Το γυαλί είναι ένα από τα πιο δημοφιλή και ευπροσάρμοστα δομικά υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα, εν μέρει λόγω της συνεχώς βελτιωμένης ηλιακής και θερμικής απόδοσής του. Ένας τρόπος επίτευξης αυτής της απόδοσης είναι μέσω της χρήσης παθητικών και ηλιακών επικαλύψεων χαμηλού ε. Λοιπόν, τι είναι το γυαλί low-e; Σε αυτήν την ενότητα, σας παρέχουμε μια εις βάθος επισκόπηση των επιστρώσεων.
Για να κατανοήσουμε τις επικαλύψεις, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε το φάσμα της ηλιακής ενέργειας ή την ενέργεια από τον ήλιο. Το υπεριώδες φως (UV), το ορατό φως και το υπέρυθρο φως (IR) καταλαμβάνουν όλα διαφορετικά μέρη του ηλιακού φάσματος - οι διαφορές μεταξύ των τριών καθορίζονται από τα μήκη κύματος τους.
• Το υπεριώδες φως, το οποίο προκαλεί το ξεθώριασμα των εσωτερικών υλικών, όπως υφάσματα και επενδύσεις τοίχων, έχει μήκος κύματος 310-380 νανόμετρα κατά την αναφορά της απόδοσης του γυαλιού.
• Το ορατό φως καταλαμβάνει το τμήμα του φάσματος μεταξύ μήκους κύματος από περίπου 380-780 νανόμετρα.
• Το υπέρυθρο φως (ή θερμική ενέργεια) μεταδίδεται ως θερμότητα σε ένα κτίριο και ξεκινά σε μήκη κύματος 780 νανόμετρα. Το ηλιακό υπέρυθρο αναφέρεται συνήθως ως υπέρυθρη ενέργεια μικρού κύματος, ενώ η θερμότητα που εκπέμπεται από θερμά αντικείμενα έχει υψηλότερα μήκη κύματος από τον ήλιο και αναφέρεται ως υπέρυθρη υπερύθρων.
Τα επιχρίσματα Low-E έχουν αναπτυχθεί για την ελαχιστοποίηση της ποσότητας υπεριώδους και υπέρυθρου φωτός που μπορεί να περάσει μέσα από το γυαλί χωρίς να διακυβεύεται η ποσότητα του ορατού φωτός που μεταδίδεται.
Όταν η θερμότητα ή η ελαφριά ενέργεια απορροφάται από το γυαλί, είτε μετακινείται μακριά από τον κινούμενο αέρα είτε εκπέμπεται εκ νέου από την επιφάνεια του γυαλιού. Η ικανότητα ενός υλικού να εκπέμπει ενέργεια είναι γνωστή ως εκπομπή. Γενικά, τα υλικά υψηλής ανακλαστικότητας έχουν χαμηλή εκπομπή και τα θαμπά σκούρα χρώματα υλικά έχουν υψηλή εκπομπή. Όλα τα υλικά, συμπεριλαμβανομένων των παραθύρων, εκπέμπουν θερμότητα με τη μορφή υπέρυθρης ενέργειας μεγάλου κύματος, ανάλογα με την εκπομπή και τη θερμοκρασία των επιφανειών τους. Η ενέργεια ακτινοβολίας είναι ένας από τους σημαντικούς τρόπους που συμβαίνει η μεταφορά θερμότητας με τα παράθυρα. Η μείωση της εκπομπής μίας ή περισσοτέρων από τις γυάλινες επιφάνειες των παραθύρων βελτιώνει τις μονωτικές ιδιότητες ενός παραθύρου. Για παράδειγμα, το μη επικαλυμμένο γυαλί έχει εκπομπή 0,84, ενώ ο ηλιακός έλεγχος Vitro Architectural Glass (πρώην γυαλί PPG) Solarban® Το γυαλί 70XL έχει εκπομπή 0,02.
Αυτό είναι όπου οι επικαλύψεις χαμηλής εκπομπής (ή γυαλί χαμηλού ε) παίζουν. Το γυαλί Low-E έχει μια μικροσκοπικά λεπτή, διαφανή επίστρωση - είναι πολύ λεπτότερη από μια ανθρώπινη τρίχα - που αντανακλά την υπέρυθρη ενέργεια μεγάλου κύματος (ή τη θερμότητα). Ορισμένα low-e αντικατοπτρίζουν επίσης σημαντικές ποσότητες ηλιακής υπέρυθρης ενέργειας μικρού κύματος. Όταν η εσωτερική θερμική ενέργεια προσπαθεί να διαφύγει στο κρύο έξω κατά τη διάρκεια του χειμώνα, η επίστρωση low-e αντανακλά τη θερμότητα πίσω στο εσωτερικό, μειώνοντας την ακτινοβολία απώλεια θερμότητας μέσω του γυαλιού. Το αντίστροφο συμβαίνει κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Για να χρησιμοποιήσετε μια απλή αναλογία, το γυαλί low-e λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως ένα θερμό. Ένα θερμό έχει ασημί επένδυση, που αντικατοπτρίζει τη θερμοκρασία του ποτού που περιέχει. Η θερμοκρασία διατηρείται λόγω της συνεχούς ανάκλασης που λαμβάνει χώρα, καθώς και των μονωτικών πλεονεκτημάτων που παρέχει ο εναέριος χώρος μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών κελυφών των θερμών, παρόμοια με μια μονωτική γυάλινη μονάδα. Επειδή το γυαλί low-e αποτελείται από εξαιρετικά λεπτά στρώματα αργύρου ή άλλων υλικών χαμηλής εκπομπής, ισχύει η ίδια θεωρία. Η ασημί επίστρωση low-e αντανακλά τις εσωτερικές θερμοκρασίες πίσω, διατηρώντας το δωμάτιο ζεστό ή κρύο.
Τύποι επίστρωσης Low-e & Διαδικασίες κατασκευής
Υπάρχουν στην πραγματικότητα δύο διαφορετικοί τύποι επιστρώσεων χαμηλού ε: παθητικά επιχρίσματα χαμηλού ε και επικαλύψεις χαμηλού ε ηλιακού ελέγχου. Τα παθητικά επιχρίσματα low-e έχουν σχεδιαστεί για να μεγιστοποιούν την αύξηση της ηλιακής θερμότητας σε ένα σπίτι ή ένα κτίριο για να δημιουργήσουν το αποτέλεσμα της «παθητικής» θέρμανσης και να μειώσουν την εξάρτηση από την τεχνητή θέρμανση. Οι ηλιακές επενδύσεις χαμηλού επιπέδου έχουν σχεδιαστεί για να περιορίζουν την ποσότητα της ηλιακής θερμότητας που περνά σε ένα σπίτι ή σε ένα κτίριο με σκοπό τη διατήρηση των κτιρίων πιο δροσερών και τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας που σχετίζεται με τον κλιματισμό.
Και οι δύο τύποι γυαλιού χαμηλού e, παθητικού και ηλιακού ελέγχου, παράγονται με δύο βασικές μεθόδους παραγωγής - πυρρολυτικό ή "σκληρό παλτό" και Magnetron Sputter Vacuum Deposition (MSVD) ή "soft coat". Στην πυρολυτική διαδικασία, η οποία έγινε κοινή στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η επικάλυψη εφαρμόζεται στην γυάλινη κορδέλα ενώ παράγεται στην πλωτή γραμμή. Η επικάλυψη στη συνέχεια «ασφαλίζει» στην επιφάνεια του ζεστού γυαλιού, δημιουργώντας έναν ισχυρό δεσμό που είναι πολύ ανθεκτικός για επεξεργασία γυαλιού κατά την κατασκευή. Τέλος, το γυαλί κόβεται σε φύλλα φύλλων διαφόρων μεγεθών για αποστολή σε κατασκευαστές. Στη διαδικασία MSVD, που εισήχθη στη δεκαετία του 1980 και συνεχώς εκλεπτυσμένη τις τελευταίες δεκαετίες, η επικάλυψη εφαρμόζεται off-line σε προ-κομμένο γυαλί σε θαλάμους κενού σε θερμοκρασία δωματίου.
Λόγω της ιστορικής εξέλιξης αυτών των τεχνολογιών επίστρωσης, οι παθητικές επικαλύψεις χαμηλού ε συνδέονται μερικές φορές με την πυρολυτική διεργασία και τις επενδύσεις χαμηλού ε ηλιακού ελέγχου με MSVD, ωστόσο, αυτό δεν είναι πλέον απολύτως ακριβές. Επιπλέον, η απόδοση ποικίλλει ευρέως από προϊόν σε προϊόν και κατασκευαστή σε κατασκευαστή (βλ. Πίνακα παρακάτω), αλλά οι πίνακες δεδομένων απόδοσης είναι άμεσα διαθέσιμοι και πολλά διαδικτυακά εργαλεία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύγκριση όλων των επιχρισμάτων χαμηλού ε στην αγορά.
Τοποθεσία επιστρώματος
Σε ένα τυπικό διπλό πάνελ IG υπάρχουν τέσσερις πιθανές επιφάνειες στις οποίες μπορούν να εφαρμοστούν επικαλύψεις: η πρώτη (# 1) επιφάνεια βλέπει σε εξωτερικούς χώρους, η δεύτερη (# 2) και η τρίτη (# 3) επιφάνεια αντικρίζουν η μία την άλλη μέσα στη μονάδα μονωτικού γυαλιού και διαχωρίζονται από έναν περιφερειακό διαχωριστή που δημιουργεί έναν μονωτικό χώρο αέρα, ενώ η τέταρτη (# 4) επιφάνεια βλέπει απευθείας σε εσωτερικούς χώρους. Οι παθητικές επικαλύψεις low-e λειτουργούν καλύτερα όταν βρίσκονται στην τρίτη ή στην τέταρτη επιφάνεια (πιο μακριά από τον ήλιο), ενώ οι ηλιακές επενδύσεις low-e επικαλύπτονται καλύτερα όταν βρίσκονται πιο κοντά στον ήλιο, συνήθως στη δεύτερη επιφάνεια.
Μέτρα απόδοσης Low-e Coating
Οι επιστρώσεις Low-e εφαρμόζονται στις διάφορες επιφάνειες μονωτικών γυάλινων μονάδων. Εάν μια επίστρωση χαμηλού e θεωρείται παθητικός ή ηλιακός έλεγχος, προσφέρουν βελτιώσεις στις τιμές απόδοσης. Τα ακόλουθα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της αποτελεσματικότητας του γυαλιού με επιχρίσματα χαμηλού ε:
• U-τιμή είναι η βαθμολογία που δίνεται σε ένα παράθυρο με βάση την απώλεια θερμότητας που επιτρέπει.
• Ορατή φωτεινότητα είναι ένα μέτρο του πόσο φως περνά μέσα από ένα παράθυρο.
• Συντελεστής αύξησης ηλιακής θερμότητας είναι το κλάσμα της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας που εισάγεται μέσω ενός παραθύρου, που μεταδίδεται άμεσα και απορροφάται και επανα-ακτινοβολείται προς τα μέσα. Όσο χαμηλότερος είναι ο συντελεστής αύξησης της ηλιακής θερμότητας ενός παραθύρου, τόσο λιγότερη ηλιακή θερμότητα μεταδίδει.
• Φως έως ηλιακό κέρδος είναι ο λόγος μεταξύ του συντελεστή Solar Heat Gain Coefficient (SHGC) και της ορατότητας του φωτός του (VLT).
Δείτε πώς μετράνε τα επιχρίσματα ελαχιστοποιώντας την ποσότητα υπεριώδους και υπέρυθρου φωτός (ενέργεια) που μπορεί να περάσει από το γυαλί χωρίς να διακυβεύεται η ποσότητα του ορατού φωτός που μεταδίδεται.
Όταν σκεφτόμαστε σχέδια παραθύρων: το μέγεθος, η απόχρωση και άλλες αισθητικές ιδιότητες έρχονται στο μυαλό. Ωστόσο, οι επενδύσεις low-e παίζουν εξίσου σημαντικό ρόλο και επηρεάζουν σημαντικά τη συνολική απόδοση ενός παραθύρου και το συνολικό κόστος θέρμανσης, φωτισμού και ψύξης ενός κτιρίου.
Ώρα μετά: 13 Αυγούστου -2020