Главная Статьи о пластиковых окнах Энергосберегающие стекла

Энергосберегающие стекла

Энергосберегающие стекла


«При выведении окон необходимо иметь в виду, 
чтобы они пропускали света не более и не менее того, 
что требуется, и чтобы они были 
не слишком часты и не слишком редки». 
Андреа ПАЛЛАДИО, 
«Четыре книги об архитектуре», 
книга 1, глава 25, 1570 г. 

Исходя из вышесказанного, понятно, что самые азы архитектуры особое внимание уделяли именно окнам, и главное тому подтверждение – уникальная по своей мудрости проектировка световых проемов в античных зданиях. 

Нам повезло: у древних греков и римлян совсем не было стекла, в то время как мы живем в мире, состоящем из стекла и бетона. История появления современных полностью остекленных зданий с этой точки зрения представляется особенно любопытной.

Предлагаем остановиться подробнее на этом вопросе, а также на том, каковы сегодня принципы обеспечения энергоснабжения таких зданий в соответствии с современными требованиями.
В истории стеклянных фасадов самым знаменитым именем является, пожалуй, Джозеф Пакстон, автор «Хрустального дворца» в столице Великобритании Лондоне. Будучи по профессии простым садовником, этот архитектор проектировал и создавал оранжереи по всей Англии.

Его авторству принадлежит идея возведения «Хрустального дворца», который для того времени (а здание было построено в 1851 году) был невероятным, грандиозным сооружением. 

Он же разработал модульные конструкции на металлической основе, благодаря которым здание в три этажа общей площадью больше девяноста тысяч метров в квадрате было построено в кратчайшие сроки – менее года.
Хрустальный дворец в Лондоне
Рисунок 1
В результате здание было завершено как раз к началу Всемирной выставки 1851 года. Оно стало настоящим потрясением не только для обыкновенных английских обывателей, но и для ведущих архитекторов, поскольку Пакстон совершил поистине технологическое открытие – максимально использовал стекло в настолько масштабном проекте. 

Всего на строительную площадку английской фирмой Chance Brothers было доставлено 84 000 метров в квадрате стекла. Интересно, что первоначально Хрустальный дворец был возведен в Гайд-парке, известном дискуссионном клубе, но консервативно настроенные члены клуба потребовали в скорости разобрать дворец и привести Гайд-парк в первоначальный вид.
Дворец пришлось разобрать и перенести в другой лондонский район, где здание было восстановлено и простояло еще много лет вплоть до 1936 года, а в 1936 году сгорел дотла. 

Пожар, кстати сказать, буквально преследовал здание по всей его истории – к примеру, в 1886 году пожар произошел в «Хрустальном дворце» за несколько дней до того, как в здании должны были проводить лекцию по противопожарной дисциплине.

Надо сказать, современников потрясло это удивительно здание. Подтверждением тому стали многочисленные подражания – Всемирные выставки в Порту, Мюнхене, Нью-Йорке представили миру подобные сооружения. Кстати сказать, именно здание Джозефа Пакстона вдохновило современников на строительство дебаркадеров из стекла в железнодорожных вокзалах мира (к примеру, на Киевском вокзале стеклянная конструкция была возведена значительно позже), а также пассажей и павильонов курортов.

Можно говорить о том, что с тех самых пор взяла свое начало так называемая «эра стеклянной архитектуры». 
Стеклянный небоскреб в Нью-Йорке
Рисунок 2
В своем развитии эта эра достигла пика тогда, когда были спроектированы здания Миса ван дер Роэ и Вальтера Гропиуса. Ми сван дер Роэ, который в свое время основал знаменитое течение «Баухаус», в конце тридцатых годов строил в Нью-Йорке и Чикаго огромные стеклянные небоскребы. 

В частности, самым известным его небоскребом считается «Сигрэм-билдинг», строительство которого было окончено ы 1958 году. Об этом здании говорили многое, в том числе злые языки утверждали, что причислить здание к высокой архитектуре никак нельзя, к тому же, он напоминал некоторым стеклянный чемодан, который поставили «на попа». 

Тем не менее, «Сигрэм-билдин» до сих пор считается одним из символов Нью-Йорка.
На территории бывшего СССР стеклянные здания начали строить только в шестидесятые годы двадцатого века, когда, по иронии судьбы, на Западе пришли к выводу, что такие здания крайне неэффективны. 

В Советском Союзе здания со сплошным или ленточным остеклением присутствуют практически во всех регионах. Советские люди ласково называли такие здания, щедро понастроенные в эпоху Леонида Ильича Брежнева, «аквариумами» или «стекляшками». Самый яркий пример такого здания – то, в котором располагается институт «Гидропроект» в Москве у развилки Волоколамского и Ленинградского шоссе. В здании этого института летом было жарко, а зимой – холодно, в результате здание приняло совершенно непрезентабельный вид из-за заклеенных газетами и ватманами окон.
Поскольку это здание находилось на пути следования всех иностранных делегаций к международному аэропорту, то на его фасаде постоянно красовались рекламные транспаранты. 


Сплошное остекление здания
Рисунок 3
В Европе и США поняли очень скоро, что здания со сплошным остеклением совершенно некомфортно для проживания или работы, а создать в нем нормальный микроклимат обходится очень дорого, поскольку теплопотери в холодный период были поистине огромными, а в жаркие месяцы работать там было невыносимо. 

Постепенно от полностью стеклянных зданий отказались, и все последующие годы строили здания, подобные зданию штаб-квартиры ФБР в Вашингтоне. 

Рисунок 4
Развитие систем остекления
После разработке новых технологий строительства в конце семидесятых – начале восьмидесятых годов, которые предполагали магнетронное нанесение на большеформатные стекла теплоотражающих покрытий, максимальное использование стекла стало действительно возможным при строительстве небоскребов.

Развитие светопрозрачных конструкций
Рисунок 5
Это было поистине технологическим прорывом, и в результате был получен новый импульс для развития оконных технологий. 

Последние три десятилетия развитие технологии изготовления и использования окон кардинально улучшились. 
На рис.4 и рис.5 приведены несколько вариантов светопрозрачных конструкций с их характеристиками. И если не так давно в любом советском учебнике можно было прочитать, что окно представляет собой дыру в стене, через которую «уходит все тепло», то с последними успехами исследователей и оконных компаний так говорить и думать, конечно, перестали. 
Небоскреб в Гонконге

Рисунки 6, 7

Первым среди зданий, при строительстве которых был взят курс на новую идеологию, то есть максимально использовано естественное освещение и осуществлен динамический контроль радиации солнца, было здание Шанхай банка в Гонконге архитектора Норманна Фостера (рис.6 и рис.7). 

Норманн Фостер знаменит тем, что в своей работе самым активным образом использует самые новые достижения строительной науки, а при строительстве этого здания банка архитектором были применены некоторые чрезвычайно интересные идеи. 

Так, естественное освещение атриума было обеспечено по всей высоте его за счет применения подвижных отражателей, которые автор проекта установил на крыше здания по всем ее углам.7

С помощью этих устройств свет передавался в атриум через систему специальных световодов, в результате получилось обеспечить все офисы атриума естественным освещением. 

Поскольку климат Гонконга выдвигал свои требования, были специально разработаны и применены в строительстве солнцезащитные стекла. Кроме того, хотя и с невысоким пока коэффициентом полезного действия, попытка сбора и использования солнечной энергии с помощью специальных фотоэлектрических батарей. 

 Рисунок 8
Вопрос максимального использования естественного освещения и солнечной энергии заслуживает отдельного разговора. В свете последних разговоров о глобальном потеплении и необратимых изменениях климата Земли, а также о том, что привычные нам источники энергии постепенно истощаются, а углекислый газ выбрасывается в атмосферу в огромных количествах, о том, что ядерную энергетику необходимо запретить (Рис.8), возникает много вопросов. Как видим, при сравнении запаса ресурсов, которые использует человечество, а потребления энергии в мире, и поступления энергии на поверхность земли, то соотношение очевидно. В связи с этим активно ведется сегодня работа над созданием солнечных батарей, это можно проследить на примере одной только Европы.
Солнечные батареи интегрированные в стеклянный потолокРисунок 9
Стекла за последние годы подверглись существенным изменениям - разработчики подарили миру много их новых эффективных видов, в том числе как закаленных, так и самоочищающихся, как солнцезащитных, так и теплоотражающих. На данный момент идет разработка стекол на основе фотоэлектрического эффекта, и вся мировая общественность ждет из скорейшего появления на рынке. На фоне представленной на рис.8 шкалы это выглядит более, чем впечатляюще. 

Вентиляция в высотных зданиях11

Рисунки 10, 11, 12
Уже сейчас все эти новые виды окон активно используют по всему миру – взять хотя бы в качестве примеров супернебоскребы на рис.9 или здания на рис.10 – 12, для строительства которых были использованы фотоэлектрические панели и уникальная естественная вентиляция, а также неожиданные в своем решении реконструкции старых построек на рис.13.
Гнутые стеклопакеты портового сооружения в Гамбурге
Рисунок 13
Китай в последнее время особенно славится неожиданными по своей идее высотными строениями. Некоторые здания можно назвать совершенно уникальными, как, к примеру, трехсотметровый небоскреб, среди характеристик которого - нулевое потребление энергии (на рис.14). 
Трехсотметровый небоскреб с нулевым потребленим энергии
Рисунок 14
На сегодняшний день очень многое производится из стекла и при участи стекла. Однако при использовании стекла всегда следует опираться на свод основных ограничений. 

1. Для современного стекла размер ограничен – составляет 3.21 х 6.00 м., причем абсолютное ограничение составляет 3.21 м., поскольку для автоперевозок стекло большего размера не подходит из-за высоты мостов. Второй размер 6 м. имеет весьма условное ограничение, поэтому стекло может поставляться и больших размеров, до 15 метров, но при этом и стоимость стекла увеличивается. 

2. Строительное стекло имеет внушительный вес – при размере 1 м2 толщиной в 1 мм стекло будет весить два с половиной килограмма. То есть можно посчитать, что стеклопакет, произведенный по формуле 10.10.3-16-6.6.2 и имеющий размеры 3х6 м будет иметь вес 1 665 кг. 

3. Важно понимать, что стекло не выдерживает сильных изгибов, так как это довольно хрупкий материал. Другое дело – стеклянные строительные балки, которые разработаны специально для этого.

4. Теплотехнические характеристики простого стекла оставляют желать лучшего, это не энергосберегающий продукт, если на стекло не нанесено теплоотражающее покрытие и пакет не имеет заполненных газом камер.

5. «Термошок» - то, что при неправильном проектировании остекления выводит из строя всю конструкцию, поскольку конструкция прогревается неравномерно.
Впрочем, тот факт, что со стеклом следует обращаться осторожно, - давно не новость: об этом говорил еще Толковый Словарь Живого Великорусского Языка В.И.Даля, когда давал объяснение слову «стекло», приводя в пример русскую пословицу: «Стекло да девку береги до изъяну». 

Для более подробной информации Вы можете обратиться к менеджерам офиса окна Veka в Клину.



Оформить заявку на пластиковые окна Veka