Стекла энергосберегающие: Энергосберегающее стекло — современные технологии

Энергосберегающее стекло — современные технологии

Главная » Стеклопакеты » Энергосберегающие » Энергосберегающее стекло

Развитие и прогресс не стоят на месте. Человечество постоянно придумывает все новые и новые способы экономии и более эффективного использования природных ресурсов, в том числе и энергоносителей. Немаловажную роль в этом играют и технологии энергосбережения, которые активно используются и при производстве стекол. В том числе и для изготовления стеклопакетов.

В данной статье мы коротко расскажем о том, каким образом повышается энергетическая эффективность современного стеклопакета и какие именно энергосберегающие стекла могут этой эффективности способствовать.

Наиболее распространенным видом «модернизированных» являются изделия, в которых используется специальное стекло, которое так и называется – энергосберегающее. Также его нередко называют эмиссионным или селективным. В основе технологии производства селективного стекла лежит так называемое напыление «оксид-металл-оксид». Такая обработка позволяет стеклу приобрести физические свойства, подобные инфракрасному зеркалу или экрану – оно начинает пропускать через себя только часть лучей солнечного света, но при этом сохраняет свою светопроницаемость. В итоге показатель теплопроводности эмиссионного стекла в стеклопакетах снижается в несколько раз. Следовательно, и сами стеклопакеты становятся значительно более «теплыми».

       Энергосберегающее стекло — все виды

       Энергосберегающее стекло делится на два вида, которые маркируются литерами k (твердое напыление) и i (мягкое).

       k-стекло

       Энергоэффективный слой ка k-стекло наносится на лист стекла, который только вышел из печи и еще имеет высокую температуру. Напыление как бы «вживляется» в саму структуру стекольной массы, делая изделие не только теплым, но и более прочным.

Достоинства :

• хорошие теплоизоляционные свойства (Ro = 0.58 м2К/Вт)
• уменьшение теплопотерь зимой
• уменьшение внутренней конденсации
• высокое светопропускание
• нейтральная окраска в проходящем и отраженном свете
• твердое и долговечное пиролитическое покрытие
• может подвергаться следующей обработке: моллирование, ламинирование и закаливание

       i-стекло

       Напыление на i-стекло выполняется вакуумно, тончайший слой составляет всего несколько десятков нанометров. Такой способ повышения энергоэффективности является более совершенным, поскольку дает более высокую степень защиты от холода.

Достоинства:

• максимальные энергосберегающие характеристики
• обладает высокой светопроницаемостью
• обладает низкой светоотражающей способностью
• уменьшение внутренней конденсации

Как работает энергосберегающее стекло

Теплосберегающее = Низкоэмессионное стекло

Низкоэмиссионное покрытие имеет очень  высокую электронную плотность атомов. Длинноволновое излучение (тепло, излучаемое  внутри  помещения нагревательными  приборами, центральным отоплением, электрическими лампочками и даже температурой тела человека) не может  в полной мере  пройти сквозь покрытие, большей частью отражаясь обратно в помещение. Коротковолновая (солнечная энергия) эффективно проходит через низкоэмиссионное стекло, аккумулируется и превращается в длинноволновую, обеспечивая тем самым дополнительный источник тепла и эффективную изоляцию.
 Применение энергосберегающих стекол позволяет сократить потери энергии примерно на 70%.

 Энергосберегающее стекло — это основной элемент влияющий на «теплоту» стеклопакета.

Разумеется, существуют и другие типы модернизации стекол и других элементов, которые ставят в современные стеклопакеты о которых можно прочитать на других страницах нашего сайта.

Стеклопакеты

Окна пластиковые

Окна деревянные

Окна алюминиевые

Энергосберегающее(энергоэффективное) стекло, пленка, покрытие для стеклопакета, как определить

К современным окнам предъявляются высокие требования по теплоизоляции. Известно, что значительное количество тепла уходит из помещения через окна. Поэтому сохранить тепло в квартирах и домах, особенно в холодное время — это важнейшая задача современных окон всех конструкций.

Для уменьшения теплопотерь через окна издавна применяется двойное остекление. В окнах старого образца использовались двойные рамы с одинарными стеклами. В современных окнах их заменили стеклопакеты. Однако эти меры помогли уменьшить только потери тепла, связанные с высокой теплопроводностью стекла, а также с явлением конвекции. Но это – не единственная причина теплопотерь.

Наибольший процент тепла уходит сквозь оконные конструкции благодаря тепловому излучению. Чтобы уменьшить эту величину применяются специальные стекла с покрытием, способным отражать тепло – энергосберегающие стекла.

Содержание статьи:

• Уменьшение теплопотерь
• Характеристики энергосберегающих стекол
• Виды энергосберегающих стекол
• Энергосберегающее K-стекло
• Энергосберегающее I-стекло
• Использование энергосберегающих стекол

При производстве стекол с энергосбережением применяются покрытия, имеющие в своем составе различные металлы. Технология их нанесения также неодинакова. Энергосберегающие покрытия носят название низкоэмиссионных, так как коэффициент эмиссии у них значительно ниже, чем у обычных стекол.

При нанесении на поверхность стекла такого покрытия оно остается прозрачным для излучения на более коротких волнах видимого спектра, однако задерживает длинные тепловые волны инфракрасного диапазона. Через такое стекло солнечный свет беспрепятственно проходит в помещение, а тепловое излучение отражается покрытием и возвращается внутрь помещения. Низкоэмиссионные стекла препятствуют выходу тепла наружу, что позволяет значительно снизить энергозатраты и поддерживать в квартире нужную температуру.

Характеристики энергосберегающих стекол

Излучательная способность стекла или эмиссия является его основной энергосберегающей характеристикой. Она определяет степень отражения поверхностью стекла длинноволнового излучения.

Излучательная способность любого стекла характеризуется его коэффициентом эмиссии или эмисситентом. Чем меньше эта величина, тем меньше потери тепла через стекло. Если у обычного стекла эта величина составляет около 0,84, то у энергосберегающих низкоэмиссионных стекол она значительно меньше.

У различных видов энергосберегающих стекол коэффициент эмиссии разный. Он зависит от состава отражающего покрытия, применяемого в стекле данного типа. Существуют стекла с величиной эмисситента меньше 0,04. Это значит, что такое стекло отражает внутрь помещения более 90% тепла и является прекрасным изолятором тепловой энергии.

Виды энергосберегающих стекол

Существует два вида энергосберегающих стекол – K-стекло (Low-E) и I-стекло (Double Low-E). Они отличаются составом отражающего слоя, способом его нанесения и энергосберегающими характеристиками.

Согласно ГОСТ 24866-99 «СТЕКЛОПАКЕТЫ КЛЕЕНЫЕ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ»:

• Энергосберегающее стекло с твердым покрытием обозначается буквой – К;
• Энергосберегающее стекло с мягким покрытием обозначается буквой – И.

Энергосберегающее K-стекло

Энергосберегающее K-стекло отличается тем, что отражающий слой наносится на него в процессе производства стекла. Обычно для изготовления K-стекла применяют отражающий слой на основе окислов металлов InSnO2. Он наносится на горячее стекло и спекается с ним, образуя прочную твердую пленку. Второе название этого типа стекла – стекло с твердым покрытием. Установленное в стеклопакет K-стекло практически неотличимо от стекла без покрытия. Отражающая пленка видна как еле заметные радужные разводы. Излучательная способность стекла такого типа намного ниже, чем обычного. Если для обычного флоат-стекла без покрытия эта величина бывает не менее 0,84, то для K-стекла она составляет 0,2. Оно очень эффективно отражает тепловую энергию. Наличие пленки практически не уменьшает светопропускание такого стекла.

Энергосберегающее I-стекло

Энергосберегающее I-стекло – более современный вид, который по своим теплосберегающим свойствам превосходит K-стекло. При его изготовлении отражающий слой наносится путем вакуумного напыления на поверхность уже готового стекла. Отражающий слой I-стекла создается на основе серебра и диэлектрика. Он напыляется тремя или более слоями, в которых металл и диэлектрик чередуются. Этот процесс выполняется на высокотехнологичном оборудовании в заводских условиях.

Существенным недостатком I-стекла является его низкая абразивная стойкость. Его отражающий слой может быть поврежден сравнительно легко. Энергосберегающее I-стекло называют стеклом с мягким покрытием. Чтобы во время эксплуатации стеклопакета невозможно было его повредить, I-стекло устанавливают отражающим слоем внутрь стеклопакета.

Достоинством I-стекла является его исключительная эффективность в плане энергосбережения, оно эффективнее K-стекла примерно в 1,5 раза. Так, установка одного среднего по величине окна с энергосберегающим I-стеклом позволяет сохранить около 120 кг жидкого топлива за сезон.

Существуют некоторые особенности установки стекол с энергосберегающими покрытиями в стеклопакеты. Важно не допускать контакта покрытия стекла с дистанционной рамкой, так как это приведет к коррозии всей поверхности покрытия. Поэтому при установке стекол такого типа в стеклопакеты осуществляют их зачистку непосредственно в местах возможного контакта покрытия с дистанционной рамкой

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.

Энергосберегающее стекло «самоадаптируется» к потребностям в отоплении и охлаждении — ScienceDaily

Международная исследовательская группа под руководством ученых из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore) разработала материал, который при нанесении на стеклянную оконную панель , могут эффективно самостоятельно адаптироваться к обогреву или охлаждению помещений в разных климатических зонах мира, помогая сократить потребление энергии.

Разработано исследователями NTU и опубликовано в ведущем научном журнале Science, первое в своем роде стекло автоматически реагирует на изменение температуры, переключаясь между обогревом и охлаждением.

Самоадаптирующееся стекло разработано с использованием слоев композита наночастиц диоксида ванадия, полиметилметакрилата (ПММА) и низкоэмиссионного покрытия для формирования уникальной структуры, которая может модулировать нагрев и охлаждение одновременно.

Недавно разработанное стекло, не имеющее электрических компонентов, работает за счет использования спектров света, отвечающих за нагрев и охлаждение.

Летом стекло подавляет солнечный нагрев (ближний инфракрасный свет), одновременно усиливая радиационное охлаждение (длинноволновое инфракрасное излучение) — естественное явление, при котором тепло излучается через поверхности в холодную вселенную — для охлаждения помещения. Зимой он делает наоборот, чтобы прогреть комнату.

В ходе лабораторных испытаний с использованием инфракрасной камеры для визуализации результатов стекло позволяло излучать контролируемое количество тепла в различных условиях (комнатная температура — выше 70°C), доказывая свою способность динамически реагировать на изменение погодных условий.

реклама

Новое стекло регулирует как нагрев, так и охлаждение

Окна являются одним из ключевых компонентов конструкции здания, но они также наименее энергоэффективны и наиболее сложны. Только в Соединенных Штатах потребление энергии, связанное с окнами (отопление и охлаждение) в зданиях, составляет примерно четыре процента от их общего потребления первичной энергии каждый год, согласно оценке, основанной на данных, имеющихся в Министерстве энергетики США.

В то время как ученые в других странах разработали устойчивые инновации для снижения этого энергопотребления, такие как использование покрытий с низким коэффициентом излучения для предотвращения теплопередачи и электрохромного стекла, которое регулирует проникновение солнечного света в помещение путем окрашивания, ни одно из решений не смогло решить эту проблему. модулировать как нагрев, так и охлаждение одновременно, до сих пор.

Главный исследователь исследования, доктор Лонг Йи из Школы материаловедения и инженерии NTU (MSE), сказал: «Сегодня большинство энергосберегающих окон борются с частью притока солнечного тепла, вызванного видимым и ближним инфракрасным солнечным светом. Однако, исследователи часто упускают из виду радиационное охлаждение в длинноволновом инфракрасном диапазоне. Хотя инновации, направленные на радиационное охлаждение, используются на стенах и крышах, эта функция становится нежелательной зимой. Наша команда впервые продемонстрировала стекло, которое может положительно реагировать на обе длины волны. , а это означает, что он может постоянно самонастраиваться, чтобы реагировать на изменение температуры в любое время года».

В результате этих особенностей исследовательская группа NTU считает, что их нововведение предлагает удобный способ сохранения энергии в зданиях, поскольку оно не зависит от каких-либо движущихся компонентов, электрических механизмов или блокирующих обзоров.

По словам соавторов, профессора Ган Тан из Университета Вайоминга, США, и профессора Ронгуй Ян из Хуачжунского университета науки и технологий, для улучшения характеристик окон решающее значение имеет одновременная модуляция пропускания солнечного света и радиационного охлаждения. Ухань, Китай, руководивший моделированием энергосбережения здания.

«Эта инновация заполняет пробел между традиционными «умными» окнами и радиационным охлаждением, открывая новое направление исследований для минимизации энергопотребления», — сказал профессор Ган Тан.

Это исследование является примером новаторского исследования, которое поддерживает стратегический план NTU 2025, направленный на решение серьезных проблем человечества в области устойчивого развития и ускорение преобразования научных открытий в инновации, снижающие воздействие человека на окружающую среду.

Инновация, полезная для широкого спектра типов климата

В качестве подтверждения концепции ученые протестировали энергосберегающие характеристики своего изобретения, используя моделирование климатических данных, охватывающих все населенные части земного шара (семь климатических зон).

Команда обнаружила, что стекло, которое они разработали, показало экономию энергии как в теплое, так и в прохладное время года, с общей эффективностью энергосбережения до 9,5%, или ~ 330 000 кВтч в год (оценочная энергия, необходимая для питания 60 домохозяйств в Сингапуре в течение года). ) меньше, чем у имеющегося в продаже стекла с низким коэффициентом излучения в смоделированном офисном здании среднего размера.

Первый автор исследования Ван Шаньчэн, научный сотрудник и бывший аспирант доктора Лун И, сказал: «Результаты доказывают жизнеспособность применения нашего стекла во всех типах климата, поскольку оно способно помочь сократить потребление энергии независимо от жарких и холодных сезонных колебаний температуры. Это отличает наше изобретение от нынешних энергосберегающих окон, которые, как правило, находят ограниченное применение в регионах с меньшими сезонными колебаниями».

Кроме того, характеристики обогрева и охлаждения их стекла могут быть настроены в соответствии с потребностями рынка и региона, для которого оно предназначено.

«Мы можем сделать это, просто изменив структуру и состав специального нанокомпозитного покрытия, наносимого на стеклянную панель, что позволяет потенциально использовать нашу инновацию в широком спектре приложений для регулирования тепла, а не только в окнах», — д-р Лонг Йи. сказал.

Представляя независимую точку зрения, профессор Лянбинг Ху, заслуженный профессор Герберта Рабина, директор Центра инновационных материалов Университета Мэриленда, США, сказал: «Лонг и его коллеги сделали оригинальную разработку интеллектуальных окон, которые могут регулировать ближнего инфракрасного солнечного света и длинноволнового инфракрасного тепла. Использование этого умного окна может иметь большое значение для энергосбережения и обезуглероживания зданий».

На инновацию подана заявка на патент Сингапура. В качестве следующих шагов исследовательская группа стремится достичь еще более высоких показателей энергосбережения, работая над конструкцией своего нанокомпозитного покрытия.

В состав международной исследовательской группы также входят ученые из Нанкинского технического университета, Китай. Исследование проводится при поддержке Альянса исследований и предприятий Сингапура и HUJ (SHARE) в рамках программы Campus for Research Excellence and Technology Enterprise (CREATE), Фонда исследований Министерства образования уровня 1 и Китайско-Сингапурского международного объединенного исследовательского института.

Оконное стекло: параметры энергосбережения

Оконное стекло: параметры энергосбережения