Інертні гази в якості наповнювача для вікон

Благородні інертні гази володіють більш низькою теплопровідністю, та їх використання в поєднанні з низькоемісійним склом в двухстекольных вікнах дає можливість досить істотно скоротити втрати тепла.

Вікна – один з головних джерел втрати тепла. Тому для досягнення максимальної енергоефективності об’єктів нерухомості необхідно приділяти цьому виду огороджувальних конструкцій належну увагу. Для поліпшення збереження вікнами тепла застосовують додаткові скла, збільшують повітряну подушку між стеклами, наносять на них низькоемісійні покриття. Але є ще одна стратегія – використання інертних газів, як внутрішнього наповнювача замість повітря. Розглянемо плюси і мінуси цього енергозберігаючого рішення.

Частіше за інших в якості альтернативного наповнювача використовується аргон. У високоякісних вікнах його замінюють на криптон, а в ряді випадків і ксенон. Відразу обмовимося: різниця при використанні інертних газів не настільки відчутна в порівнянні з традиційними способами збереження тепла, однак при комбінуванні цього рішення з нанесенням на скло низькоемісійного покриття ефект буде очевидним.

Частіше за інших в якості альтернативного наповнювача використовується аргон. У високоякісних вікнах його замінюють на криптон, а в ряді випадків і ксенон. Відразу обмовимося: різниця при використанні інертних газів не настільки відчутна в порівнянні з традиційними способами збереження тепла, однак при комбінуванні цього рішення з нанесенням на скло низькоемісійного покриття ефект буде очевидним.

Фізика

Яким чином тепло проникає крізь вікна? Існують три елементарних виду передачі теплової енергії: теплопровідність, конвекція, теплове випромінювання. Внаслідок променистого обміну через прозоре двошарове (однокамерне) вікно передається до половини теплової енергії, інші втрати порівну припадають на теплопровідність і конвекцію.

Нанесення тепловідбивного покриття на скло знижує теплове випромінювання, відповідно, для досягнення ще більшого енергозбереження, необхідно зменшити тепловтрати двох інших способів передачі. Інертні гази, якраз і служать для зменшення теплопровідності.

Найчастіше під теплопровідністю розуміють передачу теплової енергії в твердих тілах. Але теплообмін відбувається і в газах. Цей процес іноді називають провідністю газової фази.

Благородні гази

У порівнянні з повітрям, інертний газ аргон має набагато меншу теплопровідність і на 34% ефективніше. Саме аргон – найбільш поширений газ-наповнювач для вікон. У деяких з вікон преміум-класу використовується більш екзотичний криптон, що забезпечує до 63% різниці в теплопровідності щодо повітря. Ще більш рідкісний ксенон може бути ефективніше повітря на 79%. Зазначені елементи таблиці Менделєєва відрізняються стабільністю і слабо вступають в будь-які реакції, за що їх і назвали благородними.

Всі досліджувані нами гази, що містяться в повітрі. Аргон складає трохи менше 1% атмосферного повітря (третій після азоту і кисню) і досить дешевий, будучи побічним продуктом виробництва кисню з повітря. Криптон присутня в повітрі в пропорції один на мільйон, а ксенону і того менше, тому ці благородні гази набагато дорожче у виробництві. Тому і їх використання в якості наповнювачів призводить до подорожчання вікон: «криптонові» обійдуться дорожче «аргоновых» приблизно на $100. У США, тим не менш, на виробництво вікон щорічно витрачається понад 12000 м3 криптону. Але в Росії його висока вартість і низька платоспроможність населення є бар’єром до масового використання, а перевага віддається менш ефективного аргону.

Деталі та обмеження

Додавання аргону в стандартні двустекольные вікна дозволяє знизити теплообмін на 10%, а при комбінуванні з нанесенням низькоемісійного покриття – на 17%. При використанні криптону економія на втратах тепла досягає 25%.

Використання газу в якості наповнювача вікон накладає додаткові вимоги до відстані між стеклами, яка повинна бути більше приблизно на 2 мм, ніж у повітряному аналогу. У випадку з криптоном проміжок необхідно збільшувати не більш ніж на 1 мм. Однак у даного газу є неприємна особливість: він буває радіоактивний. Ізотоп криптон-85 утворюється в якості продукту поділу в ядерних реакторах і виділяється у вигляді відходів при переробці відпрацьованого ядерного палива для отримання плутонію. Тим не менш, в більшості випадків природний радіоактивний фон місцевості нижче, ніж випромінювання «криптоновых» вікон.

Необхідно відзначити, що в рік випаровується близько 1% міститься у вікні газу. Назвати це серйозними втратами складно навіть розглядаючи експлуатацію вікон протягом тривалого часу. Навіть через 30 років, що залишилися 70% газу забезпечать високу ефективність.

Очевидно, що використання інертного газу для наповнення вікон доцільно в поєднанні з нанесенням на скло низькоемісійного тепловідбивного покриття. В такому випадку опір теплопередачі у однокамерного пакету підвищується на 15-25%. Одного цього достатньо, щоб визнати технологію заможної і необхідної для широкого використання.

Інертні гази в якості наповнювача для вікон

Поділитися з друзями
Ремонт та вироби своїми руками