Повышение теплозащитных качеств стеклопакета

За последние 10 лет значительно изменилось положение с энергообеспечением населения в Украине. Довольно долго наша страна пользовалась дешевыми углем, нефтью и газом, которые поступали из Сибири, а развитие местных источников энергиии ее экономия не стимулировались экономическими методами.

Особое положение среди конструкций окон занимают так называемые стеклопакеты. Согласно европейской технологии, дистанция между стеклами обеспечивается полой алюминиевой рамкой (дистанционная рамка). Соединение и уплотнение дистанционной рамки со стеклом и обеспечение герметичности всего периметра этого элемента производится с помощью специального герме тика и клеящей ленты. Герметик (в большинстве случаев – бутиловый) находится постоянно в пластическом состоянии, его задачей является предотвращение проникновения водяных паров в пространство между стеклами. В свою очередь, внутрь дистанционной рамки засыпают молекулярное сито, которое "вытягивает" влагу из воздуха, находящегося внутри стеклопакета. Герметик имеет хороший контакт со стек лом и дистанционной рам кой, способен воспринимать механические напряжения, препятствует проникновению воды и водяных паров.

Стеклопакеты с двумя стеклами называются одно камерными. Для климатических условий Украины рекомендуется применять, в зависимости от температурной зоны, однокамерные (III, IV температурные зоны) и двухкамерные стеклопакеты (I, II температурные зоны). Сравнивая результаты экспериментальных исследований однокамерного и двухкамерного стеклопакетов одинаковой толщины (см. табл.), видим, что сопротивление теплопередаче двухкамерного стеклопакета будет значительно выше на 34%, однако это приводит к увеличению массы конструкции пример но на 13 кг/м2, а также к увеличению ее толщины, что требует иного подхода к не сущим свойствам створок окна.




Повышение теплозащитных качеств светопрозрачной части окон за счет теплоотражающих покрытий на стеклах

Теплозащитные свойства светопрозрачной части окон можно улучшить благодаря использованию стекол с теплоотражающим покрытием – тонкой полупрозрачной металлической пленкой, благодаря которой происходит уменьшение теплопередачи излучением.

В последние годы появились сравнительно дешевые поверхностные покрытия из недрагоценных металлов. Теплоотражающие пленки обладают способностью пропускать коротковолновую солнечную радиацию в диапазоне от 0,4 до 2,5 мкм и почти полностью (до 80–90%) отражают длинно волновую тепловую инфракрасную радиацию в диапазоне от 2,5 до 25 мкм, являющуюся основным компонентом тепловых потерь. Для сравнения: обычное оконное стекло пропускает до 70% инфракрасной радиации, а отражает около 6%. При замене обычного наружного стекла на теплоотражающее сопротивление теплопередаче увеличивается в 1,4 раза, а средняя температура внутренней поверхности стекла в летних условиях существен но снижается, в зимних же увеличивается на 4-5 0С.

Сравнение различных вариантов энергоэффективных стеклопакетов (приблизительные данные). Сопротивление теплопередаче, (м2 . 0С)/Вт при различных типах остекления:
- Однокамерный стеклопакет из обычных стекол 0,35
- Однокамерный стеклопакет с теплоотражающим покрытием на стекле 0,54
- Двухкамерный стеклопакет 0,5
- То же с теплоотражающим покрытием на стекле 0,76


Покрытия, излучение которых лежит в пределах 0,03-0,15, получили название LOW-E (аббревиатура от английских слов Lоw emis-sivity – низкая излучательная способность). Принцип работы таких покрытий в холодное время года и летом заключается в следующем: коротковолновое солнечное излучение проходит через остекление внутрь здания, при этом покрытие не препятствует прохождению коротковолновой радиации и видимого света. После поглощения коротких волн мебелью, стенами, коврами и т.д. излучение преобразуется в длинноволновое инфракрасного диапазона; нагревательные приборы и оборудование так же излучают длинноволновую радиацию. Когда инфракрасные волны выходят через остекление наружу, покрытие отражает до 90% энергии обратно в помещение.

В летнее время, когда наиболее остро стоит проблема снижения не теплопотерь, а теплопоступлений, такое остекление пропускает большую часть видимого света, одновременно снижая про хождение инфракрасных лучей и предотвращая тем самым перегрев помещения.

Теплоотражающие покрытия могут наноситься как на стекла, так и на пленки. Для покрытий используются полупрозрачные металлические пленки из оксидов олова, индия, титана, нержавеющей стали, олово-кадмиевого оксида и др. Лучшее покрытие получено из смеси оксидов индия и олова; оно всего лишь на 8% уменьшает прозрачность стекла и до 90% отражает длинноволновую радиацию. Покрытие состоит из 3х слоев – нижнего, обеспечивающего сцепление со стеклом, основного и защитного, например, оксид олова – медь – оксид олова.

Известно несколько технологий изготовления стекол с покрытием:
1) путем осаждения окисей металлов на поверхность стекла после его изготовления (так называемое мягкое покрытие);
2) путем нанесения покрытия из окисей олова в процессе изготовления стекла (так называемое твердое покрытие). По первой технологии (Sputter-coated) изготовления стекол с покрытием осуществляется осаждение металла на стекле в вакуумной камере с помощью высоковольтного напряжения и специальных устройств – магнетронов. Процесс протекает в электрическом поле, образующемся между катодом и анодом. Длина катода соответствует ширине оконного стекла. Поток электронов, ударяясь о материал покрытия, выбивает из него атомы, которые, перемещаясь с большой скоростью, внедряются в массу стекла, куда по дается кислород для оксидирования, и в результате образуется поверхностный слой из оксидного металлического покрытия.

Вторая технология (Pyrolific-coated) широко используется в последние годы в США. Пиролитическое твердое покрытие производят в процессе изготовления стекла на одной и той же машине путем набрызга окиси олова на расплавленное стекло таким образом, что оно становится частью стекла – его молекулы прочно связываются с молекулами стекла. Такое покрытие имеет большую прочность, поэтому его можно использовать в обычных двухстекольных окнах.

Пропускание видимого света стеклопакетом с LOW-E покрытием на одном стекле снижается не более чем на 10%, по сравнению со стеклопакетом из обычных стекол, и на 10–15% выше, чем у трехслойного остекления.