Пою перед тобой в восторге похвалу -  не камням дорогим, не злату,

но стеклу...


 

М.В.Ломоносов

 

Общество с ограниченной ответственностью

"Украинский научно-исследовательский институт стекла"

(ООО "УкрНИИСтекла")


 

 

СТЕКЛО - СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ИНТЕРЬЕР

Дневной свет – источник жизни и спутник хорошего самочувствия – попадает в наши дома благодаря окнам, конструкции которых во многом определяют освещенность и характер интерьеров, архитектуру и качество зданий.

            Достигающее Земли солнечное излучение состоит из: УФ-лучи - 3%, инфракрасное излучение - 55%, видимый свет - 44%. УФ-волны имеют длину 0,28-0,38 нм, видимый свет - 0,38-0,78 нм, инфракрасное излучение - 0,78-2,5 нм.

Когда солнечное излучение падает на стекло, оно частично отражается, частично поглощается стеклом, частично проходит сквозь стекло. Количество поглощенного, отраженного и пропущенного света зависит от толщины стекла, его оттенка и наличия и свойств дополнительного покрытия. Каждый вид стекла имеет свой коэффициент абсорбции, отражения и пропускания, которые рассчитываются в соответствии со стандартами, и применимы для длин световых волн от 0,3 до 2,5 нм.

Общее количество тепловой энергии от солнечного излучения (в %), попавшее в помещение через стекло называется солнечным фактором. Он равен сумме пропущенной стеклом тепловой энергии и выделяемого стеклом тепла, поглощенного ранее.

Солнечная энергия, попавшая в комнату, сперва поглощается предметами интерьера, затем выделяется в виде тепловой энергии инфракрасного длиннолучевого (больше 5мкм) диапазона. Даже обычное флоат-стекло практически непрозрачно для излучения с такой длиной волны. В итоге, энергия оказывается "пойманной в ловушку" в комнате. Оставаясь в помещении, энергия нагревает его, создавая "тепличный эффект".

Для предотвращения перегрева помещения необходимо: обеспечить нормальную вентиляцию; использовать шторы (таким образом, чтобы это не привело к риску термального шока); использовать солнцезащитные стекла, пропускающие только определенные длины световых волн.

Известно, что некоторые материалы под воздействием прямых солнечных лучей теряют свой цвет, блекнут. Происходит это потому, что молекулярная решетка красящих компонентов материала постепенно ослабевает под воздействием энергии фотонов. Причиной этой реакции являются, в основном, УФ-излучение, в меньшей степени - короткие волны видимого спектра (синий, фиолетовый).

Когда материал поглощает солнечное излучение, он нагревается, что может привести к началу химических реакций, повреждающих его.

Обычно выцветанию более подвержены органические красители, чья молекулярная решетка менее стабильна, чем у красителей на минеральной основе.

Поскольку все виды излучения содержат энергию, объекты невозможно полностью защитить от выцветания. Но использование специальных стекол (ламинированных), не пропускающих УФ-лучи, существенно снижает риск выцветания материалов. Например, ламинированное стекло СТАДИП пропускает только 0,4% УФ излучения (Планилюкс 10 мм - 44%).

Для достижения максимальной освещенности внутри зданий проектировщикам полезно помнить несколько правил:

- желательно давать доступ дневному свету во влажные помещения – ванную, кухню, а также полуподвальные помещения;

- учитывать пространственное окружение здания – так, объект высотой 10м отстоящий на 15м от фасада, способен снизить на 40% количество солнечного света, поступающего на расстояние до 5м от окна.

- предпочтительно естественное освещение интерьеров с разных сторон. Оно смягчить тени, сбалансирует уровень освещенности и зрительно раскроет пространство комнаты.

- следует увеличивать окна, прилегающие к балконам, не забывая, что зенитные фонари дают света в 2-3 раза больше, чем фасадные окна.

- в зависимости от ориентации фасада естественное освещение помещений имеет свои особенности. Так, например, помещения на северной стороне дома не получают прямого солнечного света, зато качество освещения  в них практически постоянно. Здесь хорошо размещать комнаты для чтения, офисы или компьютерные залы.

Максимальную освещенность зимой, когда солнце низко, имеют помещения на южной стороне дома, что помогает сохранять тепло в помещении. Через окна на восточных и западных фасадах в помещения попадает довольно много солнечной энергии, особенно летом (утром – с востока, вечером – с запада), причем на окна западного фасада солнце попадает во второй половине дня, когда температура снаружи выше, чем утром. В связи с этим правильный выбор размера окна требует учета многих факторов, а именно:

- для соблюдения энергетического баланса (нагрев, освещение и охлаждение комнат) площадь остекления должна составлять 35-50% площади фасада;

- освещенность в глубине помещения зависит от высоты окна, поэтому его верхняя часть должна располагаться на высоте, равной, как минимум, половине глубины комнаты;

- чем больше площадь стекла- тем больше освещенность. Окно без расстекловки    пропускает до 80% поступающего света, а окно с мелкой расстекловкой (например, григорианского стиля) – около 45%;

- окно должно быть ближе к внутренней поверхности фасадной стены – так оно лучше защищено от воздействия атмосферных осадков.

Не менее внимательно следует выбирать и тип стекла. Для окон южного, восточного и западного фасадов целесообразно использовать стекло, отражающее инфракрасное излучение (например «Планистар»). Энергоэффективные стекла («Планитерм», «Эко» и др.) снижают теплопотери в холодное время года, а также исключает конденсат на окнах и сквозняки.

Тонированное стекло (например «Парсол») не дает бликов, но снижает уровень освещенности в помещении.

Полезно учитывать и отражающие свойства стекла. Например, стекла, имеющие металло-оксидное покрытие разных оттенков («Антелио», «Рефлектасол» «Кул-лайт» и др.) могут подчеркивать эти свойства, обогатив тем самым архитектуру фасада.

Используя некоторые виды стекла (эмалированное, матированное, узорчатое – например «Опалит», «Сати-ново», «Декоргласс» и др.) можно придать комнате уединенность и закрытость, обеспечив приемлемую ее освещенность.

Выбор витринного стекла торговых заведений зависит от вида выставленных на обозрение товаров и продуктов, которые нередко требуется защищать от прямых солнечных лучей. В таких случаях лучше всего – ламинированное стекло (например «Стадип»), которое задерживает до 99% ультрафиолетовых лучей и, тем самым, препятствует выгоранию товара (например текстиля). Для предотвращения бликов на больших витринах следует использовать специальные стекла типа «Вижион-лайт».  Особого  внимания требует защита помещений от излишней инсоляции.

Теплообмен между двумя любыми поверхностями происходит 3 путями:

·         теплопроводимость, т.е. передача тепла через объект или теплообмен между двумя объектами, находящимися в непосредственном контакте. Количество тепла, перешедшего от одной поверхности листа стекла к другой, зависит от разнице температур между поверхностями и тепловой проводимости материала. Тепловая проводимость стекла = 1,0 Вт/мК

·         конвекция, теплообмен между твердой и газообразной (жидкой) средами. Этот вид теплообмена включает в себя движение воздуха.

·         Излучение: нагретое тело выделяет инфра-красные лучи, поглощаемые более холодным телом. Такое излучение пропорционально эмиссивитету тел. Чем меньше эмиссивитет - тем слабее излучение.

Эмиссивитет обычного стекла = 0,89. Специальные виды стекол с низкоэмиссионным покрытием могут иметь эмиссивитет менее 0,10.

Поверхность тела теряет тепло вследствие всех 3х видов теплообмена: проводимость, конвекция, излучение. Если речь идет о теплопотерях строения, они обычно зависят от скорости ветра, температуры вне здания и эмиссивитета материалов строения. Теплопотери характеризуются коэффициентом внешнего теплообмена и внутреннего теплообмена. Стандартные величины этих коэффициентов:

Внешний he - 23 Вт/м2К
Внутренний hi - 8 Вт/м2К

Теплопередача сквозь поверхность тела характеризуется коэффициентом теплопередачи U (К) объекта. U равен количеству переданного через объект тепла на м2 при разнице температур между средами 1 градус Цельсия. U может рассчитываться с использованием коэффициентов внешнего и внутреннего теплообмена. Чем ниже U, тем меньше утечка тепла из более нагретой среды в холодную.

U окна можно понизить, уменьшив любой из 3 видов теплообмена. Способы:

·         Применение стеклопакета. Он обеспечивает лучшую теплоизоляцию, чем одинарное остекление. Принцип теплоизоляции стеклопакета заключается в том, что между стекол остается камера, наполненная сухим воздухом. Такая конструкция понижает теплопотери через конвекцию, а низкая теплопроводность воздуха уменьшает U стеклопакета. Например, U стекла 6 мм = 5,7 Вт/м2К, тогда как U стеклопакета 6-16-6 равна 2,7 Вт/м2К.

·         Использование в стеклопакете стекол с низкоэмиссионным покрытием (Эко, Планитерм, Кул-лайт и др.), понижающим U стеклопакета.

·         Использование в стеклопакете инертного газа (аргона) вместо воздуха. U воздуха - 1,6, U аргона - 1,3.

С одной стороны, через окно тепло теряется из нагретой комнаты во внешнюю среду. С другой стороны, благодаря солнечному излучению тепло попадает через прозрачное стекло в комнату. Общее количество тепла, попавшее в комнату вследствие прохождения через стекло солнечной энергии и вследствие выделения стеклом поглощенного ранее тепла, описывается величиной "солнечный фактор". Чем он ниже, тем меньше тепла попадает в помещение благодаря солнечному излучению. Солнечный фактор окна зависит от его положения, интенсивности солнечного излучения и материала рамы.

Поскольку окно является одновременно источником убыли и прибыли тепла, можно говорить об энергетическом балансе. Он равен разнице между теплопотерями через окно и солнечным фактором. Когда солнечный фактор превышает теплопотери, можно говорить об отрицательном энергетическом балансе.

Тип остекления

Солнечный фактор

Стекло Планилюкс 4 мм

0,85

Однокамерный стеклопакет

0,75

Стеклопакет с ЭКО ПЛЮС

0,68

Стеклопакет с ПЛАНИТЕРМ

0,61

Стеклопакет с ПЛАНИСТАР

0,39

В холодное время года, благодаря теплопроводности, температура внутренней части окна ниже температуры отапливаемой комнаты, что создает сквозняки и неуютную атмосферу в помещении. Использование стеклопакетов с селективными стеклами нейтрализует и эту проблему, также уменьшая вероятность возникновения конденсата на стеклах.

В теплое время года встает проблема уменьшения солнечного фактора и избежания эффекта "теплицы". Это решается с помощью солнцезащитного стекла - либо обладающего повышенным теплопоглощением (тонированное в массе), либо повышенным отражением (рефлективное).

Каждый фасад (кроме северного) должен иметь защитные устройства – шторы, жалюзи, козырьки, навесы. Будучи расположенными снаружи здания, они более эффективны и могут отражать до 85% солнечной энергии. Эффективное затенение, вкупе с естественной вентиляцией, существенно экономит затраты на кондиционирование помещений. Создание светового комфорта помещения - одна из важных задач архитектора и дизайнера. Для ее решения применяются различные приемы. - Рабочие места в офисах желательно размещать ближе к окнам, избегая при этом попадания на них прямых солнечных лучей. С этой же целью компьютерные мониторы лучше располагать перпендикулярно направлению естественного света. Вообще, свет должен падать ровно, в поле зрения не должно быть сильного контраста света и тени, и, по возможности, пропускать естественный свет из коридора или других смежных помещений. Полезно продумать форму навесного потолка. Лишние 50 см стекла на нем удвоят количество света на расстоянии 5 м от окна.

- Другое дело — учебные заведения. В школьных классах доска не должна располагаться слишком близко к окну, во избежание бликов.
- Качество освещения не менее важно и на производстве, требующем аккуратности персонала. Здесь желателен рассеянный дневной свет, в отличие от избыточного света сверху, так как возникающие блики и отражения могут снизить производительность труда.
Регулировать поступление дневного света можно по-разному:

- Внешние и внутренние стеклянные шторки из рефлективного стекла (например, «Антелио»). Их лучше располагать горизонтально на внешней стороне фасада — тогда дневной свет, отражаясь от шторок, будет рассеиваться от потолка.

- Регулируемые панели длиной 2-3 м и шириной до 50 см, изготовленные из специальных видов стекла и укрепленные снаружи здания. Их положение можно регулировать в зависимости от угла падения солнечных лучей.

- Решетки из стекол с сильным зеркальным эффектом, расположенные внутри стеклопакета. Их ячейки отражают прямой солнечный свет, но пропускают рассеянный. Такие стеклопа-кеты используют для расположенных высоко окон и стеклянных крыш.

Все виды стекол, упомянутые в данной статье, производятся корпорацией «Сан-Гобен». Использование этой продукции во многих случаях дает оптимальное решение по остеклению зданий, влияющему на их архитектурный облик, освещенность помещений и условия обитания.              


Сайт создан на Setup.ru Создать сайт бесплатно