Vysoce výkonné sklo

Vysoce výkonné sklo zajišťuje přirozenou propustnost světla a zároveň pomáhá omezovat teplotní zisky a přenos tepelné energie.

Díky neustálému zlepšování tepelné izolace a ochrany proti slunečnímu záření je sklo flexibilním stavebním materiálem, který může pomoci zlepšit energetickou účinnost budov. Jedním ze způsobů, jak tohoto výkonu dosáhnout, je použití vysoce výkonného pokoveného skla, které je důležitou součástí zasklení a umožňuje uživatelům budovy vizuálně se zapojit do vnějšího prostředí z pohodlného interiéru.

Co je to vysoce výkonné sklo a proč ho používáme? 

Vysoce výkonné sklo v architektonickém zasklení může pomoci kontrolovat teploty uvnitř budovy tím, že poskytuje různé úrovně tepelné izolace a/nebo solární ochrany. Vysoce výkonné zasklení může do vnitřních prostor vnášet dostatek přirozeného světla, což pomáhá zlepšit komfort uživatelů a zároveň přispívá k energetické účinnosti budovy. 

Skleněné nátěry s vysokým výkonem také nabízejí architektům širokou škálu estetických možností z hlediska barev, což jim umožňuje vybrat nejvhodnější vzhled, který bude vyhovovat jejich projektu.

Jaké jsou výhody vysoce výkonného skla?

Vysoce výkonné nátěry přináší architektonickému zasklení řadu přínosů.

Pokud jde o estetiku, zasklení může být vyrobeno tak, aby vypadalo neutrálně nebo barevně, s požadovanou úrovní odrazivosti, propustnosti světla a soukromí. Architekti mají svobodu vytvářet vizuálně ohromující zasklené fasády, které pomáhají integrovat budovu do prostředí tím, že odrážejí okolí nebo ukazují, co se děje uvnitř budovy. Co se týče energetické účinnosti, je ovlivněno směrování solární energie a intenzita tepelné izolace. Vysoce výkonné nátěry mohou pomoci splnit nároky na ekologické budovy, jako je program LEED® americké rady pro ekologické budovy, a další požadavky energetických vyhlášek.

Jak funguje vysoce výkonné sklo?

Abychom pochopili, jak funguje vysoce výkonné sklo, je nutné vzít v úvahu, jak sklo interaguje s elektromagnetickým spektrem. 

Solární energie (nebo krátkovlnné záření) je přijímána na povrchu Země ze Slunce. Obsahuje ultrafialové, viditelné a téměř infračervené vlnové délky – společně v rozsahu od 300 do 2 500 nm. Pokovené sklo s ochranou proti slunečnímu záření může blokovat značné množství této energie tím, že odráží a absorbuje její část.

Dlouhé vlnové délky záření zahrnují vlnové délky od 5 000 do 50 000 nm. Vysoce výkonné nátěry skla jsou navrženy tak, aby zpomalovaly přenos sálavého tepla. Vysoce výkonné nátěry odrážejí záření (teplo) dlouhých vln zpět do konstrukce během chladnějších období. 

Tepelná izolace vysoce výkonného skla

Přenos tepla probíhá prostřednictvím tří mechanismů: záření, kondukce a konvekce. Všechny tři typy přenosu tepla probíhají v izolačním skle (IGU). 

• Záření je přenos tepla elektromagnetickou energií, kde se dlouhá vlnová energie pohybuje sestavou zasklení.
• Kondukce je přenos tepla v médiu (pevné nebo plynové) způsobený teplotními rozdíly. Tento přenos se omezuje použitím argonu uvnitř IGU kvůli jeho nižší tepelné vodivosti ve srovnání se vzduchem. Podél okraje IGU se vodivé teplo přesouvá ze skla do distanční vložky a zpět do skla. Tento přenos lze zpomalit pomocí teplé distanční vložky.
• Konvekce je přenos tepla proudy pomalu se pohybujícího vzduchu nebo plynu v IGU.

Izolační výkon se týká omezení přenosu tepla spojeného s teplotními rozdíly venkovního a vnitřního vzduchu.

Chladné podnebí

V chladném podnebí je izolační výkon výhodou. Tepelně izolační sklo může umožnit vstup příchozí krátkovlnné energie do budovy a zlepšuje zadržování tepla uvnitř budovy s odraženou energií dlouhých vln.

V teplých klimatických podmínkách by zasklení mělo snižovat jak příchozí krátkovlnnou energii, tak náhodnou příchozí dlouhovlnnou energii, což může pomoci snížit potřebu klimatizace. 

Bez ohledu na klima je zasklení, které snižuje přenos tepla, výhodou pro energetickou účinnost.

Izolační výkon zasklení lze zlepšit použitím vysoce výkonného nátěru, který dobře funguje při odrazu energie dlouhých vln. Tento výkon lze také zlepšit přidáním další skleněné tabule do IGU, aby mohlo k izolačnímu výkonu přispět více dutin a potahovaných povrchů.

Jak se měří výkon izolace?

Výkon izolace se měří pomocí parametru nazývaného „U-hodnota“, který popisuje přenos energie za jednotku času, tj. dobu potřebnou pro přenos energie na jednotku zasklívací plochy a na stupeň teplotního rozdílu mezi vnějšími a vnitřními podmínkami.

Pokud má sestava zasklívání silný tepelně izolační výkon, bude přenášeno pouze malé množství energie, takže U-hodnota bude nízká.

Solární energie a její interakce se sklem 

Když paprsek elektromagnetické energie narazí na skleněnou tabuli, může se část energie odrazit, část může být absorbována a veškerá zbývající energie bude přenesena.  

Jak se měří solární tepelný zisk? 

K měření solární energie, která přechází dovnitř, se používají solární faktor (g-hodnota) a koeficient solárního tepelného zisku (SHGC). Patří sem přímý přenos a nepřímý přenos z důvodu absorpce a opětovného vyzáření dovnitř. Solární faktor neboli SHGC, je desetinný podíl solární energie, která je přenášena složením zasklení. Pokud například 31 % příchozí solární energie prochází zasklením, je hodnota g neboli SHGC 0,31 (31 %). 

Horké klima 

U stavebního projektu umístěného v teplém nebo mírném podnebí je preferována nízká hodnota g neboli SHGC. Umístění vysoce účinného nátěru s ochranou proti slunečnímu záření číslo 2 často zajišťuje nejlepší výkon, protože odráží část příchozí solární energie předtím, než může vstoupit do zasklení. 

V obzvláště chladném podnebí by mohla být prospěšná vyšší hodnota g neboli SHGC, aby se umožnil pasivní tepelný zisk.

Vysoce výkonné typy nátěrů a výrobní procesy

Vysoce výkonné nátěry lze rozdělit do dvou kategorií: ty, které jsou aplikovány pyrolytickým nanášením (tvrdé nátěry) a ty, které jsou aplikovány naprašováním (měkké nátěry). Výrobní závody společnosti Guardian Glass používají pouze proces naprašování. 

Naprašované nátěry

Naprašované nátěry se aplikují ve velkém stroji na vakuové nanášení magnetronového naprašování mimo výrobní proces plaveného skla. Plně zformované sklo prochází dopravníkovým systémem dlouhou vakuovou komorou, kde se postupně hromadí řada materiálů na povrchu skla.  Tyto materiály společně měří přibližně 1/500 tloušťky listu papíru.   

Naprašované nátěry jsou nanášeny přesněji než pyrolytické nátěry. Současné vysoce výkonné povlaky potažené naprašováním jsou vícevrstvé komplexní konstrukce navržené tak, aby poskytovaly vysokou propustnost viditelného světla, nízkou odrazivost viditelného světla a snižovaly přenos tepla.

Pyrolytické nátěry 

Pyrolytické nátěry jsou aplikovány během procesu výroby plaveného skla. Horní povrch skleněného pásu je nastříkán materiálem, obvykle oxidem cínatým. Když sklo vychladne, povrchová vazba ztuhne a vytvoří pevné spojení, které je velmi odolné pro zpracování skla během výroby. Jejich vlastnosti jsou však velmi omezené díky jejich jednoduché struktuře.

Jak se potahuje vysoce výkonné sklo? Podívejte se na proces naprašování v této video animaci.

Vliv stříbra

V závislosti na požadavcích na výkon nátěru může být k dosažení požadovaného výkonu zapotřebí až 15 vrstev. 

Z materiálů, které tvoří naprašovaný nízkoemisní nátěr, je stříbro nejdůležitější při zvyšování energetické účinnosti. Čím více stříbrných vrstev se přidává do složení nátěru, tím lepší bude spektrální selektivita skla.

Použití a využití vysoce výkonného skla 

Aplikace pro architektonické vysoce výkonné zasklení jsou široké. Od oken a zavěšených stěn až po střechy a světlíky – vysoce výkonné sklo lze zvážit pro jakékoli použití, kde zasklení představuje fyzickou bariéru mezi vnitřní a vnější stranou budovy.

Chcete si prohlédnout další architektonické projekty vyrobené ze skla s nízkou emisivitou? Navštivte naši sekci projektů.

Potřebujete porovnat výkonnost našich produktů? Navštivte naši produktovou sekci a prohledávejte, porovnávejte a filtrujte naši širokou škálu řešení zasklení.