Человек – Стекло – Солнце

Публикацию цикла статей о стекле предопределили время и сама жизнь. Во многих великих стекольных странах выпускаются красочные, иллюстрированные, интересные издания о стекле, стекольщиках, стекольном рынке, публикующие нужную и полезную информацию. Мы считаем отечественный и зарубежный опыт в стекольном деле важным и перспективным и поэтому приглашаем производственников, бизнесменов, технологов, строителей, покупателей и продавцов – всех, кто может сообщить читателям новое, интересное и полезное о стекле, выступить на страницах нашего журнала.

Стекло используется человечеством уже около пяти тысяч лет. И все, что связано с ним, интересно и важно. Стекло обеспечивает связь человека с окружающим пространством и является разделяющей средой между ним и солнцем. Естественный свет является ключевым биологическим фактором, от которого зависит здоровье и производительность человека. Естественный свет регулирует обмен веществ в организме, влияет на иммунологическое и психоэмоциональное состояние человека. При длительном пребывании в помещении с недостаточным освещением человек теряет зрение, у него проявляются все вышеперечисленные симптомы светового голодания. Назначение окон – обеспечить естественным светом жилые и общественные помещения. В светлых помещениях улучшаются состояние и самочувствие людей, повышается их работоспособность. Однако, кроме положительного влияния, солнечные лучи иногда могут отрицательно воздействовать на здоровье человека. Это происходит при избытке инсоляции, приводящей к перегреву помещений и дискомфорту светового режима. Такой дискомфорт выражается в явлении ослепления прямыми солнечными лучами, солнечных бликах на стенах, мебели, оборудовании и прочих предметах, попадающих в поле зрения. Все эти явления, особенно в совокупности, отрицательно влияют на находящихся в помещении людей, вызывая их быструю утомляемость и уменьшая работоспособность.

Естественный свет является ключевым биологическим фактором, от которого зависят здоровье и производительность человека.

Микроклимат помещения в значительной степени зависит от солнечной радиации. Поэтому при проектировании зданий и сооружений очень важным вопросом является учет положительного и отрицательного влияния инсоляции на общий гигиенический режим помещения.

Солнечную лучистую энергию разделяют на три зоны: ультрафиолетовую (УФ зону), видимую и инфракрасную (ИК зону).

Обычное стекло почти полностью не пропускает биологически активные лучи УФ зоны. Тепловое действие ультрафиолетовых лучей незначительно – 2–4% общего количества солнечного излучения. Вторая зона солнечного спектра излучения – зона видимых лучей, которая воспринимается зрением, соответствует длинам волн 380–750 нм. Как и ультрафиолетовые, видимые лучи играют большую роль в жизнедеятельности человека. Видимые лучи химически активны. Тепловое действие их значительно и составляет 44–46% общего количества солнечного излучения. Обычное стекло хорошо пропускает лучи видимой зоны солнечного спектра.

Инфракрасная область оптической части солнечного излучения находится в диапазоне длин волн 750–2500 нм. Инфракрасные лучи так же, как и ультрафиолетовые, не видимы для глаза и, обладая только тепловым действием, несут от 50 до 52% теплового излучения. Стекло почти полностью пропускает ИК лучи. Таким образом, лучистый нагрев через стекло происходит, в основном, в результате совместного действия видимых и инфракрасных лучей солнечного излучения, которое, проникая в помещение через окно, нагревает поверхности стен, мебели, оборудования, пола и различных предметов. Нагретые тела становятся источниками тепла, нагревая воздух и окружающие предметы в виде инфракрасного излучения с длиной волны от 7,5 до 14 мкм. Для такого излучения стекло является экраном, благодаря которому лучистая энергия солнца, трансформированная в тепло тел, аккумулируется в помещения (т.н. "явление тепличного эффекта").

При тенденциях современной архитектуры к большим поверхностям остекления этот эффект часто оставляют без внимания, что является причиной перегрева помещений. Это актуально не только при строительстве в южных широтах, но и для условий среднего климатического пояса и одинаково важно для всех типов зданий – жилых и общественных, школ и детских учреждений, зданий лечебного и оздоровительного назначения, административных и производственных.

Микроклимат помещения в значительной степени зависит от солнечной радиации.

В зимнее время наличие больших площадей остекления зданий приводит к значительным теплопотерям. Это результат относительно низкого термического сопротивления стекла. Повторим, что для длинноволнового теплового излучения помещения стекло является экраном. Обладая высокой степенью черноты (Е ~ 0,95), поглощенное излучение нагревает стекло и в зимнее время обогревает улицу, т.е. существенная доля в общих теплопотерях через стекло приходится на потери за счет низкого сопротивления теплопередаче.

Попытки снизить теплопотери за счет многослойного остекления приводят к снижению светопропускания и удорожанию конструкции окна.

Развитие науки и техники, стоимость энергоресурсов, современное проектирование энергоэффективных зданий, использование альтернативных источников предопределили организацию производства стекла с различными функциональными назначениями. Об этом – в следующем материале.

(Продолжение следует.)