Какое из свойств воздуха определяет конструкцию оконного стеклопакета
Окна из ПВХ теплее деревянных, тем не менее, часть тепловой энергии — примерно 40%, теряется через поверхность стекла. Потери можно снизить, если установить специальные энергосберегающие стеклопакеты (ЭС) с напылением.
Энергосберегающие или низкоэмиссионные стеклопакеты способны повысить энергоэффективность пластиковых окон. Они снижают теплопотери, улучшают микроклимат в помещении и сокращают проникновение уф-лучей извне.
Принцип действия этих стеклопакетов основан на отражении длинных инфракрасных волн. За счет этого в помещении теплее зимой и прохладнее летом. При этом солнечный свет легко проникает через напыление.
Принцип действия энергосберегающих стеклопакетов
Характеристики энергосберегающих стеклопакетов
Одно из стекол ЭС — низкоэмиссионное. Оно медленнее поглощает и теряет тепло, чем обычное, и отражает обратно в помещение до 90% тепловой энергии. Что в 1,5-2 раза снижает теплопотери. Для сравнения: сопротивление теплопередаче однокамерного стеклопакета с обычными стеклами — 0,32, энергосберегающего — 0,59.
Низкоэмиссионное стекло позволяет использовать в жилых помещениях однокамерные стеклопакеты, состоящие всего из двух стекол, что облегчает монтаж, и снижает вес конструкции окна. При этом сопротивление теплопередаче будет выше, чем у обычного двухкамерного.
Пространство между стеклами в ЭС заполняется сухим воздухом или инертными газами, преимущественно аргоном или криптоном. Газ, который не вступает в реакции, позволяет улучшить теплоэффективность еще на 5-7%.
Для герметичности дистанционная рамка по всему периметру обрабатывается герметиком. Для энергосберегающих конструкций этот этап производства особенно важен, так как если изделие разгерметизируется, то свойства напыления могут быть сведены к нулю. Внутри рамки находятся гранулы, поглощающие остаточную влажность из пространства между стекол.
Виды низкоэмиссионных стеклопакетов
Энергосберегающие конструкции производятся с использованием разных покрытий и технологий их нанесения:
- K-стекло. Получают путем пиролиза — нанесения на горячее стекло оксидов индия и олова (InSnO2). Остывая, стекло прочно соединяется с металлической пленкой. Такое покрытие устойчиво к механическим повреждениям и не требует особенных условий хранения и транспортировки. Покрытие K-стекла называют «твердым». Использование этого метода получения низкоэмиссионного стекла было первым в этом направлении. Стеклопакеты с таким стеклом сокращают потери тепла зимой на 30%.
- I-стекло. Получают путем плазменного напыления в вакууме двух-трех слоев диэлектрика серебра и одного слоя оксида титана, который служит защитой. Это покрытие называют «мягким», оно легко повреждается и вступает в химические реакции, поэтому покрытие i-стекла всегда обращено внутрь изделия, а хранение и транспортировка таких стекол до сборки и герметизации стеклопакета требуют вакуумной среды. Главное преимущество низкоэмиссионного i-стекла заключается в способности отражать до 90% тепла.
Эксплуатационные характеристики этих покрытий различаются. K-стекло уступает i-стеклу по способности отражать тепловое излучение и сохранять тепло внутри помещения. Но первое более устойчиво к износу. При повреждении изделия и его разгерметизации покрытие из серебра окисляется под действием воздуха и теряет свои свойства.
Важно! Радужные разводы на поверхности энергосберегающего стекла — признак производственного брака или разгерметизации стеклопакета.
На стеклопакете с низкоэмиссионным покрытием почти не появляется конденсат, так как температура поверхности внутреннего стекла всегда приближена к комнатной. Появление влаги возможно только при высокой влажности и низкой температуре воздуха в помещении.
Нанесение энергосберегающего покрытия почти не сказывается на светопропускной способности. Его присутствие внешне незаметно. Но все же i-стекло пропускает чуть больше света, чем K-стекло.
В энергосберегающем варианте производят как однокамерные, так и двухкамерные стеклопакеты. Для умеренного климата достаточно конструкции из двух стекол, в регионах с суровыми зимами рекомендуется устанавливать стеклопакеты из трех стекол.
Маркировка
Основная информация о технических параметрах указывается в документации и иногда на дистанционной рамке в виде маркировки (формулы), которая содержит сведения о количестве стекол, их толщине, расстоянии между стекол, виде газонаполнения и наличии дополнительных покрытий. Маркировка однокамерного энергосберегающего стеклопакета по ГОСТ 24866-2014 может выглядеть следующим образом: 4M1-Ar10-И4. Где:
- 4М1 — толщина 4 мм, марка стекла – М1;
- Ar10 — газонаполнение аргоном, расстояние между стеклами 10 мм;
- И4 — низкоэмиссионное стекло с «мягким» покрытием толщиной 4 мм.
«Твердое» покрытие обозначается литерой «К». При использовании осушенного воздуха вид газонаполнения не указывается.
Преимущества и недостатки
Энергосберегающие стеклопакеты энергоэффективнее обычных однокамерных и двухкамерных. При этом, если приобретать однокамерные ЭС, то по стоимости они будут почти аналогичны простым двухкамерным. Сохранение тепла — главной плюс низкоэмиссионных стекол. Разница между температурой разных стекол при температуре воздуха на улице -26°С и температуре внутри помещения +20°С показана в таблице.
| Тип стеклопакета | Температура внутреннего стекла |
| Обычный | +5°С |
| K-стекло | +11°С |
| I-стекло | +14°С |
Преимущества установки энергосберегающих конструкций:
- Отражают уф-лучи снаружи здания, что продлевает срок эксплуатации внутренней отделки, мебели и текстиля, так как их поверхность меньше выгорает.
- Однокамерный стеклопакет с низкоэмиссионным стеклом легче обычного двухкамерного, что снижает нагрузку на фурнитуру и петли, уменьшает провисание поворотно-откидных створок.
- Меньше подвержены конденсату.
- Сокращают расходы на отопление и кондиционирование помещений.
- Нанопокрытие почти незаметно и не влияет на светопропускную способность. Максимальное сокращение проникновения света с улицы — 5%.
- Создают благоприятный микроклимат для растений на подоконнике.
- Наличие энергосберегающего напыления не оказывает влияния на сложность монтажа и эксплуатации.
- Поверхность внутреннего стекла относительно теплая на ощупь даже зимой.
- Это оптимальный вариант для суровой российской зимы.
Среди недостатков ЭС чаще всего упоминают их высокую стоимость, но даже если приобрести их дороже на 20-30%, чем обычные стеклопакеты, то разница в цене окупит себя уже в первую зиму. Также отмечают такой недостаток, как потеря свойств при разгерметизации, но и обычный стеклопакет с повреждениями подлежит замене. Существенных минусов у энергосберегающих конструкций нет. Но пока не известно как способны сохранять свои свойства ЭС через 15-20 лет эксплуатации, так как достоверных исследований и испытаний не проводилось. Производители указывают гарантию эффективности равную сроку эксплуатации окон ПВХ — около 20-25 лет.
Мультифункциональные и энергосберегающие стекла: в чем разница
Главное отличие энергосберегающего стеклопакета от обычного — возможность отражать тепловое излучение, тем самым сохранять тепло. Но производятся их еще более эффективные аналоги — мультифункциональные стеклопакеты или iM-стекла. Из аббревиатуры ясно, что это усовершенствованный последователь i-стекла. iM — это многофункциональное стекло, которое сочетает сразу несколько свойств и характеристик: теплосбережение, тонирование, армирование. Покрытие состоит из нескольких слоев:
- Нижний и верхний определяют оттенок изделия, тонируют или придают зеркальный эффект. Состоят из оксидов и нитритов.
- В центре слой, отражающий тепловое излучение. Состоит из серебра или хрома.
- Защитный слой для предотвращения повреждений «мягкого» энергосберегающего напыления.
Мультифункциональные стекла выполняют функцию сохранения тепла, защищают от яркого солнца и взглядов прохожих, декорируют окно и делают его более прочным.
Какой стеклопакет лучше выбрать энергосберегающий или многофункциональный, зависит только от личных предпочтений. Первый также хорошо снижает теплопотери, но у второго варианта больше возможностей.
Как отличить от обычного
Визуально разница между ЭС и обычным стеклопакетом не видна. Определить незначительные различия в оттенке невооруженным взглядом способен только специалист с большим опытом. Но проверить соответствие изделия заявленным свойствам необходимо, чтобы избежать обмана. Есть несколько простых способов, которыми можно обнаружить наличие или отсутствие низкоэмиссионного напыления:
- Поднести к стеклопакету пламя (свечу, зажигалку, спичку). Одно из отражений на стеклах будет отличаться красноватым оттенком. У обычного стеклопакета все отражения будут иметь одинаковый цвет.
Отражение пламени в стеклопакете.
- С помощью специального устройства — детектора покрытия на стекле. В зависимости от модели прибор может указывать только наличие покрытия и его расположение или определять тип покрытия.
Детектор покрытия. - С помощью тепловизора. Но этот метод проверки возможен только если конструкция уже установлена, а температура на улице значительно ниже комнатной.
Тест тепловизором.
Дополнительные гарантии того, что будет установлен действительно энергосберегающий стеклопакет: надежная компания-изготовитель и рекомендательные отзывы, указание формулы в документации и маркировки на внутренней стороне дистанционной рамки.
Какой стороной устанавливать
Энергосберегающий стеклопакет устанавливается так же как и обычный, сложность только в том, чтобы поставить его в раму правильной стороной. Какая из сторон правильная, не решили еще даже сами производители. Многие утверждают, что в случае с i-стеклом это вовсе не имеет значения.
Мультифункциональные стеклопакеты выполняют несколько задач и среди них отражение солнечного света и устойчивость к ударам, поэтому их всегда ставят стеклом с напылением на улицу. Изделия с «твердым» покрытием также рекомендуется монтировать стороной с напылением ближе к улице.
Исследования и эксперименты показывают, что стекло с напылением из серебра должно быть обращено внутрь помещения — так теплопотери меньше. Но если поставить его неправильно, то серьезных последствий не будет. В двухкамерных энергосберегающих стеклопакетах иногда ставят два i-стекла, тогда они монтируются любой стороной.
Рекомендованную производителем сторону установки можно обнаружить в формуле: ее записывают в последовательности от наружного стекла к внутреннему, и именно в таком положении стеклопакет должен быть установлен в раму. Для удобства некоторые производители помечают внутреннюю сторону наклейкой с соответствующей информацией.
Энергосберегающий стеклопакет — это возможность дополнительно сэкономить на отоплении и сделать пребывание в квартире более комфортным в любое время года. Но важно понимать, что даже самый энергоэффективный стеклопакет не спасет ситуацию, если окна установлены с нарушениями, и тепло теряется через откос или щели между рамой и створкой.
Внимание! У нас вы можете приобрести энергосберегающий стеклопакет в составе окна почти по цене обычного. Стоимость окна вырастет всего на 1%. Убедится можете, посчитав цену на нашем калькуляторе.
Источник
Стеклопакеты и их теплопередача (мифы и заблуждения).
Ещё не так давно бытовало мнение, что любое окно – это, считай, дыра в стене, которая обходится владельцу дома гораздо дороже, чем сама стена! Причём как на этапе строительства, так и на этапе эксплуатации строения. Если обратить внимание на деревенские дома – окошки всегда довольно маленькие – это самая холодная и продуваемая часть дома. Сейчас времена уже другие, в окнах стоят герметичные стеклопакеты и никаких бумажных лент на клейстере, возле окон не гуляют ветры. Но насколько изменились тепловые характеристики окон? Почему они вдруг стали теплее и самое важное – насколько именно они стали теплее?
Согласно норм строительной теплотехники, заполнения световых проёмов должны были иметь. В зависимости от градусо-суток отопительного периода коэффициент требуемого сопротивления теплопередаче для окон, балконных дверей, витрин и витражей изменяется от R = 0,3 до R = 0,8 м²·°С/Вт (СП 50.13330.2012).
Теплопотери в окнах складываются из двух величин: теплопередача самого стеклопакета;
теплопередача оконной рамы и места примыкания стекла к раме.
Оконных рам существует великое множество как по профилю, так и по бренду, но материалом для изготовления рам в основном служат: ПВХ пластик, древесина, алюминий. ПВХ и Алюминевые профили для оконных рам – это отдельная большая тема! Рассматривая конструкции этих профилей понимаешь, что инженеры потрудились на славу. Деревянные немного проще, но не менее интересны.
Величина теплопотерь через оконную раму зависит не столько от материала, сколько от конструктивного решения самого профиля. Сколько воздушных замкнутых камер, каковы способы борьбы с конвекцией воздуха в этих камерах, отведение конденсата из пазов и прочее.
Стеклопакеты состоят из двух и более стёкол, скреплённых (склеенных) между собой по контуру с помощью дистанционных рамок и герметиков. Рамки бывают металлическими или пластиковыми и, конечно, тоже влияют на общую картину теплопотерь, но это немного другая история! Стеклопакет представляет собой одну или несколько герметичных камер, заключённых между стёклами. Согласно ГОСТ 24866 стеклопакеты можно классифицировать:
По количеству камер. Между каждыми двумя стёклами образуется пространство, называемое камерой. В связи с этим стеклопакеты подразделяют на однокамерные (два стекла), двухкамерные (три стекла) и т. д.
По ширине. Ширина стеклопакета – это полная ширина блока вместе со стеклянной и воздушной частью. Встречаются стеклопакеты шириной 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36, 40, 42, 44 мм и др.
По типам применяемого стекла: обычное; энергосберегающее – стёкла с низкоэмиссионным покрытием (с твёрдым или мягким покрытием – также известны как К или I-тип); шумозащитное – триплекс; солнцезащитное – тонированное стекло в массе или тонированное пленкой; ударопрочное – стекло триплекс с высоким классом защиты.
Маркировка стеклопакета – стекло/марка – дистанция/наполнение – стекло/марка. Маркировка всегда начинается с внешнего стекла, обращённого на улицу.
Пример: 4M0-16-4M1-12Ar-4K — 4 мм стекло марки М0, 16 мм воздушная камера, 4 мм стекло М1, 12 мм дистанция, заполнение камеры аргоном, 4 мм К-стекло.
Стёкла марки М изготавливают методом вытяжки. Цифра после М – допустимые дефекты, чем меньше цифра – тем меньше дефектов.
Стёкла марки F – флоат стёкла, которые производятся при помощи раскалённого олова, в результате чего получается идеально гладкая поверхность с двух сторон.
Стёкла с обозначением К – энергосберегающие низкоэмисионные стёкла с твёрдым покрытием, нанесённым непосредственно в процессе изготовления стекла.
Стёкла с обозначением I – энергосберегающие низкоэмисионные стёкла с мягким покрытием, нанесённым спецоборудованием в условиях вакуума.
Стёкла марки S – это окрашенные в массе стёкла, производимые путём флоат-процесса при помощи добавления в сырьё оксидов металлов. Интенсивность цвета и солнцезащитные характеристики варьируются в зависимости от толщины стекла. Такое стекло бывает следующих оттенков: бронзовый, зелёный, серый, голубой.
Триплекс – это многослойное стекло, склеенное между собой полимерной плёнкой. Преимущество этого стекла в том, что при ударе такое стекло не разлетается на мелкие осколки, а удерживается на плёнке.
Ширина камеры (звукоизоляция).
Если однокамерное стекло обычно рассчитывается по формуле 4-16-4 (где 4 мм — стекло, 16 мм межстекольное пространство), то для двухкамерного стеклопакета формула уже другая. Здесь вступает в действие вопрос шума: чтобы шум гасился наиболее эффективно, расстояния между стеклами в одном блоке должны быть разными. Формула может быть следующей 8-18-6-20-8. На шумозащиту ширина дистанции оказывает большое влияние; чем шире, тем выше звукоизоляционные свойства стеклопакета + разность размера камер. Ощутимый результат дает применение триплекса и более толстых стёкол.
Энергосберегающие стёкла подразделяются на 2 вида:
К-стекло (Low-E) твёрдое покрытие – твердость достигается за счёт того, что напыление оксидов металлов, которое наносится на плоскость горячего стекла, сплавляется с этим стеклом. В большинстве случаев оно устанавливается в стеклопакетах с внутренней стороны помещения. Установлено, что теплоизоляционные характеристики оказываются выше на 20%, а фурнитура обычно служит на 30% дольше.
I-стекло (Double Low-E) мягкое покрытие – данный тип стекол производится методом напыления специального энергосберегающего покрытия, преимущественный состав которого состоит из окисей металлов. Это делает I-стёкла более прозрачными в отличие от K-стекол. Энергосберегающее I-стекло обладает светопропускающими характеристиками, практически ничем не отличающимися от обыкновенных стекол. Однако при этом стёкла мягкого покрытия отличаются более лучшими теплозащитными показателями. Так, например, при температуре окружающей среды в -26°С и при температуре внутри помещения +20°С, температура энергосберегающего стекла с мягким покрытием будет равна +14°С, в то время как температура простого обыкновенного стекла не превысит +5°С, а температура низкоэмиссионного К-стекла составит +11°С. Подобный тип стекол чаще всего монтируются внутри стеклопакета, то такой недостаток практически не оказывает влияния на эксплуатационные характеристики.
Теплопотери стеклопакетов происходят по трём направлениям:
Тепловое излучение – строительные материалы обладают большей или меньшей способностью излучать теплоту (все строительные материалы). Формула показывает, что интенсивность излучения резко возрастает с повышением температуры поверхности тела.
Величина коэффициента излучения зависит от химического состава излучающего вещества, а также от характера обработки излучающей поверхности. Полированные поверхности имеют значительно меньший коэффициент излучения, чем шероховатые поверхности того же материала. Потери, вызванные тепловым излучением составляют 2/3 всех тепловых потерь в стеклопакетах. Их можно уменьшить на 96% при использовании так называемых энергосберегающих стёкол, суть которых состоит в том, что на их внутреннюю поверхность нанесено тончайшее покрытие из оксидов металлов (толщиной в десятки нанометров), которое практически незаметно на глаз, но весьма эффективно отражает инфракрасное излучение.
Теплопроводность – величина теплосопротивления для стекла толщиной 4 мм R = 0,004/0,76 = 0,005 м²·°С/Вт. При требуемой величине R = 1 стекло практически не оказывает никакого влияния. Камера между стёклами – это и есть основной и единственный утеплитель в стеклопакетах. Чаще всего в камерах находится воздух, однако для улучшения характеристик сопротивления теплопередаче внутрь стеклопакета могут быть закачаны другие газы, имеющие меньшую теплопроводность – углекислый газ, аргон, ксенон, криптон, их смеси и др. Одноатомные газы с большим молекулярным весом резко снижают теплопроводность стеклопакета. Существует технология по изготовлению стеклопакетов с вакуумной прослойкой, но она достаточно редка. При такой технологии два стекла отстоят друг от друга на расстоянии менее миллиметра, а для предотвращения их слипания между стёклами находятся распорки (пиллары) из металла или стеклокерамики с шагом 2–4 см.
При повышенной влажности теплопроводность повышается в несколько раз, поэтому в дистанционных рамках по периметру стеклопакетов обычно устанавливают осушители. Ну не только поэтому, ещё и с конденсатом нужно бороться.
Конвекция – существует распространённое заблуждение, что чем больше будет ширина воздушной (газовой) прослойки, тем теплее стеклопакет. Это не совсем так! С ростом межстекольного пространства до ~16 мм (в каждой камере) теплоизоляционные характеристики стеклопакета растут, но свыше 24 мм начинают ухудшаться, в силу роста конвективной теплопередачи в межстекольном пространстве. Воздух, нагреваясь возле внутреннего стекла поднимается вверх, а охлаждаясь возле наружнего стекла опускается вниз. Чем больше будет дистанция между стёклами, тем слабее будут взаимодействовать оба этих потока воздуха (газа) в центральной части стеклопакета. Это значит, что воздух будет сильнее нагреваться возле внутреннего стекла и больше отдавать тепла наружному стеклу – это и есть явление конвекции.
Количество теплоты, передаваемой конвекцией, зависит от характера движения газообразной среды, ее плотности, вязкости и температуры, состояния поверхности твердого тела, величины температурного перепада между воздухом и поверхностью и пр.
Предлагаем изучить уже вычисленные и проверенные данные в соответствии с табличкой ниже
Даже простой стеклопакет из двух стёкол уменьшает потери тепла по сравнению с традиционным двойным остеклением на 30-40% и снижает уровень шума в полтора раза. Так-же интересно видеть, что однокамерный стеклопакет с одним I-стеклом заметно теплее, чем двухкамерный, но с обычными стёклами! Ну и как отмечено в примечаниях к таблице – заполнение аргоном или другим инертным газом практически не даёт эффекта без использования энергоэффективных стёкол!
Очень распространено применение энергосберегающего стеклопакета. Его преимущество перед обычным заключается в том, что значительно снижаются энергозатраты на отопление помещений, уменьшаются теплопотери (по своим теплосберегающим свойствам он превосходит обычный в 21 раз), и всё это приводит к большему климатическому комфорту для людей. Благодаря высокой теплоизоляции можно избежать неприятных холодных потоков воздуха около окна. Температура поверхности внутреннего стекла становится сравнимой с температурой внутри здания.
Исходя из вышесказанного следует следующее, что установив хороший стеклопакет с сопротивлением теплопередаче 1,55 (м2*С)/Вт Вы получаете стену равную :
– 27 см дерева
-96,5 см кирпичной кладки в два кирпича
-8,8 см минераловатной плиты
-33, 2 см газо/пенобетон 600
-21,6 см газо/пенобетон 400
Итого, подводим итоги, на сколько может быть теплым ваш дом, даже если он на 30% состоит из правильно подобранного стекла (стеклопакета). стекла. Делаем выводы и не боимся строить красивые и современные домики в стиле «фахверк».
Источник