Szkło przeciwsłoneczne

Od wielu lat projektanci budynków poszukiwali metod właściwego wykorzystania energii słonecznej. Nadmiar ciepła słonecznego, które dostaje się przez okna do wnętrz, może użytecznie przyczynić się do ogrzania budynku. Z drugiej jednak strony może spowodować cieplny dyskomfort.

W klimacie umiarkowanym parametry szkła powinny zrównoważyć potrzebę zapewnienia ochrony przed słońcem ograniczającą przegrzewanie się pomieszczeń latem oraz wykorzystania biernej energii słonecznej do ogrzania pomieszczeń w okresie zimy. Istnieje również konieczność zapewnienia wysokiego poziomu naturalnego oświetlenia wnętrz, co można uzyskać stosując szkło o odpowiednio wysokiej przepuszczalności światła.
Szyb przeciwsłonecznych używa się głównie dla zredukowania ilości energii słonecznej przedostającej się przez okna, a zatem dla zmniejszenia ryzyka przegrzewania się wnętrz. Z drugiej strony, specyficzne właściwości tych szyb, takie jak kolor i odbicie światła pomogą architektowi zwiększyć ilość narzędzi wyrazu, podczas projektowania budynku. Powinno się jednak podkreślić, że samo użycie szkła przeciwsłonecznego nie rozwiąże problemów związanych z przegrzewaniem się pomieszczeń. Energia słoneczna wciąż bowiem będzie dostawać się przez okna do środka, temperatura będzie wzrastać, ale w dużo mniejszym stopniu niż przy zastosowaniu zwykłego szkła. Aby zapewnić odpowiedni komfort, należy zaprojektować dobry system klimatyzacji lub wentylacji. Inwestycja w urządzenia klimatyzacyjne i jej koszty bieżące będą jednak mogły ulec znacznemu obniżeniu, gdyż dzięki zastosowaniu szkła przeciwsłonecznego, trzeba będzie pozbyć się mniej ciepła.

Promieniowanie słoneczne, również to z zakresu światła widzialnego, niesie z sobą energię. Kiedy dociera do tafli szkła energia przekazywana jest szkłu w postaci odczuwalnego ciepła, przy czym mogą wystąpić tu trzy mechanizmy: bezpośrednie przepuszczenie energii, odbicie i absorpcja.
Całkowita przepuszczalność energii słonecznej jest sumą energii słonecznej bezpośrednio przepuszczonej, znanej również jako składnik krótkofalowy oraz części zaabsorbowanej, która na drodze promieniowania i konwekcji zostaje przepuszczona do wnętrza, i określana jest jako składnik długofalowy.
Ilość energii słonecznej zaabsorbowanej a następnie wypromieniowanej na zewnątrz i do wewnątrz zależy od zastosowanej kombinacji szyb i warunków panujących na zewnątrz oszklenia. Kiedy szyba wewnętrzna jest szybą niskoemisyjną, to przepuszczalność ciepła do pomieszczenia zostaje zredukowana.
Wykorzystując możliwość modyfikacji własności przepuszczalności, odbicia i absorpcji, możliwy jest dobór takiego szkła czy kombinacji szyb, która pozwoli na utrzymanie całkowitej przepuszczalności energii słonecznej na wymaganym poziomie.
Optymalna ochrona przez słońcem może być osiągnięta poprzez użycie:
- szkła barwionego w masie (o zwiększonym współczynniku absorpcji), np. Pilkington Optifloat™, Pilkington Arctic Blue™ w połączeniu ze szkłem niskoemisyjnym.
- szkła powlekanego nisko lub wysoko refleksyjnego (o zwiększonym współczynniku odbicia i zwykle także zwiększonym współczynniku absorpcji), np. Pilkington Eclipse Advantage™.
- szkła powlekanego z powłoką wysokoefektywną, np. Pilkington Suncool™.
Szkła barwione w masie - absorpcyjne są zwykle dostępne w kolorze zielonym, brązowym, szarym czy niebieskim. Barwa szkła zostaje uzyskana przez dodanie do składu surowcowego tlenków metali barwiących. Własności przeciwsłoneczne oraz kolor zmieniają się wraz z grubością, podczas gdy refleksyjność szkła jest nieco niższa niż bezbarwnego szkła float. Dla uzyskania odpowiednich parametrów szyby barwione w masie zespala się ze szkłem niskoemisyjnym.
Dla zwiększenia tłumienia energii słonecznej konieczne jest zwiększenie bezpośredniego odbicia promieniowania słonecznego od szyby co osiąga się przy pomocy powłok. W porównaniu z bezbarwnym szkłem zastosowanie powłok przeciwsłonecznych zwiększa również absorpcję ciepła słonecznego. Ogromna różnorodność dostępnych powłok zapewnia szeroki wachlarz parametrów użytkowych.
Rozwój technologii zajmujących się powłokami, pozwolił na uzyskanie powłok przeciwsłonecznych, które poza własnościami ograniczającymi przepuszczalność energii słonecznej mają także własności niskoemisyjne. Grupę szyb o takich właściwościach, określa się często mianem „high performance”, co można tłumaczyć jako szyby wysokoefektywne, o podwyższonych parametrach użytkowych. Charakteryzują się one niską przepuszczalnością energii słonecznej, wysoką przepuszczalnością światła a ze względu na własności niskoemisyjne - znakomitą izolacyjnością cieplną pomieszczenia.

Zredukowanie przepuszczalności energii słonecznej zazwyczaj obniża też przepuszczalność widzialnej części promieniowania słonecznego. Zależność między przepuszczalnością światła i całkowitą przepuszczalnością energii słonecznej jest odnoszona do stosunku światło/ciepło. Producenci szkła używają kodu oszklenia, który podaje wartość przepuszczalności światła oraz całkowitej przepuszczalności energii słonecznej. Iloraz tych dwóch parametrów jest również często określany jako współczynnik selektywności i jest on bardzo ważnym wskaźnikiem, jeśli próbujemy zminimalizować przepuszczalność energii słonecznej, pozwalając jednocześnie na przepuszczenie możliwie największej ilości światła dziennego. Im wyższy współczynnik selektywności tym lepsze parametry użytkowe ma przeszklenie. Jego maksymalna wartość wynosić może 2. W przypadku niskich nakładów energetycznych na klimatyzację, przy jednoczesnym możliwie dużym dostępie światła dziennego, idealnym wyborem będzie szkło o wysokim współczynniku selektywności, czyli szkło wysokoefektywne, (np. Pilkington Suncool™ Blue 50/27 czy Pilkington Suncool™ 70/35).
Projektując budynki, szczególnie duże biurowce czy inne obiekty użyteczności publicznej, gdzie istnieje konieczność zastosowania szkła przeciwsłonecznego należy pamiętać nie tylko o estetycznej stronie doboru szkła, ale przede wszystkim co jest równie ważne o jego technicznych parametrach. Kierując się bowiem charakterystyką techniczną szkła zawsze będziemy w stanie wybrać produkt satysfakcjonujący nas również swoim wyglądem, natomiast wybór szkła tylko ze względu na kolor czy jego niską cenę w praktyce często nie będzie w stanie spełnić należycie swojej funkcji użytkowej.

Jolanta Lessig