Процесс создания низкоэмиссионного стекла является довольно сложным и требует высокой технологичности. В мире насчитывается несколько крупных игроков на этом рынке, среди которых выделяются такие компании, как Saint Gobain во Франции, Pilkington в Великобритании, PPG в США, а также «Главелбел» в России.
Энергосберегающие стеклопакеты
Появление окон с энергоэффективными стеклопакетами на строительном рынке произошло относительно недавно. Эти конструкции практически не отличаются визуально от стандартных окон из ПВХ. Тем не менее, покупатели зачастую ориентируются в первую очередь на стоимость товара. Важно отметить, что энергосберегающие стеклопакеты, созданные с использованием инновационных технологий, позволяют значительно сократить затраты на обогрев помещений и улучшить микроклимат в жилых и коммерческих пространствах.
- Энергосберегающие окна: мифы и реальность
- Энергосберегающее стекло в стеклопакете
- Недостатки энергосберегающих пакетов
- Как отличить энергосберегающий стеклопакет от обычного
- Какой стороной устанавливать энергосберегающий стеклопакет
- Класс энергоэффективности окон
- Срок службы серебряного покрытия на окне
Энергосберегающие окна: мифы и реальность
Несмотря на нарастающую популярность энергосберегающих окон, удивительно, но существует ряд скептических мнений по поводу их эффективности. Однако, согласно многочисленным исследованиям и опыту эксплуатации, они продемонстрировали свою высокую эффективность в поддержании стабильной температуры внутри дома. Несмотря на то, что такие окна имеют более высокую первоначальную цену, это значительно компенсируется снижением затрат на отопление. Потребительские отзывы также подтверждают, что «теплые» окна не только способствуют экономии энергии, но и предотвращают появление множества других проблем.
К числу преимуществ энергосберегающего стеклопакета можно отнести:
- сохранение тепла в помещении в период отопительного сезона;
- обеспечение комфортной прохлады летом в жаркую погоду;
- предотвращение образования конденсата на стеклах;
- защита от ультрафиолетового излучения, что помогает сохранить цвет и вид внутренних предметов;
- возможность установки более легких однокамерных стеклопакетов, которые по своим теплоизоляционным характеристикам не уступают стандартным двухкамерным изделиям.
Энергосберегающие окна состоят из пластикового стеклопакета, который прошел специальную модификацию, позволяющую замедлить теплообмен между улицей и помещением. Это значит, что пожарники могут существенно сэкономить на отоплении в зимний период, что особенно критично для владельцев частных домов. В многоквартирных зданиях, где система отопления не имеет индивидуального учета, сохранение тепла зимой и его охлаждение в летний период становятся весьма привлекательными, так как температура внутри помещения остается стабильной независимо от наружных условий.
Еще одним весомым преимуществом этих окон является их способность уменьшать вероятность образования конденсата на стеклах, что происходит благодаря специальной технологии, регулирующей влажность и температуру поверхности.
Энергосберегающее остекление создает более высокую температуру стекла на стороне помещения, что значительно предотвращает образование конденсата.
Таким образом, окна защищают внутренние поверхности от выцветания под воздействием солнечного света, предотвращая преждевременное старение мебели, тканей и декоративных элементов. Это связано с тем, что внутренние предметы обстановки сохраняют свой первоначальный цвет даже при значительном солнечном свете.
Защитный барьер, созданный благодаря технологиям энергосберегающего стекла, ограничивает проникновение ультрафиолетовых лучей в помещения. Однако это не препятствует нормальному росту и развитию комнатных растений, принимайте во внимание, что зелёные обитатели получают достаточное количество ультрафиолетового излучения на уровне 35%.
Однокамерные энергосберегающие стеклопакеты могут показаться на 20% более эффективными по сравнению с обычными аналогами. А вот конструкции с двойным и тройным остеклением, произведенными по современным технологиям, обладают еще более выдающимися теплоизоляционными свойствами.
Однако целесообразность применения таких однокамерных стеклопакетов становится особенно важной в тех ситуациях, когда архитектор не может предусмотреть дополнительные нагрузки на конструкцию здания. В таких случаях легкие однокамерные стеклопакеты могут вполне составить конкуренцию традиционным многокамерным ПВХ окнам.
Среди существующих мифов о энергосберегающих окнах можно выделить следующие, с последующим опровержением:
- Инертный газ аргон, используемый для заполнения герметичных камер стеклопакетов, якобы быстро улетучивается. Данный миф наиболее часто распространяется конкурентами, стремящимися продвигать свои товары на рынке.
- Содержимое стеклопакетов не содержит аргон — и это ему приписывают как рекламный трюк. На практике, это нельзя определить визуально, так как этот газ бесцветный и без запаха, но существуют специальные методы тестирования на его наличие, например, при поднесении зажжённой спички к стеклу — при наличии аргона цвет пламени и его отражения изменится.
- В помещениях с такими окнами якобы гибнет растительность. На практике же было наблюдено, что растения растут в таких условиях вполне нормально, получая необходимую дозу ультрафиолетового излучения, что время от времени становится одной из причин появления меньше замерзающих комнатных растений при установке стандартных ПВХ окон.
- Миф о том, что энергосберегающих стеклопакетов не существует, опровергается фактическим наличием этих изделий на рынке и их подтвержденной теплоизоляционной эффективности.
Энергосберегающее стекло в стеклопакете
С точки зрения внешнего дизайна, энергосберегающие окна не отличаются от обычных ПВХ окон. Они представляют собой одно- или многокамерные конструкции, которые содержат несколько стеклянных панелей и герметичные перегородки. Внутреннее пространство камер заполняется инертным газом, чаще всего argon, что улучшает как теплоизоляционные, так и звукоизоляционные характеристики.
Стеклянные панели внутри камер обрабатываются особым покрытием из ионов серебра или оксидов таких металлов, как индий и олово, ещё до того, как они будут собраны в стеклопакеты. Также применяются технологии двойного покрытия с использованием серебра и титана. В зависимости от метода нанесения этих покрытий могут изменяться технические характеристики их стойкости к химическим и физическим воздействиям.
Напыляемые покрытия наносятся тонким слоем, который варьируется между 0,08 и 0,12 микрон и абсолютно невидим для человеческого глаза. В случае, если производитель не применяет такое покрытие, вам придется использовать специальные защитные пленки и наносить их на обе внешние стороны стекла, при этом защитные пленки могут быть как прозрачными, так и цветными.
Данная технология производства стеклопакетов позволила объединить множество качеств в одном материале:
- энергосберегающее;
- теплосберегающее;
- противоупругие;
- защита от ультрафиолетового излучения снаружи и инфракрасного излучения внутри;
- самоочищающееся.
Создание таких окон требует высоких технологий, что и ограничивает их массовое производство только крупными компаниями. Процесс соблюдения всех этапов очень строго регламентирован. В кустарных условиях невозможно произвести подобные продукты.
Лицу, не обладающему специализированными знаниями, зачастую крайне сложно отличить стеклопакет с энергосберегающими свойствами от стандартного. Поэтому рекомендуется делать выбор в пользу продукции известных и зарекомендовавших себя компаний.
Важно всегда проверять наличие маркировки. Это позволяет приобрести качественный продукт с гарантией надежности.
Что такое энергосберегающий стеклопакет
Свойства, касающиеся энергосберегающих окон, напрямую зависят от типа и качества используемого профиля ПВХ. Однако этот профиль составляет лишь 20% от всей площади окна. Остальные 80% — это стекло, которое имеет значительное влияние на теплоизоляцию. Поэтому, если вы действительно заинтересованы в обеспечении тепла в своем доме, настоятельно рекомендуем обратить внимание на энергоэффективные стеклопакеты, которые зарекомендовали себя как наиболее эффективные в наших умеренных климатических условиях.
Энергосберегающий стеклопакет — что это такое?
Исследования показывают, что около 40% потерь тепла в зданиях связано с окнами, причем основная часть аналогичных потерь происходит именно через стекло. Энергосберегающее остекление — это герметичная конструкция, которая значительно снижает теплопотери благодаря использованию стекла с низким коэффициентом пропускания.
Стекло такого типа покрыто крайне тонким слоем оксида серебра, который пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное излучение внутри помещения. На практике это означает, что энергосберегающее остекление может удерживать от 70% до 90% тепла внутри здания.
Что такое i- и k- стекла?
Существует два основных типа покрытий с низкой излучательной способностью: твердые и мягкие. Твердое покрытие, называемое k-покрытием — это тонкий слой оксида серебра (около 0,4-0,6 мкм), наносимый в процессе производства стекла методом пиролиза. Оно обеспечивает высокую прочность, однако имеет незначительно меньшую эффективность в сравнении с мягким покрытием.
Мягкое покрытие, имеющее толщину от 0,08 до 0,12 микрон, наносится на готовое стекло в вакуумной камере. Эффективность мягкого покрытия на 20% выше, чем у k-покрытия. При сравнении с обычным стеклом это создаёт значительное преимущество в плане энергосбережения.
Например, если температура на улице -25°C, а внутри +20°C, то температура внутренней поверхности стандартного окна будет лишь +5°C, в то время как у окон с энергосберегающими стеклопакетами — около +14°C или даже больше.
Что лучше — однокамерный энергосберегающий или двухкамерный обычный стеклопакет?
Данный вопрос часто интересует клиентов. Ответ на него зависит от ситуации. Если сравнить однокамерный энергосберегающий стеклопакет 4-16-4 с традиционной двухкамерной конструкцией, то по теплосбережению однокамерный пакет покажет лучшие результаты, с разницей примерно в 25%.
Тем не менее, рекомендуется использовать стеклопакеты, в которых как минимум одно из стекол обладает энергосберегающими свойствами, так как это оптимально для массива зданий в наших климатических условиях.
Сколько служат энергосберегающие окна?
Технологический процесс изготовления окон данного типа включает нанесение покрытия из оксида серебра на внутреннюю поверхность, что практически исключает воздействие внешних факторов. Отзывы пользователей и практика указывают на то, что энергосберегающие окна служат столь же долго, как и традиционные варианты.
Сколько стоят такие окна?
Цена энергосберегающих окон составляет примерно в два раза больше, чем у стандартного остекления. Этот аспект может настораживать покупателей, но при детальном анализе можно заметить, что такие стеклопакеты окупают свои затраты примерно за тот же период. Установка энергосберегающего остекления производится с аналогичной легкостью, что и для обычных окон, что позволяет легко заменять их, даже в зимний период.
К-стекло
Создание низкоэмиссионного к-стекла подразумевает нанесение слоя оксида индия и олова на обычное флоат-стекло во время его производства. Это совершенное взаимодействие приводит к образованию тонкого и прочного слоя металла, который эффективен в использовании. Данный материал значительно труднее повредить механически или поцарапать, что укрепляет его эксплуатационные качества. Он также обрабатывается для повышения эффективности.
К-стекло стало одной из первых разработок в этой области, однако по своим характеристикам оно значительно уступает более современным материалам. По данным производителей, использование таких стекол действительно позволяет снизить теплопотери в зданиях до 30% в зимний период.
I-стекло
На поверхность i-стекла наносятся два слоя серебра и оксид титана методами катодного напыления. i-стекло имеет заметно более высокую эффективность — оно отражает примерно 90% инфракрасной энергии, излучаемой бытовыми приборами, обратно в помещение.
Тем не менее, основным недостатком этого стекла является низкая механическая и химическая стойкость. Поверхностный слой легко поддается повреждениям и окислению при взаимодействии с воздухом. Поэтому поверхность, обработанная i-стеклом, должна быть обращена внутрь стеклопакета, чтобы избежать износа, и заготовки нужно хранить в герметичной упаковке.
Если стеклопакет был неправильно изготовлен или утратил герметичность, это может привести к быстрому разрушению i-слоя, в результате чего продукт теряет свои уникальные свойства. Часто недобросовестные компании используют i-стекло, качество которого было нарушено во время хранения, что может проявляться в виде радужных разводов на стекле, свидетельствующих о его дефекте.
Для предотвращения окисления в высококачественных изделиях между стеклами обычно заполняют пространство инертными газами, что дополнительно улучшает как звуко- так и теплоизоляцию.
IM-стекло
Использование мультифункционального стекла (iM) в производстве окон — это заключительная инновация в этой области. Это улучшенная версия i-стекла, имеющая многослойное покрытие, состоящее из:
- Среднего функционального слоя из серебра или хрома, который отражает инфракрасные световые волны;
- Защитных слоев, которые предотвращают повреждения основного «мягкого» слоя;
- Нижних и верхних слоев из оксидов и нитритов, определяющих зеркальность, светопропускные свойства и цвет изделия.
Технология, применяемая для создания iM-стекол, смогла объединить в себе все достоинства существующих типов стекол, таких как энергосберегающее, тонированное, защищающее от ударов, самоочищающееся. Стеклопакеты, использующие данную технологию, обеспечивают комфортное тепло зимой, а летом сохраняют прохладу, при этом не снижая светопропускной способности окон.
Кроме того, мультифункциональное стекло можно формовать и закаливать для повышения прочности, что открывает новые горизонты для проектирования уникальных зданий и частных домов.
Стеклопакеты с к-стеклом
Окна, использующие к-стекло, обладают более низкой эффективностью, хотя и стоят существенно дороже, чем варианты с другим покрытием. Оно способно отражать до 70% теплового потока, в то время как изделия с мягким покрытием могут отражать до 90% и более, и при этом значительно превосходят по теплоизоляционным характеристикам. В настоящее время стеклопакеты с К-стеклом почти не производятся, так как их технология устарела. Используются они лишь в случае:
- Изготовления ударопрочных окон с использованием технологии закаливания;
- Небольшого снижения поступления солнечного света;
- Выполнения помещений с одинарным остеклением.
В чем отличие энергосберегающих окон
Для лучшего понимания различий между энергоэффективными и стандартными окнами полезно провести сравнительный эксперимент. Эксперты измерили температуру внутренних стеклопакетов в равных условиях, сравнивая разные типы однокамерных стеклопакетов.
| Тип покрытия стеклопакета | Температура внутреннего стеклопакета при наружной температуре -26 °C и внутренней температуре +20 или +22 °C |
|---|---|
| Обычное флоат-стекло без теплосберегающего слоя | +5 °C |
| Мягкое i-покрытие | +14 или +15 °C |
| Твердое k-покрытие | +11 или +12 °C |
Как видно, чем выше температура внутренней поверхности стеклопакета, тем меньше тепла оно теряет. Это связано с тем, что более теплое стекло предотвращает проникновение холодного воздуха внутрь помещений. Данные таблицы показывают, что стандартные окна существенно проигрывают по сохранению тепла в сравнении с энергосберегающим стеклом. Замечено, что i-стекло показывает большую эффективность в плане удержания тепла по сравнению с k-стеклом.
Плюсы и минусы энергосберегающих окон
Основные плюсы и минусы энергосберегающих окон уже давно хорошо изучены и зафиксированы. Экспериментальные данные показывают, что потери тепла через стандартные окна могут составлять от 10 до 40%. Истинный показатель зависит от площади здания и его герметичности. Установка теплосберегающих окон помогает решить эту проблему, при этом их преимущества значительно превышают недостатки.
В среднем, в доме с четырьмя оконными проемами площадью 9-10 квадратных метров за отопительный период экономия тепла при использовании низкоэнергетического остекления составляет около 2070-2100 кВт. Если помещения отапливаются электричеством, экономия может достигать примерно 80 000 рублей. Это, конечно, самый дорогой вариант отопления. Экономия газа при его использовании в котле будет составлять примерно 1500-2000 рублей, а при использовании централизованного отопления по счетчику около 3500 рублей.
Как стекло становится энергосберегающим?
Актуально заметить, что на окна приходится около 35% всех теплопотерь зданий (более ⅔ тепла теряется через стекло, в то время как на стены приходится ≈ 20%, крыши — ≈ 15%, полы и фундамент — ≈ 15%, и дымоход — также ≈ 15%). Поэтому использование энергосберегающих окон экономически оправдано.
Существуют три типа передачи тепла: конвекция воздуха, теплопроводность материалов и излучение. Чтобы минимизировать теплопотери через окна, необходимо действовать сразу в нескольких направлениях: 1) применять герметичные стеклопакеты вместо обычных, 2) увеличить количество и толщину стекол, заполняя воздушные камеры осушенным воздухом или инертными газами, 3) улучшить способность стекла отражать длинноволновое инфракрасное излучение.
Уровень энергоэффективности стекла определяется его излучательной способностью. Чем меньше излучательной способности e (emissivity) имеет поверхность, тем более эффективно работает стеклопакет. Обычное стекло имеет значение E примерно 0,84, что указывает на проникновение около 84% тепловой энергии. В то же время уже существуют модели стеклопакетов с E-значением всего 0,06, что значительно ниже.
Для повышения сопротивления теплопередаче и снижения теплопроводности стекла возможно применение оптического или селективного покрытия с низкой излучательной способностью. Оно пропускает коротковолновое излучение (солнечный свет), но препятствует прохождению длинноволнового теплового излучения (5,6-50 мкм) и преграждает тепло от домашних нагревателей внутри помещения.
Бытовые нагреватели длинноволнового ИК-диапазона
Несмотря на строгие нормы, указанные в СНиП 41-01-2003, максимальная температура поверхности лучистых нагревателей не должна превышать 250°C. Это предостережение связано с тем, что длительное воздействие на человека нагревателей с температурой выше 300°C может вызывать негативные последствия для здоровья из-за глубокого проникновения тепловых лучей в кожу. Следует учесть, что в доме предпочтительно использовать обогреватели с температурой поверхности не выше 27°C (теплый пол), 40°C (теплые стены), 45°C (ИК-обогреватели из фольги), 75°C (карбоновые обогреватели), 90°C для радиаторов центрального отопления, 150°C для масляных обогревателей, 100°C для кирпичных печей, 150°C для металлических печей и 250°C для ИК-обогревателей с алюминиевыми пластинами.
Длина волны инфракрасного излучения указанных устройств варьируется от 8 до 80 мкм, без попадания в средний диапазон длин волн ниже 5,6 мкм и при температуре превышающей 300°C.
Для придания стеклу селективных свойств применяются два типа покрытий: твердые (k) покрытия из тонкого оксида металла и мягкие (i) покрытия из оксидов металлов.
K-покрытия наносятся на горячую поверхность в процессе производства стекла с использованием пиролиза, а затем отжигаются. Их главным преимуществом является высокая твердость, что позволяет исключить опасения по поводу случайных повреждений. Слой оксидов цветных металлов, таких как индий или олово, играт роль светофильтра. Эмиссионная способность e k-стекла не превышает 0,2, и они устанавливаются с обращенной внутрь стороной, что делает отражающий слой достаточно прочным и защищённым.
Селективное остекление различается по своему составу отражающего слоя, технологиям нанесения и энергосберегающим свойствам. На сегодняшний день современное оборудованное стекло с любым видом оптического покрытия относится к высокоэффективным и полностью прозрачным материалам, которые визуально ничем не отличаются от обычного стекла.
I-покрытие наносится на уже готовое стекло посредством вакуумного напыления. Оно состоит из двух и более слоев оксида титана, разделенных тонким слоем серебра. Данный тип покрытия мягкий и подвержен повреждениям, поэтому отражающая сторона i-стекла должна быть обращена внутрь стеклопакета. Энергосберегающий потенциал этого остекления уникален — потери тепла через такое окно снижаются до 90%.
Стеклопакеты однокамерные (СПО) и двухкамерные (СПД)
Какой же выбор самый оптимальный? В настоящее время большинство собственников выбирает устанавливать стеклопакеты СПД, например, конструкцию 4М1-10-10М1-10-4М1, которая включает три стекла толщиной 4 мм с разделительными прокладками по 10 мм. При условии проектирования и надежной системы отопления этого достаточно, чтобы нормальные потери тепла не вызывали дискомфорта. Для целенаправленного повышения энергоэффективности минимизация затрат на отопление зачастую невозможна без применения окон со селективным остеклением.
Одним из рекомендованных решений может стать, например, стеклопакет STR 4M1-16Ar-I4, который включает внешний стеклопакет толщиной 4 мм, за которым следует полость толщиной 16 мм, насыпанная аргоном, и внутреннее стекло, обладающее отражающим i-покрытием.
В таком случае значительно возрастут энергосберегающие характеристики оконной конструкции. В зимнее время он эффективно отражает тепло от отопительных приборов обратно в помещение, а в летнее время предотвращает проникновение длинноволнового излучения от таких предметов, как камни или тротуары, нагреваемые солнцем. Это позволяет значительно снизить расходы на нагрев и охлаждение воздуха в соответствии с сезонными потребностями.
Ультрафиолетовое излучение через i-стекло уменьшается на 15-17% по сравнению с обычным стеклом, что защищает обивку, бумагу, лакокрасочные покрытия и другие элементы интерьера от преждевременных повреждений.
Поверхность стекла с i-покрытием значительно больше по температуре, чем у стандартного стекла, потому что вероятность конденсата на ней намного меньше. Конечно, одинарное остекление будет стоить дешевле двойного и также обладает меньшим весом, что дает явные выгоды. Важно понимать, что количество тепла, которое стеклопакет полного состава STR сможет удерживать в течение отопительного сезона, эквивалентно тому, которое выделяется при сжигании около 150 литров дизельного топлива. Для двухэтажного дома площадью 300-350 м2 это может равняться более одной тонне топлива.
Кроме того, двойное остекление с использованием хотя бы одного стеклопакета с i-покрытием также соответствующим образом увеличивает энергоэффективность всего здания. Толщина стеклопакета должна составлять как минимум 36 мм. Ширина дистанционной рамки не оказывает значительного влияния на теплоизоляцию конструкции, однако, если она составляет 12 мм и более, это существенно улучшает звукоизоляцию.
Наилучшие результаты достигаются, когда рама сделана из дерева. Из-за того, что коэффициент температурного расширения ПВХ намного выше, чем у древесины, профили из ПВХ более восприимчивы к изменениям температуры, особенно если речь идет о больших окнах. Изменения размеров будут значительно влиять на контуры уплотнения окон, которые чаще всего требуют регулировки.
