Твердое селективное покрытие стекла это – Особенности стекла с селективным покрытием

Что такое селективное стекло?

Это стекло с низкоэмиссионным покрытием, которое свободно пропускает коротковолновое и видимое солнечное излучение в помещение, отражая при этом длинноволновое тепловое излучение, например, от нагревательных приборов, внутрь помещения, не давая ему уйти наружу. В летнее время года теплосберегающее покрытие отражает солнечную тепловую энергию с внешней стороны, препятствуя проникновению тепла внутрь помещения. Покрытие толщиной в несколько сотен ангстрем, обладает свойствами светового фильтра, прозрачно для человеческого глаза, внешне стекло с теплосберегающим покрытием, ничем не отличается от обычного прозрачного стекла. Селективное стекло обычно применяют в качестве внутреннего стекла в стеклопакетах, покрытием внутрь межстекольного пространства. Это нагревает внутрикомнатную поверхность стекла, что уменьшает конденсацию и конвекцию, вызванную разностью температур. Применение низкоэмиссионного стекла заметно сокращает теплопотери, позволяя экономить на обогреве помещений.

В настоящее время для сокращения потерь тепла через стекло используют два типа покрытий: так называемое К-стекло (Low-Е) – твёрдое покрытие и I-стекло (Double Low-E) (i-стекло) мягкое покрытие.

Первым шагом в выпуске энергосберегающего стекла стало производство К-стекла. Для придания флоат-стеклу теплосберегающих свойств непосредственно при изготовлении на его поверхности методом химической реакции при высокой температуре (метод пиролиза) наносят тонкий слой из окислов металлов. К-стекло получило широкое распространение в Европе благодаря своему нейтральному цвету, исключительной теплоизолирующей способности и простоте обработки. Стекло можно применять повсюду, где необходимо достичь малого расхода энергии при малой потере тепла. К-стекло применяют обычно в качестве внутреннего в стеклопакетах, причём покрытие обращено в сторону межстекольного пространства. Это нагревает внутреннюю поверхность стеклопакета, что уменьшает конденсацию и конвекцию, вызванную разностью температур. К-стекло можно закалять и ламинировать.

Следующим значительным шагом в производстве теплосберегающих стёкол стал выпуск I-стекла (i-стекла) которое по своим техническим характеристикам превосходит К-стекло. Различие между К-стеклом и I-стеклом заключается в коэффиценте излучательной способности, а также технологии его получения.

Получение предусматривает нанесение на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий (на основе оксидов металлов). Эта технология требует использования высоковакуумного оборудования с системой магнетронного распыления. Покрытие толщиной в несколько сотен ангстрем, обладающее свойствами светового фильтра, прозрачно для человеческого глаза, хорошо пропускает солнечный свет и отражает тепловое излучение обратно внутрь помещения.

Использование стеклопакетов с I-стеклом позволяет не только существенно повысить комфорт в помещении, но и добиться снижения энергозатрат. В течение отопительного сезона эффект от окна средних размеров, застекленного стеклопакетом с I-стеклом эквивалентен сжиганию 120 кг жидкого топлива. Основным недостатком I-стекол является их сравнительно меньшая механическая прочность по сравнению с К-стеклом, но, учитывая, что это покрытие обращено внутрь стеклопакета, это не сказывается на его эксплуатационных свойствах.

www.bolshoyvopros.ru

Описание стеклопакетов для окон


Перед тем как заменить старое окно на пластиковое, наряду с габаритами нужно учитывать количество камер стеклопакетов, так как от этого зависит ожидаемый вами эффект сохранения тепла в помещении. Дадим краткое описание стеклопакетов для окон, которые наиболее популярны в строительстве домов и квартир, а также при их ремонте. Критерии, которые нужно учитывать при этом следующие: количество стеклопакетов, отражающие покрытия и заполнения газом пространства между стеклами.

Количество стеклопакетов для окон

Количество стеклопакетов

Чтобы определить количество стекол в мстеклопакете для окон нужно исходить из того, где будут применяться окна. Если это помещение, которое нет необходимости отапливать в зимний период, будет достаточным применение однокамерных конструкций. Это летние кухни, веранды, беседки и различные хозпомещения.

Для жилья, которое эксплуатируется круглый год лучше использовать двухкамерные стеклопакеты, которые вмонтированы в рамы с профилем толщиной до 70 мм, обеспечивающий достаточную защиту от холода. В том случае когда требуется более эффективная защита тепла, например, в детских учреждениях, очень часто применяют уже стеклопакет, состоящий из трех камер, для которых профиль в 70 мм будет недостаточным чтобы расположиться в нем трехкамерной конструкции. В этом случае ширина профиля увеличивается до 90 мм.

Однако даже трехкамерных пакетов бывает порой недостаточно для эффективного энергосбережения, так как стекло имеет теплопроводность, которая слабо препятствует уходу тепла с помещения. Чтобы улучшить сохранность тепла в подобных случаях, начали ставить стекла со специальным покрытием.


Отражающие покрытия стеклопакетов

Покрытия, которые улучшают энергоэффективность стеклопакетов бывают двух видов: низкоэмиссионные и селективные. В обоих случаях происходит напыление стекол, однако они различаются способностью пропускать тепловые волны различной длины.

Низкоэмисионное покрытие

Структура низкоэмиссионноного покрытия

Имеет свойства отражать только длинноволновое излучение, которое называется вторичным, создаваемое нагретыми предметами в помещении. Наносится только на внутреннюю сторону стекла, которое находится ближе всего к помещению. Слой отражает всю тепловую энергию, находящуюся в квартире или доме обратно внутрь, не выпуская его наружу. В то же время низкоэмиссионное покрытие пропускает извне теплые лучи солнца, которые имеют короткую длину волны.

Поэтому, чтобы увеличить энергоэффективность стеклопакета хотя бы одно стекло должно быть покрыто этим напылением. В современном строительстве существуют два типа низкоэмиссионного покрытия: мягкое и твердое, отличающиеся между собой технологией нанесения напыления. Твердое покрытие более прочнее мягкого, но менее эффективно и стоит дороже, однако, в тоже время его производство связано с меньшими технологическими процессами, чем тонкое покрытие. Кроме того, стекла с твердым покрытиями применяется в окнах с одинарным остеклением, тогда как стекла с мягким покрытием используются только в составе стеклопакета.

Селективное покрытие

Свойства селективного покрытия

Селективное покрытие относится к оптическим технологиям нанесения, которые преобразуют солнечное электромагнитное излучение в тепло. Самый распространенный тип подобного покрытия заключается в нанесения на поверхность стекла тонкой металлической пленки. В частности, для этого широко используется алюминий, благодаря его механическим и теплофизическим характеристикам при относительно невысокой цене.

Это покрытие наносят обычно на внутреннюю часть стекла, расположенного наружу. Уникальность его выражается в том, что оно реагирует на длинноволновое и коротковолновое излучение одновременно. То есть в зимний период оно работает как низкоэмиссионное, отражая тепло обратно в помещение, а летом селективное покрытие отражает солнечные лучи, которые пытаются проникнуть внутрь жилья. Хороший эффект наблюдается в комбинации селективного и низкоэмиссионного напыления, позволяющее выдерживать комфортную температуру в помещении круглый год.

Заполнение газом стеклопактов

Стеклопакеты, наполненные газом

Хотя этот метод требует дополнительных затрат на производство стеклопакетов, выгода от его использования ощутима, так как энергоэффективность окон повышается до 10%. Поэтому эксперты в области энергосбережения рекомендуют применение этих пакетов, где заполнение газом допустимо хотя бы в одной камере, где есть внутренне напыление. Так как наличие газа внутри стеклопакета не только обеспечивает его высокие теплосберегающие свойства, но способствует более долгому сроку эксплуатации отражающего покрытия и сроку службы окна в целом.

Наличие газа создает избыточное давление, которое препятствует попаданию влажного воздуха в стеклопакет, оказывающий на него разрушающее действие. Несмотря на все достоинства стеклопакетов с газовым наполнением, нужно учесть следующий факт, что эффект присущий только для паянных конструкций. В обычном же стеклопакете газообразное вещество постепенно покинет свое место через утечку по шнуру, недостаточную герметизацию, при механических повреждениях рамок в клееном стеклопакете.

remontzhilya.ru

Правильное стекло для стеклопакета

Для обеспечения энергетической эффективности окон, балконных дверей, витрин, витражей и других прозрачных конструкций из стекла, применяемых в зданиях и сооружениях, необходимо обеспечить минимальные суммарные затраты энергии не только на отопление, но и кондиционирование, вентиляцию, освещение помещений.

Создание теплозащитных и солнцезащитных стекол с твердым и мягким покрытиями, цветных стекол (окрашенных в массе) и использование самоочищающегося стекла со специальным покрытием, технологии производства которых за последние годы значительно усовершенствованы, сделало возможным применение стеклодеталей, регулирующих приток солнечного излучения, одновременно обеспечивая высокое светопропускание, теплоизолирующие свойства, защиту от шума.

Новые типы стекол позволяют придать остеклению солнцезащитные и теплоизоляционные свойства, предотвращающие потери тепла из помещения в холодную погоду и избыточное поступление солнечного тепла летом. Учитывая то, что при производстве окон применяемые профильные системы в большинстве своем обеспечивают довольно хорошие результаты по сопротивлению теплопередаче по сравнению с остеклением, поэтому мы остановимся подробнее на светопрозрачных конструкциях.

По разным данным, через светопрозрачные ограждающие конструкции зданий теряется от 40 до 50% тепловой энергии.

Существует несколько путей потери тепла. Во-первых, теплопроводность самого стекла. Сократить потери тепла в этом случае можно увеличением количества стекол в оконной системе. Например, в некоторых многоэтажных домах, построенных в конце прошлого века, устанавливались деревянные рамы с тройным остеклением. Во-вторых, потери тепла, обусловленные конвекцией воздуха. Эта проблема была решена в результате создания герметичного стеклопакета. Наконец, в-третьих, инфракрасное излучение, на долю которого приходится до 70% потерь тепла. По этому вопросу отметим следующее.

Придание энергосберегающих свойств стеклу связано с нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий, а само стекло с таким покрытием получило название низкоэмиссионного. Эти покрытия обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового солнечного излучения, но препятствуют выходу из помещения длинноволнового теплового излучения, например, от отопительного прибора. Такая избирательность получила название эмиссионной способности (поэтому стекла с такими покрытиями еще называют «селективными стеклами»). Чем ниже эмиссионная способность стекла, тем выше его энергосберегающие свойства.

Солнцеотражающие покрытия делятся на две основные категории — неселективные (отражают солнечную радиацию во всем спектре солнечного излучения) и селективные (пропускают видимый свет и отражают инфракрасное излучение с длиной волны около 0,78 мкм, куда относится и тепловое излучение). Все селективные покрытия относятся к
категории так называемых «мягких покрытий».

Характеристикой энергосбережения является излучательная способность стекла. Как известно, любое тело, в зависимости от своей температуры, излучает в пространство определенное количество энергии. Температура поверхности Солнца составляет около 6000 градусов Кельвина, и Солнце излучает не только в ультрафиолетовом и видимом, но и в инфракрасном (ИК) диапазоне спектра.

Теплозащитные качества стекол определяются относительной долей отражаемых ими инфракрасных лучей. Теплоотражающие покрытия характеризуются высокой отражательной способностью (до 95% в инфракрасном диапазоне). Это значит, что пропускательная и поглощательная способности таких покрытий низки. Согласно закону Кирхгофа, тела с низкой поглощательной способностью имеют низкую излучательную способность. Излучательная способность (эмиссия) любого серого тела оценивается в сравнении с максимальной излучательной способностью абсолютно черного тела при той же температуре с учетом степени черноты :

E = ε·Ео

где Е — плотность потока собственного излучения серого тела;

Ео — плотность потока собственного излучения абсолютно черного тела.

Значение для различных материалов изменяется в пределах от 0 до 1 и зависит от длины
волны падающего света. В инфракрасном (ИК) диапазоне степень черноты теплоотражающего покрытия должна быть минимальной. Покрытия, для которых степень черноты составляет = 0,03…0,15, получили название «Lоw–Е» (низкая излучательная способность).

Эмиссионная способность поверхности (Е) определяет излучательную способность стекла (у обычного стекла Е>0,83, а излучательная способность селективных стекол меньше 0,04), а следовательно, и способность «отражать» обратно в помещение тепловое излучение.

Следовательно, чем ниже эмиссионная способность, тем меньше потери тепла. При этом,
стекло с оптическим покрытием, имеющим значение эмиссионной способности Е= 0,004, отражает обратно в помещение свыше 90% тепловой энергии уходящей через окно.

Существует два вида низкоэмиссионных покрытий — «мягкое» и «твердое», отличающиеся и технологией нанесения, и эксплуатационными характеристиками, к числу которых относятся теплофизические, механические и экономические параметры.

«Твердое» или «мягкое» покрытие?

Одной из разновидностей такого стекла является К-стекло или энергосберегающее стекло с жестким покрытием. Иначе его называют стеклом с «твердым» покрытием. Такое стекло имеет покрытие на основе оксида олова (полупроводниковое покрытие). Наносится покрытие непосредственно на одной из стадий производства флоат-стекла по технологии on-line («на линии», англ.). Действительно, К-стекло значительно уменьшает теплопроводность окна.

«Мягкое покрытие» стекла на основе серебра, обозначаемое в литературных источниках как i-стекло, наносится на готовое флоат-стекло по технологии off-line («вне линии», англ.) и удерживается на стекле силами молекулярного взаимодействия. У «мягких» покрытий эмиссионная способность самая низкая.Такие свойства могут быть получены за счет применения в качестве функционального (рабочего) слоя многослойной системы на основе серебра. Типичное расположение отдельных слоёв представлено на рисунке .

«Мягкое» покрытие наносится на обычное флоат-стекло методом катодного распыления в магнитном поле в условиях вакуума. Такое покрытие подвержено влиянию внешней среды (отсюда термин «мягкое»). Поэтому покрытие должно быть обращено внутрь стеклопакета. Оптимальный эффект достигается в том случае, если покрытие в стеклопакете находится на внутренней поверхности стекла, обращенного в помещение. В таком случае будет достигнута максимально возможная величина солнечного фактора g (полученная совокупная теплоэнергия от солнца) при оптимальной величине коэффициента теплопроводности k (или принятого у нас коэффициента сопротивления теплопередаче R — величина обратная k).

Для иллюстрации эффективности использования энергосберегающих стекол приведем некоторые результаты исследований различных стеклопакетов в климатическом комплексе ОАО «КиевЗНИИЭП».

Нужно учитывать, что k и R0 реальной оконной системы зависят от множества факторов и
в большинстве случаев сильно отличаются от расчетных величин, поэтому их точные значения можно определить только экспериментальным путем. Методики испытаний, принятые в России и странах ЕС, 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 по площадям. Эти значения сильно отличаются в сторону уменьшения, причем не существует и надежной методики перевода из одной системы в другую. По этой причине специалисты в основном ориентируются на значения, полученные экспериментальным путем по нашим методикам.

Достоинства и недостатки применения стеклопакетов с энергосберегающим стеклом

Во-первых, і-стекло отражает длинноволновые тепловые лучи в сторону их излучателя (то есть зимой в сторону квартиры, где работают отопительные приборы, а летом в сторону улицы, где находятся нагретые солнцем камни, асфальт и т.д.), что значительно снижает расходы на отопление зимой и на кондиционирование летом. Иными словами, покрытие оставляет тепло там, где его больше.

Твердое покрытие стойко к механическим воздействиям, его можно использовать даже при одинарном остеклении. Мягкое легко деформируется, поэтому та сторона стекла, на которую нанесено такое напыление, обязательно должна быть обращена внутрь стеклопакета.

К-стекла имеют целый ряд достоинств: они улучшают теплоизоляцию и, соответственно, затраты на отопление, оптимизируют поступление в помещение солнечного тепла, уменьшают конденсацию и к тому же хорошо пропускают свет. Внешне k-стекло похоже на обычное прозрачное. Влияние низкоэмиссионного покрытия на светопропускаемость и отражение едва заметно.

I-стекло по техническим характеристикам превосходит своего собрата «на букву k». Использование стеклопакетов с i-стеклом позволяет не только существенно повысить комфорт в помещении, но и добиться снижения энергозатрат. В течение отопительного сезона тепло, сохраняемое окном средних размеров с i-стеклом, эквивалентно эффекту от сжигания 120 кг жидкого топлива.

Кстати, если «твердое» покрытие позволяет сохранить в помещении примерно 70% теплового потока, падающего на окно, то «мягкое» — все 90% и даже больше. За счет более высоких энергосберегающих свойств i-стекла можно отказаться от двухкамерного стеклопакета, ограничившись однокамерным, что в значительной мере облегчает конструкцию.

Следует также отметить, что при использовании энергосберегающих стекол экономия энергии в помещениях возможна не только благодаря защите от потерь тепла, но и за счет снижения потерь на кондиционирование, которые порой превосходят расходы на отопление в 2–3 раза.

Единственный, пожалуй, недостаток i-стекол — низкая абразивная стойкость, доставляющая определенные неудобства при транспортировке. Однако поскольку покрытие всегда обращено внутрь стеклопакета, при эксплуатации это не сказывается.

Низкоэмиссионное стекло с «мягким» покрытием в среднем примерно в 2–2,5 раза дороже
обычного. Но расчеты показывают: за счет экономии энергоносителей дополнительные вложения окупаются в течение 1,5–2 лет. Также надо учитывать, что наряду с прямой окупаемостью существует целый ряд факторов, стимулирующих спрос на низкоэмиссионные стекла. Например, благодаря снижению веса стеклопакета удается сохранить геометрию окна и снять проблему долговечности фурнитурных элементов в оконном переплете.

Процесс получения качественного низкоэмиссионного стекла довольно трудоемок и требует от производителя высочайшей квалификации. Неслучайно в мире существует всего несколько компаний, выпускающих энергосберегающие стекла в больших объемах.

«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 полотнища, обеспечивающее необходимый уровень адгезии герметика к стеклу в зоне примыкания к дистанционной рамке. Твердое покрытие не снижает уровень адгезии, поэтому необходимости в удалении низкоэмиссионного слоя нет. Кроме того, стекло с твердым покрытием имеет неограниченный срок годности и может эксплуатироваться в оконных системах с одинарным остеклением, а материалы с «мягким» покрытием должны использоваться не позднее, чем через 3 месяца после отгрузки от изготовителя и предназначены только для стеклопакетов.

Все это значительно усложняет выбор типа покрытия, применение которого было бы оптимальным в каждом конкретном случае. По мнению специалистов, более высокая эффективность стекол с «мягким» покрытием, а также наметившаяся тенденция снижения стоимости этого материала приведет к постепенному снижению доли стекол с «твердым» покрытием. Косвенное подтверждение этого: в странах Западной Европы около 80% зданий, в ограждающих конструкциях которых использованы материалы типа Low-E, остеклены стеклами с «мягким» напылением.

Помимо защиты от холода, дождя, шума, обеспечения воздухообмена, окна должны обеспечивать помещения естественным светом. Это одна из основных функций окна.

Сохранение показателей высоких коэффициентов светопропускания стекла обеспечивает
максимально эффективное использование всех преимуществ естественного освещения. Известно, что размеры остекления для каждого помещения должны учитывать необходимый уровень естественной освещенности и пропускания света. Бесцветное стекло выбирают для того, чтобы в помещение проникало как можно больше света.

Так, минимальный коэффициент светопропускания света для прозрачных стекол в зависимости от номинальной толщины от 2 мм до 10 мм уменьшается и составляет от 89% до 79%. Этот показатель для наиболее распространенных типов стеклопакетов уже равен от 75% до 65%.

При нанесении теплосберегающих покрытий, светопроницаемость изменяется незначительно и практически не отличается от обычного изолирующего остекления. Оценка нейтральности по шкале от 0 (черный) до 100 (нейтральное) показывает, что этот коэффициент у стеклопакета из обычного стекла составляет 99, а с i-стеклом — порядка 98, т.е. практически стеклопакеты неотличимы визуально. Прозрачное листовое стекло толщиной 4 мм (в зависимости от марки стекла) пропускает 85-90% видимого света, отражает около 8% и лишь 2-7% видимого излучения поглощается стеклом. УФ и ИК излучение до 2500 нм проходит сквозь стекло лишь частично (примерно 75 и 80% соответственно), а при длинах волн более 2500 нм поглощается практически полностью.

В то же время применение солнцезащитного стекла с низким коэффициентом теплопередачи делает возможным использование больших площадей остекления без значительных потерь тепла и затрат на кондиционирование и отопление. Это существенно расширяет архитектурно-дизайнерские возможности проектирования и строительства как современных зданий и сооружений, так и реконструируемых. Для обеспечения сбалансированного микроклимата в зданиях и сооружениях необходимо использовать солнцезащитные возможности остекления.

Стекло должно решать не только проблемы обеспечения людей естественным светом, защищать от шума, излишнего солнечного излучения, влаги, но и вопросы безопасности и надежности конструкции.

Коэффициент направленного пропускания света стекол с солнцезащитным покрытием, стекол, окрашенных в массе, многослойных стекол с солнцезащитными свойствами может быть значительно ниже бесцветного стекла. При выборе варианта остекления следует рассчитывать количество световых проемов и их размеры, исходя из требований и нормативов уровня естественной освещенности помещений.

Для остекления окон и балконных дверей обязательным является применение стеклопакетов класса 1 (сопротивление теплопередаче 0,54 — 0,64 м2. °С/ Вт) и класса 2 (сопротивление теплопередаче 0,65 — 0,84 м2.°С/ Вт). При строительстве энергоэффективных зданий рекомендуется использовать стеклопакеты 3 класса (сопротивление теплопередаче 0,85 — 1,24 м2.°С/ Вт) и 4 класса (сопротивление теплопередаче более 1,24 м2.°С/ Вт).

Черных Л.Ф., руководитель отдела строительной теплофизики КиевЗНИИЭП, к.т.н., ст.н.с.;
Одринская В.А., председатель подкомитета ТКС «Строительное стекло»;
Бондарева О.С., мл.н.с.

fasadinfo.ua

Особенности стекла с селективным покрытием

Современный уровень технологий позволяет окнам Rehau не только пропускать солнечный свет, но и защищать от него в чрезмерно жаркую погоду. Для этого используются селективные (мультифункциональные) окна, способные, задерживая чрезмерно жаркие солнечные лучи, обеспечить комфортный микроклимат в помещении. С таким окном не придется задергивать шторы: оно обеспечит достаточный уровень освещенности и защитит от чрезмерного нагревания воздуха в комнате.

Свойства селективного стекла востребованы не только в жилых помещениях, но и зданиях общественного назначения:

  • торговых и офисных центрах;
  • административных учреждениях;
  • спортивных и развлекательных комплексах.

Эта функция особенно востребована для зданий со значительной площадью остекления. Она позволяет добиться достаточной освещенности и снизить нагрузку на оборудование для кондиционирования. Стекло работает и зимой и летом: в холодное время задерживает тепло внутри, зимой препятствует его попаданию в комнаты.

Специфика работы в жару и холод

Технология селективного покрытия оконных стекол пришла на смену другим способам борьбы с жарой:

  • наклеиванию солнцезащитной пленки;
  • шторам и жалюзи;
  • дополнительному кондиционированию.

Ее преимущество в невысокой стоимости в сравнении с затратами на кондиционирование, и в достаточном уровне освещения, в отличие от любых способов затенения окон. Серебряное напыление на стеклянной поверхности и использование нанотехнологий позволяет задерживать тепло солнечных лучей (длинные волны) и пропускать достаточно света (короткие волны) для комфортного ощущения людей внутри.

В холодные дни те же технологии способствуют созданию комфортной атмосферы. Через такое окно теряется меньше тепловой энергии, тепловая энергия отражается от поверхности специально обработанного стекла и возвращается в дом. Потери составляют только 13%.

В зимнее время через обычные окна из помещения уходит значительно больше тепла, чем через стены. Если площадь остекления велика, это выливается в существенные затраты на отопление или сказывается на снижении комфорта в помещении. Селективное стекло позволяет справиться с проблемой, способствуя большему теплосбережению, благодаря особой отражательной функции.

Особенности покрытия селективного стекла

При изготовления селективного стекла используются особые технологии, которые позволяют создавать два типа покрытий:

  • твердое (пиролитическое) с маркировкой «k»;
  • мягкое (магнетронное) с маркировкой «i».

Технологии имеют разные коэффициенты теплосбережения. Оценить их можно на конкретном примере. Если на улице будет 26 градусов мороза, а в помещении 20 градусов тепла, то температура внутренней поверхности стекла будет:

  • при обычном стеклопакете, без покрытия - +5;
  • с покрытием К-типа - +11;
  • с покрытием I-типа - +14.

Специалисты компании «Терра Окна» рекомендуют стеклопакет с селективным покрытием, поскольку он удерживает тепло в доме значительно лучше и эффективнее чем обычное окно, позволяя экономить на коммунальных расходах.

terraokna.ru

Энергосберегающие стекла

Мировые тенденции в остеклении современных зданий диктуют максимальную открытость помещения дневному освещению. Западные ученые давно знают, что помещения максимально открытые солнечному свету улучшают самочувствие людей. Так, например, в супермаркетах с полностью остекленными фасадами наблюдается наибольшая покупательская активность, в подобных офисных зданиях – высокая производительность, а в больницах – более быстрое выздоровление пациентов. 


Но здесь появляется проблема энергосбережения. Эта проблема касается не только остекления больших форматов, но и бытовых помещений: квартир, коттеджей, детских учреждений и т.д. Как правило, через светопрозрачные конструкции (при условии применения обычного стекла) теряется 40-50% тепловой энергии, поэтому все крупнейшие производители стекла освоили выпуск энергосберегающих стекол.

Рассмотрим, что же такое энергосберегающие стекла.

Придание энергосберегающих свойств стеклу связанно с нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий, а само стекло с таким покрытием получило название низкоэмиссионного. Эти покрытия обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового, солнечного излучения, но препятствует выходу из помещения длинноволнового теплового излучения, например, от отопительного прибора (поэтому низкоэмиссионные стекла еще называют селективными). 


Характеристикой энергосбережения является излучательная способность стекла. Коэффициент теплового излучения является характеристикой поверхности, а не всего тела и это такая же физическая характеристика, как, например плотность, температура плавления и т.д. По излучательной способностью стекла (эмиссией) понимают способность стеклянной поверхности отражать длинноволновое, не видимое человеческим глазом тепловое излучение, длина волны которого меньше 16000 Нм. Эмисситент поверхности (Е) определяет излучательную способность стекла (у обычного стекла Е составляет 0.83, а у селективного меньше 0.04) и, следовательно, возможность как бы отражать обратно в помещение тепловое излучение.

Причина возникновения излучения кроется в движении свободных электронов атомов, находящихся на поверхности стекла, и плотности движущихся электронов. Далеко не все металлы, хорошо проводящие электрический ток, обладают свойством отражать длиноволновое тепловое излучение. Такими свойствами обладают благородные металлы – медь, серебро, алюминий.

Следовательно, чем ниже эмисситент, тем меньше потери тепла. При этом стекло с оптическим покрытием, имеющим значение эмисситента Е=0.004, отражает обратно в помещение свыше 90% тепловой энергии, уходящей через окно. В настоящее время используется два вида низкоэмиссионных стекол - с твердым К и мягким покрытием I.

Твердое селективное покрытие наносится из жидкой фазы методом распыления на горячую флоат ленту, после чего отжигается. Достоинством этого покрытия является высокая стойкость покрытия, что, в принципе, позволяет использовать его вне стеклопакетов, а недостатком – более высокий коэффициент излучения (0.1 – 0.15) По составу – это проводящие оксиды металлов, чаще всего оксид олова допированный фтором.

Мягкое селективное покрытие наносится на стекло методами магнетронного распыления в вакууме. Достоинством этого стекла является низкий коэффициент излучения (менее 0.1), а недостатком – не высокая стойкость. Но на потребителя это никак не отражается, этот недостаток решается на стадии изготовления стеклопакетов. В открытом виде это стекло использовать нельзя. По составу мягкое селективное стекло представляет собой слоистую структуру с общей формулой оксид-металл-оксид. Главную роль играет тонкая пленка металла, как раз и обладающая свойством спектральной селективности. Обычно, это пленка серебра толщиной 10-15 нанометров.

Область применения.

Всем известно, что сейчас в России проводится жилищно- коммунальная реформа. А она отчасти не возможна без существенного сокращения потерь тепла из зданий и сооружений, так как затраты на отопление жилых помещений могут превышать финансовые возможности населения. В связи с чем, наша фирма совместно с другими крупными переработчиками стекла рекомендует устанавливать стеклопакеты, в составе которых есть низкоэмиссионные стекла.

Широко распространено мнение, что в Центральном регионе наиболее оптимальным является использование двухкамерных стеклопакетов. 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 легче двухкамерного.

Для иллюстрации эффективности использования энергосберегающих стёкол приведем некоторые цифры:

Приведенное сопротивление теплопередаче (на основании протокола испытаний ГОССТРОЯ РОССИИ;

СПО 4М1–16 Ar – И4

- 0,69 м2 х С/Вт

СПД 4М1 – 10 – 4М1 – 10 – 4М1

- 0,51 м2 х С/Вт

Эти данные удовлетворяют требованию ГОСТ 24866-99.

Масса стеклопакета;

СПО 4М1-16 Ar-И4

- 20 кг м2

СПД 4М1-10-4М1-10-4М1

- 30 кг м2

Пропускание УФ-излучения;

СПО 4М1-16 Ar-И4

- 21%

СПД 4М1 -10-4М1-10-4М1

- 38%

Таким образом, на основании выше изложенного, можно утверждать, что у СПО с LOW-E на 20% выше теплоизоляция, на 30% увеличивается срок службы фурнитуры, на 17% ниже воздействие УФ-излучения, и не менее важный фактор – стоимость ниже простого СПД.

Источник: http://www.tmn.v-stroim.ru/

gisee.ru

Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебель

Определение термина

Энергосберегающее стекло - это полированное флоат-стекло, на поверхность которого путем напыления нанесено специальное, содержащее свободные электроны, покрытие из полупроводниковых окислов металлов или цветных металлов. За счет явлений интерференции и электропроводимости стекло с таким покрытием отражает тепловые волны в инфракрасном диапазоне, что позволяет существенно сократить теплопотери помещения.

Виды энергосберегающих стекол

1) Твёрдое энергосберегающее покрытие (к-стекло) Для придания флоат-стеклу энергосберегающих свойств на поверхность еще горячего стекла методом пиролиза в процессе производства на флоат-линии наносится тонкий слой специального металлооксидного покрытия. Такое покрытие, «спекаясь» со стеклом, отличается особой прочностью, и поэтому называется «твердое покрытие».

2) Мягкое энергосберегающее покрытие (I-стекло) Получение I-стекла предполагает нанесение на его поверхность оптического низкоэмиссионного покрытия на основе окислов металлов с использованием высоковакуумного производственного оборудования, оснащенного системой магнетронного распыления.

Достоинства и недостатки к-стекла

  • Твердое покрытие стойко к механическим воздействиям, его можно использовать даже при одинарном остеклении.
  • К-стекла улучшают теплоизоляцию и, соответственно, затраты на отопление, оптимизируют поступление в помещение солнечного тепла, уменьшают конденсацию и к тому же хорошо пропускают свет. Внешне k-стекло похоже на обычное прозрачное. Влияние низкоэмиссионного покрытия на светопропускаемость и отражение едва заметно.
  • «Твердое» покрытие позволяет сохранить в помещении примерно 70% теплового потока, падающего на окно.
  • «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 полотнища, обеспечивающее необходимый уровень адгезии герметика к стеклу в зоне примыкания к дистанционной рамке. Твердое покрытие не снижает уровень адгезии, поэтому необходимости в удалении низкоэмиссионного слоя нет. Кроме того, стекло с твердым покрытием имеет неограниченный срок годности и может эксплуатироваться в оконных системах с одинарным остеклением, а материалы с «мягким» покрытием должны использоваться не позднее, чем через 3 месяца после отгрузки от изготовителя и предназначены только для стеклопакетов.

Достоинства и недостатки і-стекла

  • Мягкое покрытие легко деформируется, поэтому та сторона стекла, на которую нанесено такое напыление, обязательно должна быть обращена внутрь стеклопакета.
  • I-стекло отражает длинноволновые тепловые лучи в сторону их излучателя (то есть зимой в сторону квартиры, где работают отопительные приборы, а летом в сторону улицы, где находятся нагретые солнцем камни, асфальт и т.д.), что значительно снижает расходы на отопление зимой и на кондиционирование летом. Иными словами, покрытие оставляет тепло там, где его больше.
  • I-стекло по техническим характеристикам превосходит своего собрата «на букву k». Использование стеклопакетов с і-стеклом позволяет не только существенно повысить комфорт в помещении, но и добиться снижения энергозатрат. В течение отопительного сезона тепло, сохраняемое окном средних размеров с і-стеклом, эквивалентно эффекту от сжигания 120 кг жидкого топлива.
  • «Мягкое» покрытие позволяет сохранить в помещении 90 и больше % теплового потока, падающего на окно.
  • За счет более высоких энергосберегающих свойств і-стекла можно отказаться от двухкамерного стеклопакета, ограничившись однокамерным, что в значительной мере облегчает конструкцию.
  • Низкоэмиссионное стекло с «мягким» покрытием в среднем примерно в 2-2,5 раза дороже обычного. Но расчеты показывают: за счет экономии энергоносителей дополнительные вложения окупаются в течение 1,5-2 лет. Также надо учитывать, что наряду с прямой окупаемостью существует целый ряд факторов, стимулирующих спрос на низкоэмиссионные стекла. Например, благодаря снижению веса стеклопакета удается сохранить геометрию окна и снять проблему долговечности фурнитурных элементов в оконном переплете.

Тенденции

Процесс получения качественного низкоэмиссионного стекла довольно трудоемок и требует от производителя высочайшей квалификации. Неслучайно в мире существует всего несколько компаний, выпускающих энергосберегающие стекла в больших объемах.

Все это значительно усложняет выбор типа покрытия, применение которого было бы оптимальным в каждом конкретном случае. По мнению специалистов, более высокая эффективность стекол с «мягким» покрытием, а также наметившаяся тенденция снижения стоимости этого материала приведет к постепенному снижению доли стекол с «твердым» покрытием. Косвенное подтверждение этого: в странах Западной Европы около 80% зданий, в ограждающих конструкциях которых использованы материалы типа Low-E, остеклены стеклами с «мягким» напылением.

Светопропускаемость стекол

Помимо защиты от холода, дождя, шума, обеспечения воздухообмена, окна должны обеспечивать помещения естественным светом. Это одна из основных функций окна. Сохранение показателей высоких коэффициентов светопропускания стекла обеспечивает максимально эффективное использование всех преимуществ естественного освещения.

Известно, что размеры остекления для каждого помещения должны учитывать необходимый уровень естественной освещенности и пропускания света. Бесцветное стекло выбирают для того, чтобы в помещение проникало как можно больше света.

Так, минимальный коэффициент светопропускания света для прозрачных стекол в зависимости от номинальной толщины от 2 мм до 10 мм уменьшается и составляет от 89% до 79%. Этот показатель для наиболее распространенных типов стеклопакетов уже равен от 75% до 65%.

При нанесении теплосберегающих покрытий, светопроницаемость изменяется незначительно и практически не отличается от обычного изолирующего остекления. Оценка нейтральности по шкале от 0 (черный) до 100 (нейтральное) показывает, что этот коэффициент у стеклопакета из обычного стекла составляет 99, а с і-стеклом - порядка 98, т.е. практически стеклопакеты неотличимы визуально. Прозрачное листовое стекло толщиной 4 мм (в зависимости от марки стекла) пропускает 85-90% видимого света, отражает около 8% и лишь 2-7% видимого излучения поглощается стеклом. УФ и ИК излучение до 2500 нм проходит сквозь стекло лишь частично (примерно 75 и 80% соответственно), а при длинах волн более 2500 нм поглощается практически полностью.

В то же время применение солнцезащитного стекла с низким коэффициентом теплопередачи делает возможным использование больших площадей остекления без значительных потерь тепла и затрат на кондиционирование и отопление. Это существенно расширяет архитектурно-дизайнерские возможности проектирования и строительства как современных зданий и сооружений, так и реконструируемых. Для обеспечения сбалансированного микроклимата в зданиях и сооружениях необходимо использовать солнцезащитные возможности остекления.

Стекло должно решать не только проблемы обеспечения людей естественным светом, защищать от шума, излишнего солнечного излучения, влаги, но и вопросы безопасности и надежности конструкции.

Коэффициент направленного пропускания света стекол с солнцезащитным покрытием, стекол, окрашенных в массе, многослойных стекол с солнцезащитными свойствами может быть значительно ниже бесцветного стекла. При выборе варианта остекления следует рассчитывать количество световых проемов и их размеры, исходя из требований и нормативов уровня естественной освещенности помещений.

Для остекления окон и балконных дверей обязательным является применение стеклопакетов класса 1 (сопротивление теплопередаче 0,54 - 0,64 м2.°С/ Вт) и класса 2 (сопротивление теплопередаче 0,65 - 0,84 м2.°С/ Вт). При строительстве энергоэффективных зданий рекомендуется использовать стеклопакеты 3 класса (сопротивление теплопередаче 0,85 - 1,24 м2.°С/ Вт) и 4 класса (сопротивление теплопередаче более 1,24 м2.°С/ Вт).

Вклад участника

Сидоренко Сергей

www.wikipro.ru

Все об энергосберегающем стекле

За последние годы производители оконных конструкций и потребители получили немало информации о специальных энергосберегающих стеклах. В компании «Строй Мастер» клиенты нередко предлагают установить не обычное стекло, а модифицированное? Главная задача современного окна — сохранить как можно больше тепла. Поэтому современные производители всячески стараются сделать свое стекло как можно больше энергосберегающим.

 

Энергосберегающее стекло (другие определения: теплосберегающее стекло, низкоэмиссионное стекло, селективное стекло) — это полированное флоат-стекло, на поверхность которого путем напыления нанесено специальное покрытие из полупроводниковых окислов металлов или цветных металлов. Стекло с таким покрытием отражает тепловые волны в инфракрасном диапазоне, что позволяет существенно сократить теплопотери помещения. Энергосберегающее стекло также называют селективным, потому что оно выборочно пропускает волны (селекция — отбор).

 

В холодную погоду низкоэмиссионное стекло отражает, например, внутрь помещения тепло от отопительных приборов, а в летнее время, напротив, энергосберегающее покрытие отражает тепловую энергию наружу, создавая тем самым ощущение прохлады и комфорта. Энергосберегающее покрытие низкоэмиссионного стекла, имея толщину всего в несколько десятков нанометров, ничем не отличается от обычного прозрачного стекла визуально и абсолютно прозрачно для человеческого глаза.

В настоящее время используется два типа низкоэмиссионных покрытий стекла: так называемые i-стекло (Double Low-E)-мягкое покрытие и К-стекло (Low-Е) — твердое покрытие.

 

При производстве К-стекла для придания флоат-стеклу энергосберегающих свойств на поверхность еще горячего стекла в процессе производства на флоат-линии наносится тонкий слой специального металлооксидного покрытия. Такое покрытие, «спекаясь» со стеклом, отличается особой прочностью и поэтому называется «твердое покрытие». К-стекло получило распространение благодаря своему нейтральному цвету, простоте обработки и исключительным теплоизолирующим характеристикам. К-стекло может быть ламинировано и закалено. К-стекло применяется там, где требуется оптимизировать энергозатраты. К-стекло обычно входит в состав стеклопакетов в качестве стекла «на помещение», а низкоэмиссионное покрытие К-стекла обращено в межстекольное пространство. Таким образом, преимущества К-стекла очевидны: оно улучшает теплоизоляцию, существенно сокращает потери тепла, снижает затраты на отопление, на порядок уменьшает вероятность конденсации влаги на поверхностях стекла, предусматривает возможность остекления вместе с солнцезащитным стеклом. К-стекло обладает высокой светопроницаемостью и визуально практически ничем не отличается от обычного прозрачного стекла. К-стекло имеет прозрачное покрытие (Low-Е) нейтрального цвета и его влияние на светопроницаемость и отражение едва заметно.

 

Еще раз следует отметить, что К-стекло предназначено для сокращения потерь тепла, и в особенности через площади оконного остекления. Покрытие К-стекла пропускает солнечную энергию в коротковолновом диапазоне в помещение, но не пропускает тепловое излучение в длинноволновом диапазоне, например, от приборов и систем отопления. Стеклопакет из двух слоев такого стекла, заполненный внутри инертным газом, защитит вас от холода так же, как кирпичная стена толщиной в 68 сантиметров!

У однокамерных стеклопакетов с LOW-E на 20% выше теплоизоляция, на 30% увеличивается срок службы фурнитуры, на 17% ниже воздействие УФ-излучения.

 

Однако все это уже — вчерашний день. Дело в том, что при своих замечательных качествах К-стекло не совсем прозрачно. Напыление все-таки дает слабую поверхностную дымку, особенно заметную при ярком освещении. Окно с таким стеклом выглядит, как вымытое грязной водой. На повестке дня — I-стекло.

 

Следующим серьезным шагом в изготовлении энергосберегающих стекол стало появление на рынке стекольной промышленности I-стекла, по своим характеристикам превосходящего вышеописанное К-стекло. Получение I-стекла предполагает нанесение на его поверхность оптического низкоэмиссионного покрытия на основе окислов металлов с использованием высоковакуумного производственного оборудования, оснащенного системой магнетронного распыления. Низкоэмиссионное Double Low-Е покрытие I-стекла толщиной в несколько десятков нанометров прозрачно, обладает великолепной светопропускающей способностью и еще более низким коэффициентом излучательной способности в сравнении с К-стеклом. Оценка нейтральности по шкале от 0 (черное) до 100 (нейтральное) показывает, что стеклопакет из обычного стекла имеет этот коэффициент на уровне 99, а с I-стеклом — порядка 98, т.е. практически стеклопакеты неотличимы. При этом I-стекло обладает улучшенными показателями теплозащиты. Например, при наружной температуре минус 26 градусов и температуре в помещении плюс 20 температура на поверхности стекла внутри помещения будет у обычного стеклопакета +5, у стеклопакета с К-стеклом +11, а у стеклопакета с I-стеклом +14.

 

Применение стеклопакетов с I-стеклом в составе позволяет не только добиться снижения энергозатрат, но и заметно повысить комфорт в помещении. Недостатком I-стекла в сравнении с К-стеклом является его пониженная абразивная стойкость, что представляет определенные затруднения при транспортировке. Однако, с учетом того, что энергосберегающее покрытие I-стекла всегда располагают внутрь стеклопакета, данный недостаток не сказывается на эксплуатационных характеристиках данного стекла.

Тенденция мирового рынка показывает, что в настоящее время доля I-стекла, например на рынке США, составляет уже около 75%. По прогнозам, в 2010 году эта величина составит около 90% общего количества выпускаемого оконного стекла.

Преимущества стеклопакетов с низкоэмиссионными энергосберегающими стеклами настолько очевидны, что потребителям оконной продукции остается только требовать их от российских производителей... Требуйте лучшего для своих окон, а компания «Строй Мастер» исполнит!

www.oknamedia.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *