В Вашем браузере запрещено выполнение сценариев JavaScript. Рекомендуем их разрешить - более 70% информации на этом сайте без JavaScript будет недоступно
Заказать CallBack

Энергосберегающее стекло

Энергосберегающее стекло


Преамбула

Сегодня почти все светопрозрачные конструкции комплектуются заполнениями в составе которых обязательно будет стекло с низкоэмиссионным покрытием, почти все его покупают, но практически никто не знает как оно работает и сколько же оно сберегает как энергии, так и денег. Наверное поэтому, большинство людей, при необходимости сделать выбор между однокамерным стеклопакетом с энергосберегающим покрытием и обычным двухкамерным стеклопакетом делает его в пользу последнего. А зря. Разберем все подробно.

Используемые термины выделены в тексте жирным шрифтом в месте первого вхождения.

Энергосберегающее стекло (низкоэмиссионное, LowE, N, TopN, TopNT -стекло) — это стекло, имеющее на всей площади поверхности специальное напыление из полупроводниковых окислов металлов или цветных металлов, содержащее свободные электроны и препятствующее передаче тепловой энергии через стекло в одну сторону.

Всякий свет — это тепло (за некоторыми исключениями), но не всякое тепло — свет. В целом, из этого и вытекает идея энергосберегающего покрытия. Тепловая энергия — это свет с определенной длинной волны, при этом мы помним, что свет, с точки зрения физики, располагается в трех спектрах, а именно:

  • инфракрасном
  • ультрафиолетовом
  • оптическом

Человеческий глаз способен воспринимать свет только из оптического спектра. Человеческое же тело воспринимает свет как тепло из всех спектров. Обычное стекло не оказывает препятствия для проникновения света всех длин волн. Т.о. тепло, генерируемое различными отопительными приборами, хотя и не видимо для нас как свет, но проходит через стекло и ощущается нами как потеря тепла.

Технология, по которой производят листовое стекло основана на флоат-процессе, изобретенном в 1952 году сэром Аластером Пилкингтоном. Суть ее такова: расплавленная стекломасса при температуре примерно 1000 °C выливается на слой расплавленного олова, находящегося в специальной ванне в защитной атмосфере из азота и водорода. С помощью специальных бортоформующих машин ленту из стекла удерживают от касания с бортами ванны и регулируют её ширину. На выходе из ванны при температуре 600—620 °C сформованная лента стекла попадает в печь отжига, где стекло специальным образом охлаждают. Затем при температуре примерно 80 °C стекло попадает на участок резки для дальнейшего раскроя на нужные размеры. Толщину ленты стекла можно менять регулируя скорость потока в печи отжига и положение бортоформующих машин.

Ряд цветных металлов (в частности серебро), встречающихся в первичном виде в природе, а также некоторые сплавы и окислы, обладают полезным качеством — они отражают свет в некоторых длинах волн (это явление связано с электропроводимостью материала) и в ряде случаев это происходит с волнами ультрафиолетового и инфракрасного спектра. Т.е. такие металлы способны создавать препятствие для теплового потока, который нам невидим. Значит можно заставить стекло более эффективно сопротивляться теплообмену через себя, при этом не ухудшая его светопроницаемость. Конечно, это возможно, если решить задачу нанесения покрытия из окислов металлов толщиной в несколько десятков микрон на стекло.

Первая технология такого нанесения называется пиролитической и сейчас ее можно считать уже доисторической. Суть технологии — нанести методом пиролиза тонкий слой специального металлооксидного покрытия на стекло в тот момент, когда оно еще горячее, т.е. прямо в процессе изготовления листового стекла. На деле специальный состав распыляется на поступающее из печи стекло во время флоатирования и в дальнейшем спекается с ним в одно целое. Пиролитический способ производства стекла с энергосберегающим покрытием имеет массу недостатков:

  • покрытие не устойчиво к механическому, атмосферному и температурному воздействиям
  • на стекло с таким покрытием больше нельзя ничего нанести

В жизни это означает, что энергосберегающее стекло нельзя подвергать закаливанию, нельзя оклеивать пленкой по покрытию, при сборке стеклопакета из такого стекло оно (покрытие) должно быть обращено внутрь стеклопакета. На деле, существует стекло с покрытием TopNT — которое не имеет таких ограничений, но об этом в следующих статьях.

Для массового потребления стеклопакетов с энергосберегающим стеклом данные ограничения не представляются существенными, зато пиролитический метод пусть и устарел, но позволяет получить крайне низкую себестоимость производства. Что значит низкую? — 1 кв.м. стеклопакета с энергосберегающим стеклом стоит в среднем на 10% дороже, чем без него. В реальных деньгах это 90-120 рублей. Рассмотрим следующие факты, чтобы понять — а платить ли лишние деньги за энергосбережение? (материалы и документы, соотносящиеся с темой данной публикации можно скачать в секции «Скачать по теме» ниже)

Сравним значения расчетных значений коэффициента теплопроводности для разных стеклопакетов из продукции двух производителей (AGC и Guardian):

Марка Формула Значение Ug, (Вт/м2*К) Значение tv, (%)
AGC 4-16Ar-4И 1.1 78.0
AGC 4-16Ar-4 2.6 81.0
AGC 4-10Ar-4-10Ar-4 1.7 74.0
Guardian 4-16Ar-4И 1.1 80.1
Guardian 4-16Ar-4 2.6 82.8
Guardian 4-10Ar-4-10Ar-4 1.7 76.1
Ug — коэффициент теплопроводности — чем ниже, тем теплее
tv — светопропускание — 0% означает полную непрозрачность

В данном примере для устранения путаницы между маркировкой энергосберегающего стекла разными его производителями я обозначил его принятой в России буквой «И». Сравните. Стеклопакеты, в составе которых есть стекло И-стекло, согласно значениям Ug, более, чем в два раза теплее их аналогов без такого стекла. Сравнительный анализ демонстрирует еще один факт: обычный двухкамерный пакет однозначно холоднее однокамерного, в составе которого есть И-стекло. Какой бы ни была методика испытаний — 1.7 это больше, чем 1.1 безусловно.

Резюмируем информацию, изложенную в секции факты. Объективная картина, конечно, не столь оптимистична как показывают расчеты и причина этому методика расчета значения Ug: данная величина рассчитывается, подчеркиваю — рассчитывается, для центральной части стеклопакета как такового. Следует помнить, что для сборки стеклопакета используется алюминивая дистанционная рамка, а металл, даже цветной — это отличный проводник тепла. Поэтому фактически, в соответствии с протоколами испытаний, при прочих равных условиях, однокамерный стклопакет с энергосберегающим стеклом теплее простого однокамерного на 30% и холоднее простого двухкамерного на 10%.

Кстати, в любой светопрозрачной конструкции до 80% теплопотерь происходит через ее заполнение. Вот, что такое 30% в этом случае: за время отопительного сезона энергосберегающий эффект от оконной конструкции средних размеров, остекленной стеклопакетами с И-стеклом в составе, эквивалентен сжиганию жидкого топлива (мазут, солярка) общей массой до 300кг. При действующих, на момент написания статьи, тарифах на тепловую энергию в СПб в размере 1408,01 руб./Гкал(теплоемкость мазута 9400—9600 ккал/кг) — 300 кг мазута означает для нас примерно 4012,00 рублей затрат на отопление в год. Речь не о помещении в целом, эта сумма улетучивается через ОДНО среднестатистическое окно со стеклопакетами без И-стекла. Посчитайте окна в своей квартире или на предприятии и… в стране. Понимаете, почему развитые государства так активно вкладывают средства энергосберегающие технологии?

Даже Россия потрудилась и Минрегионразвития издал 262-й приказ , требующий применения таких мер к энергосбережению при остеклении зданий и сооружений, соблюдение которых при отсутствии технологии производства И-стекла было бы невыполнимо.

Замена в любом стеклопакете обычного стекла на И-стекло обходится в 90-120 руб/м2. Такое соотношение цены и эффективности И-стекла разумно считать полезным и нести затраты на использование И-стекла с целью дальнейшей экономии стредств, т.к. характер затрат однозначно одноразовый. И-стекло не имеет срока годности (5 и более лет назад это было не так). Есть и косвенные преимущества от применения однокамерного стеклопакета с любой формулой — он легче. Банально, но благодаря этому подвижные элементы светопрозрачных конструкций (в основном створки окон и дверей) прослужат без регулировки, ремонта и профилактики дольше.

В этой секции можно скачать материалы, относящиеся к данной статье.

Тема следующей статьи — мультифункционально стекло — стекло, способное не только сберечь излучаемое из помещения тепло, но и препятствующее его нагреву солнечной энергией снаружи. Оставайтесь с нами!

 

ГК ЛенСпецФасад | инженер-конструктор
Евдощенко Давид
оценок:166 | средняя: 4,50 из 5
Загрузка...

Сотрудничество

Приглашаем к сотрудничеству архитекторов и дизайнеров интерьеров

Работа в ГК ЛенСпецФасад