ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЕ ОСТЕКЛЕНИЕ ЗДАНИЙ

ENERGY EFFICIENT GLAZING OF BUILDINGS

Alexander Samarsky

student, Department of Thermal Power Engineering, Omsk State Transport University,

Russia, Omsk

Artem Gusarov

scientific supervisor, senior lecturer. Department of Thermal Power Engineering, Omsk State Transport University,

Russia, Omsk

АННОТАЦИЯ

Применение энергоэффективных технологий является актуальным вопросом для сокращения расхода топлива или электроэнергии на отопление. В статье рассмотрены примеры энергоэффективного остекления зданий. Их принцип работы. Оценена возможность их применения.

ABSTRACT

The use of energy efficient technologies is an urgent issue for reducing fuel or electricity consumption for heating. The article considers examples of energy-efficient glazing of buildings. Their working principle. The possibility of their application is estimated.

Ключевые слова: стекло, энергосбережение, окно, технология.

Keywords: glass, energy saving, window, technology.

В 1865 изобретатель Томас Д. Стентсон запатентовал первый стеклопакет с использованием веревки как прокладки и смолы в качестве клея – это был один из первых проектов по улучшению энергоэффективности, и до настоящего времени применение различных материалов и конструкций для окон не потеряло актуальности.

Изменение конструкций стеклопакетов происходило на протяжении длительного времени (рис. 1).

Рисунок 1. Зависимость коэффициента теплопередачи от конструкции стеклопакета

1930 — Одинарное стекло

1950 — Двухкамерные сварные стеклопакеты

1979 — Тройные сварные стеклопакеты

1983 — Двухкамерные стеклопакеты с воздушным заполнением и низкоэмиссионным стеклом

1987 — Двухкамерные стеклопакеты, заполненные аргоном и с низкоэмиссионным стеклом

1995 — Двухкамерные стеклопакеты, заполненные аргоном, с низкоэмиссионным и солнцезащитным стеклом

2005 — Двухкамерные стеклопакеты, заполненные воздухом, с низкоэмиссионным и солнцезащитным стеклом с серебрянным покрытием

2014 — Двухкамерные стеклопакеты, заполненные воздухом с низкоэмиссионным и солнцезащитным стеклом с серебрянным покрытием, специально затемненное с синим/серым оттенком

2014 — Двухкамерные стеклопакеты, заполненные воздухом с динамичным стеклом максимально тонированным [1].

Для производства таких изделий используют специальные стеклопакеты, которые способны самостоятельно удерживать тепло внутри помещений. Внешне они не отличаются от стандартных моделей, могут иметь разную толщину и одну или две камеры. Энергосберегающие стеклопакеты функционируют так, что не требуется даже минимальное участие человека. Окна самостоятельно без дополнительных приспособлений удерживают тепло внутри помещений. Такого результата ученым удалось добиться путем разделения всех волн спектра на длинные и короткие при помощи специального покрытия. Оно наносится на поверхность обычного полированного флоат-стекла и способно отражать именно длинные тепловые волны. При этом короткие лучи видимого спектра практически беспрепятственно проходят сквозь такое покрытие. То есть фактически внутренняя поверхность стеклопакета самостоятельно возвращает обратно в помещение стремящееся вырваться наружу тепло и свободно пропускает свет. Такое покрытие называется селективным или низкоэмиссионным [2].

Рисунок 2. Принцип работы энергосберегающего стекла

Основные преимущества подобных конструкций – а это защита от перегрева, светопропускание и задержка ультрафиолетовых лучей.

Основные недостатки – это возможное снижение свойств от времени, низкая устойчивость к механическим воздействиям.

В жилом помещении, имеющем 4 оконных проема общей площадью приблизительно 10 м², экономия тепла за отопительный сезон при условии использования энергоэффективных стеклопакетов составит 2070-2100 кВт. Экономия на израсходованном в котле природном газе составит около 1500-2000 рублей, а при оплате услуг по счетчику за централизованное отопление - приблизительно 3500 рублей [2].

Помимо нанесения покрытий на само стекло, возможна и реконструкция самого стеклопакета, без его замены на новый. В исследовании [3] рассмотрен способ улучшения стеклопакета за счет конструкции так называемого скандинавского способа и дополнение его установкой двух ниток остекления по европейскому методу. Такой метод не требует демонтажа деревянной рамы.

Многие современные здания дизайнеры проектируют таким образом, что стены представляют собой массивные окна, естественно возникает вопрос каким образом сохранить тепло в зимний период, а в летний защитить от проникающего тепла (рис 3).

Рисунок 3. Примеры современных зданий

В промышленности существует разработанное мультифункциональное стекло с покрытием. Этого удалось добиться благодаря последовательному нанесению нескольких невидимых слоев металлов и их оксидов. Такие многофункциональные стекла одновременно обладают несколькими полезными свойствами: обеспечивают точность цветопередачи; снижают потери тепла через окна приблизительно на 78%; практически не уменьшают поступление естественного света внутрь помещений; сокращают расходы на кондиционирование примерно на 40%.

В результате проведенного анализа различных источников информации и  инструментального исследования ограждающих конструкций с помощью тепловизора, пирометров и контактных термопар на кафедре «Теплоэнергетика» можно сделать выводы, что применение обычных стеклопакетов будет способствовать повышенным теплопотерям, поэтому для проведения мероприятий по энергосбережению нужно использовать различные подходы – реконструкцию уже существующих стеклопакетов, замену их на энергоэффективные и на этапе проектирования сразу уделять внимание энергоэффективному остеклению.

Список литературы:

1. Компания Светопрозрачные констукции [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://glazingmag.ru/ (дата обращения: 06.07.22).
2. Компания ОкнаТрейд [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.oknatrade.ru/help/energosberegayushchie-okna-printsip-raboty-i-osobennosti-vybora/ (дата обращения: 06.07.22).
3. Компания АВОК. Пути энергоэффективного остекления [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5202 (дата обращения: 06.07.22).
4. Свод правил СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.