Вакуумное стекло сделает возможным принципиально новые окна
В прошлом году несколько ведущих производителей стекла заявили о намерении развивать производство вакуумного стекла, закладывая фундамент новых заводов. Вакуумное остекление имеет ряд особенностей, отличающих его от существующих популярных стеклянных заполнений светопрозрачных конструкций. Соответственно, окна с вакуумными стеклопакетами тоже будут принципиально другими. Этим вопросом заинтересовались эксперты австрийского института Holzforschung Austria. Результаты исследования в этой области были представлены на выставке FENSTERBAU FRONTALE 2018.
Вакуумное стекло меняет взгляд на конструкцию окна
Питер Шобер (Peter Schober), возглавляющий Кафедру структурной инженерии и Подразделение окон в институте Holzforschung Austria (HFA) в Вене, рассказал о своих последних исследованиях в области «вакуумного стекла» на FENSTERBAU FRONTALE 2018. Его презентация в рамках Университета прикладных наук Берна «Вкус ветра» проиллюстрировала (будущие) возможности вакуумного стекла, для которого HFA завершила технико-экономическое обоснование накануне выставки в Нюрнберге.
Для этого исследования специалисты HFA изготовили конструкцию, которая намеренно не имела петель с функцией наклона и поворота, характерную для поворотно-откидных окон. Было предложено семь прототипов с различными методами открывания:
– открывающиеся внутрь окна (inward opening windows)
– открывающиеся наружу окна (outward opening windows)
– вертикальные распашные окна (vertical swing windows)
– створчатые окна (sash windows)
– в «стиле автобусной двери» (bus door style)
– окна с магнитным уплотнением (magnetically sealed windows)
– многовариантное четырехпозиционное окно (variable four-way window).
Шобер отмечает, что ключевой особенностью дизайна во всех этих версиях было использование вакуумного стекла. Его аргументы в пользу данного светопрозрачного заполнения: «В дополнение к превосходным значениям коэффициента теплопередачи U и меньшему весу, вакуумное стекло может использоваться в качестве монолитной панели. Стеклопакет 2x4 мм имеет те же характеристики, что и вакуумное стекло 1x4 мм. С другой стороны, вакуумное остекление 2x4 мм имеет почти такую же статичность, что и ламинированное стекло 8 мм. Это означает, что вакуумное стекло обладает высокой способностью к статическим нагрузкам – и мы можем использовать это свойство в своих интересах».
«Но для вакуумного стекла требуется большая монтажная глубина (около 4 см), поскольку через краевой уплотнитель образуется значительный тепловой мост. Несмотря на это ограничение, мы смогли разработать вакуумное окно с рамой размером 40x42 мм, которое совпадает с традиционными штульповыми окнами (double-casement window) и соответствует стандарту Passive House. С такими же размерами внешней рамы также достигается большая площадь остекленной части проемов – до 30% больше», – отмечает эксперт.
Стоит прочесть: AGC Glass Europe инвестирует в вакуумные стеклопакеты
Вакуумное стекло – драйвер рынка оконной фурнитуры и уплотнителей
В рамках исследования, например, было разработано окно без подвижного механического шарнира. Окно, представленное HFA в качестве образца, поднимается из механизма блокировки и поворачивается только в этой точке. «Предыдущие горизонтально-поворотные створчатые окна имели слабое место в точке поворота, поскольку именно здесь изменяется плоскость уплотнения. Поднимая окно и затем поворачивая его, мы смещаем точку поворота вверх, а затем, когда закрываем его, оно скользит обратно в плоскость уплотнения, обеспечивая намного лучшую герметичность», – прокомментировал г-н Шобер.
Створчатое окно (sash window), которое поставляется с вакуумным стеклом 8 мм, в котором движется только стекло, а не рама, по сути, является автомобильным окном в строительной промышленности. Оно может стать драйвером рынка, поэтому в настоящее время HFA тестирует наиболее подходящее уплотнение для использования с этой системой. Скользящие уплотнения, которые являются стандартными в автомобилях, будут усовершенствованы для оконной технологии.
Для этих прототипов, открывающихся наружу, отверстие в зоне откоса одновременно совпадает с отверстием для рамы, створки и остекления. Таким образом, в оконном проёме образуется сплошная «линия», проходящая наружу. В Скандинавии створки часто открываются наружу, но они очень маленькие, так как большие створки, открытые изнутри, не могут быть снова закрыты из-за расстояния, необходимого, чтобы достать до них. Поэтому новому окну от HFA требовалась система привода, которая может быть готова к практическому применению в течение двух лет.
«В семи прототипах нам удалось создать другие типы открывания, которые могут быть хорошо знакомы, но не в этой простой конфигурации петель. Был одобрен последующий проект с партнерами в области производства окон, фурнитуры и уплотнений. Этот проект-преемник будет включать комплексную разработку до создания полнофункциональных прототипов», – сообщил глава Department of Structural Engineering and the Windows Division.
Стоит прочесть: Окна с пневматическим уплотнителем – открытие 2017 года
Вакуумное стекло обеспечивает лучшую звукоизоляцию и энергоэффективность
Разработчики из HFA также протестировали звукоизоляцию, обеспечиваемую вакуумным стеклом. Стеклопакет 4:16:4 имеет уровень звукоизоляции около 30 дБ, вакуумное стекло 4:4 – порядка 34-35 дБ и ламинированное стекло – в диаапзоне 35-36 дБ. Таким образом, рабочие характеристики вакуумного стекла примерно такие же, как у панели из многослойного безопасного стекла (LSG – laminated safety glass) такой же толщины.
«Мы оцениваем звукоизоляцию на основе стандарта в диапазоне 100–3150 Гц. Но на графике видно, что при изменении частоты вакуумное стекло уже эффективнее, чем ламинированное при 1500-2000 Гц. Интересно, что звукоизоляция с 8-мм панелью LSG падает при частоте около 1800 Гц, и только при частоте около 3000 Гц – в случае вакуумного стекла. Если нам удастся переместить эту точку падения в более высокий частотный диапазон, другими словами, за пределы диапазона измерения, это сделает вакуумное стекло намного лучше с точки зрения шумоизоляции, чем обеспечивает 8-миллиметровая монолитная панель. Это также одна из целей нового проекта», – рассказал эксперт Holzforschung Austria.
Комментируя энергоэффективность, он отметил, что 8-миллиметровое вакуумное стекло всегда соответствовало стандарту пассивного дома. Хотя это также может быть достигнуто с помощью двухкамерного стеклопакета, для него требуется стеклянное заполнение толщиной 50 мм, что создаёт более тяжелый вес оконной конструкции. В то же время вакуумное стекло тоньше и легче, более жесткое и пропускает больше света.
«Мы дали волю своему духу изобретения и разработали функциональные прототипы, которые мы можем продемонстрировать. Мы хотели стимулировать размышления игроков оконного рынка о том, как окна могут выглядеть в будущем. Каждый из наших проектов имеет свои сильные и слабые стороны, свои возможности и риски. Мы не говорим о «суперокне», которое займет место поворотно-откидных систем, но просто пытаемся побудить индустрию задуматься о том, как ещё окна могут быть сконструированы иначе. Вакуумное стекло является одной из таких возможностей, и это коммерчески доступно. Окно будущего можно найти в отделах развития различных компаний, а своими разработками мы просто стремимся стимулировать мышление отрасли», – объясняет причину разработки прототипа окна будущего Питер Шобер.
Стоит прочесть: Вакуумные стеклопакеты могут конкурировать по теплоизоляции со стенами
Подготовлено редакцией tybet.ru по материалам FENSTERBAU FRONTALE.
Размещение и использование (полностью или частично) данного материала допускается только при наличии активной гиперссылки на tybet.ru
