Как работает "Тепловое Зеркало"?
 Принцип действия "Теплового Зеркала" может быть выражен следующим образом: "Тепловое Зеркало" отражает тепло в сторону его источника: в летнее время, чтобы предотвратить проникновение тепла в помещение, оно отражает наружу, а зимой, когда необходимо максимально сохранить тепло, - внутрь помещения. Уникальная конструкция "Теплового Зеркала" объединяет положительные характеристики двухкамерного остекления и низкоэмиссионного покрытия стекла, позволяя достичь наиболее высоких показателей термического сопротивления окон, близким по значениям к термическому сопротивлению стен. В основе предложенного решения лежит учет всех особенностей передачи тепловой энергии через светопрозрачные ограждающие конструкции, которая осуществляется тремя основными способами: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.
Теплопроводность представляет собой перенос теплоты при непосредственном соприкосновении частиц тела, имеющих разные температуры. Теплопроводность в чистом виде часто имеет место в обрамляющих элементах окна, например, в деревянных рамах. В остекленных же частях окон перенос энергии за счет диффузии молекул и атомов какого-либо газа, заполняющего межстекольное пространство, всегда сопровождается движением частиц этого газа из области с одной температурой в область с другой. Это явление называют конвекцией.
На потери тепла через остекление путем теплопроводности и конвекции (примерно по 15%) невелики в сравнении с третьей составляющей теплообмена - тепловым излучением. Это процесс передачи теплоты с помощью электромагнитных волн, состоящий в превращении внутренней энергии тела в энергию излучения на поверхности тела, излучающего тепло, и лучистой энергии в тепловую на поглощающей лучистое тепло поверхности.
Стремление к снижению передачи тепла в окнах излучением выразилось в широком распространении в мире низкоэмиссионных, так называемых "Low-E" покрытий.
Но "Суперокнами" в публикациях последних лет все чаще называют оконные конструкции, в которых применен стеклопакет "Тепловое ЗеркалоTM", выполненный по технологии компании Southwall Technologies. И это не случайно. Натяжение одной или двух низкоэмиссионных пленок в межстекольном пространстве решает проблему громоздких оконных конструкций с трех- и четырехслойным остеклением, а в комбинации с аргоном или криптоном настолько повышает энергоэффективнось окон, что они начинают выполнять уже не просто ограждающую, но и отопительную функцию. Верный стратегический расчет, невиданная гибкость в "настройке" здания в зависимости от ориентации, эстетически грамотная методика выбора остекления плюс серьезная научно-техническая база позволили компании Southwall Technologies быстро достичь успеха на американском рынке, выдержать серьезное давление со стороны производителей традиционных стеклопакетов и начать успешно внедрять свои технологии в европейских странах и странах других континентов.
Принадлежащее исключительно компании "Southwall Technologies" и защищенное несколькими международными патентами покрытие пленки "Soutwall Technologies" было разработано в результате исследований в области Американской аэрокосмической и военной программы. Это покрытие имеет от шести до двенадцати слоев атомарной толщины различных материалов и практически невидимо для глаза. При этом оно селективно отражает, поглощает или пропускает электромагнитные излучения различных длин волн. Характеристики покрытия заданы таким образом, что оно пропускает через стекло видимую часть света, но отражает инфракрасные (тепловые) и блокирует вредные ультрафиолетовые лучи.
В качестве основного компонента стеклопакета "Тепловое ЗеркалоTM" используется оптическая полимерная полиэтилентерафталантная пленка толщиной 75 мкм с низкоэмиссионным напылением (с примерной структурой: диэлектрик (30 нм) \металл (10-20 нм) \диэлектрик (30нм) \ металл и т.д.). Эти покрытия, количество которых колеблется от 8 до 12 в зависимости от типа и функционального назначения пленки, наносятся методом вакуумного магнетронного напыления для придания необходимых спектрально-селективных свойств. Слои металлов (золото, серебро, оксид индия и др.) обеспечивают селективное пропускание электромагнитных волн в спектре излучения, прозрачные же для излучения слои диэлектрических покрытий защищают металлы от окисления. По сочетанию двух основных свойств - степень черноты менее 0,05 и прозрачность в видимом диапазоне более 80%-некоторым пленкам Soutwall Technologies сегодня нет равных в мире.
Вследствие установки и натяжения только одной такой пленки в межстекольном пространстве не только отсекаются огромные (70%) потери теплоты путем излучения, но и уменьшается конвекция, что в совокупности увеличивает сопротивление теплопередаче конструкции остекления на 50%. Небольшой вес, нормативная светопрозрачность и звукозащитные качества дополняют техническую характеристику этой технологии.
В настоящее время изготавливаются и применяются примерно 12 видов пленки "Тепловое ЗеркалоTM"-от прозрачной до бронзовой и золотистой. Пленки маркируются в зависимости от светопропускающей способности - HPR 38, HPR 28, HPR 18, а также HM 88, ТС 88, SC 75, HM 77…HM 22, где цифрой обозначен максимум пропускания видимого света в процентах.
Пленки марки HM 88 и пленка с двухсторонним покрытием марки ТС 88 - практически прозрачны и рассчитаны на применение в стеклопакетах в северных климатических зонах, где важны дополнительные теплопоступления от солнца для обогрева помещений.
Такие окна могут выполнять роль пассивных гелиосистем. Для климатических условий стран со значительной солнечной нагрузкой по всей ее территории - интенсивность солнечных энергопоступлений на вертикальные поверхности конструкций зданий в отопительный период сопоставима с июльскими.
Расчет теплового баланса месячных теплопотерь и инсоляционных теплопритоков через несколько типов окон при различной их ориентации для января показал, что для исследованного стеклопакета "Тепловое ЗеркалоTM" марки ТС 88 (4\12\12\4) при его ориентации на юг поступления тепла в отопительный период через 1 м2 вертикально расположенной светопрозрачной конструкции превышают теплопотери. Поэтому применение таких стеклопакетов возможно в любых строительных сооружениях, они обеспечивают не только высокие теплозащитные характеристики окон, но и дополнительный обогрев помещений, а также защиту интерьера от выцветания. В первую очередь это важно для жилых и общественных зданий массового строительства, а также аэропортов, музеев, памятников архитектуры, магазинов и ресторанов.
Стеклопакеты с пленками марок HM 77, HM 66 и SC 75 обладают более высокой отражающей способностью и рекомендуются к применению в окнах на южных и западных фасадах с большой площадью остекления и в любых зданиях, где требуется хорошая светопроницаемость и одновременно высокая солнцезащита. Это могут быть школы, больницы, музеи, библиотеки. Целесообразно также устанавливать стеклопакеты на вертикальных плоскостях теплиц, соляриев, зимних садов и оранжерей. Внешне стеклопакеты с пленками указанных марок похожи на HM 88, но обладают не меньшим солнцезащитным действием, чем матовые или затемненные стекла, так часто используемые в банках и торговых центрах.
В свою очередь стеклопакеты с пленками марок HM 55 и HM 44 обеспечивают еще большую степень солнцезащиты и применяются при наклонном остеклении нежилых зданий, где требуется более сильная солнцезащита и достаточная светопроницаемость - оранжереи, помещения с вертикальным остеклением, обращенным преимущественно на юг и т.д.
Максимальной солнцезащитой и высокой степенью отражения обладают стеклопакеты с пленками марок HM 33 и HM 22. Именно поэтому они широко используются в крупных нежилых зданиях с естественным освещением, поступающим сквозь остекленные крыши, а также при наклонном остеклении соляриев для защиты от вредных излучений.
Особняком стоит класс пленок HPR, прозрачных с одной стороны и зеркальных с другой. Такие пленки, получившие у нас название "интим", могут защитить от посторонних глаз банк, офис, любое помещение на первом этаже, оставляя его сравнительно прозрачным изнутри.
Необходимо особо подчеркнуть следующую особенность. Вследствие уменьшения температурных колебаний возле окон с "Тепловым ЗеркаломTM" создаются благоприятные условия для роста и комнатных растений. Кроме того, условия для роста и развития растений зависят от количества и качества попадающего в помещение естественного света. Качество света зависит от способности остекления идентифицировать и пропускать именно полезные излучения (видимый свет и фотосинтетические активные излучения), контролируя при этом температурные напряжения и вредные излучения (инфракрасные и ультрафиолетовые). Чувствительные к длине волны излучений пленки "Тепловое ЗеркалоTM" обеспечивают повышение качества света и, как следствие, комфортные условия для роста растений.
Небольшой вес, высокая отражающая способность в диапазоне инфракрасного как коротковолнового, так и длинноволнового излучения, возможность выбора типов пленки с различными показателями светопропускания и солнцезащиты в зависимости от характера климатических условий, уровня теплоизоляции окон, этажности и ориентации здания по сторонам света, позволяют говорить о системном комплексе оптимального размещения и проектирования светопрозрачных конструкций со стеклопакетом "Тепловое ЗеркалоТМ" в различных точках планеты. Поэтому продукт "Тепловое ЗеркалоТМ" находит применение как в холодных Финляндии, Норвегии, на Аляске, так и в жарких Саудовской Аравии и Кувейте.
|
