Стекло с низким содержанием железа и солнцезащита: можно ли совместить эти два свойства?

Этот удобный в использовании продукт — это не просто обычное стекло с низким содержанием железа, выдаваемое за энергоэффективное остекление; это стекло с низким содержанием железа, на которое нанесен спектрально оптимизированный солнцезащитный слой, которое, как правило, устанавливается в качестве внешнего стекла в тщательно спроектированной системе защитного остекления.

Так почему же даже в иных отношениях грамотные специалисты по требованиям по-прежнему допускают подобные ошибки?

В связи с тем, что термины “с низким содержанием железа”, “low-E”, “солнцезащитное стекло”, “прозрачное” и “высокоэффективное” часто ошибочно рассматриваются как взаимозаменяемые маркетинговые формулировки. На самом деле это не так. Каждое из этих понятий описывает различные характеристики здания, и неправильное сочетание этих свойств может привести к созданию фасада, который выглядит великолепно на образце, но при этом перегревается, отражает слишком много света, искажает цвета после термической обработки или требует использования системы кондиционирования воздуха для компенсации последствий непродуманного выбора остекления.

Мой принцип таков: никогда, ни при каких обстоятельствах не утверждайте архитектурное стекло, опираясь исключительно на описательные характеристики. Основавайтесь на цифрах.

Стекло с низким содержанием железа и солнцезащита: можно ли совместить эти два свойства?

«Прямое решение»: «Low Iron» — это основа, а «Solar Control» — это отделка

Стекло с низким содержанием железа — это флоат-стекло, изготовленное с пониженным содержанием оксида железа. Удаление значительной части компонентов, связанных с железом и влияющих на экологические показатели, позволяет добиться более нейтрального внешнего вида, особенно на открытых сторонах, в многослойных конструкциях и в стеклах большей толщины.

Кроме того, это повышает коэффициент пропускания видимого света.

Согласно опубликованным компанией Pilkington данным по серии Optiwhite, коэффициент пропускания видимого света для стекла 92% составляет 2–4 мм, для 91% — 5–12 мм, а для 90% — 15–19 мм. Эти цифры объясняют, почему сверхпрозрачное стекло широко используется для фасадов торговых центров, витрин музеев, аквариумов, балюстрад, электронных экранов и интерьеров, где важна цветопередача.

Но качество — это не защита от солнца.

Непокрытое стекло с низким содержанием железа пропускает гораздо больше дневного света, поскольку поглощает меньше энергии видимого спектра, чем стандартное прозрачное флоат-стекло. Однако это не означает, что оно автоматически обладает пониженным коэффициентом солнечного теплового нагрева, низким значением g, повышенной теплоизоляцией или целенаправленным отражением инфракрасного излучения. В некоторых случаях более высокая прозрачность может означать, что проникает ещё больше солнечной энергии, если её не регулирует какой-либо дополнительный элемент.

Этот элемент, как правило, представляет собой покрытие, обеспечивающее высокую спектральную разборчивость.

На стекло с низким содержанием железа можно нанести современное двух- или трёхслойное серебряное покрытие, которое пропускает относительно большую долю видимого дневного света, одновременно отражая или поглощая гораздо большую долю солнечной энергии в ближнем инфракрасном диапазоне. В результате получается солнцезащитное стекло с низким содержанием железа: более прозрачные, чем многие традиционные покрытия, но при этом обеспечивающие высокую тепловую эффективность.

В случае статического архитектурного остекления такое сочетание, как правило, гораздо более целесообразно, чем попытка обеспечить защиту от солнечного излучения с помощью сильно тонированного основания. A изделие из тонированного стекла, изготовленное на заказ Это может быть вполне уместно в тех случаях, когда требуется создание определенного цветового эффекта или обеспечение личной конфиденциальности, однако цветовая гамма и высокоселективная солнцезащита технически не являются равнозначными понятиями.

Что означает “и то, и другое” с точки зрения производительности

Не обращайте внимания на рекламные и маркетинговые предложения. Попросите предоставить 6 показателей:

  • Пропускание видимого света, или VLT/Tvis: Процент дневного света, проникающего через полную стеклянную конструкцию.
  • Коэффициент солнечного теплового поступления (SHGC): Доля солнечной энергии, проникающей в здание. Чем ниже значение, тем выше уровень защиты от солнечного излучения.
  • Солнечный аспект, или коэффициент g: Европейский термин, обозначающий полное пропускание солнечной энергии, который в целом выполняет ту же конструктивную функцию, что и показатель SHGC.
  • Коэффициент U или значение Ug: Цена теплопередачи, обусловленной разницей температур внутри и снаружи.
  • Соотношение тепловых поступлений от освещения и от солнечной энергии (LSG): VLT, выраженное в SHGC. Более высокое значение, как правило, указывает на большее количество функционального дневного света на единицу проникающего солнечного тепла.
  • Коэффициент отражения на открытом воздухе и в помещении: Эстетическая отражательная способность стекла, от которой зависит, будет ли фасад восприниматься как прозрачный, нейтральный, тёмный или зеркальный.

Именно здесь этот микс становится по-настоящему убедительным.

Требования компании Guardian к запуску стекла SunGuard SNX 70+ предусматривали сочетание тройного серебряного низкоэмиссионного слоя с низкожелезным стеклом Guardian UltraClear. Объявленные характеристики стеклопакета составили: коэффициент пропускания видимого света 68%, коэффициент солнечного теплового коэффициента (SHGC) 0,28, коэффициент LSG 2,45 и коэффициент теплопередачи (U-value) в зимнюю ночь 0,28. Это является прямым доказательством того, что высокая прозрачность и эффективная защита от солнечного излучения могут сосуществовать в одном изделии.

Обратите внимание на соотношение. Обычный прозрачный экранирующий элемент без покрытия может пропускать много света, но при этом также пропускать значительную долю солнечного тепла. Изделие с низким содержанием железа и специальным покрытием более эффективно разделяет эти два эффекта.

Именно в этом разрыве и заключается вся суть.

И именно поэтому я бы начал разработку серьезного набора требований с проверенного и надежного система солнцезащитного стекла с низкоэмиссионным покрытием, а не с непонятной инструкцией, гласящей: “предоставить сверхпрозрачное энергосберегающее стекло”.”

Как на самом деле работает накопление стекла

Наружное остекление не функционирует как отдельный стеклянный лист. Оно работает как единая система.

Стандартная конфигурация солнцезащитных стёкол с высокой степенью прозрачности может включать:

  1. Наружное стекло толщиной 6 мм с низким содержанием железа.
  2. Двойное или тройное серебряное покрытие на поверхности № 2.
  3. Пломба, заполненная воздухом или аргоном.
  4. Прозрачное стекло или стекло с низким содержанием железа.
  5. Распорка с «теплым краем» и правильно спроектированное дополнительное уплотнение.
  6. Термическая обработка, закалка или ламинирование в случаях, когда это требуется в соответствии с расчетами по безопасности и защите, ветровой нагрузке и термическим напряжениям.

Покрытие, как правило, располагается внутри герметизированной полости, поскольку высококачественные мягкие покрытия могут быть подвержены износу, загрязнению, истиранию и воздействию погодных условий. В традиционной системе с двойным остеклением обозначение «поверхность № 2» означает, что покрытие наносится на поверхность внешнего стекла, обращенную к полости.

С этим местом проблемы.

В техническом паспорте компании Saint-Gobain за 2024 год описаны слои COOL-LITE XTREME на поверхности № 2 в стеклопакете с воздушной прослойкой 6 мм/12 мм и толщиной стекла 6 мм. В том же документе указано, что данные изделия требуют монтажа в стеклопакет и необходимой обработки кромок, при этом для упрочнения предусмотрены определенные варианты термообработки.

Удаление кромок — это не просто канцелярская придирчивость. Это позволяет удалить отделочный слой по периметру, чтобы герметик мог надежно сцепляться, а покрытие оставалось защищенным от износа, вызванного воздействием влаги.

А после этого следует термическая обработка.

После закалки многослойное стекло может незначительно измениться по отраженному цвету, коэффициенту пропускания, степени помутнения или степени искажения. Термообработанные и упрочненные стеклянные панели также могут выглядеть по-разному при установке рядом друг с другом. Поэтому при изготовлении полноразмерных эстетических макетов необходимо использовать окончательную основу, окончательную отделку, окончательную термообработку, окончательную полость для углубления и окончательное внутреннее стекло.

В образце, взятом вручную, практически ничего не видно.

Проблема «прозрачности»: «прозрачность» не всегда означает «превосходство»

Рынок фактически приучил покупателей ассоциировать открытость с высоким качеством. Но это лишь наполовину верно.

Увеличение доли прозрачного стекла способствует нейтральности оттенков и высокому качеству обзора, однако здание по-прежнему подвергается воздействию коротковолнового солнечного излучения. Если остекление не будет в достаточной мере поглощать эту энергию, это может привести к появлению бликов, дискомфорту для людей, находящихся в помещении, и увеличению нагрузки на системы кондиционирования.

Окна — это не мелочь с точки зрения энергопотребления. В отчете Министерства энергетики США, опубликованном в Интернете в 2023 году, приводится оценка, согласно которой теплопотери или теплопритоки через окна американских домов составляют примерно 4 квад в совокупном энергопотреблении на отопление и охлаждение, что обходится более чем в $40 миллиардов ежегодно. Согласно оценкам отчета, широкое внедрение проверенных высокоэффективных окон могло бы сэкономить почти $10 миллиардов ежегодно.

Эта цифра должна развеять представление о том, что наружное остекление служит в первую очередь эстетической отделкой.

Это механические инструменты, выполненные из прозрачного материала.

Есть ещё одна типичная ошибка: путать солнцезащитные слои с антибликовыми покрытиями. А многослойное стекло с антибликовым покрытием и высокой светопроницаемостью может уменьшить отражения на поверхности и повысить эстетические качества, однако сама по себе эффективность антибликового покрытия не приводит к снижению коэффициента пропускания солнечной тепловой энергии (SHGC). Один слой устраняет нежелательные заметные отражения; дополнительный слой может быть разработан в первую очередь для поглощения инфракрасного излучения и регулирования коэффициента излучаемости.

Иногда с помощью многофункциональной компоновки можно решить обе проблемы. Однако необходимо проверять объединенные данные, а не полагаться на то, что теги аккуратно сгруппированы.

Стекло с низким содержанием железа и солнцезащита: можно ли совместить эти два свойства?

Что на самом деле раскрывает информация о продуктах на 2023–2024 годы

С учетом текущих данных о продукте с этим ответом трудно поспорить.

Guardian SunGuard SNX 70+ на стекле UltraClear, 2023 г.

В октябре 2023 года компания Guardian представила своё тройное серебряное покрытие SNX 70+ на стекле UltraClear с низким содержанием железа. Компания сообщила:

  • 68% — заметная светопроницаемость
  • 0,28 SHGC
  • 2,45 — отношение светового коэффициента к солнечному коэффициенту
  • Коэффициент теплопередачи 0,28
  • Нейтральный цвет отраженного света при прямом и косом угле обзора

Опубликованные в настоящее время данные по конструкции остаются в том же диапазоне энергоэффективности: типовая конструкция с двойным остеклением демонстрирует показатели VLT около 67% и SHGC 0,27.

Это не просто “прозрачное стекло с покрытием”. Это целенаправленная мера, направленная на сохранение прозрачности при одновременном снижении солнечного нагрева до уровня, составляющего менее одной трети падающей энергии, в соответствии с указанным методом расчета.

Saint-Gobain COOL-LITE XTREME, 2024

Информация компании Saint-Gobain за октябрь 2024 года представляет собой ценную линейку продукции:

  • XTREME 70/33: коэффициент светопропускания 69% и значение g 0,33
  • XTREME 61/29: коэффициент светопропускания 60% и значение g 0,30
  • XTREME 50/22 II: коэффициент светопропускания 47% и значение g 0,22
  • Коэффициент Ug: 1,5 Вт/м·К для указанных конструкций с двойным остеклением с воздушной прослойкой

Поставщик описывает данную серию как солнцезащитное стекло с тройным серебряным покрытием, коэффициент селективности которого составляет около 2,0 или выше, в зависимости от конкретной модели.

Обратите внимание на компромисс. Вариант 70/33 обеспечивает больше дневного света, но при этом пропускает гораздо больше солнечной энергии. Вариант 50/22 значительно снижает поступление солнечной энергии, но при этом делает внутреннее пространство более темным. Ни один из них не является универсально “лучшим”.”

Правильный выбор зависит от климатических условий, ориентации здания, соотношения площади окон к площади стен, наружных солнцезащитных устройств, расположения внутренних помещений, чувствительности к бликам и метода регулирования освещения.

Динамическое стекло повышает потолок

Статическое солнцезащитное стекло с низким содержанием железа выглядит впечатляюще. Оно по-прежнему является неподвижным.

Электрохромное стекло способно в режиме реального времени изменять степень пропускания света и солнечной энергии в зависимости от условий или настроек. Результаты моделирования и испытаний, прошедших экспертизу Министерства энергетики США (DOE), показали снижение пиковых нагрузок на системы охлаждения на 25%–58% по сравнению со спектрально-оптимизированными окнами с низкоэмиссионным покрытием в определенных исследованных конфигурациях; при этом в отчете также были отмечены нерешенные вопросы, касающиеся стоимости, времени переключения, пигментации, систем управления и долгосрочной эксплуатационной надежности.

система «умного стекла» с возможностью переключения режимов представляет собой альтернативу стеклу с фиксированной солнцезащитой, особенно в тех случаях, когда требуется обеспечение конфиденциальности или регулируемая светопроницаемость. Однако важно отметить следующее: стекло с низким содержанием железа может использоваться как в составе остекления со статическим покрытием, так и в составе динамического остекления; само по себе оно не обеспечивает функцию изменения свойств.

Стекло с низким содержанием железа и солнцезащита: можно ли совместить эти два свойства?

Сравнение эффективности солнцезащитного стекла с низким содержанием железа

Приведенные ниже цифры представляют собой опубликованные значения характеристик для указанных конфигураций и не являются универсальными показателями для всех типов окон. Фактическая эффективность зависит от толщины стекла, серии стекла, ширины воздушной камеры, газового наполнителя, дистанционной рамки, каркаса, площади поверхности покрытия и критериев оценки.

СтеклоПропускание видимого светаSHGC или g-коэффициентПриблизительное значение. LSG/селективностьЧто нам говорит эта информация
6 мм Pilkington Optiwhite, монолитное стекло без покрытия91%Не указано как средство защиты от солнцаНе подходитИсключительное качество, но отсутствие подтвержденной высокой эффективности солнцезащитной функции
Guardian SNX 70+ на UltraClear, представлена конфигурация IGU68%0,28 SHGC2.45Сильная дневная нагрузка, при этом значительная часть солнечной энергии отклоняется
Saint-Gobain XTREME 70/33, указанный в техническом задании многослойный стеклопакет69%Коэффициент g, равный 0,33≈ 2,09Превосходный интерьер и умеренная или высокая степень защиты от солнечного излучения
Saint-Gobain XTREME 61/29, указанный в DGU60%0,30 g-значение2.00Значительно более высокая защита от солнца при незначительном снижении уровня дневного света
Saint-Gobain XTREME 50/22 II, стеклопакет, указанный в техническом задании47%Коэффициент g = 0,22≈ 2,14Эффективная защита от солнечного излучения для стеклянных поверхностей, подверженных интенсивному воздействию солнца

Одно предупреждение: коэффициент SHGC и европейское значение g являются точными показателями эффективности, однако проектные группы не должны бесконтрольно смешивать значения, рассчитанные по разным стандартам. Методики NFRC и EN, условия окружающей среды и методы округления могут приводить к различиям в результатах.

Сравнивайте однородные величины.

Стекло с низким содержанием железа и солнцезащита: можно ли совместить эти два свойства?

В каких случаях не работают технические требования к солнцезащитным стеклам с низким содержанием железа

В технических характеристиках указано “low-E”, но не приведен коэффициент SHGC

Снижение коэффициента излучаемости и защита от солнечного излучения частично пересекаются, однако эти понятия не тождественны. Отделочный материал может обеспечивать превосходную теплоизоляцию и при этом допускать достаточно высокий уровень пассивного солнечного тепла, что может быть желательным в холодном климате, но станет катастрофой для фасада, выходящего на запад, в городе, где преобладает потребность в охлаждении.

Укажите как коэффициент теплопередачи (U-factor), так и коэффициент солнечного теплопоступления (SHGC) или g-коэффициент.

Дизайнер выбирает стекло из образца размером 300 мм

Небольшие образцы скрывают искажения в виде волнообразных полос, анизотропию, цвет краев, наличие герметика, цвет отраженного неба, а также изменения, вызванные ламинированием или закалкой.

Шут, приступи к настоящей подготовке.

Группа стремится к минимальному значению SHGC

Значительное снижение солнечного тепла может уменьшить потребность в охлаждении, однако при этом может привести к затемнению помещений, увеличению потребления электроэнергии на освещение и ограничению обзора из окон для находящихся в помещении людей. Ослепление может возникать даже при умеренном общем уровне проникающего света, в зависимости от угла падения солнечных лучей и контрастности.

Меньшие цифры не всегда означают более разумные решения.

Специалист не учитывает позиционирование

Применение единых требований к полировке стекол, выходящих на север, юг, восток и запад, зачастую является административным упрощением, маскируемым под стилистическую единообразие. Остекление, выходящее на запад, справляется с интенсивной солнечной нагрузкой во второй половине дня; стекло, выходящее на север, может иметь более высокий коэффициент пропускания без таких же строгих ограничений.

Рассчитайте высоты независимо друг от друга.

Никто не подтверждает, что изделие с покрытием может быть изготовлено

Некоторые виды отделки требуют снятия кромок. Некоторые из них поддаются закаливанию, а другие — нет. Некоторые не подходят для эмалирования. При ламинировании стекла с покрытием может потребоваться проверенная ориентация и подходящий промежуточный слой. Стекла увеличенных размеров могут накладывать ограничения на отделку, установку нагревательных элементов и деформацию.

Стекло, которое невозможно надежно обработать, — это не техническое требование. Это просто желание.

Стекло с низким содержанием железа и солнцезащита: можно ли совместить эти два свойства?

Часто задаваемые вопросы

Может ли стекло с низким содержанием железа обеспечивать солнцезащиту?

Стекло с низким содержанием железа может обеспечивать солнцезащиту при нанесении спектрально-оптимизированного низкоэмиссионного (low-E) или солнцезащитного покрытия и установке стеклопакета в соответствующую солнцезащитную конструкцию. Основа сохраняет свои качественные характеристики и цветовую нейтральность, а покрытие обеспечивает защиту от инфракрасного излучения, бликов, регулирует коэффициент излучения и общий уровень солнечного нагрева.

Обычное стекло с низким содержанием железа не должно продаваться в качестве равноценной альтернативы. Требуйте предоставить полную информацию о характеристиках остекления, включая его квалифицированные показатели VLT, SHGC или g-value, коэффициент U, коэффициент отражения и показатель LSG.

Является ли стекло с низким содержанием железа энергоэффективным?

Стекло с низким содержанием железа само по себе не обеспечивает энергоэффективность; это оптическая основа, разработанная для уменьшения экологически безопасного окрашивания, связанного с содержанием железа, и повышения коэффициента пропускания видимого света, тогда как энергоэффективность в основном зависит от вида отделки, газа в камерах, дистанцирующих профилей, количества стекол, рамы, а также от итогового коэффициента U всего окна и коэффициента солнечного теплового поступления.

Оно может стать частью превосходной энергоэффективной системы остекления. Однако само по себе оно в основном повышает прозрачность, а не обеспечивает теплоизоляцию или защиту от солнечного излучения.

Какое солнцезащитное стекло с низким содержанием железа является наиболее эффективным?

Лучшим солнцезащитным стеклом с низким содержанием железа является именно та конфигурация стеклопакета, которая соответствует смоделированным для проекта целевым показателям по пропусканию света (VLT), коэффициенту солнечного теплового коэффициента (SHGC) или g-коэффициенту, коэффициенту теплопередачи (U-factor), коэффициенту солнечного светопропускания (LSG), коэффициенту отражения, цвету, безопасности и технологическим характеристикам производства, а не тот вариант, у которого образец выглядит наиболее прозрачным или который просто предлагает самый низкий заявленный коэффициент SHGC.

Для многих прозрачных промышленных фасадов показатель LSG, равный 2,0 или превышающий его, является привлекательной отправной точкой. Однако это не является универсальным критерием соответствия.

Препятствует ли многослойное стекло с низкоэмиссионным покрытием проникновению тепла?

Многослойное стекло с низкоэмиссионным покрытием (Low-E) снижает теплопередачу за счет излучения, а в случае использования в качестве солнцезащитного стекла с низкоэмиссионным покрытием также ограничивает поступление солнечной энергии; тем не менее, виды покрытий значительно различаются, поэтому низкое значение коэффициента излучения само по себе не гарантирует, что стекло обладает низким коэффициентом солнечного теплопритока (SHGC) или эффективной солнцезащитой в летний период.

Ознакомьтесь с техническим паспортом. Указание только “Low-E” без значений SHGC, g-value и VLT является неполным ответом.

Стоит ли сверхпрозрачное солнцезащитное стекло своих дополнительных затрат?

Сверхпрозрачное солнцезащитное стекло оправдывает свою более высокую стоимость в тех случаях, когда нейтральный оттенок, четкость контуров, дневная освещенность, точность отображения или прозрачность фасада имеют количественно измеримую ценность для проекта; однако оно не является выгодным выбором, если при проектировании не учитываются такие факторы, как ориентация, затенение, свечение, тепловая обработка, а также фактическая эффективность стеклопакета, требуемая нормами и расчетами по кондиционированию воздуха.

Используйте его там, где это позволяет сохранить качество. Не устанавливайте стекло с низким содержанием железа в скрытых, сильно заделанных или визуально бесполезных местах только потому, что это позволяет сэкономить.

Стекло с низким содержанием железа и солнцезащита: можно ли совместить эти два свойства?

Определяйте числа, а не прилагательные

Низкое содержание железа и солнцезащитные свойства вполне могут сочетаться друг с другом. Рынок уже подтвердил это на практике: изделия с тройным серебряным покрытием пропускают примерно 60%–69% видимого света, обеспечивая при этом коэффициент солнечного теплового коэффициента (SHGC) или коэффициент солнечного излучения (g) на уровне 0,22–0,33 в указанных конфигурациях стеклопакетов.

Однако «окончательное решение» не отражено в названии продукта.

Уточните у поставщика точную серию стекол, площадь поверхности с покрытием, коэффициенты VLT, SHGC или g, коэффициент Ug или U, коэффициент внешнего отражения, тип LSG, статус термообработки, требования к обработке кромок и применимый стандарт испытаний. После этого закажите полноразмерный макет, изготовленный из серийного стекла.

Вот так можно приобрести качественный товар и избежать проблем с кондиционером.

Комментарии

Комментарии