какое стекло пропускает инфракрасное излучение
Спектрально-селективные полимерные оконные пленки: Новая технология 3М в солнцезащите
Потребность в рациональном использовании энергии становится все более значимой на протяжении нескольких последних десятилетий. Данная статья посвящена альтернативному методу защиты от тепловой энергии солнца поступающей через окна – энергосберегающему остеклению оптически прозрачными оконными пленками.
Часть терминов в формате аббревиатур мы приводим для упрощения восприятия материала:
• Light-to-solar-gain (LSG) ratio — Коэффициент пропускания видимого света с отсечкой тепловой энергии
• Visible light transmission (VLT) — Коэффициент передачи видимого света
• Solar heat gain coefficient (SHGC) Коэффициент солнечного теплопоступления
• Near infrared rejection (NIR) Длинноволновая область спектра
• Water vapor transmission rates (WVTR) – Коэффициент водопаропроницаемости
• Metal-free solar reflecting films (SRF) — Не содержащие металла солнцезащитные пленки
• Antimony tin oxide (ATO) — Оксид сурьмы и олова
• Indium tin oxide (ITO), Оксид индия и олова
• Multilayer optical film (MOF) Многослойная оптическая пленка
Начиная разговор о солнцезащитных оптически прозрачных пленках вспомним, что белый свет, ультрафиолетовое (УФ) и инфракрасное излучение (ИК) – это все диапазоны спектра электромагнитного излучения, наряду с Гамма и Рентгеновским излучением.
В нашей статье мы поговорим о солнечном спектре в диапазоне длин от 0 до 2,5 Нано Метров (нм), о том, как Доктор Рагху Падият, научный сотрудник 3М, сделал уникальное изобретение многослойных оптически прозрачных оконных пленок, которые позволяют беспрепятственно проникать белому свету в помещение и при этом блокировать УФ и ИК Излучение. Между диапазонами нет резких переходов, но если рассматривать длину солнечного спектра, то 3% — ультрафиолет, 44% — видимый, 53% — инфракрасный.
Коэффициент пропускания видимого света с отсечкой тепловой энергии (LSG), обозначаемый как соотношение коэффициента передачи видимого света (VLT), и коэффициент солнечного теплопоступления (SHGC), часто используется для определения эффективности оконной пленки. Данный показатель пригоден для применений, при которых в дополнение к снижению доли пассивной солнечной энергии, поступающей через остекление зданий, требуется также повышенный уровень внутренней освещенности.
До настоящего момента все оконные пленки с высоким коэффициентом LSG, представленные на рынке, были изготовлены на основе структуры «диэлектрик-серебро-диэлектрик» [3,4]. В целом, в исполнении данных пленок используется до трех слоев серебра, что приводит к высокому коэффициенту отражения инфракрасных лучей длинноволновой области спектра NIR и VLT примерно 70 %.
Серебро выбрано благодаря его уникальным свойствам [5,6]. Одним из недостатков использования серебра является его подверженность окислению. Некачественная герметизация краев пленки может привести к возникновению потемнения и коррозии по периметру.
Проблема возникновения коррозии может быть решена посредством использования сплавов серебра вместо чистого серебра, а также тщательной герметизации краев пленки. Данные пленки также обладают экранирующими свойствами и могут создавать помехи в работе электронных систем внутрирайонной связи, GPS, мобильных телефонов и пр.
Общеизвестно, что промышленное производство пленок на основе серебряных резонаторных отражателей затруднительно, так как весьма незначительное варьирование толщины слоя серебра в результате приводит к значительному изменению цвета, особенно если смотреть в отраженном свете. Кроме того, наличие серебра в покрытиях требует уплотнения краев наносимой пленки.
Другим недостатком используемых оконных пленок на основе технологии напыления серебра/диэлектрика заключается в том, что данные пленки имеют весьма низкую скорость водопаропроницаемости (WVTR). Вода используется для монтажа пленок и удаление ее остатков между адгезивным слоем и пленкой, является крайне важным.
Полимерные пленки, отражающие инфракрасные лучи
Отражающие инфракрасные лучи полимерные многослойные пленки были разработаны компанией 3M для использования в автомобильных лобовых стеклах и прочих применений [7,8].
Предвосхищая описание технологии, предлагаем Вашему вниманию короткое Видео, иллюстрирующее принцип работы пленки:
Ранее Alfrey и другие показали, что полимерная пленка, включающая сотни слоев двух материалов, отличающихся коэффициентом преломления, могут быть получены соэкструдированием с образованием флуоресцирующей пленки [9]. Использование полимерных многослойных пленок с двоякопреломляющими оптическими системами было далее разработано компанией 3M [10,11]. Использование двоякопреломляющих материалов в данных конструкциях приводит к возникновению нескольких уникальных свойств, которые невозможно получить при использовании тонкопленочной оптики, покрытой методом напыления [12].
В данных пленках ширина спектра и местоположение границы полосы определяются толщиной каждой пары слоев. Толщина данных слоев выбирается таким образом, чтобы полоса однократного отражения возникала в инфракрасной части спектра электромагнитных волн. При соответствующем выборе левой и правой границы полосы и точном контроле толщины пары слоев могут быть созданы высокоэффективные отражатели инфракрасных лучей длинноволновой области спектра с высоким пропусканием видимого света. Оптические свойства отражателей инфракрасных лучей длинноволновой области спектра, созданные из полимерных материалов, имеют преимущество вследствие низкого оптического поглощения, незначительной оптической дисперсии и оптических констант двоякопреломляющих систем. Данные пленки могут иметь высокую передачу видимого света, острые отражающие границы полос и низкую неравномерность вне полосы пропускания. В структуре со слоем ABAB простой ¼ волны, в которой A и B – два полимерных материала с различными коэффициентами преломления, по конструктивным соображениям ограничивают полосу отражения в диапазоне от 800 нм до 1200 нм. Дальнейшее увеличение ширины спектра приведет к получению полос вторичного отражения, придавая цвет пленке. Так как спектр падающего солнечного излучения распространяется далеко за пределы значения 1200 нм, необходимо предусмотреть средства для снижения доли солнечной энергии, поступающей через остекление и превышающей значение 1200 нм.
Были изучены нанофильтры, поглощающие инфракрасные лучи, для использования в остеклении [13,14]. Данные материалы имеют достаточно высокую передачу видимого света, а также значительное поглощение в части длинноволновой инфракрасной области спектра. Такие материалы могут быть нанесены на полимерные пленки, поглощающие инфракрасные лучи, для дальнейшего повышение коэффициента солнечного теплопоступления системы остекления. Покрытия на основе олово-сурьмяных оксидов (ATO) особенно интересны, так как их полоса поглощения выходит за пределы длинноволновой инфракрасной области спектра.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Смоделированный и измеренный спектры светопропускания многослойной полимерной пленки, состоящей из 224 слоев, изготовленной и использованием PET и PMMA, представлены на Рисунке 1a. Как видно из Рисунка 1a, практически весь свет в диапазоне 850 нм – 1200 нм отражается при отсутствии потери передачи (кроме потерь зон Френеля) в видимой части спектра и ИК-области спектра за пределами 1200 нм. При использовании покрытия ATO с внутренней стороны данной пленки передача в видимой части спектра может быть отрегулирована примерно до 70 %, при этом практически вся длинноволновая ИК-область спектра в диапазоне 850–2500 нм может быть заблокирована (Рисунок 1b) при поддержании высокого коэффициента отражения многослойного материала. Толщина или количество ATO в полимерном слое могут быть увеличены или уменьшены по желанию для регулирования коэффициента передачи видимого света. Частицы, такие как технический углерод, обладающие способностью поглощения в видимой части спектра используются для получения оконных пленок с отличным коэффициентом передачи видимого света [15]. Кроме того, можно включить данные частицы для резкого снижения коэффициента передачи в видимой части спектра без значительного изменения коэффициента передачи инфракрасного излучения или концентрации ATO в покрытии.
Рисунок 1a и 1b: Смоделированный и измеренный спектры светопропускания полимерной многослойной пленки без покрытия (Рисунок 1a) и пленки с покрытием ATO (Рисунок 1b).
В отличие от напыляемых пленок со структурой «серебро/диэлектрик» все полосы отражения, основанные на диэлектрических компонентах, имеют переход к меньшим длинам полос с увеличением угла падения (далеко от нормального падения). Данное смещение угла вызвано зависимостью косинуса угла сдвига фаз между лучами, отраженными от смежных поверхностей контакта.
Вследствие увеличения угла падения центры полос отражения с поляризацией, перпендикулярной плоскости падения пучка, и с поляризацией, параллельной плоскости падения пучка, переходят к более коротким длинам волн с учетом эффективной фазовой толщины слоев. Полимер с высокой двоякопреломляющей способностью может быть использован для создания диэлектрических отражателей, которые поддерживают или увеличивают свой коэффициент отражения при увеличении угла падения. Кроме того, для падения не по нормали поляризационные эффекты в изотропных материалах ограничивают крутизну границы полосы естественного света, которая может оказывать значительное влияние на чистоту цвета.
Двоякопреломляющие полимеры могу быть использованы для создания отражателя, который имеет согласованную границу полосы малой длины волны при всех углах как для света с поляризацией, параллельной плоскости падения пучка, так и для света с поляризацией, перпендикулярной плоскости падения пучка, исключая данные трудности.
Так как полоса отражения многослойного полимерного отражателя переходит к волнам с меньшей длиной, в которых находится большее количество солнечной энергии (Рисунок 3a), происходит быстрое снижение коэффициента солнечного теплопоступления при больших углах падения. Как видно из Рисунка 2a и 2b, данный переход в значительной степени выше в многослойных полимерных конструкциях по сравнению с оконными пленками на основе структуры «диэлектрик/серебро». Оптические свойства данных двух типов пленки при падении по нормали и при 60 от нормали (задано как 0 в таблице и на рисунках) представлены в Таблице 1.
Следует отметить, что не существует никаких стандартов по характеристикам вне оси. Методы промышленных стандартов (см. Совет по оценке светопрозрачных конструкций, www.nfrc.org) и программное обеспечение (Window 5, доступное для загрузки с сайта windows.lbl.gov/software/window/window.html) предназначены для выполнения расчетов вне центра с учетом типа материалов, исходя из алгоритма, описанного Furler [15], данные расчеты приводят к недостаточной аппроксимации для двоякопреломляющих материалов. В результате расчеты годовой потребности в энергии представляют приблизительный прогноз по экономии, достигаемой при использовании многослойных полимерных оконных пленок. Кроме того, так как падающая солнечная энергия варьируется от места к месту и зависит от большого ряда факторов, включая водяной пар, способный сконденсироваться и дать осадки, альбедо земной поверхности, подпитку и концентрацию атмосферных загрязнителей помимо прочего, коэффициенты солнечного теплопоступления варьируется в зависимости от формы спектра падающего солнечного излучения.
Таблица 1: Свойства по пропусканию солнечной энергии полимерной оконной пленки для послепродажного нанесения и оконной пленки со структурой диэлектрик/серебро.
Тип | VLT (%) | VLR (%) | SHGC | Отражение УФ-лучей (%) | |||
0 | 60 | 0 | 60 | 0 | 60 | ||
Полимерная многослойная с ATO | 69 | 60 | 8,5 | 13 | 0,51 | 0,42 | 99,9 |
7-слойная ITO/Ag | 69 | 62 | 8,0 | 12 | 0,47 | 0,44 | 99,9 |
Рисунок 2a и 2b: Коэффициент передачи многослойной полимерной пленки с покрытием ATO (Рисунок 2a) и 7-слойной ITO/Ag/ITO пленки (Рисунок 2b) при нормальном падении и при 60 от нормального падения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Отражающие инфракрасные лучи полимерные многослойные пленки были покрыты наночастицами ATO, поглощающими инфракрасное излучение, для создания оконных пленок для послепродажного нанесения с высоким коэффициентом светопроницаемости и высоким коэффициентом отведения тепла. Было показано, что данные пленки имеют более высокий коэффициент отведения тепла при увеличенных углах высоты солнца. Так как данные пленки не содержат никаких напыляемых слоев, они имеют высокие скорости водопаропроницаемости и их проще установить. Представлено сравнение данных пленок и напыляемых пленок со структурой «серебро/диэлектрик».
UPD: Друзья, спасибо за комментарии и ваши отзывы!
Хотим предложить еще несколько статей по этой теме:
Публикации доктора Рагху Падиятха (Dr. Raghu Padiyath), изобретателя оптически прозрачных пленок
Измерение температуры через стекло
В вашем ответе 378 сказано, что инфракрасными термометрами и тепловизорами мерять температуру через стекло нельзя, но у термометров есть лазерный прицел. Я же могу прицелиться через стекло на находящееся внутри оборудование, оно в прямой видимости, значит, прибор должен показать мне его температуру. Иначе зачем вообще нужен прицел?
У ИК-термометров действительно часто есть лазерный прицел, но то, что при этом можно проводить измерения температуры через стекло – очень распространенное заблуждение. Лазерный прицел нужен для того, чтобы показать пользователю область, на которую направлен прибор, но сам прибор при этом на красную точку никак не нацеливается и вообще не работает в видимом диапазоне излучения.
Человеческий глаз воспринимает световые лучи в довольно узком диапазоне длин волн, от 0.38 до 0.75 мкм (от 380 до 750 нм – т.е. от фиолетового до красного диапазона спектра). Длина волны, используемая в лазерном прицеле, составляет около 650 нм – это яркий красный цвет, хорошо воспринимаемый глазом на практически любом фоне. Именно по этой причине и лазерные указки делают такого цвета, и многие источники видимого света VFL для поиска дефектов в оптических сегментах (см. ответ 174).
Но при этом сами термометры и тепловизоры проводят измерение в инфракрасном диапазоне, вообще не видимом человеческим глазом. Термометры и тепловизоры принимают и оценивают инфракрасное излучение, которое испускают все нагретые тела. Самим приборам нет никакой необходимости испускать какое-либо излучение, чтобы получать отраженный сигнал, поскольку излучение и так исходит от тел, его надо просто уловить и численно оценить. Какие-то тела испускают больше, какие-то меньше, и таким образом можно с довольно высокой точностью определять температуру.
Стекло, как и некоторые другие материалы, прозрачно в видимом диапазоне, но совершенно непрозрачно для ИК-излучения. На этом принципе основаны все парники и теплицы: солнечное излучение, относящееся к видимому диапазону, проникает через стекло или пленку внутрь парника и нагревает почву. Нагретая почва начинает испускать инфракрасное излучение, но покинуть пределы парника оно не может, поскольку ни стекло, ни пленка его не пропускают – все эти лучи отражаются обратно, во внутреннее пространство парника. В результате в теплице поддерживается температура выше, чем в окружающей среде.
Если вы попытаетесь провести измерение температуры через стекло шкафа, будут происходить подобные же явления. Лазерный луч пройдет через стекло, поскольку в видимом диапазоне температур оно прозрачно. А вот измерение на основе ИК-излучения провести будет нельзя, поскольку стекло непрозрачно для инфракрасных волн, оно не пропустит лучи, исходящие от оборудования внутри шкафа. Вы сможете измерить только температуру самого стекла, точнее, его поверхности, обращенной к вам, с поправкой на то, что стекло может отражать ИК-лучи, исходящие с вашей стороны в его направлении. Только если внутри шкафа уже очень жарко и само стекло нагрелось от конвективных потоков, вы увидите некоторое повышение температуры, но все равно она не будет равна температуре, царящей внутри. И, разумеется, при этом вы не увидите никаких очертаний активного оборудования, все детали температурного распределения будут отсутствовать.
Чтобы проиллюстрировать особенности отражения ИК-лучей стеклом мы сделали два снимка тепловизором – один при открытой дверце аппаратного шкафа, другой при закрытой.
Термограмма шкафа с активным оборудованием при открытой дверце. Видны коммутационные кабели и лицевые пластины оборудования – они холоднее – а на заднем фоне температура выше, поскольку там расположены выпускные отверстия для нагретого воздуха. Цифрами отмечены самая «горячая» и самая «холодная» точки термограммы.
Затем дверца шкафа была закрыта, и с того же ракурса сделан еще один снимок.
Термограмма шкафа с закрытой стеклянной дверцей. Активное оборудование на термограмме не отображается, поскольку стекло не пропускает излучение от него. Зато на снимке отображается автор этих строк :). Любой человек испускает ИК-лучи, и в данном случае они были отражены стеклом шкафа в направлении тепловизора, который и зафиксировал всю картину.
Пожалуйста, всегда учитывайте все описанные эффекты при проведении измерений ИК-термометрами и тепловизорами.
Световые и тепловые характеристики стекла
Чтобы грамотно использовать современные виды строительного стекла, необходимо знать, что такое солнечное излучение.
Солнечное излучение представляет собой часть электромагнитного излучения.
Длину волны солнечного спектра принято измерять в нанометрах (1 Нм = 0,000000001 м).
В свою очередь солнечный спектр разделяется на три диапазона: ультрафиолетовый (UV), видимый и инфракрасный. К нему вплотную примыкает диапазон так называемой тепловой энергии.
UV-диапазон (100-400 нм)
Это излучение составляет около 3% солнечного спектра и несет фактическую ответственность за то, что обои, гардины, текстиль и краски выцветают на солнце, бумага желтеет, декоративная поверхность мебели теряет свою структуру.
Подразделяется на полосы UV-A, UV-B и UV-C, отличающиеся степенью своего негативного влияния на человека. Если полоса UV-C отвечает лишь за легкий загар кожи, то UV-B и жесткое UV-A-излучения приводят к серьезным неприятностям для людей, чувствительных к солнечной радиации (вплоть до рака кожи при чрезмерно длительном пребывании на солнце).
Исследования показали, что обычное стекло не пропускает ультрафиолетовое излучение солнца в диапазоне УФB – (280–320) нм, а излучение в диапазоне УФС – (200–280) нм не достигает поверхности Земли. Стекло пропускает только небольшую часть близкого к фиолетовой части спектра «полезного» ультрафиолетового излучения (УФА)
Видимый диапазон (380-780 нм)
Это единственная часть солнечного спектра, воспринимаемая глазами человека. Следует обратить внимание на то, что интенсивность солнца в этой части наиболее высока и что она доминирует в зеленых длинах волн — наиболее часто встречающийся цвет на Земле. Видимая энергия составляет около 44% всей солнечной энергии.
Видимый свет несет основную часть информации для человека, поэтому крайне важно при использовании различных средств солнцезащиты сохранять его с минимальными искажениями и потерями.
Инфракрасный диапазон (700-2400 нм)
Это часть общего теплового диапазона. Человек его не видит, но тепло ощущает. На этот диапазон приходится 53% солнечной энергии. Приятное зимой тепло Солнца, превращается в изнуряющую жару в летнее время. И спастись от нее крайне сложно, поскольку основная энергия Солнца переносится направленным потоком коротковолнового инфракрасного излучения, которое практически без потерь проникает через стекло, жалюзи и шторы.
Инфракрасный диапазон солнечной энергии непосредственно граничит с инфракрасным излучением от других источников тепла (2400 нм — 10000 нм).
Тепловой диапазон (700-10000 нм)
Тепловое излучение или лучеиспускание – передача энергии от одних тел к другим в виде электромагнитных волн за счёт их тепловой энергии. Тепловое излучение в основном приходится на инфракрасный участок спектра от 0,74 мкм до 1000 мкм. Отличительной особенностью лучистого теплообмена является то, что он может осуществляться между телами, находящимися не только в какой-либо среде, но и вакууме.
Тепло производится не только солнцем, но и бытовыми отопительными приборами: печь, электрообогреватель, батарея парового отопления и т.д. Тепловая энергия поглощается стенами, мебелью и возвращается обратно в помещение. Основное место безвозвратной потери тепловой энергии в холодное время года — это окна. Даже при хорошо уплотненных рамах до 40% тепла уходит через стекло, т.к. оно пропускает инфракрасное излучение обогревателей наружу зимой, также как и избыточную энергию солнца внутрь помещения летом.
Световые и тепловые характеристики стекла
”Тепловое зеркало”, Low E стекло (от английских слов Low Emissivity– низкий коэффициент излучения), низкоэмиссионное, энергосберегающее стекло – разные названия одного и того же типа стекла. Такое стекло не пропускает ультрафиолетовые лучи и исключают выгорание портьер и драпировки на мебели.
— Low E стекло, отражающее тепло в дальней инфракрасной области излучения;
— Low E стекло, отражающее тепло в ближней инфракрасной области.
Другими словами, первый тип стекла отражает тепло излучаемое телами с температурой до 100°С – его можно назвать теплоотражающим («к» и «и»-стекло, мультифункциональные стекла), а второй – излучение от солнца, температура которого равна 6000°С – солнцезащитное стекло (тонированные, рефлективные, мультифункциональные).
При нанесении на одну из сторон стекла тонкого, почти незаметного для глаза, слоя серебра увеличивается отражение стекла в сторону большей температуры. В видимой части спектра, такое, теперь уже теплосберегающее стекло (или Low E стекло) будет вести себя, как и обычное стекло – пропуская видимый свет. В дальней инфракрасной области спектра, металлическое покрытие действует как зеркало, отражающее тепло. Поэтому, иногда Low E стекла называют «тепловыми зеркалами»
Первый тип Low E стекла – это прозрачное стекло, не отличающееся по внешнему виду от обычного стекла. Второй тип Low E стекла имеет цвет и зеркальный оттенок.
Первое устанавливается в стеклопакет для сохранения тепла в доме зимой, а второе – для прохлады летом. Вы выбираете то, что вам более всего необходимо. Установите в стеклопакет теплоотражающее и солнцезащитное стекло, и вы сохраните зимой тепло, а летом – прохладу.
Прозрачное стекло обеспечивает высокую степень пропускания солнечного света и тепла — 89% и 86% соответственно. Это означает, что в помещение, где в окно вставлено прозрачное стекло, будет светло и очень жарко летом.
Окно с прозрачным Low E пропускает до 75% солнечного света, как и обычное окно.
Солнцезащитное Low E пропускает от 20% до 60% солнечного света.
Солнцезащитными называются стекла, обладающие более низким по сравнению с обычным оконным стеклом пропусканием инфракрасных лучей и сохраняющими при этом достаточно высокое пропускание видимого света.
Солнцеотражающие покрытия делят на две основные группы, характеризующие отражение солнечной энергии.
Неселективные покрытия отражают солнечную радиацию во всем спектре солнечного излучения, включая видимый свет – теплопоглощающие (тонированные, окрашенные в массе).
Теплопоглощающие стекла приобретают солнцезащитные свойства за счет более интенсивного поглощения инфракрасных лучей, в сравнении с обычным стеклом. Они пропускают не менее 65-80% видимых и не более 40-70% инфракрасных лучей (в зависимости от толщины и цвета стекла).
Особым видом теплопоглощающих стекол являются фотохромные стекла (их часто называют «хамелеонами»). Они автоматически регулируют теплопоступления в помещения: под действием солнечных лучей они темнеют, а при уменьшении облученности светопрозрачность стекол восстанавливается. Такие стекла получают на основе натриевобороалюмосиликатного стекла путем введения добавок серебра, цезия или европия.
Селективные покрытия пропускают видимый свет (λ = 0,38–0,78 мкм) и отражают ИК излучение с длиной волны λ = 0,78 мкм – теплоотражающие (с окисно-металлическим покрытием). Это покрытие осуществляется либо напылением, либо наклеиванием специальных солнцезащитных пленок. В качестве веществ, придающих стеклу солнцезащитные свойства, используются окиси олова, кобальта, железа, меди, никеля, алюминия, золота, серебра и других металлов. Такие стекла, как правило, применяются в двухстекольных конструкциях, где второе стекло – обычное.
Теплоотражающие стекла усиленно отражают инфракрасные лучи (от 50 до 80%), при этом пропуская до 70% видимого света.
Теплоотражающие стекла при облучении солнечным светом нагреваются меньше, чем теплопоглощающие. В последнее время теплоотражающие стекла все больше вытесняют в строительстве теплопоглощающие стекла.
Связано это с тем, что охлаждение, в отличие от централизованного отопления, требует больших энергетических затрат.
Солнцезащитное остекление дороже остекления с прозрачным и низкоэмиссионным стеклом, но эти дополнительные затраты компенсируются в течение одного-трех сезонов эксплуатации за счет сокращения стоимости затрат на кондиционирование.
Из приведенных данных по разным типам стекла можно сделать следующие выводы:
Таким образом, в холодных климатических зонах, когда до 80% затрат уходит на обогрев помещения, необходимо применять покрытия задерживающие уход из помещения длинноволнового инфракрасного излучения, но хорошо пропускающего в помещение ближнее инфракрасное излучение. В этом случае, солнечное тепло будет беспрепятственно попадать в помещение и дополнительно нагревать его, но уйти из помещения оно уже не сможет.
В жарких климатических зонах, когда температура внутри помещения ниже температуры снаружи, энергосберегающее стекло должно обеспечивать защиту от проникновения в помещение как ближних, так и дальних инфракрасных излучений. Тогда, солнечное тепло будет отражаться от стекла наружу, уменьшая нагрузку на системы охлаждения. Лучшие результаты достигаются при применении зеркально отражающего стекла. Применение цветного стекла, окрашенного в своей массе, снижает нагрузки на систему охлаждения, но увеличивает тепловые перегрузки внутри стекла, так как эффект защиты от солнечного излучения достигается поглощением тепла стеклом.
В смешанных климатических зонах предпочтение отдается энергосберегающим стеклам, хорошо задерживающих длинноволновое инфракрасное излучение, но пропускающих меньшую долю ближнего инфракрасного излучения. Это достигается нанесением на стекло нескольких защитных слоев металла с уменьшением прозрачности стекла и приобретения покрытием цвета.