Стеклопакет с низкоэмиссионным покрытием

Стеклопакет с низкоэмиссионным покрытием — это светопрозрачная конструкция, состоящая из двух или более стёкол, герметично соединённых по контуру, в которой как минимум одно стекло имеет специальное тонкоплёночное покрытие, снижающее теплопередачу. Такое покрытие, называемое низкоэмиссионным (Low-E, от англ. low emissivity), обладает высокой отражательной способностью в инфракрасном (тепловом) диапазоне, что позволяет уменьшить потери тепла из помещения зимой и снизить перегрев летом. Основная функция низкоэмиссионного стекла — сохранение энергии: оно пропускает солнечный свет, но отражает длинноволновое тепловое излучение обратно в помещение, улучшая теплоизоляционные свойства стеклопакета в 1,5–2 раза по сравнению с обычным.

История

Первые разработки низкоэмиссионных покрытий относятся к 1970-м годам, когда в США и Европе начали искать способы повышения энергоэффективности зданий. В 1979 году компания Pilkington (Великобритания) представила технологию напыления тонких слоёв оксидов металлов на стекло. В 1980-х годах появились коммерческие образцы Low-E-стёкол с использованием серебра, что обеспечило высокую отражательную способность в инфракрасном диапазоне при сохранении прозрачности в видимом спектре. В России массовое внедрение низкоэмиссионных стеклопакетов началось в 2000-х годах, что связано с ужесточением строительных норм по теплозащите (СНиП 23-02-2003, затем СП 50.13330.2012). К 2020-м годам доля стеклопакетов с Low-E-покрытием на рынке РФ превысила 70% среди энергоэффективных окон.

Устройство и принцип действия

Конструкция стеклопакета

Стандартный стеклопакет с низкоэмиссионным покрытием включает:

Внешнее стекло — обычно обычное флоат-стекло толщиной 4–6 мм, защищающее от атмосферных воздействий.
Внутреннее стекло — с нанесённым Low-E-покрытием, обращённым внутрь камеры (в сторону воздушного зазора).
Дистанционная рамка — алюминиевый или пластиковый профиль, разделяющий стёкла; заполняется осушителем (силикагель) для предотвращения запотевания.
Герметик — два слоя (бутиловый и полисульфидный или полиуретановый) для герметизации по периметру.
Камера — заполняется сухим воздухом или инертным газом (аргон, криптон) для снижения конвективных теплопотерь.

Низкоэмиссионное покрытие

Покрытие представляет собой многослойную тонкую плёнку толщиной 50–200 нм, наносимую на стекло методом магнетронного напыления в вакууме. Основные слои:

Серебро (Ag) — ключевой компонент, отражающий инфракрасное излучение. Толщина слоя 10–20 нм.
Диэлектрические слои (например, оксид цинка ZnO, оксид титана TiO₂) — защищают серебро от окисления и улучшают оптические свойства.
Антибликовый слой — уменьшает отражение видимого света.

Принцип действия: коротковолновое солнечное излучение (видимый свет, 380–780 нм) свободно проходит через покрытие, обеспечивая естественное освещение. Длинноволновое тепловое излучение (2,5–50 мкм), исходящее от отопительных приборов и внутренних поверхностей, отражается обратно в помещение. Коэффициент эмиссии (E) низкоэмиссионного стекла составляет 0,02–0,15, тогда как у обычного стекла — около 0,84. Чем ниже E, тем меньше тепловых потерь.

Виды низкоэмиссионных покрытий

Твёрдое (пиролитическое) покрытие (K-стекло)

Наносится на горячее стекло в процессе производства (методом пиролиза). Состоит из оксидов олова (SnO₂) или индия. Отличается высокой механической прочностью и стойкостью к царапинам. Коэффициент эмиссии — 0,15–0,20. Используется в однокамерных стеклопакетах, но уступает мягкому покрытию по теплоизоляции. Производится, например, компанией Pilkington (стекло K Glass).

Мягкое (магнетронное) покрытие (I-стекло)

Наносится на готовое стекло в вакуумной камере. Содержит серебро и диэлектрические слои. Коэффициент эмиссии — 0,02–0,05. Обеспечивает лучшую теплоизоляцию, но менее устойчиво к механическим повреждениям и коррозии. Требует герметизации внутри стеклопакета (покрытие обращено в камеру). Наиболее распространённый тип в современных энергоэффективных окнах.

Мультифункциональное покрытие

Усовершенствованная версия мягкого покрытия с дополнительными слоями (например, нитрид титана TiN), которые отражают солнечное тепло в инфракрасном диапазоне (ближнем ИК). Позволяет снизить перегрев летом (солнцезащита) и сохранить тепло зимой. Коэффициент эмиссии — 0,02–0,03, коэффициент пропускания солнечной энергии (SHGC) — 0,25–0,40.

Характеристики и параметры

Теплоизоляция

Основной показатель — коэффициент сопротивления теплопередаче (R₀, м²·°C/Вт). Для однокамерного стеклопакета (4–16–4) с обычным стеклом R₀ ≈ 0,32 м²·°C/Вт. С низкоэмиссионным покрытием и аргоном — до 0,56–0,65 м²·°C/Вт. Двухкамерный стеклопакет (4–12–4–12–4) с Low-E достигает R₀ = 0,75–0,85 м²·°C/Вт, что соответствует требованиям для климатических зон РФ (СП 50.13330.2012).

Светопропускание

Обычное Low-E-стекло пропускает 70–80% видимого света (для сравнения: обычное стекло — 85–90%). Мультифункциональные покрытия могут снижать светопропускание до 50–60% из-за дополнительных слоёв.

Энергосбережение

Зимой: отражение тепла от батарей и радиаторов обратно в помещение снижает теплопотери на 30–50% по сравнению с обычным стеклопакетом. Летом: мультифункциональные покрытия уменьшают нагрев помещения на 20–30% за счёт отражения солнечного ИК-излучения.

Долговечность

Срок службы низкоэмиссионного покрытия в герметичном стеклопакете — 15–25 лет. При нарушении герметизации (разгерметизация камеры) возможно окисление и помутнение покрытия, особенно у мягких типов.

Применение

Жилые и общественные здания

Наиболее массовое применение — в оконных и балконных конструкциях. В России стеклопакеты с Low-E-покрытием обязательны для новых зданий с повышенными требованиями к энергоэффективности (классы А, А+, А++ по СП 50.13330.2012). Используются в частных домах, многоквартирных новостройках, офисах.

Стеклянные фасады и витражи

В коммерческом строительстве (торговые центры, бизнес-центры) применяются мультифункциональные стеклопакеты для снижения затрат на кондиционирование. Например, в фасадах зданий «Москва-Сити» (РФ) используются стеклопакеты с Low-E-покрытием.

Автомобильная промышленность

Низкоэмиссионные покрытия наносятся на лобовые и боковые стёкла автомобилей для уменьшения нагрева салона и снижения нагрузки на кондиционер. В РФ такие стёкла устанавливаются на премиальные модели (например, Audi, BMW).

Специальные применения

Холодильные витрины — для снижения теплопритоков.
Музейные витрины — для защиты экспонатов от ультрафиолетового излучения (Low-E-покрытия с UV-фильтром).
Солнечные коллекторы — для повышения эффективности поглощения тепла.

Производство в России

Крупнейшие производители низкоэмиссионных стёкол в РФ:

Группа «Гардиан» (Guardian Industries) — завод в Ростовской области (г. Красный Сулин) выпускает стекло с покрытием SunGuard.
«Салаватстекло» (Башкортостан) — производит Low-E-стекло под брендом «Стеклоэнерго».
«AGC Flat Glass» — завод в Клинском районе Московской области (стекло Planibel).
«Пилкингтон Гласс» (Pilkington) — завод в Нижегородской области (стекло K Glass и Optitherm).

По данным Ассоциации производителей стеклопакетов (АПСП), в 2023 году в РФ было произведено около 25 млн м² стеклопакетов с низкоэмиссионным покрытием, что составляет 65% от общего объёма оконных конструкций.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Снижение теплопотерь на 30–50% по сравнению с обычными стеклопакетами.
Уменьшение затрат на отопление зимой и кондиционирование летом.
Сохранение естественного освещения (высокое светопропускание).
Улучшение звукоизоляции за счёт использования двухкамерных конструкций.
Экологичность: снижение выбросов CO₂ за счёт экономии энергии.

Недостатки

Более высокая стоимость (на 15–30% дороже обычных стеклопакетов).
Чувствительность мягких покрытий к механическим повреждениям (царапины, коррозия при разгерметизации).
Снижение светопропускания (особенно у мультифункциональных покрытий).
Ограниченный срок службы (15–25 лет до возможной деградации покрытия).

Нормативное регулирование в РФ

В России требования к теплозащите оконных конструкций регламентируются:

СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» — устанавливает минимальные значения сопротивления теплопередаче для окон (например, для Москвы — не менее 0,54 м²·°C/Вт).
ГОСТ 24866-2014 «Стеклопакеты клееные. Технические условия» — определяет требования к конструкции, маркировке и методам испытаний стеклопакетов, включая низкоэмиссионные.
Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении» — стимулирует использование энергоэффективных материалов в строительстве.

Интересные факты

Первое коммерческое Low-E-стекло (K Glass) было выпущено компанией Pilkington в 1985 году.
Серебряное покрытие толщиной 10–15 нм в Low-E-стекле тоньше человеческого волоса в 5000 раз.
В стеклопакетах с аргоном и низкоэмиссионным покрытием теплопотери через окна могут быть снижены до уровня, сопоставимого с утеплённой стеной (R₀ = 1,0–1,2 м²·°C/Вт для трёхкамерных конструкций).
В 2023 году в РФ введён запрет на использование обычных однокамерных стеклопакетов в новом строительстве для зданий выше 3 этажей (Постановление Правительства РФ № 1528).

Источники

СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003.
ГОСТ 24866-2014 «Стеклопакеты клееные. Технические условия».
Pilkington. «Low-E Glass: Technical Manual». 2020.
Ассоциация производителей стеклопакетов (АПСП). «Обзор рынка стеклопакетов РФ 2023».
Журнал «Стекло и керамика». «Низкоэмиссионные покрытия: технологии и применение». 2022, № 4.
Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности».

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →