Выбор стекла для фасада.

 

---

Равным образом, говоря, что одни и те же дома и прекрасны и целесообразны, Сократ учил, как мне казалось, строить их такими, какими им должно быть. Ход его рассуждений был следующий. Кто хочет иметь дом такой, каким ему следует быть, не должен ли употреблять все средства к тому, чтоб он был как можно более приятен для житья и целесообразен? Когда собеседник соглашался с этим, Сократ спрашивал: Не правда ли, приятно иметь дом летом прохладный, а зимой теплый? Когда и с этим собеседник соглашался, Сократ говорил: Не правда ли, в домах, обращенных на юг, зимой солнце светит в галереи, а летом оно ходит над нами самими и над крышами и дает тень? Значит если такое положение прекрасно, то необходимо строить выше южную сторону, чтобы не преграждать зимнему солнцу доступа, а ниже — северную сторону, чтобы холодные ветры не попадали в дом.
Платон. «Диалоги»

 

Руководствуемся ли мы, как и древний философ, здравым смыслом при выборе материалов и конструкций в строительстве? Не очень.
Может быть, соблюдаем все строительные нормы? Не всегда.

Почему это происходит?
В строительных нормах и правилах (СНиП) расчеты, предназначенные для анализа правильности выбора того или иного решения, построены на эмпирических формулах. Графики и эмпирические коэффициенты не могут помочь найти правильное решение при появлении новых строительных материалов или новых задач, таких как, например, высотное строительство, и это порождает множество слухов и предложений, иногда весьма нелепых.

Одним из незакрытых вопросов остается вопрос о выборе стекла для фасада.

При проектировании фасада и определении площади остекления архитекторы (до появления энергосберегающего стекла) выбирали оптимальный вариант, при котором уже обеспечивается достаточная, естественная освещенность помещения, а тепловые потери не приводят к созданию теплового дискомфорта из-за переохлаждения части тела, обращенной к окну. Считается, что соотношение между площадью остекленных поверхностей и площадью помещения должно быть не более 1:4,5 и не менее 1:8. Данные пропорции обусловлены тем, что сопротивление теплопередаче окна с обычными стеклами меньше сопротивления теплопередаче глухой стены. Поэтому окна, если они большие, являются основными источниками потерь тепла в помещении. Маленькие же окна не обеспечивали достаточную освещенность помещения.

Что изменилось?
Появились энергосберегающие стекла, защищающие помещение зимой и летом от холода и жары. Но каким должно быть энергосберегающее стекло в фасаде? То, что защищает зимой, или то, что защищает летом?
Если следовать строительным нормам, то ответ очевиден, основное внимание в них уделяется защите от холода. Оправдано ли это?
Рассмотрим затраты зимой и летом для многоэтажного или малоэтажного дома с современными энергосберегающими стеклами.
Рассмотрим два типа остекления.

Самоочищающимся, бактерицидным, или антимикробным, стеклом называют стекло с покрытием из диоксида титана. Дионсид титана — прозрачное соединение, не изменяющее пропускание света, но коэффициент отражения стекла «221» с 6 % увеличивается до 30 %. Стекло способно самоочищаться под действием света от органических загрязнений за счет фотокатаяитического процесса окисления. В живой природе фотокатализ играет важнейшую роль. Процесс фотосинтеза у растений, обеспечивающий жизнь на земле, — фотокатапитичеашй. Теперь в этом процессе может участвовать и стекло фасада. Чтобы поверхность стекла очистилась от загрязнения достаточно естественных осадков и солнечного света.
Покрытие абсолютно нетоксично, не содержит раздражающих веществ, предназначено для использования там, где гигиена и чистота имеет большое значение. На покрытии разлагаются бактерии, грибки, вирусы, микробы, раковые клешни и не получают развитие новые патогены. Эффективно против неприятных ароматов — нейтрализует запах выхлопных газов, табака и т. д. Применяется там, где фасады трудно мыть. 1 тыс. кв. м самоочищающегося стекла очищают воздух так же, как 7-8 больших деревьев.

Первый тип (Тип 1) — однокамерный стеклопакет с прозрачными стеклами. Внешнее стекло — флоат, внутреннее стекло — низкоэмиссионное.

Второй тип остекления (Тип 2) — однокамерный стекло-пакет с внешним солнцезащитным стеклом и внутренним — низкоэмиссионным.

В качестве солнцезащитного стекла рассмотрим стекло типа «221», компании «Технолуч». Данное стекло можно устанавливать покрытием внутрь стеклопакета (Детско-юношеский развлекательный центр, г. Киев, Днепровский спуск, 1, зеленый опенок) или покрытием наружу (Высший хозяйственный суд Украины, г. Киев, ул. Копыленко, б, голубой оттенок). При расположении покрытия наружу солнцезащитное стекло работает как самоочищающееся и бактерицидное.

В расчетах будем учитывать, какое количество тепла уходит и приходит зимой и летом через остекление, стены, полы и потолки.

Не забудем и рекомендации по проветриванию помещения. Нормы требуют, чтобы минимальный расход наружного воздуха для жилых помещений с естественным проветриванием составлял 3 м3/ч на 1 мг жилых помещений. При высоте потолка 3 м это означает, что в течение каждого часа необходимо 1 раз полностью поменять воздух в помещении. При этом необходимо учесть затраты энергии, потраченные на обогрев свежего воздуха зимой и охлаждение — летом.

Результаты расчетов представлены в таблице.
Расчеты сделаны для максимально возможной площади остекления фасада.

Анализ резултатов расчета позволяет сделать следующие выводы:
1.  Применение солнцезащитного остекления (Тип 2) приводит к увеличению мощности, затраченной на нагрев помещения зимой до 8,7 % в высотном здании и до 15,9 % в малоэтажном здании, в сравнении с прозрачным остеклением (Тип 1), обеспечивающим свободный доступ солнечного тепла. Но незначительное увеличение мощности на нагрев позволяет сократить затраты на кондиционирование летом соответственно на 56,3 % и 60 %.
2.  В малоэтажном доме (коттедже) остекление без солнцезащитного стекла (Тип 1) приводит к тому, что мощность кондиционирования летом на 382 % больше, чем мощность, затраченная на обогрев дома зимой.  В высотном здании из-за лучшего соотношения площади помещения к площади остекления (3,02) мощность кондиционирования больше, чем мощность обогрева только на 224 %.
3.  Применение солнцезащитного стекла снижает мощность кондиционирования более чем в 2 раза как в высотном, так и малоэтажном здании. В высотном здании это позволяет увеличить полезную площадь за счет уменьшения площади технических помещений (этажей).
4.  В зимнее время основные затраты связаны с потерями на вентиляцию. В высотном здании потери достигают 78 % от затрат на обогрев помещения. В коттедже затраты на вентиляцию зимой меньше и составляют 42 %.
5.  В летнее время основные затраты мощности связаны с  компенсацией тепла, поступающего в  помещение через остекление. И в коттедже и высотном здании затраты мощности, связанные с компенсацией тепла, поступающего через остекление без  солнцезащитного  стекла  (Тип 1), достигают 90-97 % от общей мощности кондиционирования.

Если  рассматривать экономический аспект при  выборе типа остекления, приходим к следующему заключению:
1.  Солнцезащитное остекление (Тип 2), конечно, дороже остекления  с  прозрачным  и  низкоэмиссионным  стеклом (Тип 1),  но  эти  дополнительные  затраты  компенсируются в течение одного сезона эксплуатации за счет сокращения стоимости затрат на кондиционирование.
2.   Сокращение мощности  кондиционеров в 2 раза  при использовании солнцезащитного остекления позволяет значительно   сократить   затраты   при   покупке   кондиционеров, а дополнительное увеличение полезной площади помещений помогает сократить срок возврата вложенных инвестиций.
3.  В результате применение солнцезащитного остекления и связанное с этим сокращение мощности кондиционирования позволяет снизить себестоимость строительства на 3-7 %.
4.  Сокращение стоимости ежегодных затрат на кондиционирование здания с солнцезащитным остеклением достигает 2 % от себестоимости строительства высотного здания. Таким образом, за 10 лет эксплуатации здания сокращение затрат на кондиционирование позволит вернуть 20 % от себестоимости строительства. Для коттеджа сокращение затрат на кондиционирование позволит за 10 лет вернуть до 47 % от стоимости строительства.
5.   Если к характеристикам солнцезащитного остекления добавить свойства самоочищающегося и бактерицидного стекла, можно значительно уменьшить затраты на мойку фасада. Кроме того, фасад с самоочищающимся солнцезащитным стеклом всегда имеет красивый и чистый вид.
6.  Фасад без самоочищающегося стекла (Тип 1) необходимо мыть не менее четырех раз за год. Средняя стоимость одноразовой мойки фасада составляет 1 долл./м2 фасада.

Таким образом, если следовать рекомендациям Сократа и выбирать дом, в котором приятно жить, то необходимо выбирать солнцезащитное и самоочищающееся стекло для любого фасада. Только такое стекло способно защитить от солнечного перегрева, обеспечить красивый и опрятный вид фасада и создать «...по справедливости самое приятное и прекрасное жилище...».

Журнал "Стекло и Бизнес" № 1-2 (1) 2009 год