Тепловые потери через окна составляют до 25% от общих потерь здания при площади застекления до 20 % от общей площади стен, а инфильтрация до 35%, т.е. через светопрозрачные ограждающие конструкции зданий теряется от 40 до 50% тепловой энергии, поэтому применение энергосберегающих окон обеспечивающих значительное снижение теплопотерь, становится особенно актуальным. Термоотражающие стеклопакеты - рациональное решение этой проблемы.
Существует несколько путей потери тепла.
Теплопроводность самих стекол. Уменьшить теплопотери в этом случае можно путем увеличения количества стекол в оконной системе. Так, например, в некоторых девяти- и шестнадцатиэтажных домах, построенных в конце прошлого века, устанавливались деревянные рамы с тремя листами стекла Потери тепла, обусловленные конвекцией воздуха. Эта проблема была решена после создания стеклопакета герметичного типа.
Инфракрасное излучение, на долю которого приходится до 70% потерь тепла. В данном случае единственным способом снижения теплопотерь является использование так называемого низкоэмиссионного (Low-E) стекла, на одну из поверхностей которого нанесено специальное покрытие. За последние годы произошло значительное повышение качества остекления и окон. Это привело к существенному повышению уровня комфортности и снижению потерь тепла. В соответствии с современными стандартами принято двойное остекление окон со специальным термоотражающим покрытием, а также заполнением пространства между стеклами разреженным газом. И то, и другое значительно повышает теплоизоляцию окон.
Новые окна обладают большей воздухонепроницаемостью. Так, проблема со сквозняками сводится к минимуму, повышается комфортность проживания, и снижаются потери тепла. Однако теперь жителям домов нужно обращать больше внимания на необходимость периодически открывать окна для проветривания помещений. Установка на окнах низкоэмиссионных стекол или теплоотражающих пленок позволяет отражать обратно, в помещение, инфракрасное излучение, созданное отоплением и генерируемое жильцами, а также солнечное излучение, отраженное от стен и предметов в помещениях. За счет этого потери тепла через окна значительно уменьшаются.
Теплоотражающие пленки располагаются на внешней стороне внутреннего стекла. Непосредственно перед установкой пленку разогревают, а затем за счет эффекта термоусадки она приобретает необходимое натяжение. После установки пленки температура в помещении поднимается на несколько градусов. Низкоэмиссионное остекление может производиться в виде замены внутреннего стекла или в виде установки дополнительной рамы (между существующими рамами или со стороны комнаты).
Толщина стекла составляет не менее 4 мм. Замена старых оконных и балконных блоков на новые «стеклопакеты» позволяет существенно снизить потери тепла и избыточную инфильтрацию. Кроме того, существенно повышается звукоизоляция помещений. Снижение избыточной инфильтрации при сохранении старых оконных и дверных блоков достигается за счет их заделки и уплотнения. Заделка между оконной рамой и стеной применяется к квартирным окнам и балконным дверям во внешних стенах зданий. При заделке имеющееся пустое пространство между рамой и элементом конструкции заполняется полиуретановой пеной.
Это покрытие практически не задерживает коротковолновое солнечное излучение, которое беспрепятственно проникает в помещение и нагревает мебель и другие предметы интерьера, но отражает внутрь здания длинноволновое (инфракрасное) излучение, исходящее от горячих предметов или приборов нагрева, исключая тем самым лучевые потери тепла через прозрачные ограждающие конструкции.
Обычное одинарное остекление, которое до сих пор встречается в регионах, обеспечивает расчетное значение коэффициента теплопередачи (в зарубежной литературе U-value) не более К = 5,8 Вт/кв. м К, что соответствует сопротивлению теплопередаче приведенному R0 = 0,17kb. m °С/Вт. Установка однокамерных стеклопакетов с обычными стеклами несколько улучшает ситуацию (К = 2,8 Вт/кв. м К, Rо = 0,36 кв. м °С/Вт), но наибольший эффект (К = 1,1 Вт/кв. м К, R0 = 0,91 кв. м °С/Вт) достигается при использовании низкоэмиссионных стекол.