Вакуумное стекло

Темпы развития оконной индустрии можно сравнить по скорости с темпами развития таких современных отраслей нашей повседневной жизни, как компьютерная техника и средства коммуникаций. Современные окна, наряду с предъявляемыми к ним высокими эстетическими, эргономическими и архитектурными требованиями, должны выполнять одну очень важную функцию — экономить энергию в наших домах. По данным Департамента Энергетики США, например, общие потери энергии через окна в жилищном и промышленном секторе обходятся американским потребителям в 25 миллиардов долларов в год. В жарких странах (Индия, страны Аравийского полуострова, страны Африки, Австралия и др.) эти потери ещё больше, но имеют обратный знак — необходимо сохранять в помещениях созданную кондиционерами прохладу. Эти официальные данные послужили очень хорошим экономическим стимулом для начала разработок энергетически высокоэффективных систем остекления зданий.

Общим недоразумением является бытующее мнение, что обычные стеклопакеты содержат вакуум. Это не так. Обычные стеклопакеты заполнены сухим атмосферным воздухом. Они действительно «изоляционные», «изолирующие», но не вакуумные. Для улучшения теплоизоляции внутренняя полость стеклопакета может быть заполнена инертными газами (аргон, криптон, ксенон или их смеси) с меньшими значениями теплопроводности и с большими значениями вязкости, чем у воздуха. Потери за счёт лучистого теплообмена также можно сократить за счёт применения стёкол со специальным низкоэмиссионным покрытием на одной или на обеих внутренних поверхностях стёкол стеклопакета.

Использование вакуума как теплоизолятора не является новой концепцией. Это было описано в патентах еще в позапрошлом веке. Применительно к стеклопакетам вакуумирование разработано с целью практически полного устранения теплопотерь за счёт теплопроводности и конвекции в газовой прослойке между листами стекла. В настоящее время в мире продолжаются упорные поиски оптимальных технологий производства вакуумных стеклопакетов, например, в рамках проекта Европейского Сообщества под названием 'Производство технологии высокоизолирующего вакуумного остекления', других инициативных и инвестиционных разработках. Все это – реальные доказательства хороших перспектив применения вакуумных стеклопакетов как одного из способов энергетически высокоэффективного остекления зданий.

Высокие долговечность (не менее 20 лет) и хорошие теплоизолирующие свойства получаются уже при толщине вакуумного зазора в 0,05–0,1 миллиметра (зазор в известных технологиях создается с помощью специальных прокладок, представляющих собой стеклянные шарики, тонкие пластинки из нержавеющей стали или керамические вставки, устанавливаемые с шагом 20–40 мм). Такие прокладки позволяют стеклопакету противостоять огромной сдавливающей силе атмосферного воздуха, которая примерно равна 10 тоннам на один квадратный метр поверхности стекла.

В предлагаемом струнном стеклопакете вакуумные зазоры достигают толщины 1–2 мм (эта технология является одним из струнных ноу-хау). Большой вакуумный зазор, к тому же полученный с минимальным количеством «мостиков холода», значительно увеличит срок службы (увеличенный объём вакуума будет дольше дегазироваться) и ещё больше улучшит теплоизолирующие свойства вакуумного стеклопакета без увеличения его стоимости.

При строительстве в холодном климате теплицы или зимнего сада из вакуумных стеклопакетов затраты энергии на отопление снизятся на 90%. Солнечные установки с вакуумными стеклопакетами будут нагревать воду не до 60°С, а до 90°С, то есть они из установок для горячего водоснабжения переходят в разряд установок для отопления зданий. Новые технологии дают простор для фантазии архитекторов и строителей. Представьте себе обычный тёплый дом с кирпичными стенами толщиной 1,5 метра и такой же тёплый дом с толщиной стен 15—20 миллиметров, выполненных из вакуумных стеклопакетов. Или — стоэтажный небоскрёб в Сиднее (да ещё с высотной трассой «воздушного струнного метро»), на кондиционирование которого летом и на обогрев зимой потребуется в несколько раз меньше электроэнергии, чем для традиционной высотки.