Спектрально-селективные пленки




Использование спектрально-селективных фильтров в окнах существенно повышает комфорт в помещениях, поскольку теплопотери зимой и перегрев летом препятствуют запотеванию стекол, уменьшают конвективные потоки в помещениях вблизи окон, экранируют электромагнитные излучения, предотвращают от выгорания элементы интерьера, стимулируют рост растений внутри помещений, смотрите окна рехау официальный сайт

Комфорт-зона - это оптически прозрачная спектрально-селективная энергосберегающая и солнцезащитная пленка, предназначенная для установки в межстекольное пространство (рис. 77). В качестве основы комфорт-экранов используется полимерная полиэтилентерефталатная (ПЭТ) пленка толщиной 36 или 50 мкм. На нее методом магнетронного распыления в вакууме наносят послойно диэлектрик (30 нм), металл (10-20 нм), диэлектрик (30 нм). Двойной комфорт-экран имеет многослойное спектрально-селективное покрытие с двух сторон пленки.

Тип металла и его толщина определяют интенсивность пропускания видимого света и отражение инфракрасного теплового излучения. Прозрачные слои диэлектрика обеспечивают защиту металлического слоя от окисления, а также выполняют просветляющие функции.

Спектр излучения солнца охватывает ближний УФ-диапазон (300-400 нм), где содержится примерно 1 % солнечной энергии, видимый диапазон - 53 % солнечной энергии и ближний ИК-диапазон (760-2500 нм) - 46 % солнечной энергии. Максимум теплового излучения, выходящего из помещения с температурой около 20 °С, располагается в диапазоне 10 000 нм.

Идеальный теплосберегающий фильтр должен пропускать всю энергию солнечного излучения и полностью отражать тепловую энергию помещения, т.е. граница пропускания фильтра должна располагаться в области 2500 нм.

Рис. 77. Стеклопакет со спектрально-селективным фильтром
Рис. 77. Стеклопакет со спектрально-селективным фильтром


Идеальный солнцезащитный фильтр должен полностью пропускать видимое излучение солнца и иметь граничную длину волны около 760 нм и совершенно не пропускать тепловую энергию солнца. Следует отметить, что солнцезащитный фильтр всегда выполняет функции теплосберегающего. Реальные комфорт-экраны занимают промежуточное положение между идеальными солнцезащитными и теплосберегающими фильтрами. Интенсивность пропускания в видимой области варьирует от 80% для теплосберегающего и до 40 % для солнцезащитного экрана при одновременном увеличении отражения в ИК-области от 90 до 97 % соответственно.

Выбор оптимального комфорт-экрана должен производиться с учетом числа слоев стекла, ориентации окна по отношению к сторонам света и естественных климатических условий. В этом случае применение комфорт-экранов обеспечит оптимальные условия в помещении и позволит максимально сэкономить энергию как на отопление, так и на кондиционирование.

Использование разных металлов и изменение толщин диэлектрических слоев позволяют изменить оттенки остекленных оконных проемов.

Пленочные комфорт-экраны используются при производстве энергоэффективных стеклопакетов.

При сборке стеклопакетов пленка устанавливается между дистанционными рамками или на дополнительной рамке, натягивается механическим или термическим способом и закрепляется по периметру. Стеклопакеты могут быть собраны из простого, тонированного или низкоэмиссионного стекла.

Такие стеклопакеты обладают существенно более высоким сопротивлением теплопередаче по сравнению как с обычными однокамерными или двухкамерными стеклопакетами, так и со стеклопакетами с низкоэмиссионными стеклами, существенно уступая им в цене. Установка комфорт-экрана разделяет объем стеклопакета на две части, уменьшая конвективный теплообмен. Кроме того, из-за прозрачности ПЭТ-пленки в ИК-диапазоне успешно работает в качестве теплоотражающей и другая (ненапыленная) поверхность пленки.

Диаграмма сравнительных характеристик сопротивления теплопередаче (рис. 78) подтверждает преимущества стеклопакетов с комфорт-экранами.

Рис. 78. Диаграмма сравнительных характеристик сопротивления теплопередаче: 1-1 -камерный стеклопакет; 2 - 2-камерный стеклопакет; 3 - Low-E; 4 - комфорт-экран; г. 5 - двойной комфорт-экран; 6 - два комфорт-экрана
Рис. 78. Диаграмма сравнительных характеристик сопротивления теплопередаче:
1-1 -камерный стеклопакет; 2 - 2-камерный стеклопакет; 3 - Low-E; 4 - комфорт-экран; г.
5 - двойной комфорт-экран; 6 - два комфорт-экрана


В табл. 12 приведены коэффициенты сопротивления теплопередаче центральной части стеклопакетов с обычными низкоэмиссионными стеклами и комфорт-экранами.

Таблица 12

Сопротивление теплопередаче, м²- С/Вт
Сопротивление теплопередаче, м²- С/Вт


Стеклопакет с комфорт-экраном без газозаполнения обеспечивает коэффициент сопротивления теплопередаче 0,59-0,81 м2-°С/Вт, что подтверждено испытаниями, проведенными в НИИСФ.

Это существенно выше сопротивления теплопередаче обычных однокамерных и двухкамерных стеклопакетов и стеклопакетов с низкоэмиссионными стеклами.

Для повышения теплозащитных свойств окон и балконных дверей со спаренными и раздельными переплетами можно устанавливать комфорт-экраны в межрамное пространство.

Комфорт-экран монтируют на оконной раме напыленной поверхностью к стеклу, что обеспечивает работоспособность покрытия около трех лет.

С целью увеличения срока службы разработана низкоэмиссионная пленка с защитным покрытием, которое обеспечивает ее сохранность в межстекольном пространстве в течение 5-10 лет и практически не ухудшает эмиссионную характеристику.

С обратной стороны пленки для удобства монтажа наносят липкий слой с антиадгезионной защитой. Такой материал можно наклеивать на внутреннюю сторону стекла, повышая его энергоэффективность и безопасность. Стойкость пленки, приклеенной к стеклу, составляет 5-10 лет в зависимости от условий эксплуатации.

С точки зрения потребителя любое повышение энергоэффективности окон должно быть экономически выгодно, причем чем быстрее окупаемость, тем лучше.

По нашим расчетам, цена комфорт-экрана с установкой равна 15 USD/м2. При сопротивлении теплопередаче конструкции около 0,7 м2- К/Вт срок окупаемости за счет экономии только на отоплении в средней полосе России составит менее двух отопительных сезонов.

Здесь следует еще учесть экономию на кондиционирование летом и существенное повышение комфортности помещения зимой, поскольку исключается явление «мнимого» сквозняка, т.е. потока воздуха внутри помещения от более прогретой зоны к холодной поверхности окна.

Комфорт-зоны имеют ряд преимуществ перед стеклами:
1. Доставка и хранение стекла существенно дороже, чем пленки. Пленка шириной 1250 мм, толщиной 35 мкм и длиной 2000 м (площадь 2500 м2) имеет диаметр рулона 350 мм и массу 130 кг Стекло толщиной 4 мм и такой же общей площади имеет массу 25 т при площади каждого стекла 1 м2 и общем объеме более Юм3.
2. Утилизация отходов пленки существенно дешевле, чем стекла.
3. Стоимость 1 м2 пленки примерно в 2 раза меньше, чем стекла, аналогично по эмиссионной способности.
4. Применение пленок между стеклами дает больший эффект энергосбережения, поскольку у пленки «работают» обе поверхности.

Так, если между двумя стеклами окна с раздельным или спаренным переплетом (расстояние между стеклами 50 мм) установить низкоэмиссионную пленку с защитным покрытием или без него, то сопротивление теплопередаче увеличится с 0,39 до 0,81 м2К/Вт. Если же на одно стекло наклеить пленку с прозрачным атмосферо-стойким лаком и липким слоем, то сопротивление теплопередаче возрастает до 0,51 м2-К/Вт.

Имеется множество конструктивно-технологических решений монтажа первых двух типов пленки в реально существующих окнах. Например, пленка может быть установлена между стеклами на одну из рам окна. При этом ее натяжение осуществляется термически (за счет термоусадки) или механически. Очевидно, что процесс монтажа пленки в производственных условиях дешевле.

Комфорт-экран может быть установлен между стеклами и на специальной дополнительной рамке, которая, в свою очередь, крепится шурупами или винтами к внешней или внутренней створке окна. Процесс изготовления таких рамок и монтаж пленок также экономичнее осуществлять в производственных условиях.

В зависимости от конструкции и габаритов существующих оконных рам дополнительные рамки могут быть изготовлены из дерева или стального трубчатого профиля прямоугольного сечения. В некоторых случаях следует применять так называемый замок, представляющий собой ПВХ-профиль с адгезивным слоем, который закрепляется непосредственно на стекле или раме, а последующее натяжение пленки осуществляется механически за счет установки в замок уплотняющей ПВХ-прокладки по типу монтажа антимоскитных сеток (рис. 79).

Рис. 79 Установка пленки с использованием пластикового замка: 1 - рама; 2 - стекло; 3 - пленка; 4 - замок
Рис. 79 Установка пленки с использованием пластикового замка:
1 - рама; 2 - стекло; 3 - пленка; 4 - замок


Применение низкоэмиссионных пленок в парниках и теплицах, кроме энергосбережения, дает и другой положительный эффект. Известно, что атмосфера имеет несколько «окон» прозрачности теплового излучения. Наиболее широкое «окно» расположено в интервале длин волн 7-12 мкм, т.е. в той области, где находится максимум спектра излучения абсолютно черного тела при температуре -20.. .+50 °С. Именно это объясняет сильное охлаждение почвы ночью.

Использование низкоэмиссионных пленок позволяет ночью задерживать тепло от земли, так что температура в теплице днем и ночью отличается очень мало, но по абсолютной величине будет всегда выше, чем без пленки. Более высокая и практически постоянная температура в течение суток создает наиболее благоприятные условия для роста растений.

Низкоэмиссионные пленки с защитным покрытием напыленного слоя позволяют модернизировать существующие окна практически любых конструкций при минимальных затратах.

По материалам справочника «Зимние сады»
Издательство
«Стройинформ»



Назад в раздел