Стекло - один из самых популярных и универсальных строительных материалов, используемых сегодня, отчасти благодаря его постоянно улучшающимся солнечным и тепловым характеристикам. Одним из способов достижения этих характеристик является использование пассивных и солнцезащитных покрытий с низким энергопотреблением. Итак, что такое low-e glass? В этом разделе мы предлагаем вам подробный обзор покрытий.
Чтобы понять, что такое покрытия, важно понимать спектр солнечной энергии или энергию солнца. Ультрафиолетовый (УФ) свет, видимый свет и инфракрасный (ИК) свет - все они занимают разные части солнечного спектра - разница между ними определяется длиной волны.
• Ультрафиолетовый свет, который вызывает выцветание внутренних материалов, таких как ткани и настенные покрытия, имеет длину волны 310–380 нанометров при описании характеристик стекла.
• Видимый свет занимает часть спектра между длинами волн примерно 380-780 нанометров.
• Инфракрасный свет (или тепловая энергия) передается в здание в виде тепла и начинается с длины волны 780 нанометров. Солнечное инфракрасное излучение обычно называют коротковолновой инфракрасной энергией, в то время как тепло, излучаемое теплыми объектами, имеет более высокие длины волн, чем солнце, и называется длинноволновым инфракрасным излучением.
Покрытия Low-E были разработаны для минимизации количества ультрафиолетового и инфракрасного света, который может проходить через стекло, без ущерба для количества передаваемого видимого света.
Когда тепло или световая энергия поглощается стеклом, она либо отводится движущимся воздухом, либо повторно излучается поверхностью стекла. Способность материала излучать энергию называется излучательной способностью. Как правило, материалы с высокой отражающей способностью имеют низкий коэффициент излучения, а материалы более темного тусклого цвета имеют высокий коэффициент излучения. Все материалы, включая окна, излучают тепло в виде длинноволновой инфракрасной энергии в зависимости от коэффициента излучения и температуры их поверхностей. Лучистая энергия - один из важных способов передачи тепла через окна. Снижение излучательной способности одной или нескольких поверхностей оконного стекла улучшает изоляционные свойства окна. Например, непокрытое стекло имеет коэффициент излучения 0,84, в то время как стекло Vitro Architectural Glass (бывшее стекло PPG) защищает от солнечного излучения. Solarban® Стекло 70XL имеет коэффициент излучения 0,02.
Именно здесь вступают в игру покрытия с низким коэффициентом излучения (или низкоэмиссионное стекло). Стекло Low-E имеет микроскопически тонкое прозрачное покрытие - оно намного тоньше человеческого волоса - которое отражает длинноволновую инфракрасную энергию (или тепло). Некоторые low-e также отражают значительное количество коротковолновой солнечной инфракрасной энергии. Когда внутренняя тепловая энергия пытается уйти зимой в более холодную атмосферу, покрытие low-e отражает тепло обратно внутрь, уменьшая потери лучистого тепла через стекло. Обратное происходит летом. Если использовать простую аналогию, низкоэмиссионное стекло работает так же, как термос. У термоса есть серебряная подкладка, которая отражает температуру напитка, который в нем содержится. Температура поддерживается благодаря постоянному отражению, которое происходит, а также изолирующим преимуществам, которые обеспечивает воздушное пространство между внутренней и внешней оболочками термоса, подобно стеклопакету. Поскольку низкоэмиссионное стекло состоит из очень тонких слоев серебра или других материалов с низким коэффициентом излучения, применима та же теория. Серебряное покрытие low-e отражает внутреннюю температуру внутри, сохраняя в комнате тепло или холод.
Типы низкоэмиссионных покрытий и производственные процессы
На самом деле существует два различных типа низкоэмиссионных покрытий: пассивные низкоэмиссионные покрытия и солнцезащитные покрытия с низким энергопотреблением. Пассивные низкоэмиссионные покрытия предназначены для максимального увеличения поступления солнечного тепла в дом или здание для создания эффекта «пассивного» отопления и уменьшения зависимости от искусственного отопления. Покрытия с низким потреблением энергии от солнца предназначены для ограничения количества солнечного тепла, попадающего в дом или здание, с целью сохранения прохлады в зданиях и снижения потребления энергии, связанной с кондиционированием воздуха.
Оба типа низкоэмиссионного стекла, пассивное и солнцезащитное, производятся двумя основными методами производства - пиролитическим, или «твердым покрытием», и вакуумным напылением с магнетронным напылением (MSVD), или «мягким покрытием». В пиролитическом процессе, который стал распространенным в начале 1970-х годов, покрытие наносят на стеклянную ленту, пока она производится на флоат-линии. Затем покрытие «плавится» с горячей поверхностью стекла, создавая прочное соединение, которое очень надежно при обработке стекла во время изготовления. Наконец, стекло разрезают на листы различных размеров для отправки производителям. В процессе MSVD, введенном в 1980-х годах и постоянно совершенствующемся в последние десятилетия, покрытие наносится автономно на предварительно разрезанное стекло в вакуумных камерах при комнатной температуре.
Из-за исторической эволюции этих технологий покрытия пассивные низкоэмиссионные покрытия иногда ассоциируются с пиролитическим процессом и низкоэмиссионными покрытиями с контролем солнечного излучения с помощью MSVD, однако это уже не совсем точно. Кроме того, характеристики широко варьируются от продукта к продукту и от производителя к производителю (см. Таблицу ниже), но таблицы с данными о производительности легко доступны, и можно использовать несколько онлайн-инструментов для сравнения всех низкоэмиссионных покрытий, представленных на рынке.
Расположение покрытия
В стандартной двойной панели IG есть четыре потенциальных поверхности, на которые можно наносить покрытия: первая (№1) поверхность обращена наружу, вторая (№2) и третья (№3) поверхности обращены друг к другу внутри стеклопакета и разделены периферийной прокладкой, которая создает изолирующее воздушное пространство, а четвертая (# 4) поверхность обращена непосредственно внутрь помещения. Пассивные низкоэмиссионные покрытия лучше всего работают на третьей или четвертой поверхности (наиболее удаленной от солнца), в то время как низкоэмиссионные покрытия с пониженным энергопотреблением лучше всего работают на ближайшей к солнцу поверхности, обычно на второй поверхности.
Показатели эффективности низкоэмиссионного покрытия
Покрытия Low-e наносятся на различные поверхности стеклопакетов. Независимо от того, считается ли покрытие low-e пассивным или солнцезащитным, они обеспечивают улучшение показателей производительности. Для измерения эффективности стекла с низкоэмиссионным покрытием используются следующие методы:
• U-значение это рейтинг окна, основанный на допустимых потерях тепла.
• Пропускание видимого света это мера того, сколько света проходит через окно.
• Коэффициент увеличения солнечного тепла - это доля падающего солнечного излучения, попадающего через окно, как непосредственно переданного, так и поглощенного и повторно излучаемого внутрь. Чем ниже коэффициент поступления солнечного тепла в окно, тем меньше солнечного тепла оно передает.
• От света до солнечного усиления - это соотношение между коэффициентом усиления солнечного тепла (SHGC) окна и его рейтингом пропускания видимого света (VLT).
Вот как выглядят покрытия, сводя к минимуму количество ультрафиолетового и инфракрасного света (энергии), который может проходить через стекло, без ущерба для количества передаваемого видимого света.
Когда вы думаете о дизайне окон, на ум приходят размер, оттенок и другие эстетические качества. Однако низкоэмиссионные покрытия играют не менее важную роль и существенно влияют на общие характеристики окна и общие затраты на отопление, освещение и охлаждение здания.
Время публикации: 13 августа 2020 г.