Енергозберігаюче скління

Утилітарні функції вікна суперечливі. З одного боку воно має пропускати світло, але з іншого – зберігати тепло в будинку. Завдання ускладнене ще й тим, що зі зміною сезонів вектор теплозахисту вікна має бути інвертованим, що, начебто, неможливо реалізувати у склопакетах.

Як же нам бути, якщо ми хочемо отримати більше світла, але так, щоби тепло залишалося в будинку взимку, і не проникало ззовні влітку? Очевидно, що немає іншого виходу, як отримати таке скління, яке мало мінімальні показники теплопровідності і в той же час вибірково пропускало променисте тепло. І таке скління є – це енергозберігаючі склопакети. Їхні параметри поки що далекі від ідеалів, проте вони вже дають відчутну економію.

Як відомо, при стандартній площі скління 35% всіх тепловтрат припадає на вікна. Це більш ніж у 2 рази більше тепловтрат через підлогу і дах разом узятих, і це при тому, що сумарна площа вікон набагато менша за площу верхньої та нижньої огороджувальних конструкцій. За такого розкладу вигідніше взагалі відмовитися від скління, або залишити лише вікна-бійниці! Але цього робити не можна, т.к. сонячне світло є важливою складовою комфорту проживання та потрібне навіть санітарними нормами. Що про це говорить наука?

Енергозберігаюче скло

Теплообмін відбувається трьома способами – конвекцією, теплопровідністю та випромінюванням. Отже, якщо ми хочемо максимально збільшити теплозберігаючу ефективність віконного блоку зі склопакетом, то маємо працювати відразу у трьох напрямках. Тобто потрібно використовувати герметичні склопакети зі збільшеною товщиною скла; усередину самих склопакетів закачати сухе повітря чи інертний газ; збільшити кількість камер склопакету; застосовувати скла знизькоемісійним напиленням, яке відображатиме назад у приміщення довгі ІЧ-хвилі. Можливо, для когось буде несподіваним, але з усіх названих заходів найефективнішим є останній. Витік тепла у вигляді випромінювання через звичайний склопакет досягає 70%. Тобто лише одне застосування скла з низькоемісійним напиленням вже здатне зробити наші вікна енергоефективними.

Нанесення низькоемісійного покриття підвищує вартість скла на 20-30%. При цьому ефективність утримання тепла зростає на порядок. Очевидно, що це вигідно, і у людей, які вміють рахувати гроші, всі вікна мають бути з енергозберігаючими склопакетами. У професійній практиці енергозбереження скла характеризується коефіцієнтом емісії ε. Він показує, як те чи інше скло надходить із променистою тепловою енергією. Так у звичайного листового скла без будь-якого напилення коефіцієнт ε = 0,83-0,84, а у скла з напиленням ε = 0,06.

Коефіцієнт навчилися знижувати нанесенням на скло низькоемісійного оптичного покриття, яке в цілому зменшує теплопровідність вікна, і відповідно збільшує опір теплопередачі. Разом з цим низькоемісійне покриття не перешкоджає проникненню в приміщення коротковолонового сонячного випромінювання, але не випускає назад випромінювання довгохвильового діапазону 5,6-50 мкм (вимоги описані в ГОСТ 3 1364 – 2007). У цьому діапазоні працюють опалювальні прилади. Таким чином, скла з низькоемісійним покриттям фільтрують випромінювання по діапазону, чому також називаються селективними (виборчими).

Енергозберігаючі покриття в даний час зустрічаються двох типів - тверде (k) та м'яке (i). Покриття типу "k" наносять на гарячу поверхню методом піролізу, після чого скло відпалюють. При цьомутвердість покриття виходить вищою, ніж у самого скла. Коефіцієнт у скла з k-покриттям не перевищує 0,1, тому витікання тепла скорочуються 5 і більше разів. Матеріалом низькоемісійного покриття у разі є, зазвичай, оксид олова з додаванням фтору.

Покриття типу "i" наноситься магнітронним розпорошенням у вакуумі. Структура такого покриття складається з трьох шарів, де металевий шар, що відбиває тепло, розташовується між шарами оксидів. Тепловідбивним прошарком є тонка плівка благородного металу, найчастіше срібла, що має спектральну селективність. Товщина цього шару лише 10-15 нм. Покриття типу «i» має найнижчий коефіцієнт ε. Порівняно зі звичайним листовим склом, скло з покриттям «i» пропускає у 10-20 разів менше теплового випромінювання. Однак таке покриття м'якше за скло, тому скло з ним використовується тільки у складі склопакетів, де воно звертається всередину склопакета і, таким чином, захищене від механічного контакту.

Склопакети

У центральному регіоні України переважно застосовують двокамерні склопакети СПД 4М1-10-4м1-10-4м1. У даному маркуванні закладена так звана формула склопакета, яка вказує, що він зібраний з трьох стекол 4 мм, прокладених двома 10-мм дистанційними рамками. Такий склопакет називається двокамерним, оскільки його структура включає два герметичні міжскляні простори. Двокамерні склопакети зі звичайним склом товщиною 4 мм вже забезпечують мінімальну теплоізоляцію. З метою економії енергоносіїв або отримання зони комфорту безпосередньо біля вікна, доцільно використовувати енергозберігаючі однокамерні склопакети. Формула 4м1-16Ar-І4 вважається базовою для таких склопакетів. У них використано звичайне скло 4 мм звнутрішньої сторони, 16-міліметрова дистанційна рамка та зовнішнє скло 4 мм з i-покриттям. Крім того, склопакет заповнений аргоном – інертним газом, який погано проводить тепло. Склопакети СПД та СПО описує ГОСТ 24866-99.

Замовити вікна з одно-, дво- чи трикамерними склопакетами можна в будь-якій великій фірмі, що займається віконними технологіями.

Теплоізоляція однокамерного склопакета вищезгаданої конфігурації на 20% краще, ніж у першого стандартного СПД. Його унікальність полягає в тому, що взимку він затримує довгохвильове випромінювання в приміщенні, а влітку повертає на вулицю тепло, що випромінює нагрітим асфальтом камінням та іншими предметами. У результаті економія енергоносіїв присутня і в холодний, і в спекотний період, коли приміщення потребує кондиціювання.

Щоб досягти ще більшого ефекту, використовують двокамерні склопакети з «низькоемісійним» склом. Корисним побічним ефектом низькоемісійного скла є світлофільтрація, зокрема, скло з i-напиленням пропускає на 17% менше УФ-випромінювання. При великих площах скління цей параметр має велике значення для збереження кольору внутрішнього оздоблення, яке піддається вигоранню. Це насамперед пробкові покриття, інтер'єрний текстиль, деякі види паркету.

Температура поверхні склопакета з i-напиленням вище, ніж звичайного. Це допомагає не тільки зберегти більше тепла, а й перешкоджає утворенню конденсату на склі. Якщо під вікном з яких-небудь причин не передбачена батарея, доцільно встановити там енергозберігаючий склопакет. В іншому випадку калюжі взимку на підвіконні і вічно запотіле скло будуть забезпечені.

Однокамерний склопакет дешевший за двокамерний і в 1,5 разів легший за нього. Якщо в ньому єскло з i-напиленням, то він і ефективніший. Але ще ефективніше СПД із i-напиленням. Підраховано, що тільки один такий склопакет середніх розмірів заощаджує в рік енергії, еквівалентну отриманій від спалювання 120 кг рідкого палива. У масштабах котеджу площею 300 м² економія сягає 1тонни, тобто. понад 1000 доларів.

Для котеджів, розташованих у середній смузі України, економічно прийнятно скління двокамерними склопакетами хоча б з одним склом, що має низькоемісійне покриття. Товщина склопакетів може бути 32, 36, 40, 42, 44 мм. Але фахівці рекомендують встановлювати склопакети не тонше за 36 мм з розрахунком на прогнозовані холодні зими в майбутньому. Товщина дистанційної рамки починаючи з 12 мм більше впливає на звукоізоляційні параметри вікна, ніж на теплопровідність.

Всупереч поширеній думці, практичніші дерев'яні рами, т.к. вони схильні до менших температурних розширень, порівняно з ПВХ-профілем. При існуючих значних перепадах в 60°З особливо це стосується великих площ скління, де температурні розширення можуть бути істотні. Крім того, дерев'яні рами самі по собі мають меншу теплопровідність. Вони красивіші та краще вписуються заміську архітектуру. Ну, і звичайно, питання екології – не останнє. Дерево абсолютно безпечне, а ось щодо безпеки ПВХ-профілях досі немає єдиної думки.