Энергосберегающее стекло

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. Поэтому стекла с низкоэмиссионными покрытиями называют "селективными стеклами".

Характеристикой энергосбережения является излучательная способность стекла. Под 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 селективных 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 длинноволновое тепловое излучение.

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 для этих целей используется два типа покрытий: так называемое К-стекло - "твердое" покрытие - и И-стекло  - "мягкое" покрытие.

Первым шагом в выпуске энергосберегающего стекла явилось производство К-стекла. Для придания флоат-стеклу теплосберегающих свойств непосредственно при изготовлении, на его поверхности методом химической реакции при высокой температуре (метод пиролиза) создается тонкий слой из окислов металлов InSnO2, который является прозрачным, и в то же время обладает электропроводностью. Известно, что электропроводность напрямую связана с излучательной способностью Е поверхности. Величина излучательной способности простого стекла составляет 0,84, а у К-стекла обычно около 0,2.

Следующим значительным шагом в производстве теплосберегающих стекол стал выпуск т.н. И-стекла, которое по своим теплосберегающим свойствам в 1,5 раза превосходит

К-стекло. Различие между К-стеклом и И-стеклом заключается в коэффициенте излучательной способности, а также технологии его получения. И-стекло производится вакуумным напылением и представляет собой трехслойную (или более) структуру из чередующихся слоев серебра диэлектрика (BiO, AlN, TiO2, и т.п.). Технология нанесения требует использования высоковакуумного оборудования с системой магнетронного распыления.

Основным недостатком И-стекол является их сравнительно пониженная абразивная стойкость по сравнению с К-стеклом, что представляет некоторое неудобство при их транспортировке, но, учитывая, что такое покрытие находится внутри стеклопакета, это не сказывается на его эксплуатационных свойствах.

Основным применением стекол является их использование в составе стеклопакетов, теплосберегающие свойства которых во многом определяются параметрами покрытия на стекле оконных, дверных или декоративных витражей.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА

(Стекла с «жестким» и «мягким» покрытием)

"жестким" покрытием	"мягким" покрытием
Технические характеристики
Хорошие теплоизолирующие свойства (К = 1.9 - 1.6)	Отличные теплоизолирующие свойства (К = 1.3 - 1.1)
Отличная способность пропускания солнечной тепловой энергии (SF 70)	Хорошая способность пропускания солнечной тепловой энергии (SF 62)
Обработка
Просто в обработке (как обычное флоат-стекло)	Требует осторожности в обработке
При монтировании в стеклопакет не требует очистки края листа от покрытия	Очистка края листа от покрытия необходима при монтировании в стеклопакет (для сцепления с герметикам)
Неограниченный срок хранения	Ограниченный срок хранения
Закаливание
Безусловно	Возможно

Источниками тепла, которое мы получаем в наших домах, могут быть центральное отопление, газовая плита, нагревательные приборы, электрические лампы или даже температура тела человека. Такой вид тепла имеет физическую характеристику, известную нам как длинноволновое излучение. На это длинноволновое излучение и оказывает свой эффект низкоэмиссионное покрытие стекла. Покрытие, нанесенное на данный тип стекла, имеет очень высокую электронную плотность атомов. Длинноволновое излучение не может 100% пройти сквозь него, как крупный горох через сито для муки. Большая его часть отражается опять в помещение, а наименьшая часть тепловой энергии теряется, уходя на улицу.

Помещение лучше сохраняет тепло, и как следствие можно сократить больше той дорогостоящей энергии, за которую нам приходится дополнительно платить.

В отличии от энергии от центрального отопления и т.д., солнечная энергия имеет коротковолновую природу. Низкоэмиссионное стекло позволяет пропустить относительно высокую часть этой энергии (69%).

Солнечная энергия эффективно проходит через окно в помещениях. Эта бесплатная энергия поглощается стенами, полами и мебелью, и потом повторно излучается как длинноволновая энергия, которая задерживается низкоэмиссионным стеклом, установленным в стеклопакете.

В результате этого можно извлекать выгоду и от аккумулирования солнечного тепла.

В течение холодных месяцев, и даже в наиболее пасмурные дни, в помещении сохраняется значительное количество солнечного тепла. Стеклопакет пропустит и удержит, как в ловушке, это тепло, которое нагревает всё, что находится в помещении.

Обычное остекление позволяет значительной части этого тепла выйти наружу и как следствие, не нагретое помещение часто является прохладным и неуютным местом в холодное время.

Низкоэмиссионное стекло будет дольше удерживать тепло неотапливаемого помещения, продлевая, таким образом, на гораздо большее время комфортабельные условия по сравнению с помещением, остекленным обычным стеклом.

По сравнению с обычным остеклением низкоэмиссионное стекло, за счет которого нагревается помещение, обеспечивает более эффективную и действенную изоляцию, сокращает потери тепла, создавая более удобную и более теплую среду, и что наиболее важно, уменьшает дорогостоящую плату за отопление

Применение стеклопакетов с К-стеклом (U=1.9 Вт/м2К) дает экономию на площади остекления 30 м2 жилого дома 437 литров условного топлива в год, то есть в 1.6 раза меньше чем при остеклении обычным стеклом.

А применение стеклопакетов с И-стеклом (U=1.2 Вт/м2К) на этой же площади дает экономию 700 литров условного топлива в год.

При наружной температуре –26оС и температуре в помещении +20оС , температура на поверхности стекла внутри помещения будет +5.1оС у обычного стеклопакета, а + 11оС у стеклопакета с К- стеклом и +14оС с И-стеклом.

Это означает, что режим нагрева помещения может быть изменен, так как для нагревательной системы нет необходимости компенсировать значительную «холодную» зону вблизи окна. Эта зона вблизи обычного остекления приводит к так называемым сквознякам, связанным с конвективными потоками холодного воздуха.

Применение стеклопакетов с низкоэмиссионным стеклом позволяет устранить эффект сквозняка и существенно повысить комфорт помещения.

В результате холодные места в помещениях близкие к окну фактически устранены. Человек может сидеть близко к окну не чувствуя холода или какого-либо неудобства.

Энергетическая эффективность с К-стеклом на 30% выше, чем при обычном двойном остеклении той же самой конструкции рамы. 

<< Назад