Энергосберегающие окна: что делает их «теплыми» и как они помогают экономить на отоплении?

Энергосберегающие окна: что делает их «теплыми» и как они помогают экономить на отоплении?

Энергосберегающие стекла с низкоэмиссионным покрытием, способным значительно сократить утечки тепла через остекление, начали опробовать в строительной отрасли еще в 60-х гг. прошлого века. Однако в ту пору проблема энергоэффективности жилища хоть уже и стояла, но не была столь критически острой, как сейчас. Сегодня же приходится констатировать, что время на раздумья, стоит ли использовать в доме «теплое» стекло, — истекло

Как стекло становится энергосберегающим?

Как известно, из совокупных теплопотерь в здании на долю окон приходится порядка 35% (притом свыше ⅔ тепла утекает через стекло, а остальное через другие элементы конструкции), на втором месте стены (≈ 20%), далее идут кровля (≈ 15%), пол и фундамент (≈ 15%) и, наконец, дымовая труба (те же 15%). Таким образом, очевидно, что применение энергосберегающих окон более чем оправданно.

Существует три вида теплообмена — за счет конвекции воздуха, теплопроводности материала и излучения. Соответственно, уменьшить потери тепла через окно можно, также действуя в трех направлениях: 1) использовать вместо обычной рамы с двумя стеклами герметичный стеклопакет, 2) увеличить толщину и количество стекол с заполнением камер осушенным воздухом или инертным газом; 3) повысить способность стекла отражать длинноволновое инфракрасное излучение.

Показателем энергосбережения стекла является излучательная способность его поверхности, обозначаемая коэффициентом эмиссии e (эмисситентом). Чем большую мощность излучения отражает стекло, то есть чем ниже значение коэффициента, тем эффективнее «работает» стеклопакет. (У обычного стекла е равно примерно 0,84, это означает, что оно пропускает около 84% тепловой энергии. Правда, сегодня уже выпускают листовые стекла с эмисситентом 0,06, «пропускная способность» которых заметно снижена.)

Увеличить сопротивление теплопередаче и уменьшить теплопроводность стекла позволяет нанесение на него низкоэмиссионного, или селективного, оптического покрытия, которое свободно пропускает в дом коротковолновое излучение (солнечный свет), но не дает выходить наружу длинноволновому тепловому излучению (с длиной волны 5,6–50 мкм), — иными словами, удерживает тепло от отопительных устройств внутри помещения.

Бытовые нагреватели длинноволнового ИК-диапазона

Согласно СНиП 41-01-2003 температура поверхности высокотемпературных приборов лучистого обогрева не должна превышать 250°С. Это ограничение связано с тем, что длительное нахождение вблизи устройства, разогретого до 300°С и более, может нанести вред здоровью человека, поскольку тепловые лучи проникают на достаточную глубину от поверхности кожи. Именно поэтому в быту предпочтительны такие источники тепла, как теплые полы (до 27°С), теплые стены (40°С), пленочные ИК-обогреватели (45°С), ИК-нагреватели с карбоновыми панелями (до 75°С), батареи центрального отопления (до 90°С), масляные радиаторы (до 150°С), кирпичная печь (до 100°С), металлическая печь (до 150°С), ИК-обогреватели с алюминиевыми пластинами (250°С).

Длина волны ИК-излучения от перечисленных приборов находится в диапазоне 8–80 мкм и не попадает даже в зону средневолнового диапазона с длиной волны менее 5,6 мкм и температурой выше 300°С.

Для придания стеклу селективных свойств применяют два типа покрытий — твердое (k) из тонкослойной окиси металлов и мягкое (i) из оксидов металлов.

К-покрытие наносят методом пиролиза на горячую поверхность в процессе производства стекла и затем отжигают. Его достоинством является более высокая твердость, чем у самого стекла. В роли светового фильтра в данном случае выступает слой окислов цветных металлов — индия или олова. Коэффициент эмиссии e у k-стекол составляет не более 0,2. В стеклопакете их ставят так, чтобы той стороной, на которую нанесено покрытие, они смотрели внутрь помещения: отражающий слой достаточно прочный, так что можно не бояться нечаянно его повредить.

Селективные стекла отличаются по составу отражающего слоя, способу его нанесения, а также по своим энергосберегающим характеристикам. При этом современные изделия с любым типом оптического покрытия абсолютно прозрачны и выглядят как обычные стекла

I-покрытие наносят методом вакуумного напыления на уже изготовленное стекло. В его составе — два или более слоев оксида титана, разделенных тонкой пленкой из серебра. Покрытие мягкое и нестойко к царапинам, поэтому i-стекло должно быть обращено отражающей поверхностью внутрь стеклопакета. По энергосбережению такие стекла вне конкуренции: теплопотери через оконную конструкцию сокращаются на 90%.

Стеклопакеты однокамерные (СПО) и двухкамерные (СПД)

Что лучше выбрать? На сегодняшний день большинство владельцев домов в среднерусском регионе предпочитают устанавливать СПД 4М1-10-4М1-10-4М1, что означает стеклопакет с тремя простыми стеклами толщиной 4 мм, разделенными 10-миллиметровыми дистанционными рамками. При условии грамотно рассчитанной, надежной системы отопления этого достаточно для того, чтобы не испытывать дискомфорта от естественных утечек тепла через окна. Если же стоит задача повысить уровень энергоэффективности жилища, чтобы максимально снизить затраты на его обогрев, то справиться с ней без окон с селективными стеклами практически невозможно.

Одним из решений будет использование, например, СПО 4М1-16Ar-И4 со следующей структурой: наружное стекло толщиной 4 мм, далее — 16-миллиметровая полость, куда закачан аргон, и внутреннее стекло с i-покрытием, обращенное отражающей поверхностью к улице.

Прежде всего, в этом случае существенно улучшатся энергосберегающие свойства оконной конструкции. Зимой она будет эффективно отражать тепло от отопительных устройств обратно в помещение, а летом — препятствовать проникновению туда того же длинноволнового излучения от разогретых на солнце предметов и поверхностей (камней, дорожного покрытия и т. п.), снижая тем самым затраты на нагрев и охлаждение воздуха в доме в зависимости от сезонных потребностей.

Интенсивность ультрафиолетового излучения, проходящего сквозь окна с i-стеклом, снижается по сравнению с обычным остеклением на 15–17%, а значит, обивочная ткань, бумажные и красочные покрытия и прочие элементы интерьера защищаются от преждевременного выцветания

За счет того, что поверхность стекла с i-покрытием более теплая, чем у обычного стекла, вероятность образования на нем конденсата гораздо меньше. Немаловажно и то, что однокамерный стеклопакет выйдет однозначно дешевле, чем двухкамерный, к тому же он и в полтора раза легче. Одним словом, преимущества налицо. К сведению: то же количество тепла, которое сохраняет один СПО типовых размеров с i-стеклом за отопительный сезон, выделяется при сгорании около 150 л солярки. Что в масштабе двухэтажного дома площадью 300–350 м² оборачивается экономией более чем тонны топлива.

Повысить энергоэффективность здания поможет и применение двухкамерных стеклопакетов, в составе которых будет хотя бы одно стекло с i-покрытием. Желательно, чтобы толщина пакета была не менее 36 мм. Ширина дистанционной рамки влияет на теплоизоляционные свойства конструкции не слишком ощутимо, но если она будет составлять 12 мм и более, заметно лучше станет звукоизоляция.

Рамы стоит предпочесть деревянные. Коэффициент температурного расширения у ПВХ в несколько раз выше, чем у дерева, поэтому ПВХ-профили подвержены более серьезным деформациям при перепадах температур, особенно в случае крупноформатных окон. Изменения размеров в первую очередь сказываются на контурах уплотнения оконных рам, что вызывает необходимость более частой их регулировки.

Энергосберегающие окна

С каждым годом коммунальные услуги становятся все дороже, поэтому люди начинают искать способы экономии: энергосберегающие лампочки, обогреватели, окна. Однако не все знают, как работают такие технологии, и почему покупка подобного оборудования может быть полезна.

Содержание [Скрыть]

• Что такое энергосберегающее окно?
• Преимущества энергосберегающих окон
• Теплоизоляция
• Легкий вес
• Отсутствие конденсата
• Защита от выгорания
• Недостатки энергосберегающих окон
• Строение энергосберегающего стеклопакета

Рис. 1. энергосберегающее окно

Что такое энергосберегающее окно?

Энергосберегающее окно – это пластиковый стеклопакет, который благодаря определенным модификация препятствует теплообмену между помещением и улицей. Подобная технология позволяет поддерживать в квартире одинаковую температуру зимой и летом с минимальным применением дополнительного оборудования.

Рис. 2. суть энергосберегающего окна в зимний период

Существует несколько основных методов улучшения характеристик оконной поверхности, которые сделают из обычного стеклопакета экономный:

• Напыление на внешнюю стеклянную поверхность оксида металла. Часто для этого выбирают серебро или олово. Оксид металла может наноситься не только на готовую продукцию, но и на стеклянную поверхность на стадии производства, хотя такой способ постепенно теряет свою актуальность.
• Специальная пленка с напылением. Схема такая же, как и при нанесении на оксида металла, но технология нанесения отличается.
• Наполнение межстекольного пространства газон. Обычно используется аргон.

Вне зависимости от способа, конечный результат идентичен. Ухудшается пропускающая способность. Это в первую очередь относится к области температурных перепадов, однако также небольшие изменения возможны и для пропуска солнечных лучей.

Обратите внимание! Энергосберегающее евроокно одинаково результативно как зимой, так и летом. Зимой стеклянная поверхность не «выпускает» тепло из дома. А летом оберегает комнату от уличной жары, поэтому необходимость использования климатического оборудования уменьшается. А значит, сокращается потребление ресурсов.

Преимущества энергосберегающих окон

Рис. 3. как работают энергосберегающие окна

«Горячие» изделия стоят довольно дорого. Поэтому в моменты, когда перед клиентом встает вопрос о выборе продукции, предпочтение часто отдается стандартным разновидностям. Они внешне выглядят совершенно идентично, а сами клиенты не всегда понимают, какая разница между дешевой и дорогой позицией.

Теплоизоляция

Рис. 4. показатели теплоизоляции разных видов окон

Основным достоинство усовершенствованных окон является их отражающая способность. Обычное стекло быстро нагревается и остывает. Из-за этого зимой, когда на полную мощность работают отопительные системы, часть тепла уходит на отопление улицы. То есть ресурсы тратятся впустую. Особое покрытие минимизирует излучение тепла во внешнюю среду, тем самым сохраняя оптимально высокую температуру дома. При таких условиях поддерживать комфортную температуру легче, а батареям не обязательно работать на полную мощность.

Летом же комната будет защищена от перегревания. Хотя солнечный свет будет проникать в квартиру, большая часть тепла будет отражаться во внешнюю среду. Подобное устройство не гарантирует, что в квартире будет прохладнее, чем на улице, но нагреваться комната в жару будет намного медленнее.

Легкий вес

Рис. 5. отличия между стеклопакетами с одной или двумя камерами

Модификации, которые помогают сохранить тепло в помещении зимой, не несут дополнительного веса, а применяться могут к разным вариациям стеклопакета. Это означает, что однокамерная разновидность со специальным напылением будет даже более «горячим», чем стандартная конструкция из двух камер. Однокамерный профиль с усовершенствованиями будет теплее двухкамерного на 20 и более процентов.

Однокамерный профиль намного легче своих продвинутых собратьев с двумя и даже тремя камерами, но благодаря напылению – более надежный и экономный по всем позициям. Такая конструкция подойдет для установки в любой дом, хотя двухкамерный профиль не всегда подойдет для установки на «легких» стенах.

Вес конструкции не связан с ее сберегающими свойствами, ведь нанести пленку или заполнить камеру газом можно не только с однокамерной продукцией, но и с остальными разновидностями стеклопакета. Преимущество заключается в том, что можно использовать более легкое изделие и получить отличные результаты.

Отсутствие конденсата

Рис. 6. конденсат на окне

Образование конденсата происходит из-за перепадов температур зимой на улице и дома. Обычные оконные линзы быстро охлаждаются, поэтому при столкновении с теплым воздухом и высокой влажностью в помещении на поверхности появляются капли воды. Энергосберегающие изделия зимой не будут такими холодными, как стандартные. Поэтому исчезает проблема с перепадом температур, которая вызывает запотевание стекол.

Защита от выгорания

Рис. 7. виды тонированного стекла

Выгорание цветов на тканях, мебели, обоях и картинах происходит из-за слишком яркого света. Поэтому в большинстве музеев редкие экспонаты хранятся в помещениях без окон и со специальными лампами. Однако отражающая способность напыления не только прекращает теплообмен, но и снижает освещаемость комнаты. Человеку перемена вряд ли покажется заметной, однако большая часть вещей даже при постоянном нахождении на подоконнике с освещенной стороны будет дольше сохранять свой яркий оттенок.

Недостатки энергосберегающих окон

Рис. 8. энергосберегающая пленка

Самым большим недостатком «умных» окон является их цена. Изначально напыление наносилось на стадии производства, что требовало специального оборудования и подготовленных специалистов. Но даже это не делает процедуру более легкой. При использовании оксида металла в процессе изготовления стекла, очень велика вероятность брака, когда вещество распределяется неравномерно. Это очень уменьшает «теплые» свойства. Из-за высокой сложности работы с напылением в процессе производства, этот способ стал непопулярным. Но и другие варианты тоже не относятся к дешевым и имеют свои недостатки.

«Отражающие» стекла нельзя ставить на солнечной стороне здания. Это приводит к более быстрому изнашиванию покрытия и ухудшению их первоначальных свойств. Высока вероятность не только разрушения защитного слоя, но и всей оконной конструкции. И это в случаях, когда для сохранения тепла использовалось покрытие на поверхность или заполнение камеры газом. Использование пленки имеет еще более короткий срок годности. Такая «тонировка» наносится с обеих сторон стекла, но через 10 лет утрачивает свою полезность, хотя сами конструкции ПВХ служат намного дольше.

Строение энергосберегающего стеклопакета

Рис. 9. строение энергосберегающего стеклопакета

Внешний вид энергосберегающей продукции не отличается от обычных окон, поэтому покупателя довольно легко обмануть. Единственный подручный способ избежать обмана – внимательно посмотреть на отражение. Лучше всего использовать спичку или зажигалку, который подносятся к стеклу. Необходимо смотреть на цвет огня, который отражается во втором стекле. Если цвет отличается от оригинального, значит, камера внутри наполнена газом. Он изменяет пропускающие свойства, что и меняет цвет пламени в отражении.

Строение же стеклопакета будет стандартным:

• 2 стеклянных поверхности;
• Соединительная перегородка с уплотнителем.

Серебряное покрытие наносится на внешнее стекло с внутренней стороны, то есть внутри воздушного кармана. Заполнение камеры аргоном может стать дополнительной гарантией энергосберегающих свойств, то есть одновременно будут применяться обе методики.

Покрытие наносится на уже готовое стекло до сбора его в стеклопакет. В случае, если производитель не хочет наносить покрытие или не имеет специального оборудования для этих целей, можно использовать специальные пленки. Они могут быть бесцветными или тонированными. Пленку необходимо устанавливать также на внешнее стекло, но с обеих сторон. Специальных навыков для этого не требуется, однако в домашних условиях приклеить пленку невозможно, так как требуется разобрать стеклопакет.

Серебряное покрытие и аргон не только позволяет в реальности сохранять тепло, но и имеют повышенные свойства шумоизоляции. Такая конструкция имеет аналогичный срок годности с ПВХ изделиями, кроме окон с энергосберегающей и тонирующей пленкой. Но, по словам производителя, фурнитура служит намного дольше. Связано это с тем, что человеку не нужно часто открывать створки, чтобы поддерживать летом прохладную температуру. А также не обязательным является перевод фурнитуры в летний или зимний режим.

Чем отличается энергосберегающее окно от обычного?

Зима наступает неотвратимо, но еще есть немного времени чтобы успеть утеплить дома и квартиры. В частности, тем, кто задумал срочно менять старые окна на новые, нужно понимать, что эффект, который вы ожидаете, будет в случае установки, именно, энергосберегающих окон.

Кратко, о принципиальных отличиях энергосберегающего окна от обычного. Проведем сравнение энергоэффективного окна и обычного по следующим параметрам:

• наличие энергосберегающего напыления на стеклах (i-стекла, low-e стекла);
• количество камер в стеклопакете;
• вид дистанционной рамки;
• есть ли заполнение камер стеклопакета инертным газом.

Все эти параметры влияют на главный показатель энергосбережения окна — коэффициент сопротивления теплопередаче R окна. Разберемся, почему, и как за минуту проверить окно на энергоэффективность.

Энергосберегающее окно: основные отличия от обычного окна

Расшифровка таблицы: как работает энергоэффективное окно?

1. Энергосберегающий слой на стекле (i-стекло, low-e стекло) отражает тепло обратно в помещение. Это снижает теплопотери зимой и снижает вероятность перегрева летом. Чтобы окно соответствовало нормам энергоэффективности Украины, необходимо 2 i-стекла в стеклопакете.
2. Количество камер в стеклопакете. Металлопластиковое окно с однокамерным стеклопакетом не будет соответствовать нормам энергоэффективности для окон в Украине. И не важно, сколько i-стекол оно будет иметь и будет ли заполнение инертным газом. Для энергоэффективного окна необходим двухкамерный стеклопакет.
3. Наполнение аргоном или криптоном камер стеклопакетов. Инертный газ в сочетании с i-стеклами повышает энергоэффективные свойства окна. Инертного газа в камерах должно быть не меньше 90%.
4. «Теплая» пластиковая (композитная) дистанционная рамка дополнительно изолирует стеклопакет — в отличие от «холодной» алюминиевой, которая пропускает тепло и создает мостик холода по периметру стеклопакета.

Что такое «коэффициент сопротивления теплопередаче»?

Сопротивление теплопередаче, простым языком, — это свойство окна не пропускать тепло. Измеряется это свойство коэффициентом сопротивления теплопередаче окон R.

Почему этот коэффициент R окна важен? Потому, что все окна, которые сегодня устанавливаются в Украине, должны удовлетворять минимальным нормам, а еще лучше — быть энергосберегающими. Согласно нормам, окна должны иметь R ≥ 0,75 для I климатической зоны (большей части Украины), R ≥ 0,6 для II климатической зоны (южных регионов).

Зачем нужны энергосберегающие окна?

1. Это требование ДБН (державні будівельні норми). С 2017 года все окна, которые устанавливаются в новом строительстве или при замене старых окон, должны соответствовать нормам энергоэффективности.
2. «Теплые» окна не выпускают тепло из помещения зимой и не пропускают его в помещение летом.

Здесь, три выгоды:

• экономия энергии (дома и квартиры с низким потреблением энергии стоят дороже, чем аналогичное жилье с высоким потреблением энергии)
• экономия на коммунальных платежах
• ощутимо повышается комфорт в помещении: зимой помещения дольше сохраняют тепло (при том же уровне отопления на практике температура воздуха в помещении на несколько градусов теплее), летом — прохладу.

Источник https://www.zaggo.ru/article/konstrukcii1/okna/vremya_i_steklo.html

Источник https://okna-biz.ru/vybor-okna/energosberegayushhie-okna/

Источник https://profidom.com.ua/stati/shkola-remonta-stroitelstvo/29045-chem-otlichaetsya-energosberegayushchee-okno-ot-obychnogo?fb_comment_id=1935743819806363_1980004475380297