14/02/2012

Skla s povlakem ve stavebnictví

S příchodem nových technologií získáváme moderní skla s vynikající tepelnou izolací a vysokou účinností sluneční ochrany. Tyto typy skel odráží určité spektrum sluneční energie pomocí speciálního povlaku. Často se nepřesně mluví o sklech s pokovením - povlak však může být i jiného charakteru.
Norma ČSN EN 1096 Sklo ve stavebnictví – Sklo s povlakem proto výraz pokovení nepoužívá. Rozlišují se dva druhy povlaků: Tvrdé povlaky (on-line technologie, sklo např. Stopsol nebo Sunergy), které jsou aplikovány na čiré nebo barvené sklo přímo na výrobní lince – tento druh povlaku lze použít i v pozici 1u jednoduchého skla nebo izolačních dvojskel případně trojskel. Měkké povlaky (off-line technologie, sklo např. Planibel, Stopray atd.) – tento druh povlaku je náchylný k oxidaci a není odolný vůči mechanickému poškození jako u skla s tvrdým povlakem. Skla s měkkými povlaky mohou být použita pouze uvnitř izolačních dvojskel nebo trojskel.
Pozorujeme trend zvětšování průměrné plochy zasklení. Tento nárůst sebou nese zpřísnění požadavků na tepelně technické charakteristiky výplní stavebních otvorů, popř. lehkých obvodových plášťů budov a v některých případech i požadavky na zvýšenou protisluneční ochranu, aby se zabezpečila jejich celková energetická bilance. Pro zajištění všech požadavků je nezbytné, aby v každém izolačním zasklení bylo použito právě sklo s povlaky. Vlastnosti povlaků – tepelná izolace Sklo jako základní materiál má malé izolační vlastnosti. Součinitel hodnoty tepelné vodivost je ƛ = 1,35 W/mK. Pro zajištění lepších tepelně izolačních vlastností nám nepomůže pouhé zvětšování tloušťky skla. Pro docílení standardní hodnoty součinitele prostupu tepla Ug = 1,1 W/m2K bychom museli použít jednoduché sklo v celkové tloušťce 700 mm. Pro snížení spotřeby energie na vytápění budov v zimním období a tím současně snížení emisí škodlivého CO2 se používají izolační skla s povlakem s nízkou emisivitou. Jejich tajemství spočívá v takřka virtuální, neviditelné vrstvě kovů nanesené na povrch skla. Povlak výrazně zvyšuje tepelně izolační vlastnosti izolačního skla. Nízkoemisivní povlak funguje v podstatě jako zrcadlo pro dlouhovlnné infračervené záření a výrazně tak redukuje unikání tepla z interiéru. Skla s nízkoemisivními povlaky (např. Planibel Top N+, Planibel Energy N, Stopray) se používají pro výrobu izolačních dvojskel a trojskel. Velmi dobré tepelně izolační vlastnosti izolačních skel je možné ještě vylepšit použitím vzácného plynu do meziskelní dutiny, který má nižší tepelnou vodivost než vzduch. Pro plnění meziskelní dutiny se nejčastěji používá inertní plyn argon, případně krypton.
Obr. 1 Vliv tloušťky skla na součinitel prostupu tepla	Obr. 2 Součinitel prostupu tepla Ug = 1,1 W/m2K pro monolitické sklo
Pro dosažení nejlepších tepelně izolačních vlastností v izolačním trojskel je nutné použít dvě skla s nízkoemisivním povlakem a meziskelní dutiny vyplnit inertním plynem (argonem případně kryptonem). Obr. 3 Izolační trojsklo s dvěma povlaky Vlastnosti povlaků – světlo a solární ochrana Skla s povlaky umí také vyřešit další problém, a to nepříjemné přehřívání interiéru, a zároveň zajistit dostatečný světelný prostup. Vlastnosti zasklení jsou definovány pomocí několika málo veličin – světelných faktorů, energetických faktorů a selektivity. Světelné faktory Světelné parametry jsou výhradně definovány na viditelné části slunečního záření (mezi 380 nm až 780 nm). Světelný činitel prostupu Ʈv (Light transmitation – LT) a světelný činitel odrazu ρv (Light reflection – LR) jsou definovány jako část viditelného světla, které projde přes zasklení do interiéru respektive které je odraženo zpět do exteriéru. Záření pohlcené do hmoty skla není viditelné a je zpravidla zanedbatelné. Obr. 4 Světelné veličiny zasklení Energetické faktory Při dopadu slunečních paprsků na zasklení se celkové sluneční záření (mezi 300 nm až 2500 nm) rozkládá na: část energie ρe, která je odražena zpět do exteriéru; ρe (Energy reflection – ER) je činitel odrazu přímého slunečního záření část energie Ʈe , která je přenesena přes zasklení do interiéru; Ʈe (Direct energy transmition – DET) je přímý energetický prostup část energie αe, která je pohlcena do hmoty skla; αe (Energy absorption – EA) je činitel pohlcení přímého slunečního záření. Tato energie je následně: vyzářena do exteriéru qe; qe je činitel pohlcení přímého slunečního záření 1 vyzářená do interiéru qi ; qi je činitel pohlcení přímého slunečního záření 2 Pro tyto činitele platí zákon zachování energie: ρe + Ʈe + αe = 1 nebo: ER + DET + EA = 100 Celkový činitel prostupu slunečního záření g (Solar factor, solární faktor – SF) reprezentuje celkovou energii přenesenou přes zasklení – je to suma energie přenesené přímo přes zasklení (DET) a energie následně vyzářené do interiéru: g = Ʈe + qi Obr. 5 Energetické veličiny zasklení Selektivita Sluneční záření, tj. viditelné světlo, ultrafialové záření (UV) a infračervená radiace (IR) přináší do interiéru staveb teplo. Tuto tepelnou energii můžeme omezit bez výrazného snížení prostupu světla použitím vysoce účinného nízkoemisivního povlaku na povrchu skla, který zabrání prostupu UV a IR záření a zároveň propustí viditelné světlo. Takové zasklení se nazývá selektivní. Selektivita zasklení se dá vyjádřit pomocí podílu světelného činitele prostupu (LT) a celkového činitele prostupu slunečního záření (SF): Donedávna platilo, že selektivita skla s povlakem může dosahovat hodnot 0 až 2: 0 pro opakní sklo, které nepropouští světlo (LT=0) 2 bylo považováno za nejlepší možnou hodnotu selektivity. Viditelné světlo tvoří 50% z celkového rozsahu slunečního spektra. Proto se např. pro zasklení s LT= 50% uvažovalo s nejlepším možným SF = 25%. S příchodem nových materiálů a technologií již lze dosáhnout hodnoty selektivity vyšší než 2. Selektivita je jeden z nejdůležitějších parametrů, který určuje efektivitu a výkon zasklení. Vývoj “měkkých“ magnetronových povlaků Povlaky s jednou vrstvou stříbra Jedná se o nejzákladnější povlaky používané převážně do běžných izolačních dvojskel a trojskel. Jejich použití je hlavně pro běžnou rezidenční výstavbu. Hlavní funkční vrstvou v konstrukci povlaku je vrstva stříbra a oxidy kovů. Jako každý “měkký“ povlak je opatřen krycí vrchní vrstvou, která chrání jednotlivé funkční vrstvy před poškozením. Selektivita (poměr mezi světelnou prostupností a solárním faktorem) základních povlaků dosahuje hodnot maximálně 1,6. Příklady produktů: Planibel Top N+,Planibel Top N+T, Planibel Top 1.0, Planibel TRI. Povlaky se dvěma vrstvami stříbra Povlaky vyvíjené zejména pro aplikaci v komerčních stavbách. Z hlediska parametrů byly tyto povlaky dlouho považovány za nejlepší a obtížně překonatelné. Hlavní funkční vrstvou ve skladbě povlaku jsou dvě vrstvy stříbra oddělené oxidy kovů a absorpční mezivrstvou. Povlak je také opatřen krycí vrstvou, která chrání jednotlivé vrstvy před mechanickým poškozením. Selektivita (poměr mezi světelnou prostupností a solárním faktorem) těchto povlaků dosahuje hodnot maximálně 1,85. Příklady produktů: Planibel Energy N, celá škále skel Stopray . Obr. 6 Skladba povlaku s jednou vrstvou stříbra Obr. 7 Skladba povlaku s dvěma vrstvami stříbra
Povlaky se třemi vrstvami stříbra Jedná se úplnou a převratnou novinku v oblasti vývoje povlaků pro stavební aplikace. Je to povlak, kde jsou poprvé použity tři funkční vrstvy stříbra v kombinaci s ostatními kovy a prvky. Díky unikátní kompozici této vrstvy dosahují izolační skla selektivity vyšší než 2, což bylo dlouho mylně považováno za maximální možnou hodnotu. Obr. 8 Skladba povlaku s třemi vrstvami stříbra (selektivita těchto revolučních povlaků dosahuje hodnot až 2,15)
Autoři: tým společnosti AGC Glass Europe Článek byl publikován v pilotním čísle časopisu Energeticky soběstačné budovy.
Výroba skla a ochrana životního prostředí V roce 2010 dostala společnost AGC za své výrobky z plochého skla a skel s měkkým povlakem certifikát v rámci programu Cradle-to-Cradle od nezávislé organizace MBDC. Cradle to Cradle (C2C) je striktní program organizace MBDC posuzující celkovou náročnost výrobků na životní prostředí, tj. po celou dobu jejich životnosti. Cílem tohoto inovativního přístupu je udílet certifikáty výrobkům společností s nejekologičtějšími výrobními metodami a produkty. Přijetím filozofie a etiky C2C se společnost AGC stala na tomto poli ve sklářském průmyslu lídrem. Skupina AGC je skutečným průkopníkem v zavádění přísných ekologických cílů do svých výrobních postupů a konečných výrobků. Produkty AGC Glass Europe Skla Stopray, Planibel Energy N nebo Sunergy jsou moderní produkty společnosti AGC Glass Europe. Tato skla dokáží kombinovat řízený prostup sluneční energie s vysokou světelnou prostupností, proto se jim také říká selektivní skla. Co možná největší úroveň světelné prostupnosti (LT = 49%) a zároveň výrazné snížení prostupu sluneční energie (SF = 23%) nabízí nové sklo Stopray Ultravision 50. Tato novinka ze škály skel Stopray je vysoce výkonné sklo s měkkým povlakem se třemi vrstvami stříbra tzv. „triple silver coating“. Stopray Ultravision 50 je vždy na extra čirém skle Planibel Clearvision, které zajistí atraktivní a neutrální vzhled. Jak již bylo uvedeno výše, toto sklo nabízí především vysokou úroveň světelné prostupnosti (LT = 49%) což přináší více přírodního světla do interiéru. Díky vysoké úrovni tepelné izolace [Ug = 1,0 W/(m².K)] je dosaženo většího pohodlí a mnohem větších energetických úspor. Jedná se tedy o nejlepší zasklení pro celoskleněné fasády vzhledem k výraznému snížení nákladů za klimatizaci a osvětlení budovy. Více informací o produktech společnosti AGC Glass Europe naleznete na webových stránkách.