Достоинства и недостатки применения стеклопакетов с энергосберегающим стеклом

По оценке теплотехников в загородных домах через окна уходит 20-25% тепла, в квартирах многоэтажных домов — 40-50%. В связи с этим производители окон принимают все возможные меры для снижения тепловых потерь: используют качественные уплотнители, многокамерные профили рам и стеклопакеты с разной формулой, теплые откосы и подоконники. Задача решалась, но показатели теплопотерь уменьшались незначительно.

Все изменилось с появлением низкоэмиссионного стекла. Что это такое, насколько эффективно сохраняет тепло, расскажет эксперт сайта StroyGuru.

Окна на тепловизоре.

Виды энергосберегающих стекол

1) Твёрдое энергосберегающее покрытие (к-стекло)

Для придания флоат-стеклу энергосберегающих свойств на поверхность еще горячего стекла методом пиролиза в процессе производства на флоат-линии наносится тонкий слой специального металлооксидного покрытия. Такое покрытие, «спекаясь» со стеклом, отличается особой прочностью, и поэтому называется «твердое покрытие».

2) Мягкое энергосберегающее покрытие (I-стекло)

Получение I-стекла предполагает нанесение на его поверхность оптического низкоэмиссионного покрытия на основе окислов металлов с использованием высоковакуумного производственного оборудования, оснащенного системой магнетронного распыления.

Достоинства и недостатки к-стекла

Твердое покрытие стойко к механическим воздействиям, его можно использовать даже при одинарном остеклении.
К-стекла улучшают теплоизоляцию и, соответственно, затраты на отопление, оптимизируют поступление в помещение солнечного тепла, уменьшают конденсацию и к тому же хорошо пропускают свет. Внешне k-стекло похоже на обычное прозрачное. Влияние низкоэмиссионного покрытия на светопропускаемость и отражение едва заметно.
«Твердое» покрытие позволяет сохранить в помещении примерно 70% теплового потока, падающего на окно.
«Твердое» покрытие обладает меньшей эффективностью и большей стоимостью, но оно прочнее мягкого покрытия, а также, с точки зрения переработчиков, имеет определенные технологические преимущества. Дело в том, что при сборке стеклопакетов, в которых используется Low-E-стекло с «твердым» покрытием, отсутствует ряд технологических операций, неизбежных при работе со стеклом с «мягким» покрытием. К таким операциям относится, в частности, снятие покрытия с кромки стекла на ширину около 10 мм по всему периметру полотнища, обеспечивающее необходимый уровень адгезии герметика к стеклу в зоне примыкания к дистанционной рамке. Твердое покрытие не снижает уровень адгезии, поэтому необходимости в удалении низкоэмиссионного слоя нет. Кроме того, стекло с твердым покрытием имеет неограниченный срок годности и может эксплуатироваться в оконных системах с одинарным остеклением, а материалы с «мягким» покрытием должны использоваться не позднее, чем через 3 месяца после отгрузки от изготовителя и предназначены только для стеклопакетов.

Теплофизическое объяснение

Кто-то заметит справедливо, не прошло и три года, как поменял окна, а уже не актуально, не лучшее. Что же теперь, только появилась новинка, сразу на нее тратиться? Куплю пленку для сбережения тепла и все. Пусть и не идеальный вариант, но имеет право на жизнь.

Давайте все же рассмотрим, как теплофизика внедрена в конструкцию новинки. Может это убедит, человек решит сам, нужно или нет менять, стоит новинка тех денег или нет. Тем более напомним, что классические технологии утепления стен, не применимы для оконных проемов. А вот плюс новых оконных систем, понижая утечку тепла, производитель увеличивает доступ света.

Вернемся к физическому объяснению. Тепловая энергия распространяется либо в форме излучения, либо конвекцией.

Рекомендуем: Технические характеристики кварцевого обогревателя — компания ТеплЭко

Излучение — инфракрасный спектр, определяется по уровню прогревания поверхности. Конвекция — теплообмен прогретого и холодного.

Простое стекло не препятствует инфракрасному лучу, то есть, можно наклеить пленку, она снизит отдачу горячего на улицу. При изготовлении энергосберегающих пакетов, на стадии производства стекло покрывается сульфидом цветного металла, делается серебряное напыление. Могут нанести пленку.

Обработанная поверхность повышает уровень отражения инфракрасного излучения на 80 %. Обработанная стеклянная поверхность пропускает 72 % света, оставшиеся 28 % не оказывают на восприятие влияния. Летом поверхность отразит до 45 % солнечную радиацию.

Достоинства и недостатки і-стекла

Мягкое покрытие легко деформируется, поэтому та сторона стекла, на которую нанесено такое напыление, обязательно должна быть обращена внутрь стеклопакета.
I-стекло отражает длинноволновые тепловые лучи в сторону их излучателя (то есть зимой в сторону квартиры, где работают отопительные приборы, а летом в сторону улицы, где находятся нагретые солнцем камни, асфальт и т.д.), что значительно снижает расходы на отопление зимой и на кондиционирование летом. Иными словами, покрытие оставляет тепло там, где его больше.
I-стекло по техническим характеристикам превосходит своего собрата «на букву k». Использование стеклопакетов с і-стеклом позволяет не только существенно повысить комфорт в помещении, но и добиться снижения энергозатрат. В течение отопительного сезона тепло, сохраняемое окном средних размеров с і-стеклом, эквивалентно эффекту от сжигания 120 кг жидкого топлива.
«Мягкое» покрытие позволяет сохранить в помещении 90 и больше % теплового потока, падающего на окно.
За счет более высоких энергосберегающих свойств і-стекла можно отказаться от двухкамерного стеклопакета, ограничившись однокамерным, что в значительной мере облегчает конструкцию.
Низкоэмиссионное стекло с «мягким» покрытием в среднем примерно в 2-2,5 раза дороже обычного. Но расчеты показывают: за счет экономии энергоносителей дополнительные вложения окупаются в течение 1,5-2 лет. Также надо учитывать, что наряду с прямой окупаемостью существует целый ряд факторов, стимулирующих спрос на низкоэмиссионные стекла. Например, благодаря снижению веса стеклопакета удается сохранить геометрию окна и снять проблему долговечности фурнитурных элементов в оконном переплете.

Класс энергоэффективности окон

Все привыкли, что на бытовых приборах размещаются наклейки со шкалой показателей их энергоэффективности. К стеклопакетам тоже применяется такая информация. Они означают, сколько изделия данной маркировки позволяют сэкономить на отоплении и охлаждении (кондиционировании) помещения.

Во многих странах приняты стандарты, суммирующие два вида экономии энергоресурсов. Показатели требования в регионах с холодным климатом или в жарких странах разные. Создана шкала класса энергоэффективности.

В России применяется такая классификация:

Е — низкий класс;
D — пониженный;
C — нормальный;
B — высокий;
A — самый высокий.

В России много разных климатических регионов и в каждом из них требования к стеклопакетам различаются. Например, с Московской области, где средние показатели жары и холода, они по энергоэффективности включают самый высокий класс и для жаркого сезона, и для зимнего.

Тенденции

Процесс получения качественного низкоэмиссионного стекла довольно трудоемок и требует от производителя высочайшей квалификации. Неслучайно в мире существует всего несколько компаний, выпускающих энергосберегающие стекла в больших объемах.

Все это значительно усложняет выбор типа покрытия, применение которого было бы оптимальным в каждом конкретном случае. По мнению специалистов, более высокая эффективность стекол с «мягким» покрытием, а также наметившаяся тенденция снижения стоимости этого материала приведет к постепенному снижению доли стекол с «твердым» покрытием. Косвенное подтверждение этого: в странах Западной Европы около 80% зданий, в ограждающих конструкциях которых использованы материалы типа Low-E, остеклены стеклами с «мягким» напылением.

Откуда берутся потери тепла

Объяснение производителей:

Особое внимание акцентируется на площади стекла. Рама — одна пятая общей площади.
Энергосберегающее стекло эффективно за счет используемого типа остекления: количество и межстекольное расстояние.
Влияет рамный материал, заполняющий межстекольный газ.

Двухкамерное окно не эффективно для сохранения тепла из-за обычных же стекол. Они хорошо проводят тепло, то есть отдают его на улицу в равной степени с помещением 50 на 50. Для сохранения тепла на такие пакеты нужно установить изолятор. Определяется низкая теплопроводность по таким признакам: в холодный период поверхность остывает быстро, с повышением влажности покрывается конденсатом. Увидели дома такое, примите сигнал — оконная конструкция низкоэффективная.

Светопропускаемость стекол

Помимо защиты от холода, дождя, шума, обеспечения воздухообмена, окна должны обеспечивать помещения естественным светом. Это одна из основных функций окна. Сохранение показателей высоких коэффициентов светопропускания стекла обеспечивает максимально эффективное использование всех преимуществ естественного освещения.

Известно, что размеры остекления для каждого помещения должны учитывать необходимый уровень естественной освещенности и пропускания света. Бесцветное стекло выбирают для того, чтобы в помещение проникало как можно больше света.

Так, минимальный коэффициент светопропускания света для прозрачных стекол в зависимости от номинальной толщины от 2 мм до 10 мм уменьшается и составляет от 89% до 79%. Этот показатель для наиболее распространенных типов стеклопакетов уже равен от 75% до 65%.

При нанесении теплосберегающих покрытий, светопроницаемость изменяется незначительно и практически не отличается от обычного изолирующего остекления. Оценка нейтральности по шкале от 0 (черный) до 100 (нейтральное) показывает, что этот коэффициент у стеклопакета из обычного стекла составляет 99, а с і-стеклом — порядка 98, т.е. практически стеклопакеты неотличимы визуально. Прозрачное листовое стекло толщиной 4 мм (в зависимости от марки стекла) пропускает 85-90% видимого света, отражает около 8% и лишь 2-7% видимого излучения поглощается стеклом. УФ и ИК излучение до 2500 нм проходит сквозь стекло лишь частично (примерно 75 и 80% соответственно), а при длинах волн более 2500 нм поглощается практически полностью.

В то же время применение солнцезащитного стекла с низким коэффициентом теплопередачи делает возможным использование больших площадей остекления без значительных потерь тепла и затрат на кондиционирование и отопление. Это существенно расширяет архитектурно-дизайнерские возможности проектирования и строительства как современных зданий и сооружений, так и реконструируемых. Для обеспечения сбалансированного микроклимата в зданиях и сооружениях необходимо использовать солнцезащитные возможности остекления.

Стекло должно решать не только проблемы обеспечения людей естественным светом, защищать от шума, излишнего солнечного излучения, влаги, но и вопросы безопасности и надежности конструкции.

Коэффициент направленного пропускания света стекол с солнцезащитным покрытием, стекол, окрашенных в массе, многослойных стекол с солнцезащитными свойствами может быть значительно ниже бесцветного стекла. При выборе варианта остекления следует рассчитывать количество световых проемов и их размеры, исходя из требований и нормативов уровня естественной освещенности помещений.

Для остекления окон и балконных дверей обязательным является применение стеклопакетов класса 1 (сопротивление теплопередаче 0,54 — 0,64 м2.°С/ Вт) и класса 2 (сопротивление теплопередаче 0,65 — 0,84 м2.°С/ Вт). При строительстве энергоэффективных зданий рекомендуется использовать стеклопакеты 3 класса (сопротивление теплопередаче 0,85 — 1,24 м2.°С/ Вт) и 4 класса (сопротивление теплопередаче более 1,24 м2.°С/ Вт).

Как установить?

Для начала стоит демонтировать окно, подоконник, раму старого окна. Установка оконной рамы начинается с закрепления её по углам деревянными клинышками (временно) и проверяется уровнем. Если всё хорошо, переходите к следующему пункту.
Анкерными болтами и монтажными пластинками закрепляется рама. Оконная конструкция крепится строительными шурупами. Здесь нельзя применять гвозди, это может быть причиной деформации изделия. Такая конструкция считается главной процедурой.
Следующий этап – это герметизация, которая проводится при помощи монтажной пены. Поверхность, куда она будет наноситься, следует намочить водой.
Как только пена застынет, надо снять временные колышки. Далее, устанавливается подоконник к подставочному профилю. Откосы оштукатуриваются как снаружи, так и внутри. Затем делают покраску, после всех операций снимается защитная плёнка с пакета.

Советы:

Устанавливайте определённые габариты пакетов (3×3,2) м, узкие дистанционные рамки нельзя использовать в габаритных пакетах. Изменение температуры послужит разгерметизации и её разрушению.
Чем больше расстояние между стёклами (25 мм), тем цена продукции выше, а теплоизоляция снизится. Оптимальное расстояние – 10-15 мм.
В жилой дом следует покупать однокамерные или двухкамерные пакеты.

А в чем разница?

Что это – энергосберегающие окна? Многие обыватели, покупая обычные конструкции из металлопластика, слышали от продавцов, менеджеров, что это и есть самые настоящие окна, собранные по такой технологии. В процессе эксплуатации многих ждало разочарование. При установке обычной конструкции из полихлорвинила герметичность будет на высоте, но это сильно нарушает нормальный обмен воздуха, что негативно сказывается на влажности, возникает точка росы и выпадает конденсат, что сразу же видно на холодном стекле окна.

Что это – энергосберегающие окна? Это такие конструкции, у которых внутренняя поверхность не охлаждается даже при сильном морозе. Так, если снаружи температура опускается до -26, а внутри помещение прогрето до стандартных 20 градусов тепла, поверхность окна поддерживает температуру на уровне 13 градусов. Конечно, если в помещении очень высокая влажность, даже это не спасет от конденсата, и все же его количество будет намного ниже, нежели при установке окон ПВХ. О том, что это – энергосберегающие окна – надежный производитель обязательно расскажет, а также объяснит, как работает конструкция. Нужно помнить, что эффективность поддерживается только при условии сохранения целостности.

Особенности напыления

Сколько бы камер в системе окна ни было, напыление делается только на одно стекло и только с одной стороны. Чтобы длительность срока службы была больше, обработанную сторону обычно располагают внутри первой камеры, с уличной стороны. Есть несколько разновидностей слоев, используемых для экономии энергии.

Один из самых часто встречающихся вариантов – к-покрытие. Оно считается твердым, так как обладает повышенными показателями прочности, стойкости к механическому повреждению. Создается с использованием металлических оксидов. Для нанесения поверхность сперва разогревают до очень высокой температуры, поэтому наименее ресурсозатратный процесс напыления – во время изготовления стеклопакета.

Альтернативный вариант – i-покрытие из двух слоев. Оно в большей степени разрушается под влиянием агрессивных механических факторов, поэтому классифицируется как мягкое. Сперва напыляется серебряный слой, для чего стекло должно быть полностью подготовлено и помещено в вакуум. Второй слой – защитный, – состоит из титанового оксида.