Стекла с теплотражающими покрытиями
В последние годы были разработаны принципиально новые оконные материалы – стекла с теплоотражающими покрытиями. Конечно, при этом использовался опыт, полученный при проектировании специальной военной техники, космических кораблей и станций, однако задача создания промышленного оборудования для нанесения покрытий на большеформатные стекла была решена просто в фантастически короткие сроки. Это позволило уже в конце 70-х – начале 80-х годов начать промышленное производство стекол с теплоотражающими покрытиями, нанесенными с помощью магнетронных технологий. Стоимость стекол с теплоотражающими покрытиями составляла первоначально около $80 за 1 м2. Сегодня, когда такие стекла устанавливаются в огромном количестве окон, продаваемых на строительном рынке, их цена упала до $10-15 за 1 м2, а в США – до $5-8 за 1 м2 (по данным Американского совета по оценке светопрозрачных ограждающих конструкций). При этом изменились и характеристики стекол. В частности, первые теплоотражающие стекла, помимо отражения тепла внутрь помещения, значительно снижали естественную освещенность в помещениях. Новые теплоотражающие стекла – спектрально-селективные, то есть, обладающие способностью по-разному пропускать и отражать излучения различных длин волн – обеспечивают и теплозащиту помещений, и практически не ухудшают светотехнические характеристики остекления. К сожалению, установки магнетронного напыления довольно дороги. Кроме того, сами стекла необходимо устанавливать в стеклопакет практически сразу после напыления, так как на воздухе нанесенное покрытие окисляется и теряет свои свойства. (Только недавно разработаны и начинают применяться теплоотражающие покрытия, которые могут храниться до 1,5 месяцев без пакетирования). В связи с этим фирма разработала так называемые пиролитические покрытия, которые наносятся на стекло в процессах производства и обладают значительной механической прочностью. Эти стекла вначале были менее эффективны, чем стекла с теплоотражающими покрытиями, нанесенными методом напыления с использованием магнетронного оборудования. В настоящее время – при использовании многослойных пиролитических покрытий – характеристики таких стекол существенно улучшились.
В последнее время много говорят о достаточно экзотичных для нас типах стекол – электрохромных, фотоэлектрических, нагревающихся, противопыльных и других. На некоторых из этих типов стекла остановимся подробнее.
Электрохромные стекла
Это регулируемый тип стека, получаемый с помощью напыления в магнетронных установках. При подаче на стекла напряжения 2-10 В они изменяют светопропускание и пропускание тепловой части солнечной энергии от 100 до 4%. Эти стекла чрезвычайно эффективны в южных регионах и в зданиях, где установлены системы кондиционирования воздуха. По данным фирмы SAGE (США), которая является одним из лидеров в этой области, в настоящее время имеется возможность изготовления электрохромных стекол размером до 1,2 х 1,8 м, при этом к сегодняшнему дню окна с подобными стеклами нормально работают и после 80000 циклов включений-выключений электрохромного эффекта. По прогнозам Министерства Энергетики США промышленный выпуск большеформатных электрохромных стекол возможен с 2002 года, при этом их цена не должна превышать при массовом производстве $15-20 за 1 м2.
Греющиеся стекла
Этот тип стекол используется уже и сейчас в ряде стран, в которых устойчивый снежный покров наблюдается в течение длительного времени (Канада, Финляндия, Норвегия и др.), для очищения от снега стеклянных покрытий атриумов, зимних садов и пр. Принцип действия таких стекол состоит в нагреве наружного стекла за счет подведения напряжения к токопроводящим пленкам, нанесенным на внутреннюю поверхность стекла. При этом в нормальном состоянии такие пленки должны быть прозрачными. К недостаткам подобных стекол и стеклопакетов с ними следует отнести очень большие энергетические затраты на их работу и значительную стоимость. Так, на светопрозрачном покрытии Старого Гостиного Двора в г. Москве, где будут установлены около 12000 м2 таких стеклопакетов, рассеиваемая мощность составляет до 300 Вт на 1 м2 покрытия. В настоящее время ведутся работы по резкому снижению стоимости и повышению эффективности таких стекол.
Стекла – солнечные коллекторы
Такие стекла – давняя мечта всех, кто занимается использованием нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Действительно, если бы удалось использовать для получения электроэнергии огромные остекленные поверхности зданий, это позволило бы резко изменить ситуацию с нехваткой энергии, загрязнением городов и т.д. И эта задача не такая уж фантастическая. В этом направлении ведутся активные работы и в первую очередь – в США, Японии, Австралии, ряде арабских стран. По данным Министерства Энергетики США можно ожидать, что к 2010 г. подобные стекла уже будут применяться. Сегодня есть и работают фрагменты значительных размеров для непрозрачных частей зданий (Флоридский центр солнечной энергии, США). Есть и полупрозрачные покрытия для светопрозрачных частей ограждений. Основным фактором, сдерживающим использование подобных покрытий и стекол, является их очень высокая на сегодня цена. Однако есть все основания полагать, что эта цена в ближайшее время начнет снижаться.
Гидрофобные стекла
Так называют стекла, на наружную поверхность которых нанесены специальные покрытия, снижающие возможность загрязнения. Проблема мытья стекол для больших городов, зданий со значительными поверхностями остекления в последнее время стала очень актуальной. Следует сказать, что, например, небоскребы моют постоянно. Расходуются на это значительные средства, что и побудило многие фирмы заняться разработкой покрытий, которые бы отталкивали большую часть грязи. В этом направлении достигнуты значительные успехи (Япония, США, Германия). Промышленное производство таких стекол может начаться уже в следующем году.
