Виды энергоэффективных стекол в современном строительстве

В современном строительстве помимо обычного бесцветного стекла применяют специальные виды стекол, которые условно можно классифицировать на три группы:

  • солнцезащитные стекла;
  • энергосберегающие стекла;
  • многофункциональные стекла.

Рассмотрим каждую из этих групп подробнее.

Солнцезащитные стекла

Солнцезащитные стекла характеризуются способностью избирательного пропускания, поглощения и отражения солнечного излучения в различных областях спектра и предназначены для защиты помещений от проникновения избыточных солнечных лучей.

К солнцезащитным стеклам относятся:

  • стекла с солнцезащитной полимерной пленкой.
  • стекла, окрашенные в массе;
  • стекла с солнцезащитным неорганическим покрытием;

В последнее время тематика энергосбережения становится все более актуальной в России. В частности, принят Федеральный закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» (№261-ФЗ); аналогичные законодательные акты (включая и постановления региональных властей) приняты во многих регионах РФ. Современный уровень развития мировой строительной отрасли подразумевает активное применение в архитектуре больших остекленных поверхностей. При этом именно остекленная поверхность дает одну из самых больших долей теплопотерь в холодное время года, и внутреннего нагрева помещений – в теплое. Всем известно, что охладить здание на 1⁰С стоит в 4 раза дороже чем нагреть. Поэтому приоритетнее решать проблему сокращения поступления солнечного тепла в помещение. Для максимального снижения теплопотерь в условиях умеренного климатического пояса (большая часть Российской Федерации), были созданы 1 и 2ух иногда и 3х камерные стеклопакеты, которые являются отличными изоляторами, а для максимального снижения нагрева помещения в летнее время, были придуманы солнцезащитные пленки.

Стекла с солнцезащитной полимерной пленкой

На Российском рынке оконных пленок, лидером, является компания «3М Россия» – это компания резидент РФ, являющаяся подразделением крупнейшей международной корпорации 3М, входящей в десятку инновационных компаний мира. Главные отличительные черты решений 3М – инновационность, экологичность и безопасность, проверенные десятилетиями использования в России и во многих других странах. Одной из основных задач компании является обеспечение безопасности людей и внедрение технологий и решений, имеющих очевидную и обоснованную эффективность.

Внешний вид солнцезащитной пленки 3М

Пленки серии Prestige

3М является изобретателем и производителем многослойных оконных пленок с селективным пропусканием спектра излучения (серия Prestige). Такие пленки позволяют блокировать почти полностью ультрафиолетовую и инфракрасную части спектра, но при этом практически не задерживать видимый свет. Пленки могут быть легко, без значимых капитальных затрат, смонтированы на оконные конструкции уже существующих зданий или строящихся объектов. Экономический эффект достигается за счет снижения расходов на отопление и кондиционирование воздуха на протяжении всего срока эксплуатации. Для предоставления предварительных технических расчетов по эффективности и окупаемости пленок серии Prestige, компанией 3М была разработаны программы Windows 6.3 и Optics имеющие в своей базе данных информацию по всем стеклам ведущих мировых производителей (AGC, DuPont,Generic, Guardian, Pilkington, Saint- Gobain Glassи т.д).

073441cf7944431b2bd318645b4e6e81.png
Внешний вид программы OPTICS

ccb2f7f43ee4e9964bbd4a23e2681d4f.png

Внешний вид программы Windows 6.3

Пример сравнения характеристик пленки Prestige 70 нанесенной на однокамерный стеклопакет и мультифункционального стекла подготовленный с помощью программ 3М:

Prestige 70 превосходят мультистекло по показателям отражения солнечного тепла:

  • Ufactor - 2.55 Вт/м2K (Pr70) против 1.4 Вт/м2K ( мульт.)
  • R – 3.21 м2K/Вт (Pr70) против 0.72 м2K/Вт (мульт.)

Prestige 70 и мультистекло почти одинаковы по показателям пропускания видимого света:

  • LT (пропускание с.св.) - 63.5% (Pr70) против 65.10% (мульт.) Это можно определить только с помощью спец прибора для человеческого глаза это не заметно.
  • LR (отражение с.св.) 12.49% (Pr70) против 27.85% (мульт.) мультистекло отражает больше видимого света, так как имеет металлизированное напыление (в темное время суток можно будет видеть свое отражение), Prestige не металлизированная пленка и поэтому в темное время суток эффекта зеркала не будет.
  • LA (поглощение солн.св.) 5.45% (Pr70) против 7.05% 

Энергетические характеристики:

  • DET (дельта пропущенная. солн. энергии) - 38 %( Pr70) против 44.20 % (мульт.)
  • ER (отраженная энергия) - 52 %( Pr 70) против 32.69 % (мульт.)
  • EA (поглощенная энергия) – 10 %(Pr 70) против 23.11% (мульт.)
  • G (уменьшение бликов) – 21 % (Pr 70) против 47% (мульт) опять же из-за металлизированного покрытия.

Подводя итоги, мультифункциональные стеклопакеты, это хорошее решение, но работают они менее эффективно по основным параметрам (отражение солнечной энергии).

Пленки серии Amber LOW E

Энергосберегающие пленки серии AmberLowE – это уникальное решение для уже существующих зданий или строящихся объектов, которое позволяет сохранять тепло внутри помещения в зимний период и отражать солнечные лучи и сокращать теплопоступление в летний период, создавая комфортные условия в помещении круглый год. Для расчета экономии средств на обогреве здания, компания 3М разработала специальную форму, которая выдается клиенту для заполнения. По данной форме инженеры 3М могут произвести подробный расчет по количеству сэкономленных средств на обогреве здания, после нанесения пленки.890c40b63b59cfb956292c0679a3fa3f.png

Внешний вид формы по сбережению тепла

Пленкисерии Safety

Помимо солнцезащитных пленок, в пакете 3М существуют специальные защитные (Standard Safety) и взрывозащитные (Safety Ultra) оконные пленки позволяющие обеспечить безопасность находящихся в зданиях посетителей и работников от ранений осколками стекла (осколки стекла остаются приклеенными к пленке за счет ультра стойкого адгезивного слоя, не разлетаются и не выпадают из рамы) в случаях террористических актов, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, актов вандализма или по неосторожности. Наличие такой программы как WinGard PE позволяет смоделировать любой взрыв с любым количеством взрывчатки на любом расстоянии от здания и подобрать необходимую пленку способную обеспечить защиту от взрывной вольны. 

c29a818ec821f8dd4b165116268e3fbf.png

Внешний вид прогаммы WinGard PE

Наличие сертифицированных специалистов по монтажу пленок, обеспечивает безупречное выполнение работ, что в дальнейшем ведет к долгому сроку службы пленок. Компания 3М, единственная компания на Российском рынке, предоставляющая гарантийное обслуживание на весь срок службы пленок (10-15 лет).

Нанесение солнцезащитных и защитных пленок, является лучшим решением для уже существующих окон и оконных конструкций, которое может защитить Ваш капитал и помочь сэкономить средства.

Окрашенные в массе стекла

Для получения окрашенных в массе стекол в состав сырьевых материалов вводят специальные вещества:

4eb6df798c40aec28c48c1672da86383.jpg

Формование стекла производят, как правило, флоат способом. Для строительства обычно изготавливают стекла зеленого, голубого, бронзового и серого цветов, хотя возможно производство стекол любого цвета. Особенностью окрашенных в массе стекол является то, что в зависимости от толщины стекла меняется насыщенность цвета: тонкие стекла имеют более светлый оттенок, толстые – более темный.

Стекла с солнцезащитным неорганическим покрытием, как и стекла с низкоэмиссионным покрытием, изготавливают методом пиролиза (твердые покрытия) или методом вакуумного напыления (мягкие покрытия).

4f29281fe186b9c145bd8ac82f13e233.jpg

Покрытия могут иметь самые разнообразные цвета и наноситься как на бесцветные, так и на окрашенные в массе стекла. Особенностью стекол с солнцезащитным покрытием является то, что стекло с покрытием может иметь различный цвет в зависимости от того, как производить наблюдение: в отраженном или проходящем свете, со стороны покрытия или со стороны без покрытия. Это важно учитывать при установке стекол с покрытием в системы остекления.

Энергосберегающие стекла

Энергосберегающие — это стекла, которые с помощью нанесенного на них тонкого металлического напыления превращаются в инфракрасные зеркала, т.е. зеркала, отражающие только инфракрасные (тепловые) лучи, не оказывая большего, чем обычное оконное стекло, сопротивления видимому свету.

По-другому эти стекла называют:

  • Селективными (отражающими только определенную часть диапазона электромагнитных волн).
  • Низкоэмиссионными (имеющими низкую излучательную способность).
  • Теплосберегающими.

Наносимое на стекло покрытие состоит из оксидов металлов или цветных металлов и содержит свободные электроны. За счет явлений электропроводности и интерференции такие стекла получают возможность отражать только тепловое (инфракрасное) излучение. Основной характеристикой энергосберегающих стекол является коэффициент тепловой эмиссии. Чем меньше значение этого коэффициента, тем лучше «работает» стекло. Этот показатель для обычного оконного стекла равен 0,835, а у энергосберегающего стекла — 0,04. Внешне для человеческого глаза, нечувствительного к инфракрасному излучению, низкоэмиссионные стекла ничем не отличаются от обычного оконного стекла, в то же время существенно улучшая теплоизоляционные характеристики окна в целом.

b91ff22d11f5855ffe8f3719605cf077.jpg

В холодное время года энергосберегающее стекло в стеклопакете отражает тепловое излучение от нагревательных приборов обратно в помещение, что позволяет экономить на отоплении. Это свойство особенно оценят владельцы жилья с индивидуальным отоплением.

aa703f6a299dc719602aba0e3b11adcc.jpg

В теплое время года энергосберегающее стекло отражает тепловое излучение Солнца, позволяя сохранять комфортную температуру в помещении, экономя электроэнергию, расходуемую на кондиционирование.

Типы энергосберегающих стекол

В настоящее время промышленностью выпускаются два вида низкоэмиссинных энергосберегающих стекол: K-стекло (Low-E, твердое покрытие) и I-стекло (Double Low-E, мягкое покрытие). Эти два типа энергосберегающих стекол отличаются технологией производства и коэффициентом излучательной способности.

К-стекло - низкоэмиссионное энергосберегающее стекло Low-Е (твердое покрытие)

Свое название «твердое покрытие» это стекло получило по причине того, что металлический слой наносится в процессе производства на еще горячее стекло и при охлаждении спекается с ним, образуя покрытие с высокой прочностью. Коэффициент излучательной способности K-стекла составляет 0,2. В последнее время область применения K-стекла сильно сократилась в связи с появлением I-стекла, обладающего лучшим показателем излучательной способности и существенно меньшей ценой.

I-стекло - низкоэмиссионное энергосберегающее стекло Double Low-Е (мягкое покрытие)

Энергосберегающее I-стекло производится способом вакуумного напыления на поверхность стекла тонкой металлической отражающей пленки толщиной в несколько десятков нанометров. Такое покрытие отлично пропускает видимый человеческим глазом свет, в то же время отлично отражая длинноволновое невидимое тепловое излучение (E = 0,04). За счет упрощения процесса производства стоимость такого стекла значительно ниже, чем у K-стекла.

Покрытие наносится на флоат стекло с помощью высоковакуумного оборудования с системой магнетронного распыления и представляет собой трехслойную (или более) структуру из чередующихся слоев серебра диэлектрика (BiO, AlN, TiO2 и т.п.). I-стекло несколько дешевле и в 1,5 раза эффективнее, чем К-стекло. Сумма этих факторов перевешивает недостаток — чувствительность к абразивным воздействиям и вытекающие из нее особые требования к транспортировке, хранению и эксплуатации.

Проблема решается достаточно просто: I-стекло применяется только в стеклопакетах или в качестве одного из внутренних слоев многослойного (ламинированного) стекла.
Стеклопакеты сегодня представляют собой неизбежный и привычный атрибут любой новостройки или реконструкции. Но теплосберегающие способности низкоэмиссионного стекла меняют их роль в проектном решении. Эффективность I-стекла позволяет даже в условиях северо-запада отказаться от двухкамерных стеклопакетов и ограничиться однокамерными (с аргоном). Одновременно появляется возможность облегчить систему теплоснабжения, что особенно актуально при реконструкции зданий в старом фонде. Недвижимость, претендующую на высокий класс, можно избавить от чугунных труб и одно временно создать уровень комфорта, соответствующий запросам ее покупателей или арендаторов. Со временем и в нашей стране снижение эксплуатационных расходов превратится в фактор, оказывающий существенное влияние на инвестиционную судьбу проектов. Но уже сейчас разница в цене между низкоэмиссионным и обычным стеклом окупается за счет энергосбережения в течение 1,5 — 2х лет. А поскольку I-стекла можно дополнять солнцезащитными, узорчатыми и закаленными, такие стеклопакеты — решение не только прогрессивное, но и вполне универсальное. Разумеется, при соответствующем качестве профиля.

Мультифункциональные стекла

В строительстве многофункциональными стеклами обычно называют стекла с покрытиями, сочетающими свойства низкоэмиссионного и солнцезащитного покрытий. Такие покрытия наносятся как на бесцветное, так и на окрашенное в массе стекло, бывают твердыми и мягкими и обладают теми же преимуществами и недостатками, что и другие виды покрытий.

485faef7e777517e259d5012a914a667.jpg

Таким образом, очевидно, что в настоящее время производители предлагают широкий ассортимент строительных стекол с различными функциональными свойствами, которые позволяют успешно решать проблемы энергоэффективного остекления. Однако следует отметить, что все эти стекла существенно различаются по своим характеристикам и это необходимо учитывать при выборе остекления для каждого здания индивидуально.

Комментарии