом за нашими методиками.

Переваги і недоліки застосування склопакетів з енергозберігаючим склом

По-перше, і-скло відбиває довгохвильові теплові промені у бік їх випромінювача (тобто взимку у бік квартири, де працюють опалювальні прилади, а влітку в сторону вулиці, де знаходяться нагріті сонцем камені, асфальт і т.д.), що значно знижує витрати на опалення взимку і на кондиціонування влітку. Іншими словами, покриття залишає тепло там, де його більше.

Тверде покриття стійке до механічних впливів, його можна використовувати навіть при одинарному склінні. М'яке легко деформується, тому та сторона скла, на яку нанесено таке напилювання, обов'язково повинна бути звернена всередину склопакета.

К-скла мають цілий ряд переваг: вони покращують теплоізоляцію і, відповідно, витрати на опалення, оптимізують надходження в приміщення сонячного тепла, зменшують конденсацію і до того ж добре пропускають світло. Зовні k-скло схоже на звичайне прозоре. Вплив низькоемісійного покриття на світлопроникність і відображення ледь помітно.

I-скло за технічними характеристиками перевершує свого побратима «на букву k». Використання склопакетів з i-склом дозволяє не тільки істотно підвищити комфорт в приміщенні, але і добитися зниження енерговитрат. Протягом опалювального сезону тепло, яке зберігає вікно середніх розмірів з i-склом, еквівалентно ефекту від спалювання 120 кг рідкого палива.

До речі, якщо «тверде» покриття дозволяє зберегти в приміщенні приблизно 70% теплового потоку, що падає на вікно, то «м'яке» - всі 90% і навіть більше. За рахунок більш високих енергозберігаючих властивостей i-скла можна відмовитися від двокамерного склопакета, обмежившись однокамерним, що в значній мірі полегшує конструкцію.

Слід також зазначити, що при використанні енергозберігаючих стекол економія енергії в приміщеннях можлива не тільки завдяки захисту від втрат тепла, але і за рахунок зниження втрат на кондиціонування, які часом перевершують витрати на опалення в 2-3 рази.

Єдиний, мабуть, недолік i-стекол - низька абразивна стійкість, доставляє певні незручності при транспортуванні. Однак оскільки покриття завжди звернена всередину склопакета, при експлуатації це не позначається.

Низькоемісійне скло з «м'яким» покриттям в середньому приблизно в 2-2,5 рази дорожче
звичайного. Але розрахунки показують: за рахунок економії енергоносіїв додаткові вкладення окупаються протягом 1,5-2 років. Також треба враховувати, що поряд з прямою окупністю існує цілий ряд факторів, що стимулюють попит на низькоемісійним скла. Наприклад, завдяки зниженню ваги склопакета вдається зберегти геометрію вікна і зняти проблему довговічності фурнітурних елементів у віконній палітурці.

Процес отримання якісного низькоемісійного скла досить трудомісткий і вимагає від виробника високої кваліфікації. Невипадково в світі існує всього декілька компаній, що випускають енергозберігаючі стекла у великих обсягах.

«Тверде» покриття володіє меншою ефективністю і більшою вартістю, але воно міцніше м'якого покриття, а також, з точки зору переробників, має певні технологічні переваги. Справа в тому, що при складанні склопакетів, в яких використовується Low-E-скло з «твердим» покриттям, відсутній ряд технологічних операцій, неминучих при роботі зі склом з «м'яким» покриттям. До таких операцій відноситься, зокрема, зняття покриття з кромки скла на ширину близько 10 мм по всьому периметру полотнища, що забезпечує необхідний рівень адгезії герметика до скла в зоні примикання до дистанційної рамки. Тверде покриття не знижує рівень адгезії, тому необхідності у видаленні низькоемісійного шару немає. Крім того, скло з твердим покриттям має необмежений термін придатності і може експлуатуватися у віконних системах з одинарним склінням, а матеріали з «м'яким» покриттям повинні використовуватися не пізніше, ніж через 3 місяці після відвантаження від виробника і призначені тільки для склопакетів.

Все це значно ускладнює вибір типу покриття, застосування якого було б оптимальним у кожному конкретному випадку. На думку фахівців, більш висока ефективність стекол з «м'яким» покриттям, а також намітилася тенденція зниження вартості цього матеріалу призведе до поступового зниження частки стекол з «твердим» покриттям. Непряме підтвердження цього: в країнах Західної Європи близько 80% будівель, в огороджувальних конструкціях яких використані матеріали типу Low-E, засклені стеклами з «м'яким» напиленням.

Крім захисту від холоду, дощу, шуму, забезпечення повітрообміну, вікна повинні забезпечувати приміщення природним світлом. Це одна з основних функцій вікна.

Збереження показників високих коефіцієнтів світлопропускання скла забезпечує
максимально ефективне використання всіх переваг природного освітлення. Відомо, що розміри скління для кожного приміщення повинні враховувати необхідний рівень природної освітленості і пропускання світла. Безбарвне скло вибирають для того, щоб в приміщення проникало якнайбільше світла.

Так, мінімальний коефіцієнт світлопропускання світла для прозорих стекол в залежності від номінальної товщини від 2 мм до 10 мм зменшується і становить від 89% до 79%. Цей показник для найбільш поширених типів склопакетів уже дорівнює від 75% до 65%.

При нанесенні теплозберігаючих покриттів, світлопроникність змінюється незначно і практично не відрізняється від звичайного ізолюючого засклення. Оцінка нейтральності за шкалою від 0 (чорний) до 100 (нейтральне) показує, що цей коефіцієнт у склопакета зі звичайного скла складає 99, а з i-склом - близько 98, тобто практично склопакети невідмітні візуально. Прозоре листове скло товщиною 4 мм (в залежності від марки скла) пропускає 85-90% видимого світла, відбиває близько 8% і лише 2-7% видимого випромінювання поглинається склом. УФ і ІЧ випромінювання до 2500 нм проходить крізь скло лише частково (приблизно 75 і 80% відповідно), а при довжинах хвиль більше 2500 нм поглинається практично повністю.



У той же час застосування сонцезахисного скла з низьким коефіцієнтом теплопередачі робить можливим використання великих площ скління без значних втрат тепла і витрат на кондиціонування та опалення. Це істотно розширює архітектурно-дизайнерські можливості проектування та будівництва як сучасних будівель і споруд, так і реконструюються. Для забезпечення збалансованого мікроклімату в будівлях та спорудах необхідно використовувати сонцезахисні можливості скління.

Скло повинно вирішувати не тільки проблеми забезпечення людей природним світлом, захищати від шуму, надмірного сонячного випромінювання, вологи, але і питання безпеки і надійності конструкції.

Коефіцієнт направленого пропускання світла скла із сонцезахисним покриттям, стекол, пофарбованих у масі, багатошарових стекол з сонцезахисними властивостями може бути значно нижче безбарвного скла. При виборі варіанту скління слід розраховувати кількість світлових отворів і їх розміри, виходячи з вимог і нормативів рівня природної освітленості приміщень.

Для скління вікон і балконних дверей обов'язковим є застосування склопакетів класу 1 (опір теплопередачі 0,54 - 0,64 м2. ° С / Вт) і класу 2 (опір теплопередачі 0,65 - 0,84 м2. ° С / Вт). При будівництві енергоефективних будівель рекомендується використовувати склопакети 3 класу (опір теплопередачі 0,85 - 1,24 м2. ° С / Вт) і 4 класу (опір теплопередачі більше 1,24 м2. ° С / Вт).

Черних Л.Ф., керівник відділу будівельної теплофізики КиївЗНДІЕП, к.т.н., ст.н.с.;
Одрінская В.А., голова підкомітету ТКС «Будівельне скло»;
Бондарева О.С., мл.н.с.