Инновационные окна
Тип информации: Статья
Дата: 03.05.2011
Регион: Россия
Отрасль: Стройматериалы
Специализация: Окна. Двери. Перегородки
Никого теперь не удивишь новыми пластиковыми стеклопакетами. Более того, «пионеры» данного направления уже выработали эксплуатационный ресурс, а значит пришла пора присмотреться к новым современным моделям.
Как известно, главное достоинство стеклопакета — его герметичность. А значит, основные требования к новым окнам — это защита помещения от холода, ветра и сырости. Новые разработки в обустройстве окон, представленные в широком ассортименте на отечественном рынке, как раз и направлены на уменьшение теплопотерь через оконные проемы. Правда во главу угла поставлена не герметичность окон (она и так на высоте, к тому же в помещении необходим воздухообмен), а усовершенствование термостойкости светопрозрачной части стеклопакета.
Энергосберегающие стекла
Чтобы повысить энергосберегающие свойства стекол их покрывают специальными пленками. Например, в процессе производства стекла на его поверхность наносят тонкий слой из окислов металлов. Получается прозрачная пленка, обладающая электропроводностью. Изделия, на которые нанесен слой окислов металлов, называют k-стеклами. Специалисты подчеркивают, что электропроводность напрямую связана с излучательной способностью стекла (иначе ее называют «эмиссией»). У низкоэмиссионного стекла пропускная способность длинноволновых лучей ниже, но отражательная — выше.
Таким образом, стекло, расположенное на внутренней части стеклопакета, в меньшей степени пропускает наружу тепловое излучение (а точнее тепло, которое зимой создают внутри помещения нагревательные приборы), но в большей степени отражает тепловые лучи обратно в помещение. Однако, такое «поведение» стекла характерно только по отношению к длинноволновым тепловым лучам, исходящих от отопительных приборов. Коротковолновые солнечные лучи свободно проникают в комнату через обработанное стекло. Таким образом, (благодаря односторонним отражательным свойствам стекол) в зимний солнечный день можно сэкономить на отоплении, если в доме или в квартире предусмотрена регулировка отопительных приборов.
Кроме того, многие специальные покрытия обладают зеркальным эффектом, что удобно для первых этажей жилых помещений, а также офисов. Зеркальная поверхность не препятствует проникновению света вовнутрь помещения, однако, заглядывая в окна с улицы, прохожие видят там только свое отражение. Существуют и другие подходы к усовершенствованию теплозащитных свойств оконных стекол. Например, энергосберегающие качества улучшают с помощью многослойного покрытия, состоящего из чередующихся слоев серебра и диэлектрика, которое наносят путем плазменного напыления в вакууме. Такие изделия называют i-стеклами. Для производства стекол применяют высокотехнологичное оборудование. Однако покрытие получается мягким, подверженным деформации. А потому многослойную пленку напыляют таким образом, чтобы впоследствии покрытие было расположено во внутренней части стеклопакета.
Высокотехнологичные стекла с многослойным напылением имеют лучшую отражающую способность, чем описанные выше k-стекла, «оснащенные» пленкой из окислов металла. По мнению экспертов, в сравнении с k-стеклами, энергосберегающие свойства высокотехнологичных i-стекол примерно в полтора раза выше. Еще большими преимуществами обладают теплосберегающие стеклопакеты по сравнению с обычными окнами. Специалисты, занимающиеся остеклением зданий, отмечают следующие особенности энергосберегающих стекол. K-стекла удобны тем, что их можно нарезать, закаливать, тонировать, а также производить другие манипуляции.
То есть технология остекления здания ничем не отличается от традиционной (можно нарезать стекла нужного размера прямо на рабочем месте), но в результате получается окна, либо светопрозрачные конструкции, которые белее эффективно удерживают тепло. Еще больший энергосберегающий эффект дает применение стеклопакетов с i-стеклами, однако с такими конструкциями сложней маневрировать. В строительстве зданий используют только готовые энергосберегающие стеклопакеты, которые нужно заранее заказывать на предприятиях. Таким образом, i-стекло нельзя вырезать с запасом, чтобы потом подогнать его под реальный размер проема. Соответственно, приходится делать более точные замеры, а в случае чьей-то небрежности «подравнивать» проемы под размеры стеклопакета.
Недостатки энергосберегающих стекол
Поскольку покрытие, состоящее из чередующихся слоев серебра и диэлектрика, относится к категории мягких, то соответственно, стекло (и без того хрупкий материал) становится еще более уязвимым в части целостности покрытия. Энергосберегающая пленка добавляет хлопот производителям из-за необходимости деликатно обращаться с материалом, даже при транспортировке внутри цеха. Однако эксперты считают, что готовый стеклопакет, имеющий теплосберегающее i-стекло, не менее практичен в использовании, чем обычный. Если уж нет изъянов на покрытии стекла (напомним, напыленный слой располагают внутри стеклопакета), значит, в процессе эксплуатации окна не возникнет дополнительных проблем. Также к недостаткам энергосберегающих стекол можно отнести более высокую цену.
Начинка для стеклопакета
Есть и другие способы усовершенствования термостойкости окон. Для этой цели стеклопакеты заполняют, например, инертными газами аргоном, криптоном или ксеноном. Благодаря свойствам газов, пространство между двумя стеклами, заполненное инертной субстанцией, обретает новые характеристики. Теплопроводность существенно сокращается. Эксперты рассказали об эксперименте, проведенном в Минске. Чтобы оценить энергоэффективность новых стеклопакетов, ими полностью укомплектовали экспериментальный дом. С внутренних сторон стеклопакетов установили энергосберегающие стекла, а в полость межу двумя стеклами закачали газ аргон. В результате теплосберегающие характеристики здания превысили примерно вдвое требования государственного стандарта Белоруссии.
Существует и другая начинка внутренней полости стеклопакета, улучшающая его энергосберегающие свойства. Между стеклами натягивают тончающую мембрану, которая не препятствует проникновению света, однако выполняет функцию отражателя тепловых лучей. Пленка сделана из полимерного материала с низкоэмиссионным покрытием. Применение «мембранного» стеклопакета, благодаря эффекту теплового зеркала, позволяет существенно снизить коэффициент теплопроводности окна. Создавать стеклопакеты нового поколения с хорошим энергосберегающим эффектом можно и без всякой начинки. Эксперты считают, что отличные характеристики демонстрирую вакуумные стеклопакеты. В Германии и Японии специалисты отрабатывают новую технологию герметичного соединения кромок стекол.
Суть нового метода такова. Между двумя стеклами оставляют небольшой зазор (меньше миллиметра), из которого откачивают воздух. Эксперты подчеркивают, вакуум имеет нулевую теплопроводность, а потому совсем небольшой зазор между двумя стеклами выполняет функцию «мостика холода», то есть разделяет охлажденное улицей стекло от внутреннего стекла, «нагретого комнатной». В результате получается компактный и достаточно легкий стеклопакет, с общей толщиной стекол меньше одного сантиметра. Причем такие размеры достигаются в основном за счет толщины самих стекол — порядка 4 мм каждое, и небольшого зазора между ними - менее 1 мм. Однако эксплуатационные качества, в частности, энергоэффективность «тонкого и легкого» стеклопакета, по оценкам специалистов, превосходят характеристики «толстых и тяжелых» аналогов.
Недостатки вакуумных и «газовых» стеклопакетов
Некоторые специалисты с недоверием относятся к применению вакуума и инертного газа для улучшения энергосберегающих характеристик окон. Так эксперты, занимающиеся экспертизой товаров, рассказали, что многие стеклопакеты, поступающие на рынок якобы наполненными инертными газами, на деле оказались без таковых. Это выявили проверки. Аналогичная ситуация — с вакуумом. Малейшее нарушение технологии производства, либо стеклопакет сильно кантовали в дороге, и конструкция оказывается разгерметизированной. Все энергосберегающие свойства изделия улетучиваются через микроскопическую дырочку. Впрочем, эксперты считают, что дело не только в досадных промахах, иногда производитель сознательно вводит потребителей в заблуждение. Покупателю объясняют, стеклопакет герметичен, а внутри — вакуум, хотя на самом деле внутри стеклопакета — обычный воздух. Хотя это не исключает герметичности стеклопакета. Он действительно не пропускает ветер, «добротно сколочен», однако прослойка между стеклами не обладает особыми свойствами. Не правда ли, это напоминает сказку Андерсена «Голый король». Однако продавцы могут добросовестно заблуждаться, предлагая покупателям «вакуумные» или «газовые» окна. «Пустышка» на совести производителей. Нередко несуществующие свойства приписывают своей продукции компании «без имени» или фирмы «азиатского происхождения». Впрочем, иногда грешат «приписками» и отечественные производители.
Высокие технологии
Способность сберегать тепло — это важнейшее достоинство стекол. Однако новейшие технологии все шире внедряются в оконную отрасль, а потому появляются материалы для остекления зданий, обладающие удивительными свойствами.
Весьма любопытны разработки, позволяющие оконным стеклам накапливать энергию, подобно тому, как это делают солнечные батареи. Стекло покрывают специальным полимерным составом, стеклопакет оснащают дополнительными элементами, и в результате получается «динамо-машина», способная преобразовывать солнечную энергию в электрический ток. Причем внешний вид агрегата полностью соответствует нашему представлению об изящной оконной раме, к тому же сооружение добросовестно выполняет функцию окна.
Однако эксперты уточняют, что в России в широкой продаже чудо-окна пока не появились. Европейские компании сейчас их тестируют на пилотных проектах. По прогнозам экспертов в ближайшем будущем хорошим спросом будут пользоваться «окна-хамелеоны». Специалисты считают, что способность стекол к затемнению будет востребована в жаркие месяцы, когда все время светит солнце, особенно если погода нам снова подарит лето образца 2010 года. Однако есть технологии, которые не столько затемняют окна, сколько делают их мутными. Такие изделия называются окнами с изменяемой прозрачностью. «Стартовое» состояние окна — матовое, а потому люди и интерьеры внутри помещения почти не видны. Однако окно обладает электроприводом и выключателем: нажал кнопочку, и стекло стало прозрачным. Такой эффект достигается благодаря нанесению на поверхность стекла тончайших слоев оксидов индия и олова, а также других специальных составов. Под воздействием тока происходит электрохимическая реакция «в недрах» пленки, после чего стекло становится прозрачным. По оценкам экспертов, затраты энергии на изменение прозрачности стекла — незначительные. Кстати, описанное выше стекло, обладающее функцией солнечной батареи, также может изменять прозрачность по желанию пользователя. О затратах энергии говорить не приходится: стекло снабжает электричеством не только свой «переменчивый лик», но и поставляет энергию на другие нужды.
Экзотические функции стекол
Глядя на внешний облик солнечной батареи, установленной на покатой кровле, многие обыватели все же задумывались, дескать, неплохо бы сконструировать нечто такое, что объединит функцию солнечной батареи и мансардного окна. Так что новое направления в развитии производящих энергию окон удовлетворяет общественные запросы. Однако некоторые пути развития оконной отрасли опережают самые смелые ожидания. Недавно крупная западная компания получили патент на производство стеклопакетов со встроенными светодиодами. В основе технического решения лежит уже известный подход: в полость между стеклами закачивают газ. Но в данном случае свойства газа, которым заполнено межстекольное пространство, совсем иные. Газ светится всеми цветами радуги, отражая «лучи» светодиодов.
Возможно свет в окне «под заказ» найдет применение в жилом секторе. Ведь очень удобно в дождь и слякоть, в любое время суток, зажигать «солнце в окне», или, по крайней мере, получать со стороны окна достоверную имитацию светлого времени суток. Однако, по мнению специалистов, новая разработка скорее предназначена для оформления атриумов, остекления фасадов административных зданий, торговых центров и зимних садов. Причем свет из окон не обязательно должен имитировать солнце. Диодное оконное освещение дает возможность развлекательным заведениям и другим любителям ярких зрелищ «зажигать в окнах» самую разнообразную палитру, включая мерцание и другие световые эффекты.
Есть оригинальные разработки, направленные на усовершенствование функций стекол, которые помогут защитить информацию от шпионов. Разумеется, не каждый покупатель заинтересуется таким сервисом. Многим законопослушным гражданам скрывать нечего, однако эксперты считают, что потребителей «антишпионских» окон будет достаточно. И это вовсе не нарушители закона, а обыкновенные банкиры, военные, дипломаты, и прочие хранители коммерческих, военных и государственных тайн.
Как известно, существуют приборы, способные считывать с окон разговорную речь. Шпион направляет на стекло луч специального прибора, который способен считывать, записывать, а затем расшифровывать «колебания стекол». Ведь известно, что наша речь — это в прямом смысле колебание воздуха.
Новые окна защищают информацию следующим образом. В стеклопакете устанавливают электропроводящее стекло, оснащенное электродами. К ним подсоединяют генератор случайных сигналов. В итоге на поверхности стекла возникает электромагнитное поле, насыщенное самыми разнообразными шумами. «Шумное» стекло деформирует направленный на него луч прибора. В результате «записывающая инстанция» получает настолько смазанную звуковую картину, что не может расшифровать ни одного слова. Однако люди, которые профессионально занимаются защитой информации, считают, что подобные окна хороши для вспомогательных помещений, где не проводят серьезные переговоры. Настоящие тайны хранят иначе. Помещения для переговоров вообще не имеют окон, либо выходят окнами в закрытый служебный двор.
Похожий принцип применяют для подогрева стекол, только вместо шумов «электрическая подводка» генерирует тепло. Подобным образом подогревают стекла в некоторых солидных автомобилях, чтобы исключить образование конденсата. Теперь эту технологию внедряют для остекления зданий. По оценкам экспертам, «теплые» окна востребованы в закрытых бассейнах, банях и саунах. Примечательны стекла, обладающие эффектом самоочищения. Это не просто мечта хозяйки, а скорее то, о чем хозяйка даже не смела мечтать. (Придумали бы еще самоочищающиеся квартиры!) «Самостоятельные» окна имеют двухступенчатые покрытия.
Один из компонентов вступает в реакцию с солнечными лучами, в результате которой происходит разрушение органической грязи на оконной поверхности. Второй этап очистки происходит во время дождя, который, как известно, не может полноценно помыть обычные окна, поскольку к ним накрепко прилипает грязь. Второй компонент, которым также обработана поверхность стекла, обладает гидрофильными свойствами. Поэтому вода не сворачивается каплями на стекле, а растекается по нему плоскими ручейками. Поскольку грязь под лучами солнца уже разрушена одним из компонентов, то обыкновенный дождь, равномерно растекающийся по стеклу, может полноценно помыть окно. А поскольку солнце и дождь постоянно сменяют друг друга, окна со специальными покрытиями регулярно самоочищаются.
Безопасные стекла
Также существуют разработки, направленные на усовершенствование безопасности стекол. Например, у стеклянной входной двери есть большая вероятность быть разбитой. В группу риска попадают часто открываемые и закрываемые окна, а также межкомнатные двери со стеклянной вставкой. Чтобы обезопасить людей, нередко используют ламинированные стекла. Даже если стекло разобьется, то осколки не рассыплются и не поранят окружающих, а останутся плотно приклеенными к пленке. К важным достоинствам эксперты относят огнестойкость стекол. В обычных условиях это кажется необязательным, ведь речь идет не о шлеме космонавта или пожарного, а об окнах здания. Однако в случае пожара важна локализация возгорания. Обычное стекло легко трескается от пламени, в результате пожар быстрей распространяться, подгоняемый сквозняком.
Жаропрочные стекла способны сдерживать распространение пламени и горячих газов, а потому их целесообразно использовать не только для наружного остекления, но и для внутренних дверей, а также в офисных перегородках, если речь идет об обустройстве административного здания. Есть стекла, которые под воздействием пламени меняют свои свойства. Например, становятся непрозрачными, и в результате химической реакции повышается их жаропрочность. Стоит отметить, что такие изделия обладают не только жаро-, но и ударопрочностью, а потому широко востребованы для внутреннего и наружного остекления офисов.
Новый оконный профиль
Не менее тщательно оконная промышленность трудится над усовершенствованием рам, в частности, оконных профилей. С целью повышения энергосберегающих свойств, изделия становятся «боле многокамерными», а монтажная толщина профиля прирастает в ширину. Окна армируют не только металлическим профилем, но и новыми не менее прочными материалами, сделанными на основе пластиков и стеклокомпозитов. Благодаря новым разработкам, рамы становятся более легкими, и в тоже время усовершенствуются их теплозащитные свойства. Есть и другие качества оконных профилей, которые производители стараются улучшить. В последние годы все больше востребованы темные оттенки оконных рам. Это особенно актуально для старых домов, исторических и других штучных зданий, гармоничный облик которых нарушают белые пластиковые стеклопакеты. Иногда темный цвет оконных рам целесообразен для оформления внутреннего интерьера комнат.
Однако в жаркое время рама темного цвета сильно нагревается, поскольку не отражает солнечные лучи. В результате может произойти деформация профиля, из-за чего окно будет плохо открываться и закрываться, или вообще сломается. Чтобы такого не случилось, производители разработали специальные красящие пигменты, которые не поглощают, а как бы отталкивают солнечные лучи. По оценкам специалистов, «отталкивающие» краски эффективно защищают темные оконные рамы от поломок в жаркие дни.
Источник информации: Ремонт и строительство
Постоянный адрес материала - Инновационные окна