Энергосберегающие окна: устройство, разновидности, особенности, мой опыт использования

Приветствую, камрады! Знаете ли вы, что такое энергосберегающие окна и как они устроены? Сегодня я расскажу об их преимуществах на фоне традиционных стеклопакетов и поделюсь собственным опытом использования энергосберегающего остекления. Приступим.

Что это такое

Энергосберегающими называют обыкновенные пластиковые окна с двойным или тройным стеклопакетом, одно или два стекла в котором имеют особое напыление. Тончайший, толщиной всего в несколько молекул, слой оксида серебра (иногда в смеси титаном и другими цветными металлами) препятствует потерям тепловой энергии за счет излучения. Он пропускает свет в видимой части спектра, но становится непреодолимым барьером для более длинных инфракрасных волн.

Разновидности и производство

Изделие с твердым покрытием (k-стекло) производится напылением металла на горячую подложку (флоат-стекло). Вот ключевые характеристики k-стекол:

• Прочность покрытия. Его невозможно повредить при мытье окон или складировании стеклопакетов;

K-стекло может использоваться в качестве одинарного остекления, без какой-либо защиты от атмосферных воздействий и случайных механических повреждений.

• Светопропускание в видимом спектре — около 70%;
• Простая сборка стеклопакета. Стекло не требует обработки кромок для улучшения адгезии герметика к его поверхности.

I-стекло, обладающее мягким напылением, производится путем эмиссии ионов серебра в вакуумной электростатической камере. Заряженные металлические частицы оседают на холодной поверхности под действием электромагнитного поля.

Достоинство технологии — меньшая проницаемость для ИК-лучей (примерно на 20%) при большей светопрозрачности (до 90%).

На настоящий момент (начало 2017 года) объемы производства i- и k-стекол соотносятся как 4:1, и доля низкоэмиссионного стекла с мягким напылением продолжает расти.

Не спешите восхищенно аплодировать достоинствам новых технологий. У использования i-стекол есть «темная сторона»:

• Покрытие нестойко к механическим воздействиям и моющим средствам, поэтому при сборке стеклопакета всегда обращено вовнутрь;
• Срок хранения стекол вне стеклопакета не превышает трех месяцев. Причина та же — низкая стойкость напыления к механическим и атмосферным воздействиям;
• Усложняется сборка стеклопакета. Энергосберегающие стекла зачищаются от металлического покрытия по всей длине кромок на ширину 10 мм, чтобы обеспечить надежное сцепление с герметиком.

Преимущества

Зачем нужны энергосберегающие стеклопакеты — подсказывает их название: они уменьшают потери тепловой энергии через окна. Насколько большую экономию даст их установка?

Вот несколько фактов, дающих представление об экономичности решения.

• На окна приходится до 50% общих теплопотерь здания. Судя по опыту Германии, где с начала века проводится плановая реконструкция зданий с целью снижения теплопотерь, замена окон на энергосберегающие уменьшает утечку тепла через них на 62%;

• Для коттеджа площадью 200 квадратных метров установка энергосберегающих окон экономит за сезон количество тепла, соответствующее энергоемкости 300 литров дизельного топлива;
• Двухкамерный стеклопакет с парой i-стекол в нем обладает таким же термическим сопротивлением, как кирпичная стена толщиной 0,7 метра;

Второе энергосберегающее стекло в стеклопакете экономит не больше 3% тепла. Именно поэтому типичный энергосберегающий стеклопакет включает всего одно i- или k-стекло.

• Однокамерные окна с одним i-стеклом превосходят по сопротивлению теплопереносу двухкамерные окна с обычными стеклами на 20-25%.

Обычный стеклопакет с тремя стеклами весит в полтора раза больше однокамерного энергосберегающего, что создает дополнительную нагрузку на профиль и фурнитуру, приводя к перекосам и провисанию створок. При этом цена обоих стеклопакетов примерно одинакова.

А что будет летом

Непроницаемое в инфракрасном спектре напыление работает в обоих направлениях: оно не пропускает тепловое излучение ни из дома, ни домой. В летнюю жару оно будет защищать ваш дом от избыточного нагрева.

Увы, тут есть одна тонкость. Металлическое напыление проницаемо в видимом спектре, а свет при отражении от любых предметов интерьера меняет свой спектральный состав. В том числе — превращаясь в ИК-лучи.

Именно поэтому для максимально эффективной защиты от летней жары используются комбинированные стеклопакеты для пластиковых окон, включающие энергосберегающее и светозащитное (обладающее низкой светопрозрачностью) стекла.

Заполнение аргоном

Камеры энергосберегающих стеклопакетов при сборке часто заполняются аргоном или другим инертным газом. Зачем это делается?

Для аргона характерны:

• Низкая теплопроводность. Она уменьшает теплоперенос между соседними стеклами стеклопакета;
• Высокая вязкость. Она тормозит возникающие в неравномерно нагретой с двух сторон камере конвекционные потоки и опять-таки уменьшает теплоперенос между стеклами.

Как всегда, есть несколько нюансов:

1. На вид и по всем поддающимся измерению в бытовых условиях характеристикам заполненная аргоном камера ничем не отличается от заполненной воздухом. При покупке окна вы будете вынуждены полностью положиться на честность продавца;
2. В энергосберегающем стеклопакете аргон снижает теплопотери примерно на 12%. С обычными стеклами он куда менее эффективен и экономит всего лишь 4% тепла;
3. Благодаря диффузии через кромки стеклопакета за год теряется не менее 3–4 % аргона. Технические характеристики окон будут неизбежно ухудшаться со временем.

Визуальные отличия

Маркировка, или формула стеклопакета включает указания на тип стекол и ширину дистанционной рамки между ними (читай — ширину воздушной камеры).

Если тип стекла не указан и в маркировке присутствует только его толщина — подразумевается использование обычного стекла. Например, 4-10-4-10-4 — это пакет с тремя обычными стеклами толщиной 4 миллиметра каждое и двумя 10-миллиметровыми просветами между ними.

Для особых разновидностей остекления используются следующие обозначения:

Обозначение	Тип стекла
I (И)	Энергосберегающее (с мягким напылением).
К	Энергосберегающее (с твердым напылением).
mf	Мультифункциональное (энергосберегающее с ограниченной светопрозрачностью).
3.3.1 или 4.4.1	Триплекс (небьющееся многослойное).
Зак	Закаленное (прошедшее термическую обработку для повышения механической прочности).
А или Activ Clear	Самоочищающееся (собирает минимальное количество загрязнений).

Обозначение Ar указывает на заполнение воздушной камеры аргоном.

Так, 4-16-4i — формула однокамерного энергосберегающего стеклопакета с двумя нитками остекления толщиной 4 мм, одна из которых обладает непроницаемым для теплового излучения напылением, с шириной дистанционной рамки 16 мм и общей толщиной 4+16+4=24 миллиметра.

Как отличить i-стекло от обычного зрительно? Инструкция предельно проста: поднесите к окну горящую зажигалку или спичку и посмотрите на ее отражения. В i-стекле огонек отразится с небольшим смещением спектра и приобретет красноватый оттенок.

Как ставить

С какой стороны окна — внешней или внутренней лучше расположить i-стекло при установке стеклопакета своими руками?

Чтобы ответить на этот вопрос, я позволю себе небольшое лирическое отступление.

Напыление на стеклах не отражает все тепловое излучение. Часть ИК-лучей проходит сквозь него, а часть поглощается тонкой металлической пленкой и вызывает ее нагрев. Поэтому температура i-стекла всегда на несколько градусов выше температуры окружающего воздуха.

Раз так, положение стеклопакета зависит от приоритетной цели его установки:

• Если вы хотите сэкономить тепло зимой, ставьте i-стекло со стороны комнаты. Выделяющееся на нем тепло будет дополнительно подогревать отапливаемое помещение;

• Если основная цель — уменьшить нагрев комнаты прямыми солнечными лучами в летнюю жару, i-стекло должно быть установлено со стороны улицы. Избыточное тепло будет рассеиваться в окружающем пространстве.

Энергосберегающая пленка

Обычное окно можно превратить в энергосберегающее без замены стеклопакетов. Для этого применяется энергосберегающая пленка — тонкий полимерный лист с тем же металлическим напылением, которое делает непрозрачными для тепловых лучей i-стекла.

Стоимость: от 300 рублей за квадратный метр.

Эффективность: поглощение до 60% ИК-излучения при светопрозрачности 40-70%.

Наклейка на стекло: вырезанная по размеру пленка накладывается на очищенную от загрязнений и смоченную поверхность. Затем вода из-под пленки выгоняется резиновым шпателем или ветошью по направлению от центра к периферии.

Клеить пленку лучше на извлеченный из окна стеклопакет. В этом случае между пленкой и штапиком не останется зазоров, которые будут собирать пыль и грязь.

Мой опыт

Предыстория: четыре года назад, вскоре после переезда в Севастополь, я озадачился строительством мансарды вместо низкого холодного чердака. Красивый вид на море располагал к большой площади окон.

От привычных по Дальнему Востоку, где я жил раньше, двухкамерных стеклопакетов меня отговорил в пользу однокамерных энергосберегающих менеджер компании-установщика окон. Общая площадь остекления составила 26 квадратных метров — 2 стеклянных фронтона по 13 м2 каждый.

Устройство: окна представляют собой компромисс между желанием сэкономить бюджет и требованиями к надежности.

Изображение	Элемент остекления
	Профиль: китайский Hautek. Он заметно дешевле немецких Rehau и KBE, при этом обладает достаточной жесткостью и надежной защитой от ультрафиолета.
	Фурнитура: Siegenia-Aubi. Именно от фурнитуры зависит срок беспроблемной эксплуатации окон, поэтому экономить на ней неразумно.
	Стеклопакеты: 4-16-4i. При светопрозрачности около 90% они обеспечивают совсем незначительное затемнение. Слева на фото — вид через открытую балконную дверь, справа — через стеклопакет.

Впечатления: в целом — положительные.

• Для отопления мансарды размером 5х12 метров с остеклением площадью 26 квадратов хватает инверторного кондиционера с тепловой мощностью 4,1 кВт. Небольшие теплопотери свидетельствуют о качественной теплоизоляции кровли и окон;
• Летом при открытой оконной створке или балконной двери легко заметить неравномерный нагрев пола. Там, где он освещен через остекление, поверхность холоднее; под открытой створкой ламинат нагревается до более высокой температуры. Фильтрация ИК-лучей дает о себе знать;
• Небольшой вес стеклопакетов упрощает их демонтаж и установку.

Единственная проблема больших окон — в том, что они обеспечивают избыточную инсоляцию мансарды: летним днем в ней настолько светло, что большую часть дня приходится держать шторы закрытыми. Именно поэтому в мои ближайшие планы входит оклейка стекол светозащитной пленкой.

Заключение

Надеюсь, что мои советы помогут уважаемому читателю уменьшить расходы на обогрев собственного дома. Узнать больше о том, как устроены энергосберегающие окна, вам поможет видео в этой статье. Жду ваших комментариев к ней. Успехов, камрады!