Применение стекла в современном строительстве

О светотеплозащитных стеклах

Жималов А. Применение стекла в современном строительстве // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2002. №3. C.14-16

Стекло - уникальный светопрозрачный строительный и конструкционный материал, границы и возможности использования которого постоянно расширяются в соответствии с новыми требованиями рынка стекла по цветовой гамме, светотеплозащитным и прочностным характеристикам, габаритам остекления.

В настоящее время помимо традиционного остекления, все большим спросом пользуются различные виды светотеплозащитного стекла, энергосберегающие стеклоконструкции, в том числе стеклопакеты, закаленное и многослойное стекло.

Эта тенденция обусловлена рядом факторов и, прежде всего, требованиями архитекторов и дизайнеров по архитектурной выразительности зданий, безопасности их эксплуатации, а также ужесточением требований по теплозащите и механической прочности светопрозрачных ограждений.

Светотеплозащитные стекла подразделяются на теплопоглощающие, теплоотражающие и комбинированные стекла

Теплопоглощающее стекло - это стекло, окрашенное в массе оксидами металлов и имеющее широкую цветовую гамму (голубое, зеленое, серое, янтарное, бронзовое) Цвет стекла и его Светотеплозащитные свойства определяются содержанием и соотношением вводимых в его состав красителей. Светотехнические характеристики теплопоглощающих стекол обусловлены степенью поглощения и пропускания солнечной радиации. Теплопоглощающие стекла имеют широкий интервал оптических характеристик (светопропускание - не менее 50 %, а пропускание полной солнечной энергии - не более 60 %), что позволяет использовать их в различных климатических зонах. Такое стекло повышает комфорт внутри помещений, уменьшает расход электроэнергии системами кондиционирования. Теплопоступления внутрь помещений через оконные проемы при использовании тепло-поглощающего стекла снижаются в 1,3 раза, а температура - на 3-50С в сравнении с обычным остеклением [1].

Однако следует отметить, что из-за высокой поглощающей способности тепло-поглощающие стекла нагреваются значительно выше, чем обычные стекла. Это обстоятельство следует учитывать при разработке оконных конструкций, в том числе при выборе зазоров между стеклом и элементами остекления.

Теплопоглощающее стекло широко известно на мировом рынке. Оно производится более 30 лет ведущими стекольными фирмами мира, такими как ?Pilkington? (Великобритания), ?Hlaverbel? (Бельгия), ?PPG? (США), ?Gardian? (США), ?Saint Gobain? (Франция) и др. (табл. 1).

Таблица 1.

№ п/п

Фирма-производитель

Вид стекла

Цвет

Толщина, мм

Пропускание солнечной энергии, %

Видимая область

Полное пропускание

1 Pilkington

Antisun

Серый

5 50,8

54,1

2 Glaverbel

Plambel

Серый

5 51,9

49,8

3 ОАО ?СИС?

ТС-3

Серый

5 50,8

46,7

4 ОАО ?СИС?

ТС-2

Серый

5

51.6 47,0

5. Pilkington

Antisun

Бронзовый

5 59,3

57,6

6 Saint Gobam

Parsol

Бронзовый

5 62,4

53,6

7 Glaverbel

Plambel

Бронзовый

5 59,3

57,8

8. ОАО ?СИС?

ТБ-1

Бронзовый

5 67,3

60,1

9. ОАО ?СИС?

ТБ-2

Бронзовый

5 55,5

50,5

10. ОАО ?СИС?

ТБ-3

Бронзовый

5 49,3

44,5

11. Pilkington

Antisun

Зеленый

5 76,9

51,3

12 ОАО ?СИС?

Зелено-голубой

5 76,6

53,0

13. ОАО ?СИС?

"Лазурь"

Сине-голубой Темная лазурь

5

67

55

14. ОАО ?СИС?

ТЛ-5

5

48 44,5

15. Флоат-стекло

Бесцветное

5 89,3

82,6

Основным разработчиком и производителем теплопоглощающего флоат-стекла широкой цветовой гаммы в России и странах СНГ является Саратовский институт стекла. Институт вышел на отечественный и зарубежные рынки с данным видом продукции более 25 лет назад и в настоящее время продолжает работать над расширением его ассортимента с учетом запросов потребителей и производителей стекла (табл. 1).

Теплоотражающее стекло - это стекло с пленочными покрытиями, отражающее солнечную и тепловую радиацию.

Оно подразделяется на солнцезащитное (рефлектное) и низкоэмиссионное стекло. На рынке стекла различают рефлектные и низкоэмиссионные стекла с мягкими и твердыми покрытиями. Коммерческое производство крупногабаритного рефлектного и низкоэмиссионного стекла строительного назначения стало возможным с появлением разработок и внедрением рентабельных высокопроизводительных технологических процессов их получения - это вакуумные (мягкие покрытия) и пиролитические методы нанесения покрытий на ленты флоат-стекла (твердые покрытия).

Рефлектное стекло - это стекло с пленочными покрытиями, отражающее солнечную область спектра и защищающее здания от повышенной инсоляции. Они предотвращают перегрев в помещении в летнее время, снижают расход энергии системами кондиционирования и благодаря своим зеркальным покрытиям и различным вариантам остекления значительно изменяют облик зданий и городов

Рефлектные стекла имеют покрытия из оксидов переходных металлов (твердые покрытия), оксидов, нитридов металлов или металлические пленки, сплавы металлов (мягкие покрытия).

В настоящее время существует большой выбор стекол с солнцезащитными отражающими покрытиями, отличающимися своими оптическими характеристиками (табл. 2). Они могут иметь различный цвет в проходящем и отраженном свете, что важно учитывать при установке стекол с покрытиями в системы остекления

Низкоэмиссионное стекло - это стекло с пленочными покрытиями, отражающее тепловые лучи длинноволнового диапазона и за счет этого значительно повышающее сопротивление теплопередаче стекла и, соответственно, значительно снижающее теплопотери через оконные проемы в зимнее время. Низкоэмиссионное стекло считают одной из крупнейших разработок в промышленности листового стекла в последние десятилетия.

Широкое применение нашли низкоэмиссионные стекла с прозрачными полупроводниковыми оксидными пленками олова, индия (твердые покрытия) и стекла с многослойными металлическими и просветляющими покрытиями (мягкие покрытия) Из металлов используется, в основном, серебро, золото.

В качестве защитных и просветляющих покрытий используются, чаще, оксиды, нитриды висмута, цинка, кремния Использование золота и серебра в качестве теплоотражающего покрытия обусловлено физико-химическими свойствами указанных металлов, обеспечивающих высокое отражение в видимой и ИК-области солнечного и длинноволного диапазона при сохранении светопропускания до 40 % (без просветляющих покрытий). Таким образом, низкоэмиссионное стекло с металлическими покрытиями является одновременно и рефлектным стеклом.

Основной характеристикой стекла с низкоэмиссионным покрытием является коэффициент тепловой эмиссии. Значение этого коэффициента для стекол с твердым покрытием обычно составляет 0,15-0,18, для стекол с мягкими покрытием - 0,03-0,15 (для обычного флоат-стекла ~ 0,84).

Рефлектные стекла с мягкими покрытиями и низкоэмиссионые стекла используются в пакетном и многослойном варианте остекления Для низкоэмиссионного стекла покрытие должно быть на внутреннем стекле в сторону межстекольного пространства. Рефлектное стекло с твердым покрытием может использоваться и в одинарном остеклении - пленкой наружу.

Рыночная доля теплоотражающих стекол с покрытиями в остеклении окон составляет в Европе 50%, в США - 30 %. Потенциал российского рынка энергоэффективных окон и остекления по некоторым данным оценивается не менее 35 млн кв м/год. [2]

Высокоэффективное рефлектное и низкоэмиссионное стекло производят ведущие стекольные фирмы мира, причем такие фирмы как Pilkington (Великобритания), ?PPG? (США), ?Saint Gobam? (Франция) имеют оборудование и производят пленочное энергосберегающее стекло как с твердыми, так и мягкими покрытиями широкого ассортимента (табл. 2).