Низкоэмиссионное стекло (К - стекло и И - стекло)
Идея металлизации поверхности стекла, с целью его использования для защиты от солнечной энергии, проникающей в помещение, появилась в начале 60-х годов. Пленки, наклеенные на оконное стекло, на ранних этапах их создания были способны ограничивать солнечную радиацию и перегрев предметов, подвергающихся воздействию солнечного света.
Энергетический кризис 70-х годов прошлого века дал новый импульс в области синтеза и исследования пленочных покрытий на стекло, результатом которого явилась разработка составов и методов нанесения, металлических и оксидных пленок на поверхность стекла. Были разработаны селективные покрытия, способные отражать длинноволновую составляющую тепловой энергии, и тем самым, снижать тепловые потери через остекление зданий.
Нет сомнений в том, что применение низкоэмиссионного стекла сделает любые окна более привлекательными для потребителя. И, как следствие, при использовании в окнах стеклопакетов с таким типом стекла было бы разумно ожидать увеличение их продаж.
Обычно даже для предполагаемого консервативного домовладельца применение в окнах низкоэмиссионного стекла является сильным аргументом.
Однако, наиболее важным аспектом успешного продвижения на Российском рынке низкоэмиссионного стекла являются убежденность и вера в его свойства. Только демонстрация этих двух сил позволит в дальнейшем оценить преимущества низкоэмиссионного стекла.
Достаточно только этих расчетов, чтобы понять эффективность использования низкоэмиссионного стекла.
К – стекло
Это высококачественное стекло с низкоэмиссионным покрытием, нанесенным на одну поверхность стекла в течение его производства флоат методом. Многоступенчатое металлизированное покрытие методом пиролиза наносится на поверхность стекла, в момент, когда стекло все ещё имеет очень высокую температуру (более 600ºС). Так как стекло представляет собой вещество, молекулы кристаллической решетки которого при такой температуре сильно удалены друг от друга, то происходит проникновение молекул металлизированного покрытия вглубь кристаллической решетки стекла. Покрытие как бы ламинируется слоем стекла, что делает его очень устойчивым, чрезвычайно механически прочным и постоянным. Данная технология носит название «жесткое покрытие».
И – стекло
Это высококачественное стекло с низкоэмиссионным покрытием, нанесенным на одну поверхность стекла в условиях вакуума, методом катодного распыления в электро- магнитном поле металлосодержащих соединений, обладающих заданными избирательными свойствами. Данные покрытия, нанесенные на стекло, носят название «мягких покрытий».
Существенным недостатком И-стекла является низкая химическая устойчивость покрытия. Это объясняется тем, что для реализации явления интерференции (с целью получения прозрачного покрытия) пленки (в данном случае серебро и оксид титана) наносят строго определенной толщины, в результате чего они имеют неплотную структуру и «прозрачны» для атмосферной влаги и воздуха, которые окисляют серебро. Покрытие теряет свои эмиссионные свойства. Отсюда и особые требования к И-стеклу. Хранение в герметичной упаковке и ограниченный срок монтажных работ в открытой среде. Вместе с тем в среде инертного газа материал покрытия на И-стекле защищен от окислительного воздействия кислорода воздуха и работоспособен вплоть до разгерметизации стеклопакета.
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.
Конденсат формируется, когда теплый сырой воздух входит в контакт с холодной поверхностью. Наиболее обычное местоположение конденсата при одинарном остеклении на внутренней поверхности стекла, поэтому холодный конденсат легко осаждается на нем. Поверхность стекла при двойном остеклении будет более теплая, так что вероятность формирования конденсата горазда ниже.
В стеклопакете с использованием К-стекла внутренняя поверхность стекла настолько тепла, что конденсат практически отсутствует, за исключением наиболее экстремальных условий. Это достигается благодаря тому, что тепло поглощается К-стеклом. Это тепло, обычно теряемое при одинарном остеклении, отражается К-стеклом снова в помещение за счет низкоэмиссионного покрытия. В результате поверхность К-стекла поглощает большое количество тепла и нагревается гораздо больше, чем поверхность обычного стекла в двойных рамах (приблизительно на 3-4 Со).
Энергетическая эффективность с К-стеклом на 30% выше, чем при обычном двойном остеклении той же самой конструкции рамы.