Коэффициент светопропускания стеклопакетов

Светопропускание оконных конструкций и различные способы достижения нормативных результатов

В настоящее время на рынке России и стран СНГ появилось большое количество различных листовых стекол для строительства: прозрачные, окрашенные в массе, стекла с покрытиями (низкоэмиссионными, солнцезащитными, зеркальными, декоративными), многослойные стекла, закаленные стекла. Это разнообразие стекол позволяет решать различные архитектурные и проектные задачи: повышать архитектурную выразительность зданий и сооружений, разнообразить внешний вид городов, повышать безопасность эксплуатации зданий и сооружений, экономить топливо и энергию. В то же время ужесточились строительные нормативы по обеспечению естественной освещенности в зданиях, по сопротивлению теплопередаче. Поэтому требования к светопропусканию и теплоизоляции появились в новых стандартах на окна и стеклопакеты.

Перед проектантами и изготовителями окон и светопрозрачных конструкций встала сложная задача одновременного удовлетворения большого числа требований, предъявляемых к остеклению заказчиками и действующими нормативами. Особую сложность этой задаче придает необходимость снижать стоимость остекления, чтобы уложиться в весьма скромные финансовые возможности заказчиков. Данный обзор освещает эту проблему только с одной стороны: как обеспечить необходимый коэффициент пропускания света при выполнении требований по теплоизоляции, безопасности, стоимости.

Для того, чтобы рассмотреть эту проблему необходимо вспомнить физику. На рисунке 1 она показана на примере стеклопакета. При проектировании остекления обычно рассматривают два вида излучения: видимый свет (длины волн от 380 нм до 780 нм) и солнечную энергию (длины волн от 300 нм до 2500 нм). При этом для каждого из них устанавливается три показателя: коэффициенты пропускания, отражения и поглощения. Сумма этих коэффициентов равна 1 для каждого из видов излучения. В большинстве строительных нормативов России и СНГ требования предъявляются в явном виде к пропусканию видимого света. В то же время, при использовании стекол с покрытиями или окрашенных в массе стекол необходимо учитывать их характеристики для солнечного излучения, поскольку они определяют возможность их эксплуатации в зданиях и сооружениях, — большое поглощение солнечной энергии может привести к разрушению стекол.

Рисунок 1. Пример стеклопакета

На рисунке 2 приведены спектры пропускания видимого света различными стеклами. На этом же рисунке приведена кривая весовых коэффициентов, которые используются при расчете интегрального коэффициента пропускания видимого света в соответствии со стандартом ИСО 9050. Из этой кривой следует, что спектральные коэффициенты пропускания на различных длинах волн входят в расчет с разными коэффициентами и наиболее важно пропускание на длинах волн близких к 550 нм. Из этого рисунка видна большая разница в светопропускании различных стекол и тот факт, что любые покрытия на стеклах снижают коэффициент пропускания света.

Важно также отметить, что даже формально одинаковые листовые стекла обладают различными коэффициентами светопропускания. На рисунке 3 приведены примеры спектров пропускания света листовых стекол марки М1 толщиной 4 мм различных стекольных заводов. На рисунке видна большая разница между ними. Рассмотрим, к чему она может приводить.

Коэффициент светопропускания остекления рассчитывается по формулам:

Для двойного остекления:

(1)

(2)

где: t1(l) — спектральный коэффициент пропускания наружного листа;
t2(l) — спектральный коэффициент пропускания среднего листа;
t3(l) — спектральный коэффициент пропускания внутреннего листа;
r1(l) — спектральный коэффициент отражения наружного листа, замеренный в направлении падающего излучения;
r’1(l) — спектральный коэффициент отражения наружного листа, замеренный в направлении противоположном направлению падающего излучения;
r2(l) — спектральный коэффициент отражения среднего листа, замеренный в направлении падающего излучения;
r’2(l) — спектральный коэффициент отражения среднего листа, замеренный в направлении противоположном направлению падающего излучения;
r3(l) — спектральный коэффициент отражения внутреннего листа, замеренный в направлении падающего излучения.

Для остекления с более чем тремя компонентами, соотношения аналогичные формулам 1-2 могут быть найдены при помощи мысленного разделения такого остекления на части, содержащие по два или три компонента.

В настоящее время, для удешевления остекления часто возникает желание применить вместо стекла марки М1 стекло марки М4, купить стекло подешевле. К чему это может приводить в остеклении, показано в таблице на примере листовых стекол толщиной 4 мм различных марок.

Таблица

	Марка стекла		Коэффициент пропускания света стеклом, %		Коэффициент пропускания света двухслойным остеклением, %		Коэффициент пропускания света трехслойным остеклением, %
	М1 (ГОСТ 111-90)	88	81,9	73,4
	М4 (ГОСТ 111-90)	85	72,7	62,5
	Наилучшее испытанное в ИЦ «Стекло»	91,5	84,3	78,0
	Наихудшее испытанное в ИЦ «Стекло»	82,5	68,5	57,1
	Требования к светопропусканию стеклопакетов общестроительного назначения ГОСТ 24866-99	>=80	>=72
	Требования к светопропусканию стеклопакетов энергосберегающих ГОСТ 24866-99	>=75	>=68

Как видно из этой таблицы, разница в коэффициентах пропускания света листовых стекол одной толщины может достигать 9 %, при двухслойном остеклении — 16 %, при трехслойном остеклении — 21 %. Как уже отмечалось, покрытия на стекле снижают его коэффициент пропускания света, поэтому для «удержания» общего коэффициента пропускания стекла с покрытием в допустимых пределах и обеспечения нормативных коэффициентов пропускания остекления, покрытия надо наносить на стекла с высоким коэффициентом пропускания.

Учитывая, что в формулах 1, 2 коэффициенты пропускания стекол в остеклении практически равноправны, в случае применения одного из стекол с низким коэффициентом пропускания, остальные стекла лучше использовать с высоким коэффициентом пропускания, чтобы общий коэффициент пропускания остекления находился в заданных пределах.

Необходимо учитывать, что, чем больше толщина стекла, тем меньше его коэффициент светопропускания, поэтому в стеклопакетах надо толщину каждого стекла подбирать исходя из требований к их прочности и, по возможности, использовать более тонкие стекла, чтобы повысить общий коэффициент пропускания остекления. Кстати, они и более дешевые.

Ситуация с пропусканием солнечной энергии аналогична описываемой с пропусканием видимого света. Примеры спектров пропускания солнечной энергии различных стекол приведены на рисунке 4. Необходимо отметить, что кривая весовых коэффициентов для расчета общего пропускания солнечной энергии имеет многомодальный характер, поэтому сложно выделить область, которая наиболее сильно влияет на общий коэффициент пропускания. На рисунке 5 приведены примеры спектров пропускания солнечной энергии для листовых прозрачных стекол различных стекольных заводов. Как и в случае с видимым светом, видна большая разница между спектрами этих стекол, поэтому все вышеприведенные рассуждения по подбору стекол справедливы и в данном случае.

При нанесении покрытий на стекло, особенно низкоэмиссионных, качество покрытий проще обеспечить при большей их толщине, что приводит к снижению коэффициента пропускания стекла. На рисунке 6 приведены примеры спектров отражения различных стекол, используемые при расчете коэффициента тепловой эмиссии (чем больше коэффициент отражения, тем меньше коэффициент эмиссии). Нетрудно заметить, сравнивая этот рисунок с рисунком 4, указанную зависимость. Поэтому для нанесения низкоэмиссионных покрытий необходимо использовать стекла с высоким коэффициентом пропускания света.

В заключение, можно дать следующую рекомендацию: при проектировании остекления использовать стекла с известными оптическими характеристиками и подбирать их комбинации с помощью методов математического моделирования, чтобы удовлетворить пожелания заказчиков и требования нормативных документов. Необходимо помнить, что штрафные санкции и доброе имя стоят значительно дороже, чем разница в стоимости качественного и некачественного стекла.

Рисунок 2. Примеры спектров пропускания листовых стекол.

Рисунок 3. Примеры спектров пропускания листовых стекол различных стекольных заводов

Рисунок 4. Примеры спектров пропускания солнечной энергии различных стекол

Рисунок 5. Примеры спектров пропускания солнечной энергии листовых стекол разных заводов

Рисунок 6. Примеры спектров отражения для определения коэффициента тепловой эмиссии

Стеклопакеты

Виды и характеристики. Стеклопакеты (ГОСТ 24866—81) состоят из двух или более листов стекла, соединенных между собой по периметру таким образом, что между ними образуются герметически закрытые полости, заполненные воздухом или другим газом; изделия полной заводской готовности, конструкция которых гарантирует герметичность воздушных прослоек. Предназначаются для остекления окон, витрин, верхних фонарей и балконных дверей общественных, производственных и жилых зданий.

По конструктивным особенностям и способам изготовления подразделяются на клееные (наиболее распространены), паяные и сварные; по числу слоев стекла (или образуемых ими воздушных прослоек) — на двух-, трех- и четырехслойные (одно-, двух- и трехкамерные) (рис. 38, а-в). Однокамерные применяют для остекления зданий при температуре наружного воздуха — 40°С, двухкамерные до —50°С.

Размеры стеклопакетов (мм): длина — 400. 2950, ширина — 400. 2650, толщина — не более 46. Максимально допустимая площадь стеклопакетов зависит от толщины используемых стекол и воздушных прослоек (табл. 79).

Светотехнические качества (табл. 80) определяются числом, видом и толщиной используемых стекол и конструкцией стеклопакета.

Теплопоглощающие стекла располагают в наружных слоях стеклопакета. Наиболее эффективны теплоотражающие стекла с пленочным покрытием со стороны воздушной прослойки.

Технологические схемы. Стеклопакеты изготовляют на механизированных линиях максимальной годовой производительностью 500 тыс. м 2 .

Технологическая последовательность процессов: подготовка стекла, изготовление распорной рамки, нанесение на рамку нетвердеющей мастики, соединение рамки со стеклами, подпрессовка, нанесение на торцы пакета твердеющей мастики. Подготовка стекла включает его мойку и сушку на моечном конвейере.

Распорную рамку изготовляют из алюминиевой ленты в гибочном станке, где при помощи роликов, расположенных под разными углами, ей придают нужный профиль и автоматически разрезают ее на заданные отрезки; между краями профиля оставляют щель шириной 0,12 мм, через которую внутренняя полость профиля соединяется с полостью пакета.

Отрезки профиля на вибростанке заполняются предварительно высушенным поглотителем влаги — силикагелем или цеолитом. Рамку собирают с помощью пластиковых или металлических уголков или спаивают оловом на ультразвуковой установке. На станке на обе стороны рамки наносят нетвердеющую мастику слоем толщиной 1 мм и шириной 5. 6 мм. Стекло и рамку, поставленные вертикально, подают на конвейер, где их автоматически соединяют в пакет в вертикальном положении. Пакет поворачивают в горизонтальное положение и подпрессовывают. На торцы пакета наносят мастику, окончательно затвердевающую через 24 ч.

Нетвердеющая мастика между рамкой и стеклами создает условия независимости их температурных деформаций и паронепроницаемость соединений при герметизации. Долговечность пакетов в значительной степени определяется качеством герметизирующих материалов.

Коэффициент направленного пропускания света стеклопакетов

Низкоэмиссионное покрытие

Низкоэмиссионное покрытие: Покрытие, при нанесении которого на стекло существенно улучшаются теплотехнические характеристики стекла (сопротивление теплопередаче остекления с применением стекла с низкоэмиссионным покрытием увеличивается, а коэффициент теплопередачи – уменьшается).

Солнцезащитное покрытие

Солнцезащитное покрытие: Покрытие, при нанесении которого на стекло улучшается защита помещения от проникновения избыточного солнечного излучения.

Коэффициент эмиссии

Коэффициент эмиссии (откорректированный коэффициент эмиссии): Отношение мощности излучения поверхности стекла к мощности излучения абсолютно черного тела.

Нормальный коэффициент эмиссии

Нормальный коэффициент эмиссии (нормальная излучательная способность): Способность стекла отражать нормально падающее излучение; вычисляется как разность между единицей и коэффициентом отражения в направлении нормали к поверхности стекла.

Солнечный фактор

Солнечный фактор (коэффициент общего пропускания солнечной энергии): Отношение общей солнечной энергии, поступающей в помещение через светопрозрачную конструкцию, к энергии падающего солнечного излучения. Общая солнечная энергия, поступающая в помещение через светопрозрачную конструкцию, представляет собой сумму энергии, непосредственно проходящей через светопрозрачную конструкцию, и той части поглощенной светопрозрачной конструкцией энергии, которая передается внутрь помещения.

Коэффициент направленного пропускания света

Коэффициент направленного пропускания света (равнозначные термины: коэффициент пропускания света, коэффициент светопропускания), обозначается как τv (LT) – отношение значения светового потока, нормально прошедшего сквозь образец, к значению светового потока, нормально падающего на образец (в диапазоне длин вол видимого света).

Коэффициент отражения света

Коэффициент отражения света (равнозначный термин: коэффициент нормального отражения света, коэффициент светоотражения) обозначится как ρv (LR) – отношение значения светового потока, нормально отраженного от образца, к значению светового потока, нормально падающего на образец (в диапазоне длин вол видимого света).

Коэффициент поглощения света

Коэффициент поглощения света (равнозначный термин: коэффициент светопоглощения) обозначается как av (LA) – отношение значения светового потока, поглощенного образцом, к значению светового потока, нормально падающего на образец (в диапазоне волн видимого спектра).

Коэффициент пропускания солнечной энергии

Коэффициент пропускания солнечной энергии (равнозначный термин: коэффициент прямого пропускания солнечной энергии) обозначается как τе (DET) – отношение значения потока солнечного излучения, нормально прошедшего сквозь образец, к значению потока солнечного излучения, нормально падающего на образец.

Коэффициент отражения солнечной энергии

Коэффициент отражения солнечной энергии обозначается как ρе (ER) – отношение значения потока солнечного излучения, нормально отраженного от образца, к значению потока солнечного излучения, нормально падающего на образец.

Коэффициент поглощения солнечной энергии

Коэффициент поглощения солнечной энергии (равнозначный термин: коэффициент энергопоглощения) обозначается как ае (EА) – отношение значения потока солнечного излучения, поглощенного образцом, к значению потока солнечного излучения, нормально падающего на образец.

Коэффициент затенения

Коэффициент затенения обозначается как SC или G – коэффициент затенения определяется как отношение потока проходящего через данное стекло солнечного излучения в диапазоне волн от 300 дог 2500 нм (2,5 мкм) к потоку солнечной энергии, прошедшей через стекло толщиной 3 мм. Коэффициент затенения показывает долю прохождения не только прямого потока солнечной энергии (ближняя инфракрасная область излучения), но и излучение за счет абсорбирующейся в стекле энергии ( в дальней области инфракрасных излучений).

Коэффициент теплопередачи

Коэффициент теплопередачи – обозначается как U, характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1 м2 конструкции при разности температур по обе стороны в один градус по шкале Кельвина (К), единица измерения Вт/(м2•К).

Сопротивление теплопередаче

Сопротивление теплопередаче обозначается как R – величина, обратная коэффициенту теплопередачи.

СТЕКЛОПАКЕТЫ КЛЕЕНЫЕ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

ГОСТ 24866-99

Стеклопакеты клееные строительного назначения, предназначенные для остекления светопрозрачных конструкций (оконных и дверных блоков, перегородок, зенитных фонарей и др.), производятся по ГОСТ 24866-99.

Данный стандарт не распространяется на специальные виды стеклопакетов, применяемых в строительных конструкциях (пулестойкие, огнестойкие, с полимерными пленками в межстекольном пространстве, с криволинейными поверхностями и т. п.).

Требования настоящего стандарта являются обязательными (кроме оговоренных в тексте как рекомендуемые или справочные).

Стандарт может быть использован для целей сертификации.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Стеклопакеты представляют собой объемные изделия, состоящие из двух или трех листов стекла, соединенных между собой по контуру с помощью дистанционных рамок и герметиков, образующих герметически замкнутые камеры, заполненные осушенным воздухом или другим газом.

Стеклопакеты в зависимости от числа камер подразделяются на типы:

СПО – однокамерные;

СПД – двухкамерные.

Камеры стеклопакетов могут быть заполнены:

осушенным воздухом;

инертным газом (аргон – Аr, криптон – Kr и др.);

шестифтористой серой (SF₆).

Допускается по согласованию изготовителя с потребителем изготавливать стеклопакеты из четырех плоских листа стекла и более, а также устанавливать декоративные рамки внутри стеклопакетов.

Стеклопакеты в зависимости от назначения подразделяют на виды:

стеклопакеты общестроительного назначения;

стеклопакеты строительного назначения со специальными свойствами:

Уд – ударостойкие;

Э – энергосберегающие;

С – солнцезащитные;

М – морозостойкие;

Ш – шумозащитные.

Требования, предъявляемые к каждому виду стеклопакетов строительного назначения, дополняющие требования настоящего стандарта, должны быть изложены в НД на соответствующий вид стеклопакета.

2 – дистанционная рамка;

4 – нетвердеющий герметик;

5 – отверждающийся герметик;

6 – воздушная прослойка (межстекольное расстояние);

7 – рекомендуемые варианты расположения низкоэмиссионного покрытия в случае его применения;

8 – дегидрационные отверстия;

d – толщина стекла;

h – толщина стеклопакета;

h_с – расстояние между стеклами;

D – глубина герметизирующего слоя

Рисунок 1. Типы и конструкции стеклопакетов (ГОСТ 24866-99)

Номинальная толщина стеклопакетов рекомендуется от 14 до 60 мм, расстояние между стеклами – от 8 до 36 мм.

Размеры стеклопакетов по высоте и ширине, как правило, не должны превышать 3,2 х 3,0 м. Номинальные размеры стеклопакетов устанавливают в договоре на их изготовление (поставку).

Не рекомендуется изготовление стеклопакетов с размерами менее 300 х 300 мм, а также с соотношением сторон более 5:1.

Солнечный свет заряжает на великие дела или просто дарит хорошее настроение. Бесплатно. Свет в наши квартиры поступает через окна. От того, какие окна выберем, зависит настроение и самочувствие на долгие годы. Поэтому, если хотите больше позитива, прибавьте к числу своих требований к окну максимум света.
Техническая справка: стеклопакет – это не окно целиком, это только его стеклянная часть, занимающая 70-80% площади конструкции.
Основные принципы выигрыша в свете за счет стеклопакета таковы:

1. Чем выше марка стекла – тем больше света
2. Чем меньше толщина стекол – тем больше света
3. Чем меньше стекол в стеклопакете – тем больше света
4. Чем меньше наворотов в стекле (энергосберегающее, тонированное, триплекс и т.д.) – тем больше света

Содержание

Марка стекла и свет

Стекло в соответствии с его оптическими искажениями и нормируемыми пороками подразделяют на марки М0-М7.

ГОСТ 111-2001 Стекло листовое, п. 5.1.1, Таблица 4 Пороки и оптические искажения влияют на светопропускание. Стекло в окнах допустимо использовать от М0 до М7. При это рекомендуемое стекло с точки зрения минимума пороков – это М0 (которое редко кто перерабатывает) и М1 (которое можно встретить значительно чаще).

Чем меньше толщина стекол – тем больше света

Одной из важнейших характеристик стекла является коэффициент направленного пропускания света*. Чем больше значение этого коэффициента, тем большей степенью прозрачности обладает стекло и тем меньше его цветовой оттенок. С увеличением толщины коэффициент направленного пропускания света снижается, и более заметным становится зеленоватый или голубоватый оттенок стекла.
Таблица 1 Толщина стекла и количество света**

* Коэффициент направленного пропускания света — это отношение значения светового потока, нормально прошедшего сквозь образец, к значению светового потока, нормально падающего на образец (ГОСТ 26302-93 Стекло. Методы определения коэффициентов направленного пропускания и отражения света, п. 3). **ГОСТ 111-2001 «Стекло листовое строительного назначения», Таблица 6

Типовая толщина применяемых в современных окнах стекол – 4 мм. Более толстое стекло (5 или 6 мм) применяют, если хотят увеличить защиту от шума или у стеклопакета большая площадь (более 2-2.5 м²), что бы стеклопакет не разрушился/не было эффекта линзы (слипание стекол). Так же толщина стекла связана с предельной ветровой нагрузкой, которую изделие должно выдержать.

Стекло, толщиной 3 мм и менее для производства стеклопакетов обычно не применяются, из-за более низкой прочностной стабильности конструкции.*** Риск разрушения стеклопакета больше, если стекла в нем 3, а не 4 мм.

***Исключение – триплекс. Это 2 стекла склеенные между собой за счет специальной пленки или смолы.

Чем меньше стекол в стеклопакете – тем больше света

Таблица 2 Количество стекол и свет****
****ГОСТ 24 866-99 Стеклопакеты клееные строительного назначения, п. 4.1.7, Таблица 4

В однокамерном стеклопакете – 2 стекла, значит количество света от общего светового потока, через такую конструкцию будет проходить 80%. Если заменим стеклопакет на двухкамерный, т.е. из трех стекол – света станет меньше на 8%. Обратите внимание, что показатели «Сопротивление теплопередаче» (чем больше, тем окно теплее) и «Звукоизоляция» (чем больше, тем тише) у двухкамерного стеклопакета выше на 27 и 7% соответственно. Не рекомендуется ставить окна с однокамерными стеклопакетами стандартного исполнения (алюминиевые дистанционные рамки, обычные стекла) в отапливаемые помещения, типа квартир, школьных классов и т.д.

Чем меньше наворотов в стекле (энергосберегающее, тонированное, триплекс и т.д.) – тем больше света

Таблица 3 Стеклонавороты и свет****

Если одно стекло в стеклопакете энергосберегающее, то света будет меньше на 5%, если стеклопакет в 2 стекла (однокамерный) и на 7%, если стеклопакет в 3 стекла (двухкамерный).

При этом стеклопакеты с энергосберегающим стеклом теплее стандартных на 60-80% (вычислено простой пропорцией по данным Таблицы 3).

Т.е. в этом случае выгода от энергосбережения значительно больше выгоды от света.

Таблица 4 Тип стеклопакета и свет*****

***** ГОСТ 24 866-99 Стеклопакеты клееные строительного назначения, приложение А, Таблица А1

Анализ спектральных коэффициентов светопропускания стёкол, входящих в состав стеклопакета

Проводились измерения коэффициентов светопропускания образцов оконных стекол, производства Pilkington. Образцы представляют собой прямоугольные фрагменты стекол толщиной 4 мм (№1, 2, 3) и 6 мм (№4, 5, 6, 7), количество образцов равно 3 и 4, соответственно. Результаты измерений коэффициента светопропускания представлены в таблице 2.1.

Спектральный коэффициент светопропускания стекла без покрытия Из рисунка 2.3 видно, что стекло пропускает ультрафиолетовый свет, это важно для обеспечения инсоляции жилых и общественных зданий, что описано в работах автора и соавторов [40, 41]. Кривая спектрального коэффициента светопропускания имеет небольшой скачок при значениях около 400 нм (рисунок 2.3). Такой скачок также отмечался в [7, 95], его причины не были обнаружены в литературе.

Рассматриваемые образцы стекол толщиной 4 мм и образцы стекол толщиной 6 мм имеют одинаковые коэффициенты светопропускания, соответственно, согласно данным фирмы-производителя. Тогда можно рассчитать средние значения коэффициентов светопропускания для стекол

Полученные значения согласуются с заявленными производителями: т3 =0,89 и т3 =0,88, соответственно, что показывает правильность проведения измерений и возможность использования данных производителя. Таким образом, при отсутствии измеренных значений, мы можем пользоваться данными производителей.

В качестве примера экспериментальных исследований стекол со специальными покрытиями в НИИСФ РААСН были проведены измерения на спектрофотометре СФ-256 УВИ коэффициента светопропускания шести образцов стекол толщиной 4 мм трех заводов-изготовителей: — образец SunCool 70/40- 2 шт, завод-изготовитель Pilkington; — образец StopRay NEO- 2 шт, завод-изготовитель AGC; — образец Clima Guard Solar- 2 шт, завод-изготовитель Guardian.

Данные образцы стекол являются мультифункциональными, т.е. низкоэмиссионными и солнцезащитными. Согласно ГОСТ Р 54164-2010 (ИСО 9050:2003) измерение коэффициента светоотражения должно проводиться со стороны покрытия. В таблице 2.2 и на рисунке 2.4 представлены результаты измерения коэффициента светопропускания со стороны покрытия, при этом рассчитаны средние значения для образцов стекол, имеющих одинаковую маркировку. Исходные данные по результатам измерений одного из образцов стекол с низкоэмиссионным покрытием представлены в приложении Г. Таблица 2.2 — Результаты измерения коэффициентов светопропускания т образцов стекол с низкоэмиссионными покрытиями

Из полученных результатов видно, что стекло с покрытием имеет особые физические свойства по пропусканию света. В работе Е.А. Томилиной [84] приведены формулы расчета светопропускания стекол с покрытиями. Расчетный метод пропускания и отражения света в многослойных структурах описан также в [107]. Для их использования необходимо знать толщину и электропроводные свойства покрытия, мы таких данных о получаемых для испытаний образцах, как правило, не можем иметь. Следовательно, возможно использование метода прямого измерения для определения светопропускания стекол с низкоэмиссионными покрытиями.

Определение светопропускания образцов стеклопакетов со стеклами, имеющими низкоэмиссионные покрытия

В качестве примеров экспериментального исследования светопропускания стеклопакетов, проводилось измерение коэффициентов светопропускания образцов стеклопакетов с мультифункциональными стеклами со стороны стекла с покрытием. Образцы стеклопакетов № 1, 2, 3 (см. таблицу 2.3) содержат мультифункциональные стекла, рассмотренные в п. 2.1.2. Образец стеклопакета № 6 также содержит мультифункциональное стекло Suncool 66/33, измерения которого отдельно не проводились. Образец стеклопакета № 4 содержит низкоэмиссионное стекло Optitherm S3. Образцы №1 и №5 со стеклами Suncool 70/40 изготовлены разными заводами одного производителя.

Следует обратить внимание, что значения коэффициента светопропускания для образца стеклопакета №3 при измерении ниже, чем заявленные производителем. Поэтому требуется проводить проверочные измерения коэффициентов светопропускания образцов стекол и стеклопакетов.

Анализ влияния типа покрытия на спектральное пропускание электромагнитного излучения стеклопакетами

Для оценки влияния типа покрытия на спектральное пропускания света были построены графики зависимостей спектральных коэффициентов образцов стеклопакетов с низкоэмиссионным покрытием №4, мультифункциональным покрытием №5 и №6 и двойного остекления со стеклами без покрытия (рисунок 2.5). Спектральная характеристика двойного остекления со стеклами без покрытий была получена путем перемножения спектральных коэффициентов двух стекол без покрытия, полученных в п. 2.1.1. Ниже будет показано, что такое перемножение допустимо.

Как видно из графиков рисунка 2.5 двойное остекление из стекол без покрытий имеет самый большой спектральный коэффициент светопропускания в инфракрасной (ИК) области спектра, далее идет остекление из одного стекла без покрытия и одного стекла с низкоэмиссионным покрытием и, наконец, самое низкое значение спектрального коэффициента светопропускания в ИК области имеют остекления из одного стекла без покрытия и одного стекла с мультифункциональным покрытием, что соответствует их назначению. Такое ограничение светопропускания в ИК области соответствует назначению низкоэмиссионных и мультифункциональных стекол, но сказывается на светопропускании последних в видимой области спектра в сторону снижения.

В таблице 2.5 приведено сравнение коэффициентов светопропускания для различных вариантов остекления, где эффективность в ИК области оценивается путем деления спектральных коэффициентов одного образца на спектральные коэффициенты другого образца при одинаковых длинах волн падающего излучения.

По данным таблицы 2.5 можно сказать, что при высоком коэффициенте светопропускания остекления с низкоэмиссионным покрытием, его эффективность в ИК области ниже, чем у остекления с мультифункциональным покрытием, а светопропускание в видимой области выше.

​Новый взгляд на светопропускание окон в России

Важным практическим аспектом светопропускания окон является повышение уровня жизни среды обитания и экономия энергоресурсов.

Естественное освещение оказывает значительное влияние на наше психическое состояние, интерьер кажется более дружественным и, как следствие, мы лучше себя чувствуем. При хорошем освещении помещений требуется меньше электроэнергии в течение дня, что особенно ощутимо в коммерческих объектах.

С этого года светопропускание окон получит новое измерение за счёт принятия нового стандарта использования естественного освещения. Премия «Оконная компания года» по версии tybet.ru рекомендует отечественным разработчикам и производителям обратить внимание на этот важный аспект при проектировании светопрозрачных конструкций.

Новый стандарт использования естественного освещения повысит требования к окнам

В России одобрен национальный стандарт «Климатология строительная. Параметры для расчета естественного освещения с учетом распределения яркости по небосводу», разработанный ФАУ «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве». Внедрение данного стандарта будет стимулировать использование естественного освещения помещений при проектировании зданий и сооружений, что отразится на требованиях к окнам и другим светопрозрачным конструкциям.

Целью разработки нового ГОСТа является гармонизация теоретических и экспериментальных основ при расчете естественной освещенности, а также времени использования дневного освещения, с международным стандартом при проектировании и расчете расхода энергии на освещение интерьеров. В новом стандарте содержатся принятые Международной комиссией по освещению (МКО) нормы распределения яркости по небосводу, которые зависят от климата, погоды и положения солнечного светила в течение дня.

Ожидаемая технико-экономическая эффективность от внедрения стандарта будет заключаться в повышении точности расчетов естественного освещения помещений. Это значит, что светопропусканию остекления будет уделяться повышенное внимание при проектировании новых зданий, что должно найти отражение в новых продуктах и проектах, которые будут представлены на конкурс «Оконная компания года».

Как с помощью окон привлечь максимум естественного света?

Сегодня важно так спроектировать остекление, чтобы в интерьере всегда было много естественного света. Какие факторы помогают достичь этой цели?

— Расположение остекления. Независимо от сезона, дольше всего пребывание в доме солнца обеспечивают окна, ориентированные на юг. В большой комнате можно разместить окна таким образом, чтобы они выходили на разные стороны. Тогда постоянно перемещающееся по небосводу солнце будет освещать интерьер равномерно в течение всего дня.

— Тип остекления. Обратить внимание на коэффициент Lt (от англ. Lighttransmission). Это параметр, определяющий уровень светопропускания, задается в процентах. Чем выше процент пропускаемого света, тем лучше будет освещена комната. Хорошее решение представляет селективное стекло, которое обеспечивает много света в интерьере, в то же время не вызывает чрезмерного нагрева помещений.

— Правильно выбранный размер окна. Чем больше окно, тем больше света проникает внутрь. Современные профильные системы позволяют реализовать крупногабаритное остекление рекордно высокого уровня светопропускания. Не последнюю роль играет технология вклейки стеклопакета в створку, которая повышает статику окна.

— Инновационный дизайн окон. Соотношение площади стеклопакета к профилю также влияет на количество света, поступающего в помещение. В системах с узкими рамами это соотношение выгоднее. Современный дизайн окон отличается характерным изяществом профиля, что достигается за счёт того, что рама створки прячется за оконной рамой. Таким образом, за счёт большего отверстия внутрь проникает больше дневного света.

— Способ монтажа окон. Новаторский способ монтажа способствует тому, что на пути солнечных лучей возникает минимум препятствий. Например, когда оконная рама скрыта за слоем теплоизоляции стены. В результате, снаружи окна на фасаде создают впечатление однородной глади стекла без рамы, что также придает зданию ультрасовременный характер.

— Количество разделительных элементов. Больше всего света в дом впускает одностворчатое окно. Если разделить остекление на несколько сегментов, то рама каждого из них будет частично ограничивать приток света. Так что следует тщательно продумать о включении в конструкцию подразделений, особенно в случае больших структур, таких как панорамные мансардные окна или раздвижные балконные двери, чтобы не затемнять внутреннюю часть дома неоправданными конструктивно элементами остекления.

Естественный свет может помочь в отоплении дома

Естественный свет также имеет измеримое значение в финансовом выражении. Не только помогает экономить энергию на освещении, но и на отоплении, так как является бесплатным источником тепловой энергии. Чтобы иметь возможность использовать тепловую энергию солнца, остекление дома должно быть соответствующим образом установлено по отношению к сторонам света.

Проектировщики энергоэффективных домов рекомендуют, чтобы самый тёплый южный фасад был щедро остеклён, поскольку потоки солнечной энергии, идущие по этой дороге, являются наиболее заметными. В холодные месяцы солнечный свет, проникающий через южные окна, обогревает комнату, уменьшая потребность объекта в тепловой энергии, полученной из обычных источников. Хотя окна, даже самые энергосберегающие, по-прежнему намного холоднее, чем стены, в этом случае сумма накопленной за счёт панорамного остекления солнечной энергии уравновешивает потери тепла.

От остекления восточных и западных фасадов выгоды от солнечной энергии не столь велики, потому что в течение многих часов солнце значительно ниже над горизонтом.

При выборе окна с целью извлечения выгод от солнечной энергии, стоит обратить внимание на коэффициент проницаемости солнечных лучей. Чем выше его значение, тем лучше. Наиболее эффективные энергосберегающие окна имеют солнечный фактор на уровне 40-50%.

Ценный ресурс в руках оконного рынка

Мы ценим роль естественного света в интерьере во всех его измерениях. Практически, потому что солнечный свет усиливает потенциал физической активности, позволяет экономить на оплате искусственного освещения. Визуально, потому что хорошо освещенное пространство кажется больше и более привлекательным. Силу естественного света также ценят создатели энергоэффективного строительства: солнечный свет способен принести прибыль в виде дополнительного тепла, согревая интерьер в холодную погоду. И, конечно, дневной свет оказывает положительное влияние на наше здоровье и самочувствие.

Свет – это ценный ресурс в руках оконного рынка. Благодаря ему могут зародиться новые технологии в остеклении, которые изменят архитектурные подходы, улучшат среду обитания и дадут высокий экономический эффект.

Организаторы Премии WinAwards Russia приглашают отечественных производителей, которые сегодня готовы дать другой взгляд на светопропускание окон, принять участие во втором сезоне проекта. Наличие такого актива в портфеле оконной компании повысит вероятность победы в тендерах на остекление уже в ближайшее время.

О Премии

Российская профессиональная Премия «Оконная компания года» по версии tybet.ru проводится второй раз.

Официальные спонсоры: SIEGENIA, WINKHAUS.

Титульный спонсор IVAPER.

Партнер номинации «Зеленые окна» – profine RUS.