Солнцезащитные плёнки

Солнцезащитные плёнки — тип плёнок, основная задача которых заключается в блокировании ультрафиолетового и инфракрасного излучений с сохранением максимального уровня пропускания белого (видимого) света в помещение.

История

В 1966 году компанией 3M была изобретена первая в мире отражающая солнцезащитная оконная плёнка. Именно с этого момента началась история по разработке модификаций с совершенствованием солнцезащитных оптических свойств пленочных покрытий[1] на окна, основная задача которых заключалась в блокировании ультрафиолетового и инфракрасного излучений с сохранением максимального уровня пропускания белого (видимого) света в помещение. Так, в середине 80-х годов группа учёных вывела гипотезу о том, что полимерная плёнка, включающая сотни слоев двух материалов, отличающихся коэффициентом преломления, могут быть соэкструдированы для образования флуоресцирующей плёнки - т.е. плёнка может производить селективное отсечение инфракрасного и ультрафиолетового излучений спектра, но при этом пропускать белый свет. Данная гипотеза на протяжении нескольких десятилетий не находила практической реализации и оставалась "теоретической разработкой" до 2006 года, когда доктору Рагу Падиятху[2] удалось завершить доработку гипотезы её до практической реализации[3]. Оптически прозрачная, неметаллизированная многослойная плёнка была запущена в производство на одном из заводов в США.

Уникальность и исследования

Уникальность оптически прозрачных многослойных плёнок заключается в их свойстве осуществлять селективную отсечку нежелательных составляющих солнечного излучения – ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, пропуская при этом до 90% видимого света. Невооружённым глазом практически невозможно отличить обычное окно от окна с нанесённой солнцезащитной плёнкой. Через такое окно беспрепятственно поступает солнечный свет, но не тепло. Этот набор свойств возможен благодаря многослойной текстуре плёнки, имеющей 224 нанослоя[4], отдельные пары которых характеризуются определённой толщиной.

Спектрально-оптические характеристики многослойной солнцезащитной плёнки испытаны ОАО «Композит», ведущим материаловедческим предприятием Федерального космического агентства. В результате исследования в ОАО «Композит» доказано, что многослойная солнцезащитная плёнка в отличие от металлизированных солнцезащитных плёнок и плёнок с керамическим слоем четко разделяет солнечный спектр – полностью пропускает видимый свет, несущий минимальную тепловую энергию, и отсекает часть солнечного спектра, которая несёт максимум тепла – инфракрасные лучи.

Энергосбережение, как это работает

Затрагивая вопрос энергосбережения и вклад, который оконные солнцезащитные плёнки могут внести в сокращение потребления электроэнергии, выделим два ключевых фактора:

   1. Сокращение времени и интенсивности использования кондиционера на 60%:

В качестве наглядного примера рассмотрим теплопоступление от солнечной энергии через стеклянную поверхность площадью, например, 20 м² в июне в Москве:

• 1 547,55 кВт/ч через незащищённое стекло за месяц;
• 888,71 кВт/ч через стекло с многослойной плёнкой за месяц.

Таким образом, сокращения теплопоступления составляет 858,84 кВт/ч за месяц.

Для расчёта использовались данные иррадиации солнечной энергии для Москвы и коэффициент теплопоступления через стекло толщиной 4 мм, а также программное обеспечение Windows 6.3.

   2. Полное отсутствие необходимости использовать искусственное освещение в дневное время:

Здесь все просто: многослойные плёнки прозрачны и пропускают в зависимости от марки 70% или 90% белого света. При этом они сокращают интенсивность солнечных бликов. Таким образом, потенциал окон используется максимально – вид из окон не блокируется, а белый свет беспрепятственно проникает внутрь помещения.

Защитные плёнки

Плёнки производятся по уникальной запатентованной многослойной (14 слоев поперечного переплёта под 90 градусов каждый слой по отношению к предыдущему) технологии, с нанесением экстра-стойкого клеевого состава. Они не просто упрочняют стекло, их основная функция – не давать осколкам разбитого стекла разлетаться и таким образом защищать от травм и повреждений.

Благодаря уникальной прочности и сопротивляемости к разрыву, микрослойные плёнки обеспечивают эффективную защиту при террористических атаках, стихийных бедствиях, промышленных катастрофах, а также затрудняют проникновение в помещение злоумышленников. В связи с этим широко используются при защите банков, посольств и в зданиях с большим количеством панорамного остекления. Ультра-прочные плёнки проходят обязательную сертификацию класса защиты в соответствии со стандартами EN12600 (маятниковый удар) и/или EN356 (сбрасывание груза с высоты на стекло).

Примечания

Публикации доктора Рагху Падиятха (Dr. Raghu Padiyath), изобретателя оптически прозрачных плёнок

1. J. M. Jonza, M. F. Weber, A. J. Ouderkirk и C. A. Sover, «Оптическая плёнка», патент США 5 882 774, 16 марта 1999 г.
2. Energy efficient IGUs with polymeric nearinfrared reflecting films  (неопр.). Дата обращения: 8 июля 2014. Архивировано 14 июля 2014 года.
3. Spectrally Selective Window Films
4. S. Schlem и G. B. Smith, «Слабые наночастицы LaB6 в полимерах как оптимизированное солнцезащитное остекление», 82(24), 4346, Appl. Phys. Lett., 2003 г.