«Наука в Сибири»
№ 42 (2428)
1 ноября 2003 г.
«УМНЫЕ» ОКНА
Свет и тепло в наших домах
Природа подарила людям возможность производства великолепного конструктивного материала — стекла. С давних времен человечество пользуется его полезными свойствами — прозрачностью, прочностью, долговечностью, безвредностью, тепло- и электроизоляционной способностью. Находки археологов свидетельствуют о производстве и использовании стекла за несколько столетий до нашей эры.
Академик А. Ребров
 |
Окна зданий с простым стеклом от стекловаренных заводов и
красивые вещи быта до последних десятилетий составляли основное
использование стекла. В средних широтах люди мирились с тем, что
удельный поток тепла через однокамерное (двухслойное) остекление
составляет около
Огромное уменьшение энергопотребления влечет за собой соответствующее уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу и ослабление парникового эффекта.
В развитых и развивающихся странах поняли и оценили такие возможности; соответственно изменились архитектурные концепции, законодательство и строительные нормы. Эта в буквальном смысле революция последних десятилетий стала возможной потому, что новые технологии покрытий, в значительной мере вакуумные, как нельзя удачно приложились к новым технологиям производства плоских стекол — наплывом на поверхность жидкого олова. (В индустриальных масштабах такое стекло начала впервые производить английская фирма Пилкингтон после второй мировой войны). Такая так называемая флоат-технология стала основной. В малых количествах производятся стекла по другим технологиям.
В России все наоборот. И это не столько от нашей бедности, сколько от нашей расточительности. В упомянутых производствах мы далеко отстали от Китая в абсолютных цифрах, а в настоящие дни, по-видимому, и в относительных. В Сибири даже безнадежно устарелое производство стекла дышит на ладан (завод в Анжеро-Судженске).
Важно не только понять, что мы теряем, но и включить в приоритеты
энергосбережение вообще и архитектурное — в частности. Цену
потерь и приобретений можно понять на простых примерах.
Возможность современной теплозащиты достигается постановкой
однокамерных стеклопакетов, в которых обращенная на улицу
поверхность внутренней стеклянной панели покрыта, например,
слабоизлучающим в инфракрасном диапазоне слоем серебра (со
степенью черноты 0,05) толщиной около 100 ангстрем. В
относительно простом случае этот слой является внутренней
начинкой «пирога» общей толщиной 600-800 ангстрем: окись металла
как защитный слой — серебро — защитный слой окиси металла. Для
получения такого покрытия следует ориентироваться на самые
передовые в мире технологии вакуумного магнетронного напыления
при давлениях порядка
Дальнейший прогресс технологии пленочных покрытий и самого остекления может увеличить удельную экономию тепла еще в полтора раза…
Нетрудно оценить экономию тепла для Новосибирска и области. Но задача намного масштабнее для всего Западно-Сибирского региона. И она должна решаться для всего региона.
Города Новосибирск, Омск, Курган, Тюмень, Омск, Красноярск,
Кемерово, Барнаул и их окружение насчитывают более 10 млн человек
и расположены в близких климатических зонах, в которых включенный
обогрев жилищ составляет примерно 7000 градусосуток при среднем
температурном перепаде за отопительный период в 30 градусов.
Удельные потери тепла через существующие окна в массовой жилищной
застройке составляют примерно
Как ни грустно, даже не к решению этой задачи, а к ее серьезной постановке не готово ни Сибирское отделение РАН, ни администрации города и области, ни строительные организации области, ни, тем более, общественное мнение. Совершенно ясно, что проблема нуждается в комплексном решении. Вот ориентировочные цифры: строительство стекловаренного завода с производством листового стекла по флоат-методу — около 3 млрд руб., строительство автоматизированной линии производства теплосберегающих стекол и оконных стеклопакетов — около 600 млн руб. Это цена прогресса, который будет стимулировать модернизацию облика сибирских городов, экономию тепла и снижение антропогенных выбросов. Кто готов заплатить такую цену, которая примерно, всего лишь примерно, вдвое меньше расходов Р. Абрамовича на английскую футбольную команду?
Наши обращения в Думу и Совет Федерации указывают на потенциальную возможность, но не более.
Научно-технические разработки в Новосибирске и Томске и производство теплосберегающих окон на предприятиях этих городов даже неудобно сравнивать с зарубежным уровнем. Можно говорить лишь о наличии высокопрофессиональных научно-технических кадров, людей, обреченных, скорее, добывать деньги на выживание лабораторий и сносную жизнь, чем на научно-технических прорыв.
А заграница нам не поможет ли? И вот на три дня в Сибирское отделении РАН приезжал президент швейцарской семейной фирмы стекла «Glastroesch» Эрик Трош. Энергичный бизнесмен, только что принявший фирму от отца, один из первых визитов в ранге президента наносит в Новосибирск. Цель — установление деловых контактов с учеными Новосибирска для реализации программ совершенствования технологий, используемых на предприятиях фирмы, а также приблизительной оценки рынка стекла в Новосибирске.
Г-н Трош представил свою фирму в Институте теплофизики для ученых и инженеров Новосибирска и Томска, побывал в лабораториях нескольких институтов, был в центре «круглого стола» в Институте теплофизики, беседовал с глазу на глаз с несколькими заведующими лабораториями СО РАН, встречался с руководством Сибирского отделения, с вице-губернатором В. Федоровым, ответственным за развитие промышленности.
Очевидно, что реакции г-на Троша интересны и поучительны. Хотя его знакомили, в основном, с работами, которые имеют хоть какое-либо отношение к производству и обработке стекла, г-н Трош проявил интерес к весьма ограниченному кругу работ в институтах Теплофизики, Сильноточной электроники, Ядерной физики (Томского политехнического университета). Что касается выхода на сибирский рынок со строительством заводов, г-н Трош выразился примерно так: перспективы стекольного бизнеса в Сибири необычайно широки. Но рынка нет, и он начнет появляться через 5, а то и 10 лет. И вот тогда инвестиционный рынок будет оправдан строительством заводов. А пока целесообразно пытаться налаживать более предметные связи с учеными СО РАН.
Что же делать? Да простит меня читатель за весьма упрощенный ответ на этот вопрос.
Необходимо осознать — у нас нет и быть не может других путей, обходящих использование специально приготовленных стеклопакетов для энергосбережения в жилом, административном и промышленном строительстве (не путать с пластиковыми окнами и т.д.)
Нужно «не догонять» зарубежные технологии, а готовиться воспринять их на самом высоком уровне, чтобы воспользоваться не вчерашним днем. Для региона сейчас необходимо и возможно реализовать программу подготовки специалистов высшей квалификации через аспирантуру. Такие специалисты будут способны развивать новые технологии вакуумного магнетронного и других способов нанесения многослойных покрытий, а также разрабатывать оптимальные теплоизолирующие конструкции стеклопакетов. По моим оценкам, специалистов потребуется около 25 человек. Они могут быть подготовлены в институтах Теплофизики, Сильноточной электроники и других институтах СО РАН, желательно с посылкой за границу. По моим оценкам, для этого необходимо 10-15 миллионов рублей за 3-4 года.
Требуется материальная поддержка тех ячеек, которые ближе всего к научно-техническим разработкам высоких технологий стеклообработки. К счастью, по крайней мере в Новосибирске и Томске, есть специалисты, этого заслуживающие.
Будем считать Новосибирск по важнейшим параметрам наиболее достойным кандидатом в сибирские лидеры стекольной промышленности. Если это будет понято в администрациях и области, следующий шаг — создание выгодных условий для инвесторов и концентрации капитала для строительства стекловаренного и стеклообрабатывающего заводов.
Нужно сформировать необходимые фонды и реализовать конкурсный проект по разработке инфраструктуры стекольного производства и маркетинга по Западно-Сибирскому региону и прилегающим территориям.
В короткой статье не затронуты вопросы производства стекла для автомобилей, торгово-выставочного оборудования и т.д. и т.д. Но и без этого понятно, что красота и качество жизни будет все больше зависеть от применения стекла. И никуда нам не деться от прогресса, надвигающегося на наш сибирский регион с Востока и с Запада. Сохранение же сегодняшнего примерно 25-летнего отставания в энергосбережении для Сибири будет оборачиваться все более глубоким погружением в трясину современной колониальной территории. Уже не надо быть фантазером или пророком. Надо быть зрячим.
стр. 6