Энергосберегающие окна

Особенностью окон с функцией энергосбережения является способность отражать тепловые волны, исходящие от нагретых предметов, обратно в помещение, существенно снижая процент теплопотерь. Данный эффект достигается благодаря наличию в составе стеклопакета стекла с низкоэмиссионным покрытием. Сегодня существует два вида такого покрытия – твердое (k-стекло) и мягкое (i-стекло). Последнее является более популярным ввиду его более высоких энергосберегающих характеристик. При производстве k-стекла применяются оксиды олова, а i-стекло изготавливается посредством нанесения оксидов серебра. Поскольку i-стекло может быстро разрушаться от механических или атмосферных воздействий, оно помещается непосредственно в стеклопакет.

Об эффективности энергосберегающих окон говорит тот факт, что стеклопакет с i-стеклом даже с одной камерой обладает б ольшим коэффициентом сопротивления теплопередаче чем обычный двухкамерный стеклопакет, а стоимость такого окна будет ниже.

Основными преимуществами энергосберегающих окон являются:

• высокий показатель теплоизоляции за счет отражения теплового излучения обратно в помещение;
• значительная экономия на обогреве помещения;
• препятствие выцветанию вещей;
• более низкий вес створки с однокамерным энергосберегающим стеклопакетом и при этом лучший показатель теплоизоляции сравнительно с обычным двухкамерным стеклопакетом.

Принцип действия

При выборе обычных окон большее внимание уделяется качеству профиля. У энергосберегающих окон главная роль отводится стеклопакету.

Сначала рассмотрим конструкцию «теплой» камеры:

• На внутреннее стекло наносится прозрачное покрытие с ионами серебра. Покрытие находится внутри камеры, т. е. «смотрит» на улицу. Это главный элемент энергоокна.
• В герметичную камеру закачивается высушенный воздух или инертный газ – аргон, криптон. Инертного газ повышает теплозащитные параметры примерно на 14 %.
• Ещё внутри камеры размещают гранулы, поглощающие влагу. Они предотвращают образование конденсата, губительного для серебряного напыления.
• Наружное стекло – стандартное.

Профиль для обрамления стеклопакета может быть из ПВХ, металопластика или дерева. Полимеры и обработанное дерево обеспечивают хорошую герметичность и теплоизоляцию.

Принцип действия однокамерного энергосберегающего стеклопакета: ионы серебра не пропускают инфракрасное излучение, отражают длинные волны, в том числе тепловые. Таким образом, через металлизированное покрытие проходит только излучение видимого (короткого) спектра. А тепло со стороны улицы и со стороны отопительных приборов отражается обратно.

По сути, энергостекло – это двустороннее зеркало, а весь стеклопакет идентичен термосу. В холодное время года «комнатное» стекло теплее «уличного» на 5-7 ОС.

Металлизированный слой может наноситься по двум технологиям:

• Твердая – к-стекло.
• Мягкая – i-стекло.

К-технология

К-стекло (Low-E) — первая технология нанесения металлизированного покрытия на поверхность самого стекла. Слой из ионов серебра наносится химическим способом (пиролиз) в процессе производства стекла и становится единым целым с ним.

Толщина напыления составляет от 0,4 до 0,6 мкм. Это тоньше волоса человека в 10 раз. Такое изготовление довольно сложное и затратное. Но покрытие невозможно повредить в процессе транспортировки и установки. Оно подходит даже для одиночного остекления.

I-технология

I-изделия (Double Low-E) со временем пришли на смену К-изделиям. Покрытие из оксидов металла наносят на готовое стекло в вакуумной среде.

Толщина слоя составляет всего от 0,08 до 0,12 мкм, что значительно меньше, чем в К-стекле. Теплоизоляция у таких изделий лучше, а светопропускная способность выше. Но напыление неустойчиво к механическим и химическим воздействиям. При транспортировке и хранении ему требуется вакуумная среда. Поэтому I-стекло и располагается внутри камеры – чтобы его невозможно было повредить, например, при мытье.

Инертный газ

Высушенный воздух плохо проводит тепло, так как в нем мало молекул воды – главных проводников тепла. Но в инертных газах они вообще отсутствуют. Теплоизоляция стеклопакета лучше, если в камеру закачан газ.

• Инертные газы абсолютно безопасны для человека и окружающей среды.
• Они не вступают в химические реакции с другими веществами, без запаха и цвета.
• Кроме низкой теплопроводности они также имеют лучшую шумоизоляцию.

Если герметичность стеклопакета нарушена, то газ улетучивается.

строение энергосберегающего стеклопакета

Обычные стеклопакеты имеют такое же строение, за исключением серебряного покрытия и наполнения аргоном. И эти 2 момента являются ключевыми:

* Серебряное покрытие

Серебряное напыление наносится на внутреннюю сторону стеклопакета и играет, своего рода, роль отражателя. При этом обладает способностью отражать и вредное инфракрасное излучение, и длинноволновое излучение. Визуально практически не различимо, поэтому на прозрачность металлопластиковых окон не влияет.

* Зачем нужен Аргон (Argon)

Аргон – это инертный газ, который предохраняет серебро от окисления в процессе взаимодействия с воздухом, т.е. препятствует разрушению энергосберегающего покрытия стеклопакета. Но это не единственная цель, преследуемая производителями металлопластиковых окон и стеклопакетов к ним. Аргон также:

1. Повышает уровень звукоизоляции, т.к. его динамический модуль упругости выше, чем у воздуха.
2. Повышает уровень теплоизоляции за счёт следующих показателей:

1. Из таблицы следует, что теплопроводность аргона ниже, чем воздуха, значит и теплоизоляция выше.
2. Теплоёмкость Аргона почти вдвое ниже, чем воздуха. Соответственно, теплоизоляция почти вдвое выше, т.к. чем больше теплоёмкость, тем больше тепла требуется затратить для нагревания какого-то определенного количества газа.
3. Динамическая вязкость отвечает за интенсивность конвекционных процессов. Чем она выше, тем газ менее активен (argon с греческого переводится как ленивый, неактивный), т.е. конвекционный путь теплопотерь значительно снижается.

При этом аргон абсолютно безвредный газ без цвета, запаха и вкуса, который вопреки заявлениям многих никуда не улетучится через полгода, т.к. с одной стороны этому препятствует серебряное покрытие (инертные газы не проходят сквозь металлы, тем более благородные), с другой – дистанционная рамка с двойным слоем изоляторов.

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.

Как рассчитать выгоду от установки энергосберегающего окна

Формула выгоды в рублях в час = площадь остекления (м) х стоимость Вт (руб.) х обратную величину разницы в сопротивлении теплопередаче в час (Вт/м кв. С) х разница температур

Для энергосберегающего окна площадью 1 кв. метр, с сопротивлением теплопередаче 0,8, при стоимости кВт 5 рублей, расчет будет следующий (в сравнении со стандартным окном с сопротивлением теплопередаче оконного блока примерно 0,5):

Зима (в помещении +20/ на улице -20): 1 х 0,005 х 1/(0,8-0,5) х 40 = 0,7 рублей/час

Лето (в помещении +20/ на улице +40): 1 х 0,005 х 1/(0,8-0,5) х 20 = 0,35 рублей/час

Экономия за год
Площадь остекления помноженная на количество холодных часов в сумме с жаркими — даст необходимую цифру.
Энергосберегающее остекление площадью 1 квадратный метр за год: за отопительный период 90 зимних дней (2160 часов) и период кондиционирования 30 жарких дней (720 часов) — составит:
Экономия за год: 1 х 0,7 х 2160 + 1 х 0,35 х 720 = 1764 руб.

Расчеты показывают полную окупаемость энергосберегающего остекления в первый год.

Плюсы и минусы

Стеклопакет с энергосберегающим стеклом, помимо главного достоинства, имеет еще несколько положительных характеристик:

• предотвращает выгорание мебели и покрытий;
• объем конденсата сведен к минимуму, его практически не видно;
• препятствует проникновению холодного воздуха;
• поддержание стабильной температуры в помещении.

Качества подобных изделий, которые относят к минусам, скорей стоит считать особенностями использования. Например, напыление I-стекол не устойчиво к механическим воздействиям, поэтому его всегда помещают внутрь стеклопакета. От кислорода может произойти его окисление, но поскольку энергосберегающие стеклопакеты имеют высокую герметичность, подобная ситуация практически исключена.

Более весомым недостатком считается их высокая цена, но он себя окупает в процессе использования. Они экономят до 50% энергии. Производители уверяют, что энергосберегающее покрытие стекла способно прослужить до тридцати лет, но пока подтверждению этому факту нет, поскольку изделие совсем недавно появилось в продаже.

Сравнение характеристик стеклопакетов

Энергосберегающие стекла и стеклопакеты. Как сделать окна утепленными

Энергосбережение и комфортная обстановка в доме во многом зависят от окон. Энергия через окна уходит не только вследствие их непосредственного контакта с наружным холодным воздухом. Но также излучением в инфракрасном диапазоне через прозрачное стекло.

Стеклопакет и окно в целом должны соответствовать требованиям нормативов по энергосбережению. А стекла должны быть низкоэмиссионными, — препятствующими потоку лучевой энергии, отражающими его обратно в дом.

Какие стекла и стеклопакеты окажутся подходящими по энергетической экономичности, рассмотрим далее.

Комфортная обстановка в доме зависит от окон

Комфортность в доме во многом зависит от температуры поверхностей, которые окружают человека. Санитарными нормами задаются различные требования по этим показателям. Но ориентироваться только на них не стоит, желательно создавать более высокую температуру поверхности ограждающих конструкций внутри помещения.

Температура кожи человека +28 градусов. При приближении к более холодной (или горячей) поверхности человек испытывает дискомфорт. Значительно охлажденные поверхности стен, окон, полов, создают некомфортную обстановку в доме. Так температура поверхности стен, согласно правилам, не должна быть холоднее воздуха в помещении более чем на 4 градуса.

Теплые окна (энергоэффективное остекление) не только экономят деньги, но и создают более комфортную обстановку.

Теплопотери через окна

Сопротивление теплопередачи, которое должно быть у оконных проемов согласно нормативов, для большинства регионов, находится в пределах 0,4 м2 •К/Вт — 0,7 м2 •К/Вт. Для Московской области, например, сопротивление теплопередачи энергоэффективных окон (выбранных по экономической целесообразности) должно быт не менее 0,54 м2 •К/Вт.

Сопротивление теплопередачи стеклопакетов определяется в их центральной точке, как наибольшее значение, без учета влияния дистанционной рамки (по контуру стеклопакета).

Сопротивление теплопередачи всего оконного проема не значительно отличается от такой характеристики стеклопакета. Влияние шва, оконного профиля, дистанционной рамки, при правильной установке окна, исправности его компонентов (в том числе и фурнитуры) не значительно.

Утепленность оконного проема в основном будет определяться свойствами стеклопакета .

Указанные сопротивления теплопередаче стеклопакета обеспечиваются многими конструктивными особенностями. Влияют и вид и толщина стекол, вид газа в стеклопакете, и надежность его консервации (утечки), вид материала дистанционной рамки…….
Но большее влияние оказывает количество камер в стеклопакете.

При выборе стеклопакета интересуйтесь его сопротивлением теплопередаче. Сверяйте эти данные с требованием норматива для климата региона.

Для наших регионов в большинстве случае необходимы двухкамерные стеклопакеты.

Виды энергосберегающих стекол

Для уменьшения энергопотерь дома рекомендуется выбирать стекла с пониженной эмиссией энергии (низкоэмиссионые). Такие стекла отражают выходящую из дома тепловую энергию в виде инфракрасного излучения. Чтобы это происходило стекла должны иметь металлизированное напыление. Тогда значительная часть инфракрасного излучения (более 50%) будет отражаться обратно в здание.

(… по заявлениям производителей стекол, применение в среднестатистическом доме напыленных энергоэкономичных стекол в стеклопакетах экономит до 50 у.е. на отоплении за сезон при существующих ценах на энергоносители…)

Специалисты различают виды покрытий, которые делают стекла энегросберегающими (низкоэмиссионынми). Говорят о возможности твердого напыления (k-покрытие) и мягкого напыления (i- покрытия). При этом i-покрытие в 1,5 раза более энергосберегающее, но требует более аккуратного обращения.

О возможности приобретения того или иного вида низкоэмиссионных стекол, необходимо узнать у дилера поставляющего стеклопакеты и занимающегося установкой окон.

В любом случае, если речь идет о значительном перепаде температур по окну, рекомендуется в стеклопакете устанавливать одно наружное стекло с металлизированными энергоотражающим покрытием.

Важность правильной установки

Теплое окно (двухкамерный стеклопакет с одним низкоэмиссионным стеклом) не будет выполнять своих функций по энергосбережению, если его монтаж будет сделан неправильно.
Как устанавливать окна, чтобы они были теплыми и не запотевали

При установке энергосберегающего окна нужно обратить внимание не несколько основных моментов.

• По глубине стены окно должно быть установлено правильно, чтобы не оказалось охлажденными в холодной зоне стены и не увеличивались теплопотери из-за увеличения разницы температур. Рекомендуется в однослойной стене устанавливать окна по средней лини стены, в двухслойной – на границе стены и утеплителя, в трехслойной – по средней линии утеплителя.
• Оконная рама должна быть расклинена дистанционными прокладками и установлена на подкладочный брус. Материал этих элементов не должен расширяться при увлажнении или давать усадки со временем (применяется обычно пропитанная высушенная древесина). Рама надежно закрепляется анкерами в стену (анкерными пластинами) с рекомендуемым шагом. Со временем рама не должна дать перекосов и тем самым разрушить материал в оконном шве.
• Толщина шва по периметру окна выдерживается в рекомендуемых значениях. Шов заполняется монтажной пеной, которая ограждается от вредного влияния атмосферного воздействия и повышенной влажности внутри помещения. Но с обеспечение возможности осушения (выхода пара) наружу.

Таким образом, выбранное теплое окно с правильной установкой во многом обеспечит нужное экономичное энергосбережение в доме.
Также важно выполнить теплосберегающую отделку фасада. Каким утеплителем сделать теплый вентилируемый фасад

Использование энергосберегающих стекол

Энергосберегающие стекла используются очень широко. В основном, их устанавливают в стеклопакеты для придания им дополнительных теплоизолирующих свойств. Такие стекла в зимний период отражают тепло, поступающее от системы отопления, внутрь помещения, а в жару отражают внешнее тепловое излучение наружу.

Таким образом, энергосберегающее стекло позволяет значительно экономить не только на отоплении помещения зимой, но и на его кондиционировании летом.

При пожаре окна не являются преградой для огня. Обычное стекло при нагревании лопается, при этом окно уже не предохраняет помещение Read more

Стекло с повышенной устойчивостью к пробиванию является защитным стеклом высокой степени прочности. Оно может выдержать некоторое количество ударов тяжелым острым Read more

Обычное стекло не способно противостоять пулям, выпущенным из огнестрельного оружия. Для этой цели применяется специальное пулестойкое стекло. Оно бывает различным Read more

Различные виды защитных стекол могут быть обычными и морозостойкими. Защитное стекло считается морозостойким, если оно сохраняет свои специальные свойства при Read more