Външно остъкляване съвременни тенденции

Остъкляването е уникален структурен елемент, заради своето значение върху изградената от човека вътрешна среда. Никой друг структурен елемент на сградите не участва в обуславянето на такъв голям брой основни параметри на вътрешния микроклимат. Основната функционалност на прозорците и остъкляването е да се осигури необходимото ниво на естествена светлина и приток на свеж въздух. В допълнение, остъкляването (в съчетание с други ограждащи конструкции) има значителен ефект върху топлинните и влажностните условия, мобилността на въздуха, шума и други параметри на вътрешната среда. Освен всичко това, остъкляването оказва ключова роля върху външния архитектурен облик на сградите и вътрешния дизайн в интериора. Тенденциите на пазара за такива продукти са към подобряване на поне един или на комбинация от параметри. Ще разгледаме няколко такива решения.

Когато избирате продукти за остъкляване в проекта си, е логично да търсите такива, които са енергийно ефективни, т.е. оползотворяват естествената топлина и светлина, не губят вътрешната топлина, поддържат се лесно, дълготрайни са и предлагат комбинация от функционалност и естетичен външен вид. Разбира се изискванията на клиентите могат да са свързани и с други качества на остъкляването като възможности в монтажа, цената, тонирането/засенчването и други. Това налага като тенденция производителите да търсят решения именно в такива направления. Ще ви запознаем с част от тях и техните подобрени характеристики.

Добре е да имате предвид, че окончателното решение за стъкла, стъклопакети и профили за прозорци и остъкляване, трябва да се основава на резултатите от тестовете за сертифициране (характеристики на прозорците, изброени в сертификата). Показателите зависят от практическото приложение на прозорците. В реални условия един и същ тип продукт може да покаже диапазон от стойности за дадена характеристика.

Електрохромни стъкла
Този иновативен тип стъкла, наричани още управляеми или „умни”, внася фундаментална промяна в ролята на остъкляването като връзка между построената вътрешна и външната околна среда. Те елиминират нуждата от щори и завеси, така че можете да се наслаждавате безпрепятствено на гледката навън. С тях се постига естествено пасивно отопление и осветление и визуален комфорт с намалено потребление на енергия.

В режим на пълно затъмняване електрохромното стъкло блокира 99% от видимата слънчева светлина, давайки пълна защита от слънчевите отблясъци във вътрешното пространство. В зависимост от часа в денонощието, годишния сезон и времето навън този тип стъкла дават оптимален достъп или бариера на светлината и топлината чрез динамично тониране (димиране), така че да постигнете пълен комфорт при пълноценно възползване от естествените ресурси, което намалява експлоатационните разходи на сградите. При сгради с такова остъкляване се отчитат около 20% намаляване на разходите за енергия за осветление и климатизация, и значителни икономии при изграждане на системите за отопление, вентилация и климатизация.

Такива стъкла създават и много повече свобода за архитекти, дизайнери и собственици на сгради. Получавате фасада, която може да се предпази от външната светлина и топлина, а може и максимално да ги оползотвори и то без използване на щори или остъкляване с постоянно тониране, които поставят известни граници в дизайна. Има и усъвършенствани продукти, които предлагат възможности за различни степени на засенчване в едно и също време в няколко различни зони в рамките на едно стъкло.

Описаните по-горе свойства на електрохромните стъкла са възможни благодарение на особеностите в тяхното устройство и функциониране. Те имат тънък слой нанокристали (блокиращи частици), разпръснати в течна среда между две плоскости стъкло, покрити с проводников материал. Когато през стъклото преминава електрически ток, кристалите пропускат светлината, тъй като се разполагат перпендикулярно на повърхността на стъклото. Ако не се прилага напрежение, частиците са случайно организирани и блокират светлината. Тогава стъклото изглежда тъмносиньо. Според промяната в напрежението може да варира и ориентацията на кристалите, като по този начин се регулира нюансът (степента на затъмняване) на стъклото.

Електрохромните стъкла изискват електроенергия само за да се направи промяната в ориентацията на кристалите и да се премине от непрозрачно в прозрачно състояние. Поддържането на определен нюанс (състояние) не изисква напрежение, така че технологията е енергийно ефективна. Според водещи производители на такъв тип продукт, в една къща, остъклена с електрохромни прозорци, консумацията на електроенергия за тях ще се равнява на тази за захранване на една 75-ватова крушка. Стъклата работят добре дори след 80000 цикъла на включване/изключване на електрохромния ефект.

Стъкла – слънчеви панели
Иновационна технологична разработка на гъвкав, прозрачен филм с различни оттенъци, който се полага върху стъкло, може да пропуска светлината, но да задържа ултравиолетовите лъчи, превръщайки ги в електричество. Получава се чрез прилагане на ултратънки слоеве течни покрития върху стъкло. Те формират малки соларни клетки обединени в мрежа, като продуктът се нарича още органичен фотоволтаичен соларен масив.

Новото изобретение ще може значително да увеличи използването на слънчевата енергия, защото при него няма нужда да се търсят специални места за инсталиране на слънчеви панели. Често, най-вече в гъсто застроени зони, се оказва, че такива места няма и е скъпо да се наемат или купят. Особено подходящо ще е използването на технологията във високи сгради, когато площта на покрива за инсталирате на соларен панел е пренебрежимо малка, а прозорците покриват цялата вертикална повърхност на сградата.

Важна особеност е, че за разлика от конвенционалните фотоволтаични панели, филмът не работи само с директна слънчева светлина, а може да получава енергия и на сянка и от изкуствена светлина. Това означава, че всички прозорци, независимо от изложението и климата, могат де се превърнат във фотоволтаични панели. В допълнение, този нов тип стъкла ще помогнат да се избегнат естетическите проблеми, които неизбежно възникват при инсталиране на соларни панели.

Хидрофобни самопочистващи се стъкла
Така се наричат стъкла, върху външната повърхност на които се прилага специално покритие, което намалява вероятността от замърсяване. Техниката се нарича шаблониране на хидрифобни повърхности, чрез използване на формовани полимери и восъци. Използват се компресия, химични и плазмени методи. Проблемът с измиването на външното остъкляване в големите градове, където много сгради са със значителни стъклени повърхности, напоследък стана много актуален. Трябва да се отбележи, че за да се измият стъклените фасади на големи сгради, са необходими значителни средства, а все по-замърсената градска среда предполага по-бързо замърсяване и налага по-често почистване. Това накара много компании да се ангажират с развитието на покрития, които отблъскват повечето замърсители. В тази сфера значителен напредък показват страни като Япония, САЩ и Германия.

Хидрофилни самопочистващи се стъкала
Точно обратното на хидрофобните стъкла, хидрофилните разчитат на водата, за да отмие мръсотията от тях, и това не е всичко. Те имат покритие, способно чрез химическа реакция да разгради замърсителите, за да се премахнат по-лесно. Покритието представлява тънък титанов филм. Първо се нанася органо-титанов прекурсор, а след това се нагрява за отстраняване на органичните остатъци. Стъклото се самопочиства в два етапа. Първият етап е фотокаталитичен. При него органичните замърсители върху повърхността на стъклото се разграждат под действие на ултравиолетовата светлина и по този начин стъклото става суперхидрофилно (обикновеното стъкло е хидрофобно). Вторият етап е на отмиване и се осъществява по време на дъжд, благодарение на хидрофилната повърхност. Тя намалява контактните ъгли на капките със стъклената повърхност, те се размиват и преминават през нея, измивайки мръсотията, без да оставят дори следи, тъй като се разпределят равномерно. Именно равномерното им разпределение обуславя образуването на повърхностен воден слой, а не капки, и той извършва измиването.

Стъкла с топлоотразяващи покрития
Напоследък се отчита ръст в използването на т.нар нискоемисионни К-стъкла. Предимство при тях е, че отразяват до 70% от топлоенергията, което се равнява на покритието на двоен стъклопакет, като отразяват инфрачервеното излъчване, подобрявайки енергийната ефективност на остъкляването. Има модели с твърдо и с меко покритие и два супер тънки сребърни пласта, осигуряващи максимална светлопропускливост, изолация при студ и отразяване на слънчевата топлина. С тях се осигурява комфорт в сградите през всичките четири сезона. Съществуват и модели, предлагащи същите параметри, но усъвършенствани с допълнително закаляване. Външно моделите си приличат и могат да бъдат използвани различни варианти в една и съща фасада.

Стъклопакети
Принципно новите стъклопакети, създадени по вакуумна технология, навлязоха от САЩ, Япония и Австралия, а сега се използват по целия свят. Конструкцията на вакуумните стъклопакети се получава като два листа плоско стъкло, единият от които или двата имат топлоотразяващо покритие, се съединяват чрез тесни (0.2mm) рамки. В цялото поле на стъклопакета между стъклата се установява ниска топлороводност. Пространството между стъклата се вакуумира. Предимство на такива стъклопакети е, че те практически изключват конвективния компонент на топлозагубата заради вакуумирането, а компонентът на топлоизлъчване е намален благодарение на топлоотрязаващото покритие на поне едно от стъклата. Според изчисления и анализи обикновен стъклопакет, при който са използвани добри топлоотразяващи стъкла, може да достигне съпротивление на топлопредаване 1.5-1.75m2°С/W. А ако се използва вакуумен стъклопакет с едно обикновено и едно топлоотразяващо стъкло, то съпротивлението на топлопредаване може да достигне 2.3m2°С/W.

Друга тенденция при стъклопакетите са двукамерните, в средата на които се използва спектрално селективен полимерен филм. Съпротивлението им на топлопредаване е 1.2m2°С/W. Предимство на тези стъклопакети е че имат добри топлинни характеристики и ниско тегло. Не изискват транспортиране на големи топлоотразяващи стъкла, а филмът се транспортира на рула до производителя на стъклопакети.

Още едно съвременно решение при стъклопакетите е това, при което междустъкленото пространство е запълнено със специални вещества с ниска топлопроводност – прозрачни гелове. Съпротивлението на топлопредаване при такива продукти може да достигне 1.5m2°С/W. Проблем при продукта е по-високата цена на материалите и технологията.

Профили
Съвременна тенденция при прозоречните профили и профилите за фасадно остъкляване е, че сред добре познатите ни профили от дърво, PVC и алуминий, навлязоха съвършено нови материали – композитни. Това са материали, които могат да се екструдират. През последните години производители на профили оцениха удобството в използване на такъв тип материали. Много любопитен е фактът, че често в качеството на материали за такива профили се използват отпадъци от различни производства. Например, най-големият производител на дървени прозоречни профили в Северна Америка – Andersеn, произвеждащ 4.5 млн. профили в година, започна да използва материал, в който са вложени отпадъци от основното им производство (трици, талаш и стърготини).

Съчетавайки около 40% от теглото си дървесни рециклирани влакна с 60% термопластичен полимер, който също може да е рециклиран, композитните профили показват непознати досега качества, комбиниращи предимствата на съставните си материали. Така от гледна точка на предаване на топлината, тези профили имат многократно по-добри изолационни качества от алуминия и помагат за намаляване на сметките за ток за отопление и охлаждане. Някои производители отбелязват топлоизолационни качества на композитните си профили 700 пъти по-добри от тези на алуминия. Друго предимство тук е намаляване емисиите на летливи органични съединения, защото не се изискват характерните за дървото защитни покрития. Такъв композит е по-евтин от винила и два пъти по-здрав от него, като запазва своята стабилност при всякакви климатични условия. Няма опасност от гниене, напукване, разцепване и люспене, характерно за незащитената естествена дървесина.

Уникалният метод на производство възпроизвежда красотата на естествената дървесина и гарантира нейната дълготрайност. Използват се различни ламиниращи цветни покрития. Материалът се екструдира на обичайните екструдери за производство на PVC прозоречни профили и се заварява на обикновени заваръчни машини за PVC профили. В подобни материали могат да се използват и отпадъци от други производства, например производство на хартия и други преработващи предприятия. Получават се не много популярни, но очертаващи се като тенденция комбинации – алуминий/стомана, PVC/алуминий, PVC/смоли и други.