Что требуется от окон загородного дома? Чтобы они хорошо пропускали видимый свет, сохраняли тепло в доме и защищали помещения дома от шума с улицы. Но не только это. Для многих важны следующие требования к окнам: защита помещений от прямого солнечного излучения, защита от вредного действия ультрафиолетового излучения, конфиденциальность, т.е. требование, чтобы окно хорошо пропускало видимый свет снаружи в дом и плохо пропускало видимый свет из дома наружу.
1. Теплозащита
Для сохранения тепла в доме окна должны иметь низкую способность передавать тепло через свою поверхность. Существует 3 вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Конвекция – вид передачи тепловой энергии потоками жидкости или газа. В твердых телах этот вид теплопередачи не возникает. Теплопроводность осуществляется при непосредственном контакте более нагретых и менее нагретых тел. Коэффициент теплопроводности стекла в сотни раз меньше, чем у металлов, но больше, чем у дерева, бетона и даже кирпича. Кроме того, толщина оконных стекол несопоставимо меньше, чем толщина строительных конструкций. Поэтому уменьшать теплопроводность окон приходится за счет конструктивных решений.
Другим видом передачи тепла через оконные стекла является тепловое излучение, которое осуществляется, главным образом, за счет распространения электромагнитных волн инфракрасного диапазона. Следовательно, окна в доме должны хорошо пропускать видимый свет, но плохо пропускать инфракрасное излучение. Такие свойства обеспечивают с помощью энергосберегающих напылений на стекла.
2. Конструктивные методы снижения теплопроводности окон
Из всех видов веществ самой низкой теплопроводностью обладают находящиеся в покое газы. Например, коэффициент теплопроводности неподвижного воздуха примерно в 6 раз меньше, чем у дерева, и почти в 30 раз меньше, чем у кирпича. Высокой теплоизолирующей способностью воздуха в строительной практике пользовались давно, устанавливая двойные оконные рамы. Однако, этот способ давал не слишком большой эффект, т.к. в промежутке между стеклами возникали течения воздуха, и за счет конвекции увеличивалась передача тепла между внутренними помещениями и улицей.
Современные стеклопакеты имеют камерную конструкцию, состоящую из пар стекол, между которыми находится слой сухого воздуха или инертного газа толщиной не более 36 мм. Благодаря герметизации и небольшой толщине слоя газа, в таких конструкциях практически отсутствует конвекция, и слой газа является великолепным теплоизолятором. Кстати, на том же принципе основано действие теплоизоляционных материалов, в порах которых находится неподвижный воздух, служащий теплоизолятором.
Считается, что наилучшими наполнителями для стеклопакетов являются инертные газы (в основном, применяется аргон), которые имеют лучшие теплоизолирующие свойства, чем воздух. К тому же, в атмосфере инертных газов лучше сохраняются напыления на стеклах. Но использование инертных газов удорожает конструкцию стеклопакетов.
2. Количество камер
Стеклопакеты могут состоять из одной или нескольких камер. Увеличение количества камер улучшает тепло- и звукоизоляцию, но приводит к уменьшению проходящего через окно потока видимого света, утяжеляет конструкцию окна и повышает его стоимость.
В качестве материалов оконных рам применяют ПВХ, дерево и алюминий, а также комбинации этих материалов. Наиболее распространены металлопластиковые окна, рамы которых изготавливается из ПВХ с металлическим каркасом.
ПВХ обладает низкой теплоизолирующей способностью. Чтобы устранить утечки тепла, оконный профиль изготавливают состоящим из отдельных полостей – камер, заполненных воздухом, который играет роль теплоизолятора. Таким образом, при выборе оконных систем необходимо различать количество камер стеклопакета и количество камер профиля.
3. Напыления и закалка
Для повышения функциональности стеклопакетов на их стекла наносят различные напыления. Энергосберегающее напыление (Low-E) представляет собой тонкий слой оксида металла, который наносится на внутреннюю поверхность стекол. Это покрытие отражает инфракрасные лучи, значительно уменьшая потери тепла зимой и предотвращая перегрев внутренних помещений дома в летний период. Наносят также покрытия, снижающие вредное действие ультрафиолетовых лучей, тонирующие покрытия, отражающие покрытия и др.
Комплексное решение – использование в стеклопакетах многофункциональных стекол (MF-стекол). MF-стекла имеют несколько слоев покрытий, каждый из которых выполняет определенные функции.
В некоторых типах стеклопакетов используют закаленные стекла. Такие стекла имеют повышенную прочность и более безопасны в эксплуатации. Если их все же удается разбить, то они распадаются на мелкие незаостренные осколки. Эта особенность закаленных стекол очень важна в помещениях с большими панорамными окнами.
4. Звукоизоляция
Помимо энергосберегающих свойств, стеклопакеты обладают способностью снижать уровень шума, проникающего в дом с улицы. Эта способность обусловлена, главным образом, тем, что стеклопакеты являются слоистыми конструкциями. Даже однокамерный стеклопакет имеет 4 граничных поверхности. Любая волна, распространяясь через границу двух сред, испытывает отражение и преломление. Проходя через слоистую конструкцию, звуковая волна многократно отражается на границах слоев, теряя свою энергию.
Выпускаются также стеклопакеты с повышенными звукоизолирующими свойствами. В таких стеклопакетах применяют стекла и газовые промежутки камер разной толщины. Это позволяет уменьшить вероятность возникновения резонансных явлений. В некоторых стеклопакетах применяют триплекс – конструкции из двух листов стекла, склеенных между собой полимерным материалом. Триплекс имеет значительно более высокие прочностные свойства, чем обычное стекло. С точки зрения звукоизоляции триплекс интересен тем, что увеличивает количество границ при прохождении звуковой волны через стеклопакет.
Для осуществления эффективной звукоизоляции важен также правильный монтаж окон, устранение щелей и зазоров, устранение возможности проникновения шума через откосы.
Некоторые производители предлагают оконные профили, заполненные звукопоглощающими материалами, например, минеральной ватой. При выборе таких конструкций следует иметь в виду, что эффективное звукопоглощение наступает только тогда, когда звукопоглотитель имеет толщину порядка длины звуковой волны. Например, для эффективного поглощения звука с частотой 1000 Гц толщина звукопоглотителя должна быть не меньше 340 мм. Для защиты от шума проезжающих автомобилей, громкого разговора, лая собак толщина звукопоглотителя, находящегося в камерах оконного профиля, будет, скорее всего, недостаточна. А для защиты от высокочастотных шумов такой звукопоглотитель может быть эффективен.
Выбор окон для загородного дома – это комплексная задача. Необходимо учитывать различные требования, зачастую противоречивые. Следует помнить, что ошибки при монтаже окон могут свести на нет все преимущества выбранного варианта. И напротив, оптимальный выбор и профессиональный монтаж окон обеспечат комфорт и уют в вашем доме на многие годы.
Компания «Райвола Хаус» – строительство и реновация загородных домов.