05 марта 2016г.
Оценка эстетических и теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций является одним из основных аспектов. Исходя из данных параметров, подбираются строительные конструкции наиболее удовлетворяющие задачам, предъявляемым к объекту строительства.
Одним из высокоэффективных перспективных способов повышения теплоизоляционных свойств является применение стеклопакетов с светопрозрачной теплоизоляцией из аэрогеля диоксида кремния в качестве заполнения межстекольного пространства стеклопакета.
Аэрогель диоксида кремния состоит из небольших сфер аморфного кремнезема, соединенного между собой в цепочки, образующие трехмерную сетку, поры которой заполнены воздухом. Аэрогель состоит из более чем на 96% из воздуха и имеет поры (средний размер от 10 до 20 нм) меньше чем средняя длина свободного пробега молекул воздуха. Остальные 4% — тонкая матрица SiO2 — основного сырья для изготовления стекла. Аэрогель имеет удельную плотность 0,003 гр/см3 — только в три раза больше, чем у воздуха, и в 1000 раз меньше, чем у стекла. Аэрогель — это самый легкий твердый материал, он один из немногих существующих материалов (веществ), которые являются одновременно и прозрачными, и пористыми. Типичный аэрогель кварца имеет полную теплопроводность около 0,017 Вт/м2•0С. Аэрогель содержит в своих порах газы, которые являются хорошим "транспортным средством" для передачи тепла. Существует три способа повышения сопротивления теплопередаче окон с аэрогелем.
1. Увеличивая среднюю длину свободного пробега молекул газа по сравнению с диаметром пор аэрогеля, в результате чего газовые молекулы сталкивались бы более часто со стенками пор, чем друг с другом, путем замены воздуха газом с более низкой молекулярной массой.
2. Уменьшая диаметр пор аэрогеля во время его изготовления.
3. Снижая давление газов в пределах аэрогеля.
Самым доступным и легким способом повышения сопротивления теплопередаче стеклопакетов с аэрогелем является создание небольшого вакуума
(около 90%). Это небольшой вакуум, который можно просто получить и поддерживать. При этом можно достичь
значения теплопроводности аэрогеля
кварца около 0,008 Вт/м2•0С. Окно с таким аэрогелем кварца толщиной
один дюйм (25,4 мм) может иметь сопротивление теплопередаче около 2,0 м2•0С/Вт
Так же возможно применение гранулированного аэрогеля
в качестве заполнения межстекольного пространства стеклопакета. Данная замена позволяет значительно снизить стоимость производства и получить большую рентабельность для промышленного производства. Но у данного вида заполнения
есть и свои минусы. Во-первых, снижается значение теплопроводности до 0,05 Вт/м2•0С
Этот недостаток можно нивелировать с помощью увеличения толщины заполнения. Например,
панель с 3-дюймовой толщиной обладает
сопротивлением теплопередаче равным около 3,5 м2•0С/Вт,
что сравнимо с хорошо утепленной кирпичной стеной. Можно создать практически бесшовные
от пола до потолка стеклянные стены.
В добавок
такая панель частично теряет
прозрачность и приобретает небольшую матовость, но это не мешает пропускать полный спектр дневного света в помещения. Стеклянные панели с аэрогелем активно используются для перекрытий торговых
центров, внутренних дворов, производственных зданий.
В этом случае полная прозрачность не так принципиальна. Аэрогель также отталкивает воду, предотвращая образование конденсата, и обеспечивает хорошую звукоизоляцию. В течение
дня такие стены создают
ровный рассеянный свет. Они защищают от бликов и прямых солнечных лучей.
В России
аэрогель существует с середины двадцатого века, но этот материал производится только для научных целей. Данные
стеклопакеты пока не появились на
российском строительном рынке. Цена такого стеклопакета в Европе в три раза выше, чем обычного.
В данной статье были приведены
технические характеристики стеклопакетов с использованием аэрогеля, произведен сравнительный анализ эффективности применения их основных
представителей при реконструкции и строительстве зданий
и сооружений. Использование стеклопакетов с межстекольным заполнением из аэрогеля является альтернативой классическим стеклопакетам. При увеличении стоимости
окна в три раза, его сопротивление теплопередаче возрастает вплоть до 10 раз, что снижает затраты
на отопление. А при частичной замене стен данными панелями уменьшается потребность в искусственном освещении в течение дня, что так же снижает затраты на электроснабжение.
Список литературы
1. ГОСТ 7076-99 Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме.
-М. 2000.
2.
СНиП 23.01-99*. Строительная климатология. М.: Госстрой России.
2000.
3.
СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. М.: Госстрой России.
2004
