Введение. 
Энергоэффективное стекло

Энергосбережение с каждым годом становится все более актуальной проблемой. Ограниченность энергетических ресурсов, высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанное с ее производством, — все эти факторы невольно наводят на мысль, что разумней снижать потребление энергии, нежели постоянно увеличивать ее производство, а значит, и количество проблем. Во всем мире уже давно ведется поиск путей уменьшения энергопотребления за счет его рационального использования.

Одним из самых активных потребителей энергии в нашей стране является строительный комплекс. Как показывает опыт, возможностей экономии энергии в данной сфере великое множество. Одна из наиболее действенных — энергосберегающие технологии в строительстве.

Таким образом, целью данной работы является изучить энергоэффективное стекло.

Что такое энергоэффективное стекло

Энергоэффективное стекло — это остекление, позволяющее эффективно регулировать энергетические потоки через оконные конструкции, задерживая тепловые инфракрасные излучения внутри здания и не пропуская извне ультрафиолетовый спекрт солнечного излучения.

В соответствии с законами физики потери тепла через остекление описываются тремя процессами:

• — прямой теплопередачей через материалы ограждающей конструкции (стекло и газовый промежуток);
• — конвекционным переносом тепла в газовом промежутке;
• — излучением.

При этом до 70% потерь тепла через остекление происходит за счет излучения нагретых тел, поэтому наиболее эффективный путь снижения этих потерь — уменьшить излучение.

Энергосберегающими называют стекла со специальным низкоэмиссионным покрытием, уменьшающим коэффициент тепловой эмиссии (излучения) стекла и позволяющим снизить потери тепла через остекление. Применение этого вида стекол особенно актуально в районах с холодным и умеренным климатом.

Низкоэмиссионное покрытие представляет собой тончайшую невидимую для глаза пленку из слоев оксидов и чистых металлов на поверхности стекла, практически не влияющую на пропускание и отражение стеклом видимого света, но в то же время хорошо отражающую инфракрасные тепловые лучи. Благодаря этому свойству низкоэмиссионного покрытия энергосберегающие стекла свободно пропускают в здание энергию солнечного излучения и препятствуют выходу из помещения тепловой энергии (например, от людей и отопительных приборов).

Наибольший эффект от использования энергосберегающих стекол (максимальное снижение тепловых потерь через остекление) достигается при использовании их в составе стеклопакетов, причем поверхность стекла, на которую нанесено низкоэмиссионное покрытие, должна быть обращена внутрь стеклопакета. При монтаже стеклопакета в окно, энергосберегающее стекло, как правило, располагается внутри здания.

В зависимости от стойкости к внешним воздействиям низкоэмиссионные покрытия делятся на:

• — твердые — покрытия, у которых стойкость к истиранию и химическая стойкость соответствуют стойкости стекла;
• — мягкие — покрытия, которые не выдерживают агрессивных воздействий окружающей среды.

Твердые покрытия, как правило, наносят методом пиролиза в процессе производства стекла. Основным достоинством твердых покрытий является их высокая стойкость к внешним воздействиям, что позволяет транспортировать, хранить, обрабатывать, эксплуатировать стекла с такими покрытиями, как обычное стекло. Основным недостатком стекол с твердыми низкоэмиссионными покрытиями является их сравнительно большой коэффициент эмиссии.

Мягкие покрытия обычно наносят методом вакуумного напыления вне процесса производства стекла. Основным достоинством стекол с мягкими низкоэмиссионными покрытиями является их маленький коэффициент эмиссии. Основным недостатком мягких покрытий является их низкая стойкость к внешним воздействиям, поэтому стекла с такими покрытиями требуют специальных мер защиты при транспортировании, хранении, обработке и эксплуатации. В частности, их рекомендуется использовать в стекло-пакетах, заполненных инертным газом, покрытием внутрь стеклопакета.

В принципе, покрытие можно нанести на листовое стекло любой толщины, но серийно стекла с низкоэмиссионным покрытием изготавливаются толщиной 4 и 6 мм.

Часто в литературе используется следующее обозначение энергосберегающих стекол:

К-стекло — стекло с твердым низкоэмиссионным покрытием; Изготавливается по пиролитической технологии со стойким твёрдым покрытием (металлическим). Технология производства К-стекла заключается в нанесении покрытия на стекло в процессе его изготовления. Оксиды металла распыляются на стекло при температуре около 600 градусов. При такой высокой температуре оксиды металла проникают в саму структуру стекла, становясь со стеклом единым целым.

К-стекло существенно сокращает теплопотери. Оно пропускает коротковолновую солнечную энергию в помещение и не пропускает длинноволновое теплоизлучение отопительных приборов наружу. К недостаткам К-стекла можно отнести его меньшую по сравнению с И-стеклом эффективность и высокую цену.

И-стекло — стекло с мягким низкоэмиссионным покрытием. Изготавливается по магнеторной технологии с мягким покрытием. Данная технология заключается в нанесении путём электромагнитного напыления на стекло мельчайших частиц оксидов металла в ваккумной среде.

Недостатком И-стекла является его абразивная хрупкость, что сказывается на транспортировке и хранении. После вскрытия упаковки такое стекло необходимо немедленно устанавливать, поэтому работают с таким стеклом в основном специализированные фирмы. Но теплоизоляционные свойства у И-стекла гораздо выше, чем у К-стекла, и цена его ниже.

Основной характеристикой энергосберегающих стекол является коэффициент тепловой эмиссии. Чем меньше значение этого коэффициента, тем лучше «работает» стекло. Коэффициент эмиссии стекол с твердым покрытием обычно равен 0,15−0,18, стекол с мягким покрытием 0,03 — 0,12. (Для сравнения, коэффициент эмиссии обычного листового стекла приблизительно равен 0,84.).

Рис. 1. Распределение тепловых потерь в зданиях

Сегодня в Западной Европе процент применения энергосберегающего стекла в стеклопакетах уже доведен до 90%. В Украине он составляет, в лучшем случае, 15% и осуществляется исключительно в частном порядке при въезде собственников в новые квартиры или при ремонте и утеплении старого жилья.

Энергоэффективное остекление можно разделить на три вида:

• * теплосберегающее;
• * солнцезащитное;
• * комбинированное (солнцезащита + теплосбережение).