Что такое греющие окна
Окна с электроподогревом: во что обойдется их эксплуатация и будет ли теплее в доме?
. Не искал бы человек новые способы сохранить драгоценное тепло в своем жилище. Одной из разработок, призванных сокращать теплопотери и поддерживать оптимальную температуру в помещении, является теплое окно
Как обогревают окна
Поверхность окна бывает холодной в средней полосе России обычно с ноября по март, когда температура воздуха на улице минусовая, а солнце светит неярко и появляется редко. Из-за низкой температуры стекла происходит отток тепла из помещения, и воздух около окна охлаждается. Кроме того, нарушается нормальная циркуляция воздуха, поскольку вблизи окна он опускается к полу. В результате человек испытывает дискомфорт, ощущая довольно резкий перепад температуры воздуха в пределах одного помещения: у окна бывает гораздо холоднее, чем, скажем, в середине комнаты. Для исключения подобного эффекта радиаторы водяного отопления размещают в подоконных нишах, чтобы воздух вблизи окон прогревался и начинал перемещаться от пола к потолку. Но не все так просто. Во-первых, каждый радиатор отнимает определенную полезную площадь помещения, во-вторых, подоконник не должен быть слишком широким, чтобы не мешать воздуху обдувать стекло. Недостаточный обогрев окна теплым воздухом приведет к выпадению на нем конденсата, так что температуру радиатора придется повышать, а это увеличит расход энергии.
Что такое электрообогреваемое стекло
Нагревать стекло можно не только с помощью установленного под ним радиатора, но и посредством электрического тока. Окно с электроподогревом позволяет поддерживать оптимальную температуру в помещении. При этом не нужно монтировать отопительные радиаторы, занимая ими полезную площадь. А при отключении от сети электрообогреваемые стеклопакеты будут работать как обычные низкоэмиссионные.
Для поддержания в помещении комфортной температуры +20. +30 °С достаточно удельной мощности порядка 0,1 кВт/м², расходуемой стеклом
На такое стекло наносят специальное электропроводное покрытие, выполняющее функцию нагревательного элемента. Оно представляет собой тонкий слой твердого низкоэмиссионного материала, который обладает сопоставимым с обычным стеклом светопропусканием и энергосберегающими свойствами. Для подключения покрытия к электросети в краевых зонах на стекле наносятся специальные токоподводящие шины. Покрытие отражает ИК-излучение изнутри помещения, позволяя таким образом снизить теплопотери в холодное время года, и УФ-излучение снаружи, тем самым уменьшая проникновение избыточного тепла в жару и предохраняя предметы интерьера от порчи. Стекло проходит обязательную операцию термоупрочнения и/или ламинируется, поэтому безопасно при использовании в любых системах остекления. Электропроводное покрытие всегда находится внутри стеклопакета или триплекса, что исключает возможность касания токопроводящего слоя. Если стекло треснуло, то контакт прерывается, и напряжение перестает подаваться на стеклопакет. С помощью интегрированных датчиков специальная электронная система следит за целостностью и температурой стекла.
Толчком в развитии технологий светопрозрачных электронагревательных элементов послужила потребность авиации в безопасном остеклении кабин пилотов, обеспечивающем достаточную видимость и способным эффективно удалять наледь и конденсат в любых погодных условиях. Сегодня все кабины самолетов, поездов, штурманские рубки кораблей оборудуют электрообогреваемыми стеклами в соответствии с действующими нормами безопасности. В области строительства и архитектуры такое стекло используют по двум направлениям. Первое – это светопрозрачные кровли, которые решают проблему инсоляции и удаления снежного покрова в зимнее время года. И второе – вертикальное остекление, исключающее появление дискомфортных воздушных потоков в зоне окна (так называемое «холодное дыхание окна»), возникающих в результате разницы температур внутренней поверхности стеклопакета и воздуха в помещении.
Чем привлекательно стекло с обогревом?
Стекло с обогревом может применяться в коттедже в самых разных конструкциях. Его используют при остеклении окон (в том числе панорамных и мансардных), лоджий и балконов, в светопрозрачной кровле и зенитных фонарях, в зимнем саду и бассейне.
Перечислим основные достоинства такого остекления:
Стекло с обогревом особенно актуально в период межсезонья, когда среднесуточная температура еще не упала ниже порогового уровня для включения традиционных отопительных систем либо отопление было выключено ранее, а грянули заморозки. Обычно в таких случаях приходится ставить в комнатах электрообогреватели.
При использовании стекла с обогревом в светопрозрачной кровле, зенитных фонарях, оранжерее и зимнем саду отпадает необходимость очистки труднодоступных поверхностей от снега и наледи, существенно улучшается температурный режим в помещениях, а также в них поступает гораздо больше естественного света.
Но это еще не все. Подключение стеклопакетов к системе «умного дома» позволит подогревать окна строго по расписанию, согласуя его с переменами погоды. Также возможно соединить стеклопакеты с охранной системой коттеджа без использования видимых датчиков: при любом нарушении электрического контакта сработает тревожная сигнализация. Электрообогреваемые окна способны обеспечить и антивандальную, и пулестойкую защиту. Это решение более надежно по сравнению с традиционныеми решетками, которые в большинстве случаев просто играют роль декорации. Электрообогрев позволит экономить на процессе кондиционирования, поскольку даже в выключенном состоянии стеклопакет будет отражать ИК-излучение, выполняя аналогичную i-стеклу функцию, и в летнюю жару помещение нагреется в несколько раз меньше, чем с традиционным стеклопакетом.
В европейской практике выделяют четыре основные функции остекления с электрообогревом: снеготаяние, комфорт, обогрев, борьба с конденсатом. Наиболее востребовано в России – снеготаяние. Остальные функции, к сожалению, остаются без должного внимания.
Ключевое свойство комфорта и обогрева – отсутствие сквозняков. Поэтому в случае большого эркерного или панорамного остекления не надо будет переживать за своих детей, играющих зимой на полу у окна, а в зимнем саду всегда будет уютно и светло. Интересной особенностью окон с электрообогревом является возможность снизить на 1–2 °С температуру в помещении без какой-либо ощутимой потери в уровне комфорта. Как следствие, можно говорить об энергоэффективности подобного решения. Удаление конденсата в бассейне с помощью электрообогреваемого стекла – самое экономически выгодное решение, позволяющее отказаться от систем принудительного обдува остекления, и стекла при этом будут оставаться сухими и чистыми.
Сколько стоит
Электрическую мощность, подводимую к стеклу, рассчитывают индивидуально в каждом случае. Для создания комфортного микроклимата в помещении температуру поверхности стекла надо поддерживать в пределах от +20 до +30 °С, что обычно достигается при удельной мощности порядка 0,1 кВт/м².
При использовании электрообогреваемого стекла в качестве основной системы отопления нужно, чтобы температура его поверхности находилась на уровне +30. +45 °С, для чего необходима удельная мощность от 0,3 кВт/м². Во втором случае стоимость электроэнергии составит до 450 руб./м² в месяц при постоянном включении стекла, а это, прямо скажем, не совсем дешевый способ обогрева жилища, учитывая, что таких окон даже в одном помещении может быть несколько.
Электрообогреваемые стекла на отечественный рынок поставляют такие фирмы, как ОАО «МОСАВТОСТЕКЛО», ООО «КЕТ-ГЛАСС», французская SAINT-GOBAIN GLASS, финская HATRICK OY и др. Максимальные размеры стекла — 3 × 6 м при толщине от 4 мм. Используемое напряжение может быть как 220 В, так и безопасное 32 или 12 В. Стоимость 1 м² такого электрообогреваемого стекла составляет от 9000 руб.
Эффективность электрообогреваемых стеклопакетов как отопительных приборов пока значительно ниже в сравнении с традиционными системами отопления
Особенности изготовления и монтажа
Если электрообогреваемое стекло входит в состав триплекса, то используют одну из технологий автоклавного или безавтоклавного ламинирования с применением специальных полимеров или полимерных пленок между двумя стеклами. Это может быть этиленвинилацетат (EVA), поливинилбутираль (PVB), термопластичный полиуретан (TPU), фотоотверждаемый полимер.
Монтаж электрообогреваемого стекла или стеклопакетов может производиться с использованием любых типовых профильных систем — Dorma, Schueco «Евротитан» или аналогичных. В профильных и оконных системах практически всегда между стеклом или стеклопакетом и конструкцией имеются зазоры, в которых и прокладывают проводку. В поворотно-откидных створках для монтажа проводки обычно применяют гибкие переходы типа ГП-01, KL-486, ABLOY EA 280.
Электромонтаж изделий с обогреваемым стеклом обычно не вызывает затруднений при условии, что работы выполняют квалифицированные специалисты. Управление обогревом может осуществляться ручным включателем, с помощью дистанционного устройства, температурным контроллером и т. п.
Электрообогреваемое стекло легко интегрируется в систему «умного дома», при этом его работа будет согласована с другими домашними устройствами
Какие окна самые теплые?
С приближением холодов наиболее актуальной становится проблема удержания тепла в доме. Решить ее позволяет установка качественных окон. Современные производители предлагают множество разновидностей конструкций из алюминия, дерева, ПВХ, металлопластика. Как определить, какие окна теплее, и сделать правильный выбор? Расскажем об этом далее.
Долгое время на вопрос, какие окна самые теплые, был один ответ: деревянные и пластиковые конструкции. Они обеспечивают надежную защиту жилья от зимних холодов и осадков, отличаются прочностью, функциональностью и имеют доступную стоимость. Однако не лишены такие конструкции и недостатков. Так, пластиковые окна не могут противостоять повышенной влажности в помещении, в результате чего нередко создается парниковый эффект. А деревянные изделия нуждаются в тщательном уходе, ведь этот материал поддается гниению.
С появлением греющих конструкций Thermo Glass проблему сохранения тепла в помещении можно решить без каких-либо компромиссов, а вопрос, какие окна теплее, перестает быть актуальным. Такие изделия позволят наслаждаться уютом и комфортом, независимо от длительности отопительного сезона и температуры воздуха на улице.
Греющие окна Thermo Glass: в чем заключается принцип работы?
Стеклопакеты с электрообогревом – инновационная разработка, созданная по запатентованной российской технологии. Роль нагревательного элемента в таких конструкциях выполняет сплошное токопроводящее покрытие из оксидов металлов, которое наносится на стеклянную поверхность. Этот прозрачный тонкий слой не оказывает практически никакого влияния на светопроницаемость. А само окно выглядит так же, как и стандартная конструкция. При этом в плане эксплуатационных характеристик оно многократно превосходит типовые изделия. Греющие окна Thermo Glass отличаются надежностью, сравнительно легкой установкой и удобством выбора нужного температурного режима. Создать оптимальный микроклимат в помещении легко, как никогда: для этого достаточно выбрать подходящее значение температуры на панели управления.
По каким еще причинам окна Thermo Glass можно с уверенностью назвать самыми теплыми и комфортными?
Установка в помещении таких конструкций позволяет экономить. Благодаря тому, что греющие окна Thermo Glass дают возможность значительно снизить теплопотери в помещении, уменьшаются траты на отопление. Стекло за считанные минуты нагревается до необходимой температуры, поэтому вы очень быстро сможете ощутить тепло в комнате. В связи с этим, опция обогрева может включаться только в тот период, когда это действительно требуется. А в летнее время теплые окна Thermo Glass дают возможность снизить траты, связанные в кондиционированием, ведь стекло не дает зною проникнуть в помещение.
Конструкции полностью безопасны. Токопроводящее покрытие располагается внутри стеклопакета, в связи с чем вероятность контактирования с ним равна нулю. Еще одно подтверждение безопасности изделия состоит в использовании специального закаленного стекла. Оно многократно превосходит стандартное по прочности и даже при разбивании (что возможно только под воздействием значительных усилий) рассыпается на небольшие части, которые не имеют острых граней и не могут нанести травму. Само стекло Thermo Glass выдерживает резкие изменения напряжения до 400 Вольт и нагрев вплоть до 300 градусов Цельсия.
Конструкции абсолютно экологичны. Задаваясь вопросом, какие окна самые теплые (пластиковые, деревянные, алюминиевые и т.д.), далеко не каждый задумывается о проблеме возникновения конденсата. Это явление в дальнейшем приводит к возникновению грибка и плесени. С теплыми окнами Thermo Glass вы можете забыть о проблеме появления конденсата. Кроме того, такие конструкции не сушат воздух в помещении и не сжигают кислород, сохраняя идеальный микроклимат.
Установка окон Thermo Glass – залог вашего комфорта. Управление функцией нагрева осуществляется автоматически. При этом конструкции позволяют полноценно использовать естественное освещение, устраняют неприятный «эффект холодного окна», обеспечивают быстрое таяние снега и наледи и дают возможность отказаться от применения радиаторных батарей.
Стеклопакеты Thermo Glass универсальны. С ними нет никакой необходимости выбирать, какое окно теплее, ведь они могут использоваться с пластиковыми, деревянными, алюминиевыми профилями. Возможно так же их применение совместно со стандартными отопительными приборами. Кроме того, такие конструкции могут устанавливаться совместно с системой «Теплый пол». Регулирование нагрева может осуществляться в зависимости от температуры стекла или воздуха в комнате.
Где применяются греющие окна Thermo Glass?
Такие конструкции можно использовать не только как сопутствующий источник отопления. Они также могут применяться в качестве основного отопительного устройства (разумеется, если площадь остекления будет достаточной). Теплые окна подходят для балконов, веранд, зимних садов, частных коттеджей, городских квартир, а также помещений общественного назначения. Вы можете выбрать большие панорамные конструкции или более компактные решения. Примеры реализованных проектов представлены в галерее на нашем сайте.
Если у вас остались вопросы, наши специалисты проконсультируют вас по телефону +7 (495) 230-71-50. Они расскажут, какое окно теплее (пластиковое, деревянное, алюминиевое), и помогут подобрать оптимальный вариант.
СТЕКЛЯННОЕ ТЕПЛО
Стеклянное тепло
Чтобы обогреть стекло, нужно соединить три разные технологии
Стекло с электрообогревом — инновационная технология и уникальное инженерное решение. Востребованная во всем мире технология породила массу подражателей. А создал ее российский инженер Александр Костюченко.
Миру давно не хватало такой технологии — с тех пор, как появились панорамные окна, стеклянные крыши и роскошные входные группы из стекла. Как сберечь тепло в доме, если у вас вместо стен огромные окна? И как зимой чистить стеклянную крышу от снега, не вызывая каждый день верхолазов? А ведь есть еще корабли, которые ходят по Северному морскому пути, и самолеты, летающие при температуре –60°, да просто наши с вами автомобили, которые зимой превращаются в ледяную глыбу. Эксплуатировать все это было бы гораздо удобнее, если бы можно было не допускать образования на них наледи или быстро их «размораживать». Все эти проблемы взялся решить инженер, выпускник Академии государственной противопожарной службы МЧС России Александр Костюченко, генеральный директор ООО «Термо Глас» (резидент «Сколково»), который сам с нуля разработал технологию электронагреваемого стекла с инфракрасным нагревательным элементом.
Что нужно знать об инфракрасных обогревателях
В начале своей предпринимательской карьеры Александр Костюченко занимался продажей инфракрасных обогревателей, развивал производство полиэтиленовых напорных труб для водоснабжения, но ему всегда было интересно создать что-то свое. Так в 2008 году была запущена первая линейка инфракрасных обогревателей его разработки, тогда еще металлических, с керамическим нагревательным элементом. «Я сам сделал чертежи, профиль,— рассказывает Александр Костюченко.— Но в мире существовали аналоги таких устройств, а мне хотелось разработать альтернативный нагревательный элемент».
Началась череда экспериментов. «Сначала я попробовал наносить на стекло графит методом распыления, смешивая с красками. На непрозрачный, точнее, черный нагревательный элемент подавалось напряжение, он равномерно нагревался до 180°, после чего шла деградация покрытия,— вспоминает Александр.— Не удавалось достичь стабильного результата. Тогда я начал искать подходящий материал для плоского инфракрасного обогревателя, и самым перспективным мне показалось стекло. Я поехал на завод, набрал все виды стекла, которые у них были, и после серии экспериментов отобрал около пяти видов, которые подходили под нагревательный элемент. Дальше стояла сложнейшая задача, можно сказать, ключевая: как к стеклу подвести питание, то есть электрический ток. Ведь в стекло просто так провод не воткнешь!»
Чтобы получить токопроводящий слой, Александру предстояло научиться напылять на стекло оксиды металлов. «В конце концов я нашел оборудование, предназначенное для нанесения металлов на металл. И оно идеально подошло для моих целей. В результате у меня получились некий проводник и стекло. При этом стекло оставалось абсолютно прозрачным. Но тут встала следующая проблема — как нагреть стекло до заданной температуры, а значит, нужно было найти способ нанесенное на заводе равномерное покрытие полностью или частично удалить. Только так можно было создавать структуру прохождения тока, чтобы нагревать стекло до нужных значений».
Александр пробовал травить напыленный слой кислотами и щелочью, но это был тупиковый путь. Между тем, занимаясь производством металлических нагревателей, он был связан с лазерной обработкой. «Я взял образцы стекла, поехал на завод и начал экспериментировать на всех лазерах, какие были. И подобрал определенный вид лазера, который с помощью лазерного луча испарял этот металлический слой».
«Я соединил три разрозненные технологии,— подытоживает изобретатель.— Научился напылять электропроводный металл — получился нагревательный элемент, и я смог лазером корректировать его мощность. Мой нагревательный элемент выделяет тепловую энергию в инфракрасном диапазоне, и на этот диапазон приходится до 95% выделяемого тепла, равномерно распределяемого по всему электрообогревателю. В итоге получилось абсолютно прозрачное стекло, которое нагревается от 0 до 300 градусов в зависимости от задач».
Новый облик Якутии
Принцип работы однокамерного стеклопакета с электронагревом
Сфера применения инновационного электронагреваемого стекла практически безгранична: это и плоские стеклянные электронагреватели, и стеклопакеты, и витрины, а еще стеклянные полы, крыши, перегородки, иллюминаторы самолетов и кораблей. Да просто окна в обычной городской квартире! Когда на улице холодно, а отопление не дали, теплое окно очень выручает. Или, например, у вас широкий подоконник и вы решили устроить на нем диванчик. Но зимой от окна дует, и батарея никак не сможет помочь. Теплое окно создает экран, при этом его достаточно нагреть до 25°С, то есть до температуры помещения. Окно подключается к электросети через терморегулятор, который в автоматическом режиме поддерживает определенную температуру. Максимальная температура нагрева стеклопакетов для квартир 50°С.
«Вы приобретаете не просто окно, а климатическую установку, которая обеспечивает зимой отопление, а летом прохладу,— хвалит свое изобретение Александр Костюченко.— Прохлада обеспечивается за счет мультифункциональных стекол, которые отражают тепловые лучи с улицы, так что они не проникают внутрь дома». А еще теплые стекла — полезная вещь, когда присоединяют и утепляют лоджию: батареи в этом случае устанавливать не разрешается, а насчет стеклопакетов с электронагревом никаких указаний нет.
Устройство однокамерного стеклопакета с электронагревом
Устройство двухкамерного стеклопакета с электронагревом
Подогреваемые окна ломают архитектурно-строительные стереотипы. «К нам приехала женщина из Якутии и поделилась мечтой: хочу, говорит, чтобы у нас было такое же панорамное остекление, как в Москве,— рассказывает Александр.— Раньше такое даже в голову никому не приходило, ведь там зимой морозы под пятьдесят, а окно — одна из главных причин утечки тепла, а теперь и Якутия может позволить себе красивые стеклянные фасады. В итоге мы туда съездили, подобрали комплектации стеклопакетов, начали испытывать, и они поразились, что это действительно работает и у них есть возможность строить дома с панорамным остеклением». «Теперь это у нас целое направление работы под лозунгом: «Изменим облик Республики Саха»»,— шутит генеральный директор.
В средней полосе в «Термо Глас» чаще обращаются компании, которые хотят предотвратить снежные навесы или наледь на стеклянной кровле. Вот, например, в «Зарядье» крыша без обогрева, и зимой на нее ложится снег, отчего возникают опасные дополнительные нагрузки на конструкции.
Умное стекло и другие новшества
Продвижением инновационной продукции заниматься трудно, признается Александр. «До того как мы организовали свое производство, в России не было рынка электрообогреваемого стекла. Мы девять лет этим занимаемся, а знает о нас в лучшем случае один человек из ста, хотя мы потратили на продвижение колоссальное количество времени, сил и средств».
На самом деле гендиректор лукавит: сейчас на него со всех сторон сыплются заказы и предложения о сотрудничестве — от частных заказчиков и госкорпораций, от компаний по производству стеклопакетов. Из электронагреваемого стекла «Термо Глас» сделаны укрытия для часовых на посту №1 — у Вечного огня: зимой в них поддерживается температура +20°С. Компания установила свои теплые стекла на купол здания итальянского посольства в Денежном переулке, чтобы зимой не надо было счищать снег. В Чехии на горнолыжном курорте есть бар, который отапливается только стеклами «Термо Глас» — других источников тепла там нет.
Еще один интересный проект был реализован в Коломне, на месте бывшей часовни святого Александра Невского, построенной в честь чудесного спасения императора Александра II после покушения на него террориста Каракозова и разрушенной большевиками в 1924 году. Из инновационного стекла «Термо Глас» сделано археологическое окно над фундаментом часовни, которое нагревается во время снегопада или дождя.
«Мы видим перспективы в умном стекле,— делится планами Александр Костюченко.— Умное стекло — это не только обогрев, но и переменная прозрачность, и определенные свойства солнцезащиты. Сейчас производство обычного стекла падает, а умного растет ежегодно на 7%». У компании уже есть модели, в которых одним нажатием кнопки прозрачное стекло превращается в матовое.
В ближайших планах — расширять производство: «Рынок требует больших стеклопакетов, уже не 2 х 3, а 4,5 х 2,5. На наших площадях это сложно делать. Да и заказов много. Так что надо покупать новое производственное здание или вступать в коллаборацию с крупнейшими производителями стеклопакетов в стране». Патриот до мозга костей, Александр Костюченко не собирается переносить производство в Китай, хотя планирует сделать свой проект международным. «Мы поставляем продукцию в Европу, в частности в Англию, открыли совместное предприятие в Польше, сейчас открываем в Белоруссии,— говорит он.— Мы пока не брали ни одного кредита, а это производственное здание приобрели на заработанные средства. Вообще, мы своим примером доказали, что в российских условиях можно инновационное производство развивать, при этом без каких-либо банкиров и поддержки в госструктурах, на инициативе горстки людей».
Устройство и принцип работы стеклопакета с электронагревом
В выключенном состоянии греющие стекла экономят тепло благодаря особой конструкции стеклопакета. Греющий слой представляет собой низкоэмиссионное напыление (К-стекло), которое удерживает в помещении тепло от нагревательных приборов и нагретых предметов. Дополнительно стеклопакет может быть дооснащен еще одним теплосберегающим или мультифункциональным стеклом для достижения наилучших свойств по сохранению температуры помещения.