Енергозберігаючі вікна

Що таке зимові холоди, населення України знає не з чуток. Звичайно, зимова погода раз на раз не доводиться, не завжди її супроводжують тріскучі морози. Але, з іншого боку, хіба сльотава зима краще? На вулиці все одно холодно, сиро, холодно … І так приємно прийти додому, особливо, якщо там тепло і затишно. Сьогодні теплозахисні та енергозберігаючі функції вікна дуже важливі для споживачів, адже через вікна, в залежності від типу будинку, втрачається від 37% до 56% (квартири, розташовані в торці будинку) тепла.

З урахуванням нинішніх тарифів на комунальні послуги, питання про збереження тепла і економії грошей на опаленні стає найбільш актуальним. Для початку треба зрозуміти, що можна зробити своїми силами. Наприклад, при всьому бажанні житель багатоповерхового будинку не зможе утеплити зовні стіни своєї окремо взятої квартири. Але він може встановити енергозберігаючі вікна.

Теплозберігаючі властивості вікон багато в чому залежать від типу і якості профілю, але він займає лише невелику частку площі віконного прорізу. Все інше простір становить склопакет, і саме його характеристики визначають, наскільки комфортно буде в будинку взимку.

Існує кілька шляхів втрати тепла і способів їх зниження:

• Теплопровідність самого скла.

Знизити втрати в цьому випадку можна збільшенням кількості стекол у віконній системі. Наприклад, в деяких 9 і 16-поверхових будинках, побудованих в кінці минулого століття, встановлювалися дерев’яні рами з 3-ма листами скла.

• Втрати тепла, обумовлене конвекцією повітря.

Ця проблема була вирішена в результаті створення герметичного склопакета.

• Інфрачервоне випромінювання.

На його частку припадає до 70% втрат тепла. В даному випадку єдиний спосіб зниження втрат – це використання нізкоеміссионного (Low-E) скла, на одну з поверхонь якого нанесено спеціальне покриття. Таке покриття безперешкодно пропускає в приміщення короткохвильове сонячне випромінювання, яке нагріває меблі та інші предмети, але відображає всередину будівлі довгохвильове (інфрачервоне) випромінювання, що виходить від нагрітих предметів і нагрівальних приладів, виключаючи тим самим променеві втрати тепла через прозорі огороджувальні конструкції.

Деякі рекомендації:

• Фахівці рекомендують встановлювати вікна з профілю з великою кількістю камер, наприклад, з п’ятикамерного профілю шириною не менше 70 мм. Опір теплопередачі такої системи становить:

• 0,78 м2 * 0С / Вт (з підсилювальним вкладишем);

• 0,82 м2 * 0С / Вт (без підсилювального вкладиша);

• розрахункове опір теплопередачі вікон в порівнянні з вікнами з трикамерних профілів шириною 60 мм зростає на 0,03 м2 * 0С / Вт (при співвідношенні площі скління до площі вікна 0,7). Перші сертифікаційні випробування показали, що насправді це значення набагато вище.

• У теплих вікнах повинен бути встановлений енергозберігаючий склопакет з низькоемісійним покриттям. Також можна поставити двокамерний склопакет (з трьома стеклами) шириною від 36 мм, а краще – 40 мм.

• Монтаж вікон треба виконати відповідно до нормативних вимог. Чим ширше шов примикання вікна до стіни, тим він тепліше. Тому ширина сучасних профілів повинна бути не менше 70 мм.

• Також рекомендується склити балкон або лоджію, так як це дозволить створити тепловий буфер перед квартирою. Температура повітря в заскленій лоджії завжди на 7-10 градусів вище, ніж на вулиці. До того ж, якщо лоджія виходить на сонячну сторону, то стіна будинку нагрівається сонячними променями і потім довго віддає закумульоване тепло в квартиру. Найбільш оптимальним варіантом є розсувні пластикова або алюмінієва конструкція.

Енергозберігаючі вікна

Енергозберігаюче скло – це скло з тонким, практично непомітним покриттям, що володіє властивостями пропускати видиме світло і сонячне теплове випромінювання – інфрачервоне короткохвильове. А інфрачервоне короткохвильове випромінювання, джерелом якого є предмети, нагріті до кімнатної температури, відображає назад – в приміщення.

Оскільки втрати тепла в чому відбуваються саме через вікна, виробники розробили спеціальні покриття для скла, пропускають видимий спектр світла, але утримують теплове випромінювання. Ці покриття наносяться безпосередньо при виготовленні скла, або після виготовлення. Залежно від способу нанесення покриття можуть бути:

• тверді (нанесення при виготовленні скла): вони набагато стійкіше до зовнішніх чинників, але гірше відображають інфрачервоні теплові промені;

• м’які (наносяться на вже готове скло): вони краще відображають інфрачервоні теплові промені, тому що мають більший коефіцієнт відображення). Однак м’яке покриття погано переносить вплив вологи, тому скло з ним потрібно відразу встановлювати в склопакет, напиленням всередину.

Випромінювальна здатність скла позначається буквою Е. Для порівняння, у звичайного скла Е = 0,83, а у скла з низькоемісійним оптичним покриттям Е = 0,2 або навіть Е = 0,004. В останньому випадку скло відображає в приміщення до 90% теплової енергії, що дозволяє істотно скоротити витрати на опалення житла.

Таким чином, щоб вирішити проблему втрати тепла через вікна, необхідно установітьстеклопакети з енергозберігаючим склом, яке перешкоджає виходу тепла на вулицю, перєїзлучить (тобто, відображаючи) його назад в кімнату. Це відбувається завдяки тому, що поверхня такого скла покрита тонким шаром окислів металів (k-скло) або шарами, що чергуються срібла і діелектриків (i-скло).

Низькоемісійним вікна

Додання енергозберігаючих властивостей склу пов’язано з нанесенням на його поверхню низькоемісійних оптичних покриттів, а саме скло з таким покриттям одержало назву низькоемісійного. Ці покриття забезпечують проходження в приміщення короткохвильового сонячного випромінювання, але перешкоджають виходу з приміщення довгохвильового теплового випромінювання, наприклад, від опалювального приладу. Така вибірковість отримала назву емісійна здатність (скла з такими покриттями ще називають «селективними стеклами»). Чим нижче емісійна здатність скла, тим вище його енергозберігаючі властивості.

Селективні і неселективні покриття стекол

Солнцеотражающіе покриття діляться на дві основні категорії – неселективні (відбивають сонячну радіацію в усьому спектрі сонячного випромінювання) і селективні (пропускають видиме світло і відображають інфрачервоне випромінювання з довжиною хвилі близько 0,78 мкм, куди відноситься і теплове випромінювання). Все селективні покриття відносяться до категорії «м’яких покриттів».

Енергозберігаючі склопакети володіють рядом незаперечних переваг:

  • Покращена теплоізоляція однокамерного склопакета з енергозберігаючим склом у порівнянні з двокамерним склопакетом зі звичайним склом.
  • Економія коштів. Енергозберігаючі однокамерні склопакети значно дешевші за двокамерні і економлять заощадження на додатковий обігрів приміщення.

Завдяки невеликій вазі в порівнянні із двокамерними склопакетами, енергозберігаючі однокамерні склопакети створюють менше навантаження на фурнітуру стулки, продовжуючи тим самим термін використання пластикового вікна.
Охороняють від вицвітання шпалери, картини, килими.
Комфортний мікроклімат в зоні вікна. Оскільки поверхню склопакета тепла, зона вікна найкращим чином підходить для створення робочого місця або розведення квітів (при температурі на вулиці -26 0С, в приміщенні температура залишає +20 0С; температура на поверхні скла – у звичайного склопакета +4,7 0С, у енергозберігаючого склопакета +14 0С).

Детальніше про твердій і м’якій покритті к-скло (скло з твердим покриттям)

Однією з різновидів енергозберігаючих стекол є к-скло (скло з твердим покриттям, зване також склом з «твердим покриттям» або склом Hard Coating). Таке скло має покриття на основі оксиду олова (напівпровідниковий покриття), яке наноситься безпосередньо на одній зі стадій виробництва флоат-скла за технологією on-line ( «на лінії», англ.)

К-скло значно зменшує теплопровідність вікна. Склопакет з двох шарів такого скла, заповнений усередині інертним газом, захистить від холоду так само, як цегляна стіна товщиною в 68 см.

К-скло найбільш поширене завдяки простоті виготовлення, високою теплоізоляції і нейтральному кольором. Його зазвичай встановлюють всередині склопакета, тому що, відбиваючи теплову енергію, воно нагріває повітря в камерах і перешкоджає появі конденсату. При цьому здатність скла пропускати світло практично не змінюється, а втрати тепла зменшуються майже в три рази. к-скло може поєднувати в собі різні функції, його можна зробити сонцезахисним, ударостійким і безпечним.

Переваги к-скла:

  • хороші теплоізоляційні властивості (Ro = 0,58 м2К / Вт);
  • зменшення тепловтрат взимку;
  • зменшення внутрішньої конденсації;
  • високе світлопропускання;
  • нейтральна забарвлення в прохідному і відбитому світлі;
  • тверде і довговічне Піролітичне покриття;
  • може піддаватися наступній обробці: моллірування, ламінування та загартовування.

Переваги склопакетів з енергозберігаючим к-склом:

При збірці склопакетів з твердим покриттям відсутня ряд технологічних операцій, наприклад, зняття покриття з кромки скла на ширину близько 10 мм по всьому периметру листа скла, що забезпечує необхідний рівень адгезії герметика до скла в зоні примикання до дистанційної рамки.
Скло з твердим покриттям може експлуатуватися в віконних системах з одинарним склінням, а скла з м’яким покриттям – тільки в складі склопакета.

І-скло – скло з м’яким покриттям

Наступним кроком в технологічних розробках стало i-скло (скло з м’яким покриттям, зване також склом Soft coating). Таке скло має покриття на основі срібла, яке наноситься на вже готове флоат-скло за технологією off-line ( «поза лінією», англ.) І утримується на склі силами молекулярної взаємодії. Це робиться за допомогою складного і дорогого обладнання в вакуумному середовищі.

Товщина покриття складає кілька сотих міліметра, і воно практично не помітно для людського ока. i-скло відмінно пропускає сонячне світло, не знижуючи освітленості приміщення, і відображає теплові хвилі. Для збереження покриття і властивостей скла його встановлюють всередині склопакета, де воно захищене від вологи і дії абразивних частинок пилу, що літають в повітрі.

І-скло, в порівнянні з до-склом, має поліпшені показниками теплозахисту. Наприклад, при зовнішній температурі -26 0С і температурі в приміщенні +20 0С температура на поверхні скла усередині приміщення буде у звичайного склопакета +5 0С, у склопакета з до-склом +11 0С, а у склопакета з i-склом +14 0С.

При установці в раму однокамерного склопакета зі звичайним склом взимку в нижній частині вікна буде з’являтися волога, а вікно буде пітніти тим більше, чим більше вологість в приміщенні, де воно встановлено.

Переваги i-скла:

  • максимальні енергозберігаючі характеристики;
  • має високу світлопроникністю;
  • має низьку світловідбиваючої здатністю;
  • зменшення внутрішньої конденсації.

Переваги склопакетів з енергозберігаючим i-склом:

і-скло відбиває довгохвильові теплові промені у бік їх випромінювача (тобто взимку в сторону квартири, де працюють опалювальні прилади, а влітку в сторону вулиці, де знаходяться нагріті сонцем камені, асфальт і т.д.), що значно знижує витрати на опалення взимку і на кондиціонування влітку. Тобто покриття залишає тепло там, де його більше. Теплоізолююча здатність склопакета з i-склом значно вище в порівнянні з двокамерним склопакетом.

Вага такого склопакета на 10 кг на 1 м2 склопакета нижче в порівнянні з двокамерним, що значно знижує навантаження на фурнітуру стулки вікна і збільшує термін її експлуатації.

Оскільки температура на поверхні склопакета з i-склом вище, ніж на поверхні звичайного скла, це зменшує ймовірність випадання конденсату на склі. Також і-скло перешкоджає вигоранню оббивки і предметів інтер’єру. При цьому його прозорість порівнянна з прозорістю звичайного скла.

Що дає установка вікон з енергозберігаючим склопакетом з i-склом?

  • + 25% тепла – коефіцієнт опору теплопередачі однокамерного склопакета з i-склом становить 0,59, в той час як двокамерного склопакета зі звичайним склом – 0,47.
  • – 30% ваги – склопакет з i-склом (2 скла) на 30% легше двокамерного (3 скла), за рахунок чого збільшується термін експлуатації віконної фурнітури.
  • + 3% світла – в порівнянні з двокамерним склопакетом.
  • Легкість в обслуговуванні – i-скло не вимагає додаткового догляду.
  • Захист від сонця – захист інтер’єру від негативного впливу сонця.

Характеристики теплопровідності деяких склопакетів

Формула стеклопакетаКоэффициент сопротивления теплопередаче окна, R (м2 °С/Вт)
4-16-40,35-0,4
4-10-4-10-40,54-0,56
4i-16-40,65-0,67
Необходимая нормативная величина, не менее0,5

 

Величина R = 0,5 (м2 ° С / Вт) означає, що при різниці температур з двох сторін склопакета, що дорівнює 1 ° С, через 1 м2 йде 2 Вт тепла. Якщо різниця температур досягає 10 ° С, то через 1 м2 йде 20 Вт тепла.

Відповідно до ДСТУ Б В.2.6 – 24-2001, чинним в Україні з 01.01.2001 р, та ДСТУ Б.В.2.6.-15-99, що діє в Україні з 03.12.1999 р, опір теплопередачі в віконних блоках має прийматися відповідно до вимог СНИП II-3 не менше 0,5 м2 ° с / Вт для першої кліматичної зони України (до якої, зокрема, відносяться Київ, Харків, Суми, Черкаси, Тернопіль, Донецьк, Чернігів, Полтава, Кіровоград, Донецьк, Луганськ та ін.

Товщина скла, які встановлюються в склопакет, не робить ніякого впливу на його теплоізоляційні властивості, а зовнішнє скління в одне скло може бути застосоване виключно для неопалюваних приміщень – холодних балконів, вітрин і т.д.

До 1994 р стінові огороджувальні конструкції зводилися з цегляної кладки товщиною 510 мм або з керамзитних панелей щільністю 1200 кгм2 і товщиною 320 мм або з бетонних тришарових панелей загальною товщиною 200-250 мм з утеплювачем товщиною 50-100 мм. Норми 1994 р зажадали докорінної зміни в конструкції вікон. Опір теплопередачі зі значення 0,3-0,36 (м2кВт) нормативно було підвищено до 0,45-0,5 (м2кВт), що забезпечується при застосуванні однокамерних склопакетів з енергозберігаючим склом або двокамерних склопакетів в обрамленні теплих профілів.

Заповнення камери склопакета інертними газами

Дуже часто разом із застосуванням низькоемісійного скла для поліпшення теплозахисту камери склопакета заповнюються інертними газами: аргоном або криптоном. Ці гази є ще кращими теплоизоляторами, ніж повітря, і дозволяють без збільшення кількості стекол домагатися прекрасних результатів. Зрозуміло, для збереження властивостей склопакета його камери повинні бути абсолютно герметичними і не допускати витоку газів.

Підводимо підсумки

Металопластикове вікно, виготовлене з використанням звичайного двокамерного склопакета, поступається теплозбереження вікна, виготовленому з використанням однокамерного склопакета, в якому встановлено одне нізкоеміссионноє (енергозберігаюче) скло.

Покриття вільно пропускає сонячну короткохвильову енергію в приміщення, в той же час відображає довгохвильове теплове випромінювання, наприклад, від нагрівальних приладів, всередину приміщення, не даючи йому піти назовні.

Таким чином, застосування низькоемісійного скла помітно скорочує тепловтрати, дозволяючи економити на обігріві приміщень. Зокрема, теплозберігаючі скла дозволяють скоротити втрати енергії більш ніж на 70%.