ES2201255T3

ES2201255T3 - Acristalamiento aislante termico.

Info

Publication number: ES2201255T3
Application number: ES97402055T
Authority: ES
Inventors: Volker Geyer; Valentino Villari; Wulf Haussler; Klaus Holtmann
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 2004-03-16
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: DE69722543T2; PT829610E; EP0829610B1; DE69722543D1; ATE242406T1; EP0829610A3; EP0829610A2; DE29615243U1

Abstract

LA INVENCION CONSISTE EN UNA VIDRIERA AISLANTE CALORIFUGA, QUE CONSTA DE TRES HOJAS DE CRISTAL (1, 2, 3) SEPARADAS ENTRE SI POR DOS ESPACIOS INTERMEDIOS (10, 11); POR LO MENOS DOS DE LAS TRES HOJAS DE CRISTAL (2, 3) ESTAN FORMADAS POR APILAMIENTO DE CAPAS FINAS (12, 13) UNA DE LAS CUALES POR LO MENOS ES UNA CAPA FUNCIONAL METALICA SUSCEPTIBLE DE REFLEJAR LONGITUDES DE ONDA EN EL INFRARROJO Y/O EN EL CAMPO DE LAS RADIACIONES SOLARES. SEGUN LA INVENCION, EL APILAMIENTO DE CAPAS FINAS (12, 13) PRESENTA UNA EMISIVIDAD EP<0,1 Y LAS TRES HOJAS DE CRISTAL PRESENTAN UN CONTENIDO DE OXIDOS SUSCEPTIBLE DE ABSORBER LONGITUDES DE ONDA DEL CAMPO DE LAS RADIACIONES SOLARES INFERIOR AL 0,05 %.

Description

Acristalamiento aislante térmico.

La presente invención se refiere a un acristalamiento aislante térmico que comprende tres hojas de vidrio separadas entre sí por dos espacios intermedios, estando provistas al menos dos de dichas tres hojas de vidrio de un amontonamiento de capas finas que comprende al menos una capa funcional metálica con propiedades de reflexión de las longitudes de onda en los infrarrojos y/o en el campo de la radiación solar.

Tal acristalamiento aislante se describe en el documento DE 3 633 620 C2. Este acristalamiento aislante presenta intrínsecamente un coeficiente de transferencia térmica (valor k) inferior a 1 W/m^{2}.K gracias al relleno de los espacios habilitados entre las hojas por medio de un gas raro. Es posible una disminución suplementaria del valor k gracias a la presencia de una hoja suplementaria a una cierta distancia de la hoja de vidrio interior.

El coeficiente de transferencia térmica de un acristalamiento aislante está substancialmente determinado por la potencia de emisión de las superficies de vidrio que delimitan el o los espacios intermedios entre las hojas. La potencia de emisión se denomina también emisividad. Al utilizar acristalamientos que comprenden un revestimiento de emisividad reducida con una emisividad \varepsilon < 0,1 en la cara girada hacia el espacio intermedio entre las hojas, casi se puede interrumpir el intercambio por radiación entre las superficies de vidrio, gracias a lo cual pueden obtenerse efectos de economía energética considerables. La US H 975 H describe un acristalamiento conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Este acristalamiento aislante conocido reduce por tanto al máximo las pérdidas térmicas desde los locales acristalados por medio de tales acristalamientos hacia el exterior. Existen sin embargo aplicaciones, por ejemplo en casas con bajo consumo energético y/o ubicadas en zonas muy frías, en las que se desea un coeficiente de transmisión energética total elevado (valor G) además del mantenimiento del valor reducido k. El coeficiente G, tal y como se define en la norma DIN 67507 y que expresa el factor solar, se mide en porcentajes y constituye la suma de la energía transmitida directamente a través del acristalamiento y la energía reemitida hacia el interior de la habitación o del habitáculo por el acristalamiento que se calienta mediante la absorción debido a los rayos de sol absorbidos.

La invención tiene por tanto como objetivo proponer un acristalamiento aislante del tipo mencionado en el preámbulo que presenta un coeficiente k inferior a 1,0 W/m^{2}.K y un coeficiente de factor solar G superior al 60%.

Otro objetivo de la invención es no degradar el aspecto óptico del acristalamiento aislante, en particular conservando un nivel de transmisión luminosa suficiente.

Otro objetivo más de la invención es obtener un color en reflexión del acristalamiento aislante hacia el espacio exterior muy neutro.

Estos objetivos se consiguen debido a que el amontonamiento de capas finas (12, 13) presenta una emisividad

\hbox{ \varepsilon  < 0,1,}

presentando dichas tres hojas de vidrio un contenido en óxidos susceptibles de absorber las longitudes de onda del campo de la radicación solar inferior al 0,05%.

De acuerdo con una característica ventajosa de la invención, la transmisión integrada en el campo de las longitudes de onda comprendidas entre 300 nm y 2.500 nm de cada una de dichas tres hojas de vidrio (1, 2, 3) es de al menos un 86%, preferentemente igual al 88% para un espesor de hoja de vidrio del alrededor de 4 mm.

Preferentemente, los óxidos susceptibles de absorber las longitudes de onda del campo de la radicación solar son los óxidos de hierro total expresados en forma de Fe_{2}O_{3}.

En el caso de un contenido en Fe_{2}0_{3} inferior al 0,02% en peso, la hoja de vidrio presenta, en el caso de un espesor de hoja de alrededor de 4 mm, una transmisión superior al 89% entre 300 nm y 2.100 nm. Los valores de transmisión inferiores al 89% no aparecen más que pasados los 2.100 nm. No obstante, la transmisión integrada entre 300 nm y 2.500 nm equivale en este caso al 88%. Un contenido en Fe_{2}O_{3} tan reducido ofrece la ventaja suplementaria de que los valores de transmisión no disminuyen mucho incluso en el caso de hojas sensiblemente más espesas. Así, incluso en el caso de un espesor de hoja de 12 mm, la transmisión disminuye en menos de un 1%.

Se obtiene una transmisión suficientemente elevada del amontonamiento de capas finas debido a que se elige una estructura de capas cuya máximo de transmisión se encuentra en el campo de la luz visible, y que presenta a 800 nm una transmisión luminosa T_{L} de más de un 70%.

Ventajosamente, el contenido en óxidos Fe_{2}O_{3} es inferior al 0,02%, preferentemente a 600 ppm, más preferentemente inferior a 100 ppm.

Una composición de vidrio que sirve para la realización de las hojas de vidrio según la invención comprende ventajosamente los constituyentes indicados a continuación según los contenidos, expresados en porcentajes ponderales, definidos por los límites siguientes:

\newpage

SiO_{2}	69 a 75%
Al_{2}O_{3}	0 a 3%
B_{2}O_{3}	0 a 5%
CaO	2 a 10%
MgO	< 2%
Na_{2}O	0 a 17%
K_{2}O	0 a 8%
Se	0 a 0,002%
CoO	0 a 0,001%
Cr_{2}O_{3}	0 a 0,001%

Otra composición de vidrio particularmente preferida en el marco de la invención comprende los constituyentes indicados a continuación, en porcentajes ponderales:

SiO_{2}	71,2%
Na_{2}O	14,14%
CaO	9,49%
MgO	4,13%
Al_{2}O_{3}	0,55%
SO_{3}	0,412%
K_{2}O	0,005%
TiO_{2}	0,014%

con Fe_{2}0_{3} igual a aproximadamente 90 ppm.

De acuerdo con una característica muy ventajosa de la invención, la capa funcional metálica del amontonamiento es una capa de plata con espesor comprendido entre 5 y 15 nm, en especial entre 8 y 9,5 nm.

El amontonamiento de capas finas de acuerdo con la invención se realiza preferentemente debido a que una capa dieléctrica es aplicada en primer lugar de manera conocida sobre la superficie de la hoja de vidrio pobre en óxido de hierro, y que sobre esta capa dieléctrica, de manera también conocida, se pulveriza otra capa dieléctrica o en su caso una capa metálica protectora. Sobre esta capa se dispone una capa de plata, presentando la capa de plata un espesor activo de preferentemente 8 a 9,5 mm. Sobre la capa de plata puede colocarse una capa metálica protectora o, en su caso, directamente una capa dieléctrica, así como, en su caso, capas dieléctricas suplementarias.

Preferentemente, al amontonamiento de capas finas (12, 13) tiene la siguiente secuencia:

vidrio/SnO_{2}/ZnO/Ag/Ti o Nb/Si_{3}N_{4} o ZnO/Si_{3}N_{4} o SnO_{2} o ZnO/SnO_{2}.

La secuencia del amontonamiento puede ser igualmente la siguiente:

vidrio/SnO_{2}/NiCr/Ag/NiCr/SnO_{2}

De manera muy ventajosa, el amontonamiento de capas finas según la invención está en las caras 3 y 5 del acristalamiento. (Se recuerda que convencionalmente se numeran las caras del acristalamiento a partir del exterior).

En el marco de la invención, las hojas de vidrio tienen preferentemente un espesor comprendido entre 9 y 12 mm y los espacios intermedios tienen un espesor preferido de aproximadamente 10 mm.

Por lo que se refiere a los espacios intermedios, ventajosamente o bien se rellenan con un gas raro o bien se dejan al vacío.

El acristalamiento aislante según la invención que acaba de describirse destaca en que presenta una transmisión luminosa T_{L} de al menos un 72% para un factor solar G superior al 60% y un factor k inferior a 1 W/m^{2}.K.

Otras características ventajosas y detalles de la invención se desprenderán más adelante de la lectura de la descripción siguiente de un ejemplo de realización preferido realizado con referencia al dibujo anexo.

El dibujo muestra una vista en sección transversal de un acristalamiento aislante según la invención.

El acristalamiento aislante representado en el dibujo comprende tres hojas de vidrio 1, 2, 3 que están unidas entre sí por medio de órganos de espaciamiento 4 y 5 así como por medio de guarniciones de estanquidad 6, 7.

En el caso de las hojas de vidrio 1, 2, 3, se trata de hojas de vidrio flotado de vidrio de sílice con un contenido en Fe_{2}O_{3} del 0,01% en peso y con un espesor de 4 mm. La hoja de vidrio mediana 2 está templada por vía térmica. Los espacios intermedios habilitados entre las hojas 10, 11 se rellenan con un gas aislante adecuado. Los gases raros, mediante los que se obtiene una calorifugación elevada, son particularmente adecuados para el relleno.

El acristalamiento aislante formado por las hojas de vidrio 1, 2, 3 así como por los órganos de espaciamiento 4 y 5 puede instalarse en un bastidor apropiado. Los amontonamientos de capas finas 12, 13 se aplican sobre las superficies de las dos hojas de vidrio interiores 2 y 3 giradas hacia el exterior una vez montado el acristalamiento, es decir, en las caras 3 y 5 del acristalamiento. En este caso, sobre las superficies de vidrio se dispone en primer lugar una capa dieléctrica de 30 nm de espesor de SnO_{2} y, sobre esta capa, una capa metálica protectora de NiCr 80/20 con un espesor de 2,5 nm. Directamente sobre la capa metálica protectora se encuentra una capa de plata de 9 nm de espesor. Sobre esta capa de plata se coloca una capa de NiCr 80/20 de 2,5 nm de espesor, y, sobre esta capa metálica protectora una capa de SnO_{2} con 30 nm de espesor. La transmisión integrada en el campo de las longitudes de onda comprendidas entre 300 nm y 2.500 nm de una hoja de vidrio así revestida es del 88%.

El depósito de las capas se realiza de forma conocida según el proceso de pulverización catódica asistida por campo magnético en una instalación industrial, de continuo, que comprende un número correspondiente de emplazamiento de cátodos, pulverizándose las capas de óxidos a partir de objetivos metálicos por medio de pulverización catódica reactiva mediante un gas que contiene oxígeno. Durante el depósito, debe vigilarse que los parámetros sean fijados y ajustados de manera que los espesores de las capas deseadas se consigan.

Se realizó el montaje del acristalamiento aislante según la invención de forma que los espesores de los dos espacios intermedios 10, 11 habilitados entre las hojas de vidrio 1, 2, 3 son iguales a 10 mm.

Se rellenaron además los dos espacios intermedios 10, 11 con kriptón.

Sin embargo, el acristalamiento aislante puede también rellenarse con otro gas, preferentemente otro gas raro. No obstante también es posible hacer el vacío en los espacios intermedios entre las hojas. Debido a esto, la calorifugación se aumenta aún más.

A titulo de ejemplo comparativo, se realizó un acristalamiento aislante con la misma configuración y los mismos amontonamientos que anteriormente, excepto que las tres hojas de vidrio, con idéntico espesor, están hechas de un vidrio sílice-cal-sosa claro estándar comercializado por la sociedad SAINT-GOBAIN VITRAGE con el nombre "Planilux".

Se midieron para esos acristalamientos aislantes respectivamente en porcentajes el valor de la transmisión luminosa T_{L}, el valor del coeficiente G según la norma DIN 67507, y en W/m^{2}.K, el valor del coeficiente de transferencia

\hbox{térmica k.}

Estos valores se agrupan en la tabla mostrada a continuación: se precisa que el ejemplo 1 es el ejemplo relativo al acristalamiento aislante conforme a la invención, que el ejemplo 2 es el ejemplo comparativo descrito aquí abajo:

	T_{L} (%)	G (%)	k (W/m^{2}.K)
Ejemplo 1 según la invención	73	67	0,7
Ejemplo 2 comparativo	70	62	1,2

De esta tabla, se desprende claramente que el acristalamiento aislante presenta propiedades energéticas mucho mejores que el del ejemplo comparativo, resultando además aumentada la transmisión luminosa. Por otra parte, el acristalamiento aislante según la invención presenta un aspecto muy neutro en reflexión.

Claims

1. Acristalamiento aislante térmico que comprende tres hojas de vidrio (1, 2, 3) separadas entre sí por dos espacios intermedios (10, 11), estando provistas al menos dos de dichas tres capas de vidrio (2, 3) de un amontonamiento de capas finas (12, 13) que comprende al menos una capa funcional metálica con propiedades de reflexión de las longitudes de onda en los infrarrojos y/o en el campo de la radiación solar, presentando dicho amontonamiento de capas finas (12, 13) una emisividad \varepsilon < 0,1, caracterizado en que dichas tres hojas de vidrio presentan un contenido en óxidos susceptibles de absorber las longitudes de onda del campo de la radiación solar inferior al 0,05%.

2. Acristalamiento según la reivindicación 1, caracterizado en que la transmisión integrada en el campo de las longitudes de onda comprendidas entre 300 nm y 2.500 nm de cada una de dichas tres hojas de vidrio (1, 2, 3) es de al menos un 86%, preferentemente igual a un 88% para un espesor de hoja de vidrio de aproximadamente 4 mm.

3. Acristalamiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado en que los óxidos susceptibles de absorber las longitudes de onda del campo de la radiación solar son los óxidos de hierro total expresados en forma de Fe_{2}O_{3}.

4. Acristalamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el contenido en óxidos Fe_{2}O_{3} es inferior al 0,02%, preferentemente a 600 ppm, preferentemente incluso inferior a 100 ppm.

5. Acristalamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que la capa funcional metálica de dicho amontonamiento (12, 13) es una capa de plata con espesor comprendido entre 5 y 15 nm, en especial entre 8 y 9,5 nm.

6. Acristalamiento según la reivindicación 5, caracterizado en que dicho amontonamiento (12, 13) tiene la secuencia siguiente:

7. Acristalamiento según la reivindicación 5, caracterizado en que dicho amontonamiento (12, 13) tiene la secuencia siguiente:

vidrio/SnO_{2}/NiCr/Ag/NiCr/SnO_{2}

8. Acristalamiento según cualquiera de las reivindicaciones, caracterizado en que dicho amontonamiento de capas finas (12, 13) está en las caras 3 y 5 de dicho acristalamiento.

9. Acristalamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que las hojas de vidrio (1, 2, 3) tienen un espesor comprendido entre 4 y 12 mm y en que los espacios intermedios (10, 11) tienen un espesor aproximadamente igual a 10 mm.

10. Acristalamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que los espacios intermedios (10, 11) se rellenan con un gas raro o se dejan al vacío.

11. Acristalamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que presenta una transmisión luminosa T_{L} de al menos un 72% para un factor solar G superior al 60% y un factor k inferior a 1 W/m^{2}.K.