Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 10 oladka

       10/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

Oszczędne szkło
Data dodania: 31.03.09

Odpowiednio przetworzone szkło może przynieść znaczne oszczędności chroniąc nas przed kosztami ogrzewania w zimie i kosztami klimatyzacji w lecie. Szczególnie jest to ważne w budynkach z ogromnymi powierzchniami przeszklonymi.

 

2003 10 33 1

 

Szkło izolacyjne (ciepłochronne)
Wprowadzenie komorowej szyby zespolonej pozwoliło znacząco zmniejszyć współczynnik przenikania ciepła z 5,8 W/m2K dla szyby pojedynczej do 2,8 W/m2K dla zestawu 4/16/4 z komora międzyszybowa wypełniona powietrzem. Zostało to osiągnięte dzięki ograniczeniu przepływu ciepła przez bezpośrednie przewodzenie ciepła tylko do rejonów brzegowych, na styku z ramka dystansowa (suche powietrze i inne gazy sa słabymi przewodnikami ciepła).

 

Ramki dystansowe pozwalajace na utrzymanie stałej odległosci pomiedzy szy- bami wykonane sa najczesciej z profili alumi- niowych. Miedzy tymi profilami, a szkłem znajduje sie materiał klejaco-uszczelniajacy zapobiegajacy uchodzeniu z przestrzeni miedzyszybowej gazów szlachetnych oraz wnikaniu tam powietrza i pary wodnej.

Aluminium jest materiałem odznaczajacym sie duza przewodnoscia ciepła. Aby wiec zapobiec powstawaniu mostków termicznych przekładki aluminiowe zaczeto zastepowac przekładkami ze stali nierdzewnej, gumy butylowej, poliweglanu i innych tworzyw sztucznych. Mostki cieplne powoduja straty ciepła i stwarzaja niebezpieczenstwo roszenia wzdłuz krawedzi szyby (w przypadku zbyt duzej wilgotnosci powietrza w pomieszczeniu).


Gwarancje, ze powietrze znajdujace sie w komorze miedzy szybami jest wolne od wilgoci, daje nam umieszczenie w ramce dystansowej sita molekularnego (absorbenta wilgoci, silnego srodka higroskopijnego zwykle w postaci granulatu).

 


Zamkniecie suchego powietrza miedzy taflami szkła ogranicza tez wymiane ciepła przez konwekcje – czyli w procesie przenoszenia ciepła przez strumień krążących cząsteczek powietrza lub innego gazu. Aby dodatkowo zmniejszyc straty ciepła tym sposobem stoso- wane sa cięższe gazy szlachetne: argon (pozwalający zmniejszyć współczynnik U o 0,2-0,3 W/m2K) oraz krypton i ksenon.

 

Dopiero jednak wprowadzenie powłok napylanych na szkło pozwoliło na znaczne ograniczenie strat ciepła przez promieniowanie (radiacje) czyli przez promienie podczerwone stanowiące cześć widma promieniowania elektromagnetycznego. Wprowadzone najpierw powłoki niskoemisyjne twardopowłokowe pozwoliły znaczący postęp i na uzyskanie współczynnika U=1,8 W/m2K przy zestawie 4/16/4 wypełnionym powietrzem.


Dalszy postęp umożliwiło zastosowanie powłok niskoemisyjnych miekkopowłokowych, które, ciągle udoskonalane w celu poprawy ich efektywności, pozwoliły na osiągniecie współczynnika U=1,3 W/m2K przy zestawie jednokomorowym wypełnionym powietrzem i współczynnik 1,1 W/m2K przy użyciu argonu (okna z takimi szybami stały sie ostatnio standardem w Polsce). Natomiast zastosowanie powłoki niskoemisyjnej i użycie cięższych gazów, kryptonu i ksenonu, pozwoliło na uzyskanie szyb o współczynnikach U odpowiednio 1,0 W/m2K i 0,9 W/m2K dla szyby jednokomorowej oraz 0,7 W/m2K i 0,4 W/m2K dla szyby dwukomorowej.


Szkło termoizolacyjne niskoemisyjne (występujące często pod nazwa thermofloat) ma powłokę niskoemisyjna, która odbija długie fale promieniowania podczerwonego. Źródłem tego promieniowania mogą być grzejniki i inne źródła ciepła znajdujące sie w pomieszczeniu. Powstaje ono również z krótkich fal promieniowania podczerwonego, które przenikają do wnętrza. Sa one pochłaniane przez ściany, meble itp., a następnie wtórnie emitowane jako fale podczerwone długie, które odczuwamy jako ciepło.

 

W przypadku dużych przeszkleń proces ten wpływa na temperaturę w pomieszczeniu i nazywany jest ogrzewaniem biernym lub pasywnym. Powłoka niskoemisyjna przepuszcza promieniowanie słoneczne widzialne i podczerwone wysokotemperaturowe, a promieniowanie niskotemperaturowe odbija. Stanowi wiec zabezpieczenie przed utrata ciepła – wyemitowaniem go na zewnątrz (wartość współczynnika emisyjności tej powłoki jest kilkakrotnie mniejsza od szkła).

 

 

 2003 10 34 1

 

W zależności od składu powłoki możemy otrzymywać zarówno powłoki niskoemisyjne jak i przeciwsłoneczne (refleksyjne) lub wielofunkcyjne.


Powłoki te maja niektóre cechy wspólne wynikające z technologii wykonania:
- powłoka twarda nanoszona jest zwykle na powierzchnie wstęgi szkła wychodząca z wanny szklarskiej, podczas jej formowania (proces on-line)w temperaturze od 600 do 1000oC. Powłoka twarda powstaje najczęściej metoda pyrolizy. Osiąga ona grubość ok. 400 nm (1 nm=1x10-9m) Szkło twardopowłokowe może być poddawane takiej samej obróbce jak szkło zwykłe (np. moze byc gięte, hartowane, laminowane). Charakteryzuje je dobra odporność na działanie czynników atmosferycznych i może być użyte jako pojedyncza szyba. Niektórzy produkują tez powłokę metoda napylania magnetronowego która ma twardość zbliżona do powłoki pyrolitycznej, ale ze względu na mniejsza grubość jest mniej odporna na zarysowanie. Możliwe sa twarde powłoki niskoemisyjne i przeciwsłoneczne (refleksyjne)


- powłoka miękka nanoszona jest na pojedyncze, pocięte tafle szkła w procesie off-line. Najbardziej powszechna metoda nanoszenia tej powłoki jest magnetronowe napylanie katodowe. Powłoka miękka ma łączna grubość ok. 95 nm i jest jednolita na całej powierzchni szkła. Zwykle powłoka ta nie może być hartowana, ale jest nakładana na szkło hartowane. Ostatnio pojawiły sie jednak miękkie powłoki magnetronowe przeznaczone do hartowania. Hartowanie nie niszczy tych powłok, ale powoduje lekka zmianę zabarwienie szkła i niewielkie polepszenie współczynnika U. Metoda magnetronowa możliwa jest produkcja wszystkich rodzajów powłok: niskoemisyjnych, refleksyjnych i wielofunkcyjnych.

 

 2003 10 34 2

 

 

Pozycje powłok w szybie zespolonej lub innych przeszkleniach:


Powłoka niskoemisyjna zwykle nakładana jest na pozycji 3 w szybie zespolonej czy- li na szybie wewnętrznej od strony komory, ale czasami nakładana jest również na pozycji 2 (czyli na szybie zewnętrznej, od strony komory). Możliwe jest również nakładanie dwóch powłok niskoemisyjnych – zarówno na pozycji 2 jak 3. Zwiększa to jednak koszty takiego zestawu, a współczynnik U zmniejsza sie zaledwie o 0,1 W/m2K. Czesciej natomiast stosuje sie szyby zespolone z powłoką niskoemisyjna na 3 pozycji i z powłoka przeciwsłoneczna na 2 pozycji).


Powłoka niskoemisyjna twarda zalecana jest przez większość producentów do stosowania na pozycji 2 – ze względu na niebezpieczenstwo uszkodzenia powłoki podczas czyszczenia elewacji lub w wyniku korozji spowodowanej zanieczyszczeniami znajdującymi sie w powietrzu. Sa jednak producenci, którzy twierdza, ze ich twarda powłoka refleksyjna może być stosowana na pozycji 1 (czyli na zewnętrznej stronie szyby). Jest to o tyle ważne, ze taka sama powłoka umieszczona na pozycji 2, nadaje szkłu inne własności niż na pozycji 1. Umieszczenie powłoki na pozycji 1 bardziej uwidacznia własności refleksyjne powłoki, a umieszczenie jej na pozycji 2 uwidacznia bardziej kolor szkła.


Miękkie powłoki refleksyjne sa przeznaczone do stosowania na pozycji 2.

 

2003 10 35 3

 

 2003 10 35 4

 

Aby zbudować szybę zespolona o podwyższonej izolacyjności termicznej, producenci proponują zestawy składające sie z dwóch – trzech lub na- wet czterech tafli szkła. W celu zmniejszenia ciężaru takich wielokomorowych zestawów, wewnętrznej tafle szkła zastępowane sa przez napięte folie poliestrowe, na których napylane sa odpowiednie powłoki (szyby HEAT MIRROR).

 

2003 10 35 1

 

2003 10 35 2

Grubosc wielokomorowych zestawów może dojść nawet do 50 mm, ale dzie- ki temu osiąga sie współczynnik przenikania ciepła U=0,2 W/m2K.
Niektóre firmy proponują wykorzystać niskoemisyjna powlokę z tlenków metali do wytwarzania ciepła. Powłoka taka przetwarza, po podłączeniu do zasilania, energie elektryczna w ciepło. Szyba pełni w ten sposób również funkcje grzewcza, dzięki czemu poprawia komfort cieplny w pomieszczeniu. Zródłem zasilania sa elektrody umieszczone bezpośrednio na szkle niskoemisyjnym. W przypadku zbicia szyby, przerwana zostaje powłoka przewodząca, a zasilanie zostaje odcięte.

 

 

 

Pozwala to na wykorzystanie powłoki niskoemisyjnej jeszcze w inny sposób – do szyby grzewczej można podłączyć alarm antywłamaniowy. Rozbicie szyby przy próbie włamania skutkuje odłączeniem zasilania i natychmia- stowym uruchomieniem systemu antywłamaniowego.

 

 

2003 10 36 1

Rys. 5. Ochrona przeciwsłoneczna (1 – światło padające, 2 – docierająca energia słoneczna, 3 – światło odbite, 4 – energia odbita, 5 – energia wypromieniowana, a – suma energii odrzucanej, 7 – energia absorbowana, 8 – suma energii przenikającej, 9 – energia wypromieniowana, 10 – energia przenikająca, 11 – światło przenikające

 

2003 10 36 2

Rys. 6. Szyba z wysokim współczynnikiem U.



Szkło przeciwsłoneczne

Wyróżniamy następujące rodzaje szkła przeciwsłonecznego:


- szkło refleksyjne – szkło z powłoka z tlenków metali i metali szlachetnych. Powłoka refleksyjna odbija promieniowanie podczerwone wysoko- temperaturowe – powodujące na- grzewanie pomieszczeń i cześć światła widzialnego – powoduje wiec lekkie zaciemnienie pomieszczeń. Dazy sie jednak, aby tak sterować selektywnością powłoki, by jak największą cześć światła widzialnego docierała do pomieszczeń. Powłoki refleksyjne zwykle przepuszczają tez promieniowanie podczerwone niskotemperaturowe, dlatego w szybach zespolonych z tymi powłokami współczynnik U jest większy niż z powłokami niskoemisyjnymi. Szyby te powodują znaczne oszczędności energii, która latem musiałaby być zużyta na uruchomienie systemu klimatyzacji. Ważne jest tez to, ze chroniąc pomieszczenia przed nadmiarem światła słonecznego i przegrzewaniem, same nie ulęgają nagrzewaniu. Jest to duża zaleta w porównaniu z szybami przeciwsłonecznymi absorpcyjnym, które pochłaniając energie same sie nagrzewają – emitują wiec wtórnie te energie w postaci ciepła na zewnątrz i do wewnątrz pomieszczeń co obniża ich skuteczność.


- szkło absorpcyjne (antisol) – szkło barwione w masie przez dodanie tlenków metali (zelaza, niklu, kobaltu lub miedzi). Zabarwienie szkła jest prawie niezauwazalne z wewnatrz pomieszczenia. Szkło absopcyjne chroni przed przegrzaniem w lecie przez pochłanianie części promieniowania słonecznego (pochłania głównie promienie podczerwone – cieplne). Szyby odznaczające sie duża absorpcja musza być hartowane (lub wzmacniane termicznie – tzw. półhart) bo mogą cie znacznie nagrzewać, a nierównomierne nagrzewanie może spowodować pękanie zwykłych szyb.

-  szkło z warstwami termo- lub elektrochromowymi – powłoki te po osiągnięciu odpowiedniej temperatury lub po przyłożeniu napięcia elektrycznego przechodzą ze stanu przezroczystego w nieprzezroczysty, chroniąc w ten sposób pomieszczenia przed przegrzaniem

 

Szkło wielofunkcyjne
Zostało tak zaprojektowane, aby jednocześnie miało parametry szkła przeciwsłonecznego (redukcja promieniowania słonecznego o ok. 50%) oraz szkła niskoemisyjnego (w zespoleniu daje obniżony współczynnik przenikania ciepła jak dla szyb niskoemisyjnych).

 

Powłoki moga zmieniac zabarwienie szkła
Szkło z powłokami refleksyjnymi moze byc bezbarwne lub bar- wne – powłoki refleksyjne moga powodowac zabarwienie szkła bezbarwnego lub moga byc tez nakładane na podłoza z absorp- cyjnych szkieł barwionych w masie (w celu modyfikacji ich włas- nosci). Zabarwienie tych szkieł okresla sie dla swiatła przecho- dzacego, bo przy swietle odbitym maja one zwykle odcien sre- brny lub niebieski. Powłoki niskoemisyjne zwykle nie powoduja zmiany zabarwienia szkła.

 

2003 10 36 3

 

2003 10 36 4

 

2003 10 36 5

 

 

 


Krzysztof Zielinski


Ilustracje: IPASOL, GLAVERBEL, GUARDIAN,
WASPOL, EUROGLAS

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 10/2003
  



 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik