Високоефективне скло

Високоефективне скло забезпечує пропускання природного світла, одночасно допомагаючи обмежити притік тепла та теплопередачу .

Завдяки постійному вдосконаленню теплоізоляції та ефективності захисту від сонця скло є універсальним будівельним матеріалом, який може допомогти підвищити енергоефективність будівель. Одним зі способів досягнення цієї ефективності є використання високоефективного скла з покриттям, критично важливої частини скління, яке дозволяє мешканцям будівлі візуально взаємодіяти із зовнішнім середовищем, знаходячись при цьому в комфортному інтер’єрі.

Що таке високоефективне скло та чому ми його використовуємо? 

Високоефективне скло з архітектурним склінням може допомогти контролювати температуру всередині будівлі, забезпечуючи різні рівні теплоізоляції та (або) захисту від сонця. Високоефективне скління може пропускати багато природного світла у внутрішні приміщення, допомагаючи підвищити комфорт мешканців і одночасно підвищити енергоефективність будівлі. 

До того ж високоефективні покриття для скла також надають архітекторам широкий спектр естетичних варіантів кольорів, завдяки чому вони можуть більш вдало підібрати вигляд відповідно до свого проєкту.

Які переваги високоефективного скла?

Високоефективні покриття пропонують широкий спектр можливостей для архітектурного скління.

З точки зору естетики скління можна виконати нейтральним або кольоровим і з бажаним рівнем відбивної здатності, світлопропускання та конфіденційності. Архітектори мають свободу створювати засклені фасади приголомшливого вигляду, які допомагають інтегрувати будівлю в навколишнє середовище, віддзеркалюючи навколишній ландшафт або показуючи, що відбувається всередині будівлі. З точки зору енергоефективності це впливає на спрямування сонячної енергії та інтенсивність теплоізоляції. Високоефективні покриття можуть допомогти у виконанні програм екологічного будівництва, як-от програма LEED® Ради з екологічного будівництва США, й інших вимог норм у сфері енергетичної ефективності.

Як працює високоефективне скло?

Щоб зрозуміти, яким чином діє високоефективне скло, необхідно враховувати, як скло взаємодіє з електромагнітним спектром. 

Сонячна енергія (або короткохвильове випромінювання) поступає на поверхню Землі від Сонця. Воно включає ультрафіолетове випромінювання видимого та майже інфрачервоного спектра з довжиною хвилі разом від 300 нм до 2500 нм. Сонцезахисне скло з покриттям може блокувати значну кількість цієї енергії, відбиваючи та поглинаючи її частину.

Довгохвильове випромінювання включає довжину хвилі від 5000 нм до 50 000 нм. Високоефективне покриття на склі призначено для уповільнення теплопередачі від випромінювання. Високоефективне покриття відбиває довгохвильове випромінювання (тепло) назад у структуру протягом періодів із низькою температурою. 

Теплоізоляційні характеристики високоефективного скла

Теплопередача відбувається за допомогою трьох механізмів: випромінювання, провідності та конвекції. Усі три типи теплопередачі відбуваються всередині склопакета (IGU). 

• Випромінювання — це теплопередача електромагнітною енергією, коли довгохвильова енергія проходить через склоконструкцію.
• Провідність — це теплопередача в середовищі (твердому або газовому), викликана різницею температури. Ця передача зменшується завдяки використанню аргону всередині склопакета через його нижчу теплопровідність порівняно з повітрям. Уздовж краю склопакета тепло, що проводиться, передається від скла до розпірки та у зворотному напрямку до скла. Таку передачу можна сповільнити за допомогою технології «теплий край».
• Конвекція — це теплопередача через потоки повітря або газу, що повільно рухається всередині склопакета.

Під ізоляційними властивостями слід розуміти зниження теплопередачі, пов’язане з різницею температури повітря ззовні та всередині приміщення.

Холодні кліматичні умови

У холодних кліматичних умовах ізоляційні властивості є перевагою. Теплоізоляційне скло пропускає короткохвильову енергію та покращує утримання тепла всередині будівлі, відбиваючи при цьому довгохвильову енергію.

У теплому кліматі склоконструкція повинна зменшувати кількість як короткохвильової енергії, що надходить, так і випадкової хвильової енергії, що може допомогти зменшити потребу в кондиціюванні повітря. 

Незалежно від клімату, склоконструкція, яка зменшує теплопередачу, є перевагою для енергоефективності.

Ізоляційні характеристики скла можна покращити за допомогою високоефективного покриття, яке добре відбиває довгохвильову енергію. Ці властивості також можна покращити, додавши ще один лист скла до склопакета, щоб кілька камер і поверхонь із покриттям сприяли підвищенню ізоляційних властивостей.

Як вимірюються ізоляційні властивості?

Ізоляційні властивості вимірюються за допомогою параметра під назвою «коефіцієнт теплопередачі», який описує передачу енергії за одиницю часу, тобто тривалість, необхідну для передачі енергії на одиницю площі скління і на один градус різниці температури між зовнішнім і внутрішнім середовищем.

Якщо склоконструкція має високі теплоізоляційні властивості, передається лише невелика кількість енергії, тому коефіцієнт теплопередачі буде низьким.

Взаємодія скла із сонячною енергією 

Коли на лист скла потрапляє промінь електромагнітної енергії, частина енергії може відбиватися, частина може поглинатися, а вся інша енергія буде передаватися.  

Як вимірюється накопичення сонячного тепла? 

Для вимірювання сонячної енергії, яка передається в приміщення, використовується сонячний фактор (коефіцієнт g) і коефіцієнт накопичення сонячного тепла (SHGC). Це, зокрема, і пряма й непряма передача через поглинання та внутрішнє повторне випромінювання. Сонячний фактор, або коефіцієнт накопичення сонячного тепла, — це десяткова частка сонячної енергії, яка передається через структуру склоконструкції. Наприклад, якщо 31 % вхідної сонячної енергії проходить крізь склоконструкцію, сонячний фактор або SHGC становить 0,31 (31 %). 

Гарячий клімат 

Для проєкту будівлі в теплому або помірному кліматі перевага надається низькому сонячному фактору, або SHGC. Розміщення другої поверхні у високоефективному сонцезахисному склі часто забезпечує найвищу ефективність, оскільки вона відбиває частину вхідної сонячної енергії ще до того, як вона може потрапити до склоконструкції. 

В умовах з особливо холодним кліматом вищі значення сонячного фактора, або SHGC, можуть бути корисними для забезпечення пасивного притоку тепла.

Високоефективні види покриття та виробничі процеси

Високоефективні покриття можна поділити на дві категорії: ті, що наносяться шляхом піролітичного осадження (тверде напилення), а також ті, що наносяться шляхом магнетронного напилення (м’яке напилення). На виробничих заводах Guardian Glass використовується лише процес магнетронного напилення. 

Магнетронні напилення

Напилення наносять у великій вакуумній установці для магнетронного напилення автономно від процесу виробництва листового скла. Повністю сформоване скло рухається по конвеєрній системі через довгу вакуумну камеру, де на поверхню скла послідовно наносяться різні матеріали.  Сукупно ці матеріали утворюють приблизно 1/500 товщини аркуша паперу.   

Магнетронне напилення наноситься з більшою точністю, ніж піролітичне. Сучасні високоефективні магнетронні напилення — це багатошарові складні конструкції, створені для забезпечення високого коефіцієнта пропускання видимого світла, низького коефіцієнта відбиття видимого світла та зменшення теплопередачі.

Піролітичні покриття 

Піролітичні покриття наносяться на лінії під час процесу виробництва листового скла. На верхній шар скляної стрічки розпилюють матеріал, зазвичай оксид олова. Коли скло охолоджується, поверхнева міцність стає сильнішою, створюючи міцне з’єднання, яке є дуже стійким для обробки скла під час виготовлення. Однак властивості таких покриттів дуже обмежені через просту структуру.

Як на високоефективне скло наноситься покриття? Ознайомитися з процесом нанесення покриття можна в цьому анімованому відео.

Вплив срібла

Залежно від вимоги до ефективності покриття для досягнення бажаної ефективності може знадобитися до 15 шарів. 

З-поміж матеріалів, що входять до складу теплозбережного напилення, яке наноситься магнетронним способом, срібло є найдієвішим із точки зору підвищення енергоефективності. Що більше до складу покриття додається срібних шарів, то вище буде спектральна селективність скла.

Застосування високоефективного скла 

Високоефективна архітектурна склоконструкція знаходить широке застосування в різноманітних галузях. Високоефективна склоконструкція може застосовуватися будь-де, де скло виконує роль фізичного бар’єру між внутрішньою і зовнішньою стороною будівлі — від вікон і навісних фасадів до дахів і мансардних вікон.

Хочете побачити більше архітектурних проєктів зі скла з низьким коефіцієнтом випромінювання? Відвідайте розділ, присвячений проєктам.

Потрібно порівняти ефективність наших продуктів? Відвідайте розділ із продуктами, щоб знайти, порівняти та відфільтрувати наші різноманітні рішення зі скла.