Стандартное окно с двойным остеклением пропускает около трёх четвертей солнечного тепла.
Каждую зиму мы видим на производстве, что это означает на практике. Владелец здания платит за отопление помещения. А стекло незаметно отдаёт это тепло обратно наружу. Стекло Low-E создано именно для того, чтобы остановить эту передачу тепла.
Если говорить просто, стекло Low-E — это обычное флоат-стекло с микроскопически тонким металлическим покрытием на одной поверхности, обычно на основе серебра. Это покрытие отражает тепло обратно, продолжая пропускать свет. Оно снижает эмиссионную способность стекла — то есть, по сути, количество излучаемого им тепла — примерно с 0.84 до всего 0.02.
По оценке Министерства энергетики США, на практике это сокращает связанные с окнами потери энергии на 30%–50% при удорожании всего на 10%–15%. Кроме того, покрытие блокирует 90%–95% УФ-излучения — главную причину выцветания мебели и напольных покрытий под прямыми солнечными лучами.
Это главное. Теперь разберём всё последовательно — что на самом деле делает покрытие, как выбрать подходящий вариант для вашего климата и как убедиться, что вы получите именно то, что заказали.
Что на самом деле происходит на поверхности стекла
Low-E означает низкую эмиссионную способность. Эмиссионная способность — это просто число от 0 до 1, показывающее, сколько тепла излучает поверхность. Чем выше число, тем больше тепла излучается. У стандартного прозрачного стекла этот показатель составляет около 0.84.
Рассмотрим, что это означает на практике. Одинарное стекло поглощает тепло из помещения, а затем повторно излучает большую его часть прямо наружу. Поэтому зимой рядом с окном без покрытия всегда ощущается холод — даже при работающем отоплении.
Покрытие Low-E может снизить этот показатель вплоть до 0.02.
Из чего состоит покрытие
Само покрытие — это всего лишь набор очень тонких металлических слоёв, обычно серебряных, иногда в сочетании с другими металлами. Оно наносится на одну сторону стекла.
Для глаза оно невидимо. Вы его не увидите и не почувствуете.
Как же понять, что оно есть? Есть два способа. Можно проверить технический паспорт продукта или провести простой тест с пламенем. Поднесите зажигалку к стеклу под углом и посмотрите на отражение. Обычное стекло отражает одно изображение пламени. Стекло Low-E отражает два — причём одно из них будет немного отличаться по цвету от другого.
Почему оно по-прежнему выглядит как обычное стекло
Вот что многим кажется нелогичным. Если покрытие отражает тепло, почему стекло не выглядит тонированным или зеркальным?
Солнечный свет на самом деле состоит из трёх компонентов. Видимый свет, воспринимаемый глазом, составляет около 40%. Ультрафиолет, вызывающий выцветание тканей и древесины, составляет лишь около 3%–7%. Остальное, примерно половина, — это ближнее инфракрасное излучение, которое ощущается кожей как тепло.
Покрытие Low-E настроено так, чтобы свободно пропускать видимый свет и отражать почти всё излучение в инфракрасном диапазоне. Оно не блокирует свет, а избирательно пропускает определённые длины волн.
В этом и заключается весь принцип — поэтому с улицы окно Low-E выглядит точно так же, как любое другое окно.
Теперь, когда понятно, что делает покрытие, возникает действительно важный для вашего проекта вопрос: какой его вариант вам нужен?
Начинайте с климата, а не с продукта
Именно на этом решении большинство людей ошибается, поэтому здесь стоит не спешить. Если сделать правильный выбор на этом этапе, почти всё остальное встанет на свои места.
Неподходящее покрытие в неподходящем климате может незаметно работать против вас. Оно может блокировать тепло, которое зимой вам как раз нужно, или пропускать тепло, которое летом вы хотите оставить снаружи.
Если вы находитесь в холодном климате
Вам нужно так называемое пассивное покрытие, или покрытие с высоким солнечным теплопритоком.
Такие покрытия рассчитаны на максимальное поступление солнечного тепла при одновременном снижении теплопотерь за счёт теплопроводности. Это правильный выбор для климата с преобладающей потребностью в отоплении, особенно для остекления, ориентированного на юг, где бесплатное солнечное тепло зимой действительно полезно, а не создаёт проблему.
Целевой SHGC для таких решений обычно находится в диапазоне от 0.40 до 0.60. (Через минуту подробнее объясним, что означает SHGC.)
Если вы находитесь в жарком климате
Вам нужно обратное решение: солнцезащитное покрытие, или покрытие с низким солнечным теплопритоком.
Такие покрытия отражают наружу больше входящего инфракрасного излучения, помогая сохранять прохладу внутри. Они подходят для жаркого климата, для остекления западной и южной ориентации в любых регионах, а также для зданий, где именно летнее охлаждение в наибольшей степени определяет расходы на энергию.
Здесь целевой SHGC ниже и обычно находится между 0.20 и 0.35.
Если климат находится где-то посередине
Большинство регионов относится именно к этой категории — большая часть США, Центральной Европы и Китая.
В этом случае нужно так называемое спектрально-селективное покрытие, которое пропускает много видимого света и одновременно блокирует большую часть инфракрасного тепла. Чуть ниже мы подробно объясним, как распознать такое покрытие по технической спецификации.
Не уверены, к какой зоне относится ваш регион?
Есть простой способ проверить: сравните градусо-сутки отопительного периода в вашем регионе с градусо-сутками охлаждения. Большинство национальных метеослужб публикуют оба показателя.
Если отопительных дней заметно больше, чем дней охлаждения, выбирайте пассивное решение. Если наоборот — солнцезащитное. Если показатели примерно равны, вы находитесь в зоне смешанного климата.
Когда климатическая стратегия определена, следующий вопрос — как именно изготавливают покрытие, поскольку от этого зависит и обращение со стеклом.
Два способа изготовления покрытия Low-E
Любое покрытие Low-E производят одним из двух способов, и разница касается не только характеристик. От неё зависит, как стекло можно резать, хранить, перевозить и устанавливать.
Твёрдое покрытие: более старый и прочный вариант
Твёрдое покрытие — его также называют пиролитическим — менее требовательно в обращении.
Покрытие напыляют на стекло, пока оно ещё горячее, непосредственно во время производства, при температуре около 1,200°F (650°C). По мере охлаждения металл химически связывается с поверхностью стекла.
В результате получается стекло, которое можно трогать, хранить, перевозить и резать без особых мер предосторожности. Оно ведёт себя как обычное стекло.
Твёрдое покрытие обычно обеспечивает эмиссионную способность от 0.15 до 0.20 при светопропускании в видимом диапазоне около 0.70–0.80.
Мягкое покрытие: вариант с более высокими характеристиками
Мягкое покрытие более чувствительно, но обеспечивает значительно лучшие характеристики — и сегодня именно оно является стандартным выбором для большинства современных норм энергоэффективности.
При этом предварительно нарезанные листы стекла помещают в вакуумную камеру. В процессе магнетронного вакуумного напыления, или MSVD, на поверхности при комнатной температуре формируется несколько сверхтонких металлических слоёв.
Компромисс заключается в долговечности. Мягкое покрытие можно повредить при обращении, воздействии влаги или применении неподходящего герметика, а после нанесения покрытия стекло уже нельзя повторно резать.
Зато его эмиссионная способность может составлять всего 0.02 — при этом некоторые составы одновременно сохраняют светопропускание в видимом диапазоне выше 70%.
Одинарное, двойное или тройное серебро
У изделий с мягким покрытием часто указывают количество серебряных слоёв в структуре покрытия.
Одинарное серебро, то есть один слой, обеспечивает базовые характеристики при более низкой цене — эмиссионная способность около 0.05–0.10. Двойное серебро с двумя слоями сегодня является основным выбором для большинства проектов и даёт показатель около 0.02–0.05.
Тройное серебро идёт ещё дальше: три слоя серебра входят в структуру из 12 или более слоёв покрытия. Эмиссионная способность снижается ниже 0.02, при этом одновременно сохраняются высокое светопропускание, низкий солнечный теплоприток и нейтральный цвет. Такое решение используется в большинстве премиальных навесных фасадов и проектов Passive House.
Важная деталь: удаление покрытия по краю
Вот что большинство руководств полностью упускает, хотя это очень важно при закупке IGU — стеклопакетов, в которых два или более стекла герметично соединены с газонаполненной камерой между ними.
У любого стекла с мягким покрытием, которое соприкасается с герметиком внутри IGU, покрытие необходимо удалить узкой полосой по краю, обычно шириной от 8mm до 12mm. Это называется удалением покрытия по краю.
Это обязательный, а не дополнительный этап. Если его пропустить, со временем покрытие может вступить в реакцию с герметиком. Влага проникает через край, покрытие отслаивается, и герметичность нарушается на годы раньше положенного срока.
Если вы закупаете IGU, просто прямо спросите производителя, выполняет ли он удаление покрытия по краю в стандартном порядке. Любая неуверенность в ответе заслуживает внимания.
Теперь вы знаете, что вам нужно и как это изготовлено. Следующий шаг — убедиться, что имеющееся у вас коммерческое предложение действительно соответствует этим требованиям.
Как убедиться, что вы получаете то, за что заплатили
В коммерческом предложении могут быть все правильные слова, но это ещё не гарантирует правильное стекло. Вот как это действительно проверить.
Четыре показателя в любой технической спецификации
Эти четыре показателя сообщают почти всё, что нужно знать, и все четыре указываются на официальной этикетке NFRC, которой сопровождается сертифицированное остекление.
| Показатель | Что он измеряет | Шкала | Целевое значение, холодный климат | Целевое значение, жаркий климат |
| Коэффициент U | Сколько тепла проходит через стекло | 0.1 (лучшее) – 1.0 (худшее) | Ниже 0.30 | Ниже 0.40 |
| SHGC | Сколько солнечного тепла проходит внутрь | 0 (блокирует всё) – 1 (пропускает всё) | 0.40–0.60 | 0.25–0.40 |
| VLT | Сколько видимого света проходит через стекло | 0 (непрозрачное) – 1 (прозрачное) | Обычно 0.40–0.70 | Обычно 0.40–0.70 |
| LSG | VLT, делённый на SHGC | Чем выше, тем лучше | 1.25+ означает спектральную селективность | 1.25+ означает спектральную селективность |
Более низкий коэффициент U всегда лучше — здесь всё просто. С SHGC и VLT иначе. Для них нет универсального «хорошего» значения. Правильный показатель полностью зависит от вашего климата и ориентации остекления.
Где именно находится покрытие
Эту часть большинство руководств объясняет плохо, хотя она действительно важна.
В стандартном IGU с двойным остеклением есть четыре поверхности, пронумерованные снаружи внутрь. Поверхность 1 обращена к внешней среде. Поверхность 2 обращена к герметичной камере со стороны наружного стекла. Поверхность 3 обращена к той же камере со стороны внутреннего стекла. Поверхность 4 обращена в помещение.
Расположение покрытия — не вопрос внешнего вида. Оно определяет, будет ли окно удерживать зимнее тепло внутри, не пускать летнее тепло внутрь или обеспечивать компромисс между этими задачами.
В холодном климате покрытие обычно следует размещать на Поверхности 4 — оно отражает тепло помещения обратно внутрь. В жарком климате обычно подходит Поверхность 2 — она отражает поступающее тепло наружу ещё до того, как оно достигнет камеры. В смешанном климате распространённым компромиссом является Поверхность 3, либо можно использовать тройное остекление с покрытиями и на Поверхности 2, и на Поверхности 4.
Если поставщик не может точно сказать, на какой поверхности находится покрытие, стоит настоять на уточнении до оформления заказа.
Пять вопросов, которые стоит задать перед заказом
Неопределённый ответ на любой из них — повод насторожиться.
- Каковы точные коэффициент U, SHGC и VLT именно для этого продукта — не диапазон, а конкретные значения?
- Покрытие твёрдое или мягкое и на какой поверхности оно находится?
- Какой газ используется для заполнения и какая гарантия предоставляется на IGU?
- Удаляете ли вы покрытие по краю изделий с мягким покрытием в стандартном порядке?
- И можете ли вы предоставить полноразмерный образец или рекомендацию по аналогичному проекту?
Теперь вы знаете, как проверить спецификацию. Осталась самая практичная часть — что вы действительно получаете и где всё ещё могут возникнуть проблемы, даже если всё сделано правильно.
Что вы получаете на самом деле
Экономия энергии в реальных цифрах
Сокращение связанных с окнами потерь энергии на 30%–50% — это реальный показатель DOE, подтверждающийся как для жилых, так и для коммерческих зданий.
В коммерческом проекте масштаба целого фасада это заметно влияет на ежегодные эксплуатационные расходы — хотя точная величина сильно зависит от местных тарифов на энергию и самого здания.
Что касается срока окупаемости, в полевом исследовании Lawrence Berkeley National Laboratory наблюдали за шестью домами в Чикаго на протяжении полного отопительного сезона. Штормовые окна Low-E снизили там отопительную нагрузку на 21%, а средний срок окупаемости составил менее 4.5 лет — заметно быстрее, чем 10-летний срок окупаемости, измеренный для штормовых окон из прозрачного стекла в тех же домах.
Вывод: Low-E обычно окупается быстрее, чем теплоизоляционное остекление в целом.
Что вы действительно заметите в повседневной жизни
Помимо счёта за энергию, преимущества проявляются и в том, что люди ощущают непосредственно.
Температура в помещениях становится более равномерной, что обычно означает меньше жалоб на комфорт. Меньше конденсата на внутреннем стекле — это меньший риск образования плесени рядом и меньше повторных обращений. А поскольку большинство покрытий Low-E блокирует 90%–95% УФ-излучения, мебель и напольные покрытия выцветают намного медленнее — УФ-излучение отвечает примерно за половину всего выцветания интерьера от солнечного света.
Один момент стоит знать заранее: само по себе покрытие Low-E почти не влияет на звукоизоляцию. Если рядом проходит оживлённая дорога, в дополнение к покрытию Low-E стоит использовать многослойное стекло как минимум для одного стекла в IGU. Эти решения решают две совершенно разные задачи.
Недостатки без прикрас
В большинстве маркетинговых материалов эту часть пропускают. Мы — нет.
Мягкое покрытие Low-E, особенно многослойные серебряные варианты, может давать лёгкий серый, синий или зелёный оттенок. Это не дефект. Это просто оптическое следствие нанесения тонкого металлического слоя на стекло.
Тем не менее перед крупным заказом стоит посмотреть полноразмерный образец — в большом масштабе этот оттенок воспринимается совсем иначе, чем на маленьком образце.
Дополнительная стоимость тоже реальна. По данным DOE, она составляет 10%–15% по сравнению со стандартным стеклом, а мягкое покрытие может стоить ещё дороже в зависимости от количества слоёв серебра. Со временем экономия компенсирует эти затраты, но точный срок окупаемости зависит от климата, ориентации и местных тарифов — лучше выполнить собственный расчёт, чем полагаться на усреднённую цифру.
И мягкое покрытие действительно нельзя подвергать воздействию открытого воздуха или влаги до герметизации внутри IGU. В открытом состоянии оно окисляется и разрушается. По этой же причине стекло с мягким покрытием после изготовления нельзя повторно резать, в отличие от стекла с твёрдым покрытием.
Риск, о котором почти никто не говорит
Вот что маркетинговые материалы обычно полностью упускают.
Само покрытие Low-E не выходит из строя. После герметизации внутри IGU оно остаётся постоянным. Выйти из строя может окружающий его IGU.
Через 10–20 лет, в зависимости от качества производителя и монтажа, герметизация может разрушиться. Внутрь проникает влага, газовое заполнение уходит, а пространство между стёклами запотевает.
Когда это происходит, само покрытие остаётся в полном порядке. Но энергоэффективность всей конструкции снижается, и обычно приходится заменять весь IGU, а не только стекло.
Есть несколько вещей, которые действительно помогают. Выбирайте качественного производителя IGU с гарантией 10–20 лет, а не просто самое дешёвое предложение. Спросите, используется ли дистанционная рамка с тёплым краем, которая снижает напряжения именно там, где обычно начинается разрушение. Уточните тип герметика — системы на основе силикона или полиизобутилена служат дольше конструкций только на бутиле.
И когда изделия прибудут, обязательно осмотрите их до монтажа. Проверьте, нет ли деформации дистанционной рамки, пропусков в герметике или раннего конденсата между стёклами.
Доплата за правильно изготовленный IGU — одна из наиболее разумных статей расходов в любом проекте остекления. Вы покупаете 20 лет эксплуатации без запотевания вместо 5.
Теперь понятно, что вы получаете и на что нужно обратить внимание. Осталось объединить всё это в одно решение для вашего конкретного проекта.
Собираем всё вместе
Для ориентира приведём примерно ту последовательность, которую мы используем внутри компании каждый раз, когда клиент присылает нам свой проект.
Начните с климатической зоны. Один этот ответ определяет семейство покрытия — пассивное, солнцезащитное или смешанное.
Затем сопоставьте его с типом здания. Для жилых окон обычно используют мягкое покрытие в IGU с двойным остеклением и заполнением аргоном, а для очень холодного климата добавляют покрытие на Поверхность 4. Для коммерческих навесных фасадов обычно требуется мягкое покрытие с тройным серебром. Мансардные окна и кровельное остекление почти всегда требуют солнцезащиты независимо от общего климата здания, поскольку на них напрямую падает солнце сверху.
Затем учитывайте ориентацию. Одинаковое покрытие на всех фасадах снижает эффективность — во многих серьёзных проектах для остекления с южной и западной ориентацией задают другие характеристики, чем для северной стороны того же здания.
Определите, что для вас действительно важнее всего. Теплоизоляция, дневной свет, защита от солнечного тепла, нейтральность цвета — эти задачи требуют разных компромиссов, и единственно правильным будет решение, соответствующее реальным потребностям вашего проекта.
И наконец, перед оформлением заказа пройдите с поставщиком по этим пяти проверочным вопросам. Это займёт пять минут и даст почти всю нужную информацию.
Что делать дальше
Стекло Low-E действительно является одним из наиболее экономически эффективных улучшений для любого остеклённого здания. Снижение связанных с окнами потерь энергии на 30%–50%, окупаемость часто менее чем за пять лет и одновременная блокировка 90%–95% УФ-излучения.
Но покрытие, которое действительно обеспечивает эти показатели, должно соответствовать вашему климату, конструкции IGU и реальным условиям производства и монтажа — а не просто иметь самое привлекательное название в технической спецификации.
Если вы предпочитаете не заниматься расчётами в таблицах, отправьте нам местоположение проекта, размеры панелей и целевые значения U и SHGC. Мы предоставим рекомендацию по продукту и цену в течение одного рабочего дня.
