Энергосберегающие окна: принцип работы и особенности выбора

Энергосберегающие окна стоят дороже обычных моделей. Вследствие этого для большинства покупателей важно сразу выяснить, окупят ли они в обозримом будущем свои вложения. Причем многие заказчики не могут сделать правильные выводы, поскольку сегодня об энергосберегающих технологиях создано много мифов. В комплексе с недостатком информации они дезинформируют покупателей и не позволяют в полной мере оценить конкретную пользу от использования инновационных решений. Эта статья развеет подобные мифы и понятно объяснит, почему сегодня абсолютно для всех выгодно устанавливать энергоэффективные окна.

Что представляют собой энергосберегающие окна

Для производства таких изделий используют специальные стеклопакеты, которые способны самостоятельно удерживать тепло внутри помещений. Внешне они не отличаются от стандартных моделей, могут иметь разную толщину и одну или две камеры. Энергосберегающие стеклопакеты функционируют так, что не требуется даже минимальное участие человека. Окна самостоятельно без дополнительных приспособлений удерживают тепло внутри помещений.

Такого результата ученым удалось добиться путем разделения всех волн спектра на длинные и короткие при помощи специального покрытия. Оно наносится на поверхность обычного полированного флоат-стекла и способно отражать именно длинные тепловые волны. При этом короткие лучи видимого спектра практически беспрепятственно проходят сквозь такое покрытие. То есть фактически внутренняя поверхность стеклопакета самостоятельно возвращает обратно в помещение стремящееся вырваться наружу тепло и свободно пропускает свет. Такое покрытие называется селективным или низкоэмиссионным.

Лучше всего понять, что же такое энергосберегающие окна, можно путем их сравнения с обычным ситом, которое пропускает мелкие и задерживает крупные частицы. Аналогично функционирует стекло со специальным покрытием, состоящим из цветных металлов и полупроводниковых оксидов металлов. Оно пропускает короткие световые волны и оставляет внутри помещений длинные тепловые. Благодаря этой технологии удалось значительно увеличить энергоэффективность окон. На текущий момент производители используют два вида стекол – с мягким и твердым покрытием.

Стекло с мягким (i) энергосберегающим покрытием

Эти энергосберегающие стекла получают на специальном высоковакуумном оборудовании, в которое вмонтирована система равномерного распыления мельчайших частиц по поверхности стекол – именно с ее помощью наносится покрытие на основе окислов металлов. Основными компонентами энергоэффективного состава являются окись титана и серебро. Они последовательно равномерными слоями распыляются и закрепляются на поверхности. Благодаря им i-стекло с мягким покрытием отражает тепло внутрь помещений.

Стекло с твердым (k) энергосберегающим покрытием

Этот вид покрытия фактически спекается с поверхностью стекла, и удалить его достаточно проблематично. Теплосберегающий слой представляет собой химическое соединение кислорода, кремния и индия. Он наносится при высокой температуре пиролитическим методом. Энергоэффективные окна и энергосберегающие стекла с этим видом напыления с твердым покрытием имеют маркировку «Low-E» или «k».

Стеклопакеты с i-стеклом

Энергосберегающие однокамерные окна с i-стеклом стоят меньше моделей, оснащенных k-стеклами. При этом они уязвимее изделий со стеклопакетами, имеющими твердое покрытие – уже отмечалось, что мягкий слой легко повредить и он теряет свойства при длительном воздействии кислорода. Однако эти минусы i-стекол при эксплуатации современных окон не имеют особого значения. Ведь такая модификация стекол используется только в герметичных стеклопакетах, в которых металлизированное покрытие расположено изнутри и надежно защищено со всех сторон. Лучшие энергосберегающие окна сегодня изготавливают с применением именно этой технологии.

Если производитель привез энергоэффективные окна с радужными разводами, это значит, что теплосберегающее покрытие повреждено и утратило свои свойства. Чаще всего это происходит, когда при изготовлении стеклопакетов превышены сроки хранения распечатанных паллет с i-стеклами. В таких случаях покупателю нужно требовать замену окон.

Стеклопакеты с к-стеклом

У энергосберегающих окон с твердым защитным слоем выше цена, но ниже эффективность. Они способны отразить до 70% теплового потока, а изделия с мягким покрытием – до 90% и больше. При этом стоят они в 2-2,5 раза больше стекол с мягким покрытием. Вследствие этого окна с k-стеклами сегодня почти не производятся, так как эта технология считается морально устаревшей. Ее используют только в тех случаях, когда необходимо:

• изготовить ударопрочные окна с применением технологии закаливания стекол;
• немного снизить поступление солнечного света;
• выполнить одинарное остекление.

Поскольку одинарное остекление при проведении мероприятий по теплосбережению применяется крайне редко, покупатели в основном отдают предпочтение стеклопакетам с i-стеклами.

В чем отличие энергосберегающих окон

Чтобы понять, чем отличаются энергосберегающие окна от обычных, рекомендуется ознакомиться с результатами одного простого эксперимента. Специалисты в абсолютно одинаковых условиях измерили температуру внутреннего стекла у разных видов окон, оснащенных однокамерными стеклопакетами.
Чем теплее внутреннее стекло, тем меньше теряется через окна энергии. Его температура – индикатор того, удается ли проникать холоду через стеклопакеты во внутренние помещения. Данные из таблицы свидетельствуют, что обычные окна удерживаю тепло значительно хуже моделей с энергоэффективными стеклами. Если сравнивать между собой эффективность твердого или мягкого покрытия, то эксперимент доказал на практике – лучше сохраняет тепло i-стекло.

Плюсы и минусы энергосберегающих окон

Все основные плюсы и минусы энергосберегающих окон уже хорошо изучены на практике. Экспериментальным путем доказано, что потери тепла через стандартные окна могут составлять от 10 до 40%. Более точный показатель зависит от площади конструкций и их герметичности. Эта проблема решается путем установки теплосберегающих окон, которые имеют значительно больше преимуществ, чем недостатков.

Преимущества энергосберегающих окон	Недостатки энергосберегающих окон
Энергосберегающие стеклопакеты позволяют на 10% сократить суммарные потери тепла из помещений, а также не допускают полного промерзания	«Отражающие» покрытия не рекомендованы для эксплуатации в зонах длительного воздействия прямых солнечных лучей, так как они быстрее теряют свои свойства
Благодаря этой технологии через зону оконных проемов теряется на 38-40% меньше энергии	Не все виды энергоэффективных стекол пригодны для одинарного остекления
Такие окна защищают летом от перегрева и помогают сэкономить на кондиционировании помещений
Технология снижает нагрузку на фурнитуру, так как позволяет заменить стандартные 2-камерные стеклопакеты на более легкие однокамерные модели
Энергоэффективные стеклопакеты препятствуют образованию конденсата
Стекла с теплосберегающим покрытием защищают мебель и предметы интерьера от выцветания, которое провоцируют UV-лучи
У окон улучшается звукоизоляция – это в большей мере относится к моделям, во внутренние камеры которых был закачан инертный газ (аргон или криптон)

В среднестатистическом жилом помещении, имеющем 4 оконных проема общей площадью приблизительно 9-10 м², экономия тепла за отопительный сезон при условии использования энергоэффективных стеклопакетов составит 2070-2100 кВт. Если отапливать помещения электричеством, то экономия составит около 80000 рублей. Однако это самый дорогой вариант обогрева. Экономия на израсходованном в котле природном газе составит около 1500-2000 рублей, а при оплате услуг по счетчику за централизованное отопление - приблизительно 3500 рублей. 

Способ проверки стеклопакетов на наличие энергоэффективного покрытия

Визуально отличить энергоэффективное стекло от простого нельзя, поскольку оба изделия выглядят абсолютно одинаково. Идентификация затруднена отсутствием в свободном доступе приборов, позволяющих однозначно подтвердить наличие теплосберегающего слоя. Этим активно пользуются различные мошенники, которые пытаются продать обычные окна по завышенной цене. Чтобы не стать жертвой таких аферистов, важно выяснить, как можно самостоятельно проверить энергосберегающие стеклопакеты на наличие теплосберегающего покрытия. Сделать это очень просто:

1. К стеклу подносится зажженная свеча или зажигалка.


2. Затем изучается цвет пламени, которое отражается в окне.


3. Если производитель использовал энергоэффективное стекло, то отражения на разных сторонах стеклопакета будут заметно отличаться.


4. В стандартном однокамерном стеклопакете должно появиться 3 отражения желто-оранжевого цвета и одно с малиновым оттенком. Если стеклопакет двухкамерный, желто-оранжевых отражений будет на два больше.


5. Пламя одного цвета во всех стеклах окна будет сигнализировать о том, что покупателя пытаются обмануть.

Поскольку проверить энергосберегающие окна другими способами настолько же быстро и эффективно нельзя, на текущий момент этот метод является единственным маркером добросовестности исполнителя заказа.

Если не протестировать сразу окна на наличие теплосберегающего покрытия, то обман вскроется только при наступлении морозов. Время будет потеряно, и добиться замены стеклопакетов в таком случае будет очень сложно. 

Достаточно ли однокамерных стеклопакетов для энергосберегающих окон

Когда заказываются окна, практичнее всего выбрать для них однокамерные энергосберегающие стеклопакеты. Это позволит снизить вес всех видов створок и значительно уменьшить нагрузку на фурнитуру. Такой щадящий режим гарантированно продлит срок службы механизмов открывания. Однако многие покупатели начинают переживать, что сопротивления теплопередаче у энергоэффективных моделей с одной камерой недостаточно для экономии тепла.

Выяснить это очень просто – достаточно сравнить коэффициент сопротивления теплопередаче у разных стеклопакетов. Этот параметр показывает сколько тепла может уйти через 1 м² стекла при условии, что разница температур внутри и снаружи составляет 1 °C, а формула определения теплопотерь выглядит следующим образом:

Q=S*dT/K, где:

Q - общие теплопотери;
S - площадь стеклопакетов в окне;
dT - общая разница между температурой на улице и внутри помещения;
K - коэффициент сопротивления теплопередачи.

Поскольку формула требует умноженную на разницу температур площадь поделить на коэффициент сопротивления, то из школьного курса математики делаем вывод - чем выше его значение, тем меньше утечка тепла через эти элементы окон.
Предоставленная информация наглядно демонстрирует, что окна с однокамерными энергосберегающими стеклопакетами значительно лучше удерживают тепло, чем обычные модели. То есть для большинства регионов европейской части России с умеренными климатическими условиями такой вариант комплектации считается оптимальным. А вот для зон со слишком суровыми зимами лучше заказывать двухкамерные окна с энергосберегающим стеклом. Установка таких моделей гарантированно позволит без особых проблем пережить самые сильные морозы.

Стоит ли закачивать во внутренние камеры инертный газ

Мифы вокруг энергосберегающих окон иногда способны дезинформировать даже тех, кто уже принял однозначное решение заказать такие изделия. Одно из наиболее распространенных заблуждений заключается в том, что аргон способен значительно увеличить их эффективность. С одной стороны, информация полностью правдива – инертный газ хорошо задерживает тепло. А с другой – его КПД в конкретной ситуации не настолько высок, как обещают некоторые продавцы.

Логика производителей абсолютно понятна и заключается в том, что лично им выгодно продать клиентам дополнительную услугу. Однако нужно ли это заказчику окон? Чтобы не ошибиться и не потратить зря деньги, рекомендуется индивидуально подходить к необходимости использования инертного газа. В одних случаях имеет смысл закачать аргон, а в других – целесообразнее использовать двойной стеклопакет с энергоэффективным покрытием. Определить оптимальный вид стеклопакета можно только путем сравнения коэффициентов сопротивления теплопередаче у разных модификаций.
Эти данные наглядно показывают, что инертный газ во всех случаях приблизительно на 10% повышает эффективность окон. Для тех, кто хочет заполнить аргоном энергосберегающие окна, отзывы специалистов могут оказать решающее значение. Ведь именно эти люди работают в регионе и обладают достоверной информацией, какой уровень теплоизоляции оптимально подойдет для конкретных климатических условий. При этом самые теплые стеклопакеты с 2 камерами и инертным газом из-за высоких цены и веса пока не пользуются высоким спросом в регионах с умеренным климатом.

Что еще влияет на энергоэффективность окон

Энергоэффективность окон зависит не только от вида теплосберегающего слоя, закачки инертного газа и количества камер в стеклопакете. Непосредственное влияние на нее оказывают профили, фурнитура и качество монтажа. Если несерьезно отнестись хоть к одному из пунктов, окна будут хуже удерживать тепло.

ПВХ-профили

От выбора этих элементов зависит стабильность форм оконных конструкций и их герметичность. Также они не должны служить мостиками холода, провоцирующими снижение температуры во внутренних помещениях и образование конденсата. Для этого качественные профили должны иметь:

• соответствующую ГОСТу толщину внешних и внутренних стенок;
• армирующие вкладыши из стали;
• гладкую поверхность без дефектов и желтых пятен.

Если профили из ПВХ не соответствуют перечисленным критериям, то покупка энергоэффективных стеклопакетов лишена смысла. Из-за низкого качества пластика и отсутствия армирования зимой конструкция рам и створок деформируется, и происходит разгерметизация окон.

Фурнитура и уплотнительные контуры

Эти элементы оконных конструкций также обеспечивают герметичность. Именно от их качества, надежности и функциональности будет зависеть плотное прилегание активных створок к конструкции рамы. Вследствие этого рекомендуется:

1. Выбрать для комплектации окон двухкамерные силиконовые уплотнители и регулярно ухаживать за ними - протирать и смазывать глицериновым составом каждые 6 месяцев.


2. Заказать интеграцию микролифтов, которые предотвращают преждевременный износ фурнитуры.


3. Попросить производителя использовать для навешивания створок скрытые петли, которые отличаются более высоким уровнем герметичности.


4. Дополнительно установить устройства микрощелевого проветривания или клапаны приточной вентиляции. Это необходимо, чтобы сократить утечку тепла зимой при проветривании помещений.

Все эти меры лучше всего предпринять на этапе заказа окон. Такие своевременные действия помогут приблизительно на 3-5% уменьшить теплопотери.

Монтаж

Энергоэффективные окна из пластика, дерева или алюминия автоматически утратят все свои теплосберегающие качества, если монтаж будет произведен не по ГОСТу. Игнорирование этой рекомендации влечет за собой разгерметизацию конструкций по периметру рам. Возможны и другие неприятные проблемы – деформация оконного переплета, регулярное запотевание окон вследствие плохой вентиляции и появление плесени. Покупателям рекомендуется самостоятельно ознакомиться с перечнем нормативов, которые отображены в ГОСТ 30971-2012. Если установка была выполнена с нарушениями, и в процессе эксплуатации окон возникли проблемы, клиент вправе требовать устранения недостатков. Вся ответственность в этом случае возлагается на фирму, выполнившую некачественный монтаж.

При заказе пластиковых энергосберегающих окон, ПВХ профиль можно подобрать таким образом, чтобы добиться визуального сходства с изделиями из натурального дерева. Это позволяет сделать технология ламинирования.

Энергосберегающие пластиковые окна

Основная область применения стеклопакетов с селективным покрытием – конструкции из ПВХ профилей. При этом эффективность энергосберегающих пластиковых окон в меньшей мере зависит от количества внутренних полостей в рамах и створках, чем от вида стеклопакета. Однако при заказе теплосберегающих окон не рекомендуется выбирать 3-камерные модификации. Оптимальное количество внутренних полостей в таких системах – от 5 единиц в каждом из профильных элементов оконной конструкции.

Энергосберегающие окна из дерева

Энергоэффективные стеклопакеты имеют широкую область применения и предназначены не только для интеграции в конструкции, изготовленные из пластиковых профильных систем. Энергосберегающие деревянные окна также изготавливаются с использованием k- и i-стекол. Лучше всего сократить утечку тепла позволяют двухстворчатые конструкции, которые имеют два ряда остекления. К этому виду относятся следующие модели окон:

• финские;
• шведские;
• норвежские.

Все эти изделия обобщенно называются скандинавскими и рекомендованы для эксплуатации в суровых климатических условиях. Когда устанавливаются именно такие деревянные окна, энергосберегающие свойства стеклопакетов с напылением усиливаются. Это происходит благодаря наличию дополнительной наружной камеры, которая расположена между отдельными створками.

Алюминиевые энергоэффективные окна

Теплые алюминиевые конструкции встречаются не так редко, как кажется. Легкий металлический профиль – отличное решение для надежного остекления проемов с большой площадью. Однако алюминиевые окна всегда отличались более высоким уровнем теплопотерь, если сравнивать их с одинаково укомплектованными конструкциями из ПВХ–профилей или дерева. Эту проблему по периметру створок и рам создавали так называемые «мостики холода» – зоны, через которые происходит интенсивный теплообмен.

Чтобы замедлить интенсивный процесс теплопередачи в этих местах, профили посередине разделили полимерными вкладышами. Они надежно соединяют наружную и внутреннюю части алюминиевого профиля и препятствуют проникновению холода. Благодаря им окна получили дополнительную защиту как со стороны холодных стен, так и с улицы. Такие вставки изготавливаются из политермида или полиамида и называются термомостами. В этом конкретном случае мы имеем дело с ситуацией, когда обе энергосберегающие технологии должны использоваться одновременно.

Только одна установка стеклопакетов с металлизированным покрытием требуемого эффекта не обеспечит. Нужен еще теплый алюминиевый профиль.

Многофункциональные энергосберегающие окна

Хотя стеклопакеты с твердым либо мягким k- или i-покрытием способны частично отражать тепловую солнечную энергию, этот функционал для них не является основным. Такие изделия разрабатывались в первую очередь для сохранения тепла внутри помещений. Поскольку избыток солнечного света – проблема для многих владельцев недвижимости, назрела необходимость в создании новых моделей окон. Они должны были стать в равной степени эффективны и с точки зрения энергосбережения, и в плане способности уменьшать негативные последствия от избытка солнечного света.

С этой целью на основе прежних технологий было разработано мультифункциональное стекло с покрытием, способным работать в течение всего года – и зимой, и летом. То есть по факту покупатель получает солнцезащитные окна с энергосберегающим эффектом. Этого удалось добиться благодаря последовательному нанесению нескольких невидимых слоев металлов и их оксидов. Такие многофункциональные стекла одновременно обладают несколькими полезными свойствами:

• обеспечивают точность цветопередачи;
• снижают потери тепла через окна приблизительно на 78%;
• практически не уменьшают поступление естественного света внутрь помещений;
• сокращают расходы на кондиционирование примерно на 40%.

В зависимости от модификации определенные виды многофункциональных стекол подлежат процедуре закалки и термоупрочнения. Некоторые из них можно даже моллировать (придавать радиусную форму). Еще имеются серии этих изделий, которые представлены разными цветовыми решениями, что позволяет решить вопрос декоративного оформления окон.

Защитное покрытие у многофункциональных стекол достаточно прочное, так как на молекулярном уровне его разные слои накладываются крест-накрест. Эта технология ощутимо продлевает срок службы окон с двойным эффектом.

Мифы об энергоэффективных стеклах

Поскольку энергоэффективные окна – относительно новый продукт на российском рынке, о них сегодня создано много мифов. Чтобы не быть дезинформированным, рекомендуем ознакомиться с самыми распространенными заблуждениями.

Установка второго i- или k-стекла увеличивает энергоэффективность окон

Эту информацию распространяют некоторые фирмы, чтобы увеличить продажи. Причем они не лгут – эффективность, действительно, увеличивается, но всего на 2-3%. Ведь все волны, которые можно было отразить, уже вернуло обратно в комнату первое стекло. Зато светопропускная способность таких окон уменьшается на 8-10%, что увеличивает расходы на искусственное освещение.

Энергоэффективные окна оказывают негативное влияние на растения

Это неправда – никакого вреда комнатным цветам установка таких моделей не наносит. Стекла с селективным покрытием в достаточном количестве пропускают необходимый для нормального развития растений ультрафиолет.

Аргон быстро улетучивается и вреден для здоровья

Если стеклопакет изготовлен с соблюдением всех технологий, то утечка инертного газа составляет не более 2-3% в год. Причем это абсолютно нормальный процесс. Ведь сейчас добиться абсолютной герметичности можно только путем запайки камер по периметру при помощи специальной стеклокерамической смеси. Такая дорогая и сложная технология сегодня применяется только при производстве вакуумных стеклопакетов. Во всех остальных случаях в ней нет необходимости, поскольку выход 2-3% аргона в год не влияет ни на функциональность окон, ни на здоровье людей.

Некачественные i-стекла сильно греются

Покупатели, которых продавцы не проинформировали, почему энергосберегающие окна иногда сильно нагреваются, начинают волноваться в процессе их эксплуатации. Беспокойство усиливается, если они еще где-то находят подтверждение тому, что повышение температуры стекла – признак низкого качества. Не стоит переживать по этому поводу, поскольку это недостоверная информация. Для энергоэффективного покрытия, состоящего из металлов и их оксидов, абсолютно нормально аккумулировать часть тепловой энергии. При этом степень нагрева поверхности таких стекол напрямую зависит от интенсивности тепловых потоков. Чем теплее в комнате или на улице, тем выше температура стекла. Этим и объясняется тот факт, что временами окна нагреваются больше обычного.

Энергоэффективные окна редко окупают себя

Среди покупателей преобладает мнение, что цена окон с энергосберегающим стеклопакетом не позволит быстро окупить вложения. В этом случае правильнее всего обратиться к помощи математики и самостоятельно определить экономический эффект. Алгоритм действий предельно прост:

1. Берется объем энергии, сэкономленной за сезон на 9-10 м² остекления, – 2070-2100 кВт.
2. Если в стеклопакеты закачан аргон, то к этому значению прибавляется еще 10%.
3. Затем количество сэкономленной энергии приводится в соответствие с собственной площадью остекления (например, для 15 м² оно будет равно 3150 кВт, а для 6 м² – 1260 кВт).
4. Для перевода в денежный эквивалент нужно умножить полученное значение на стоимость одного кВт тепловой энергии в конкретном регионе (при этом на перспективу нужно учитывать, что стоимость теплоносителей постоянно растет).
5. На завершающем этапе вычислений нужно определить разницу в стоимости между моделями с обычными стеклопакетами и энергоэффективными окнами, а затем сравнить полученную сумму с возможной экономией на отоплении.

Когда получается лучше изучить энергосберегающие окна, мифы и реальность окончательно расходятся. Ведь становится очевидным, что большинство слухов об этой перспективной технологии вводят потребителей в заблуждение.

Перспективы энергосберегающих окон

Окна с металлизированным напылением, скорее всего, заменят вакуумные стеклопакеты, которые отлично поглощают звук и удерживают тепло. Такие изделия уже созданы и активно применяются на практике. Однако для массового потребителя это пока еще – технология будущего. На текущий момент недостатки вакуумных энергосберегающих стеклопакетов заключаются в высокой стоимости и сложности производства. Вследствие этого они будут еще какое-то время продуктом, доступным в основном только для состоятельных граждан. А вот окна с i- или k-стеклами, которые постоянно совершенствуются, уже сегодня могут приобрести все россияне.

Примерная цена энергосберегающих окон

Стоимость этих изделий может значительно отличаться. При этом цена за один квадратный метр самых недорогих энергосберегающих пластиковых окон не может быть меньше 3800-4000 рублей. Сумма, которую нужно заплатить, зависит не только от стеклопакетов, но и от вида профиля. Например, модели из 5-камерного профиля с многофункциональными двухкамерными стеклопакетами будут стоить уже 4500-4700 рублей за квадратный метр. К удорожанию приводит дополнительная комплектация конструкций:

• оконной автоматикой;
• встроенными жалюзи;
• специальной противовзломной фурнитурой.

Цена энергосберегающих моделей с рамами и створками из натурального дерева минимум в 2-2,5 раза выше, чем у пластиковых окон с такими же точно стеклопакетами. Еще дороже стоят двухстворчатые окна скандинавского типа.

Отзывы специалистов об энергосберегающих окнах

Сегодня определяющее значение имеют отзывы специалистов об энергоэффективных окнах, поскольку именно эти люди обладают максимально достоверной информацией. Они не только лучше других знают все достоинства и недостатки технологии, но и знакомы с актуальными сведениями о потребительском спросе на определенные виды остекления. Эта информация лучше всего помогает покупателям определиться с выбором.

Продавец окон с 12-летним стажем Савченко Инга Игоревна: «Доля продаж деревянных и пластиковых окон с энергосберегающими стеклами постоянно растет. Эти изделия на практике доказали свою эффективность, поэтому к нам уже приходят покупатели по рекомендациям родственников, коллег и знакомых. Чаще всего пока заказывают окна с мягким покрытием, однако в последнее время отмечается рост спроса на многофункциональные окна. Это объясняется тем, что значительно улучшилось качество и возросла эффективность стекол, которые способны одновременно сохранять тепло и защищать от перегрева».