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