Технико-экономическое обоснование применения поликарбонатных листов

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИКАРБОНАТНЫХ ЛИСТ

 

Что лучше – поликарбонат или стекло? Сравнительный анализ

 

Характеристики обоих материалов представлены в таблицах главы «Свойства, виды и применение поликабоната». Здесь приведем основные преимущества и недостатки поликарбоната по отношению к силикатному стеклу и другим материалам.

Преимущества поликарбоната

1) Основными преимуществами поликарбонатных материалов, особенно многослойных панелей, по сравнению со стеклом являются их малые тепло-, звукопроницаемость и удельный вес, повышенные ударостойкость, гибкость и травмобезопасность.

Применение поликарбонатных материалов вместо силикатного стекла позволяет создавать значительно более легкие, а значит дешевые силовые каркасы, так как вес листов поликарбоната, в зависимости от их типа, в десять и более раз меньше веса стекла сопоставимой толщины.

2) Из поликарбоната легко делать криволинейные конструкции, не прибегая к специальным технологиям, его также легко резать и формовать. В случае применения стекла работа по созданию изогнутой конструкции выйдет гораздо дороже. Поскольку каждое гнутое силикатное, закаленное или триплексное стекло выполняется по специальному заказу, причем в стоимость заказа входит изготовление технологической оснастки, которая может составить до 30% заказа (в зависимости от сложности конструкции и конфигурации, а также ассортимента гнутых изделий).

3) При изготовлении поликарбонатных конструкций совершенно необязательно выдерживать жесткие допуски на геометрию несущей конструкции, особенно в конструкциях сложной формы, потому что каждый изгибаемый элемент можно подгонять буквально «по месту» в силу легкой обрабатываемости материала.

Недостатки поликарбоната

1)  Стоимость квадратного метра монолитного поликарбоната значительно выше по сравнению с обычным силикатным стеклом аналогичной толщины. Стоимость панелей (как монолитных, так и сотовых) из поликарбоната определяется преимущественно стоимостью сырья: по состоянию на 2023 год примерно 250-300 грн/кг.

   Монолитный поликарбонатный лист 4мм весит 4,8 кг/м2 и стоит 1100 ÷ 1350 грн/м².

   Сотовый поликарбонатный лист 4 мм стоит 130 ÷ 250 грн/м² (от Эконом 0,5 кг/м2 до Премиум 0,8 кг/м2).

   Силикатное стекло листовое 4мм М1 размер 2250*1605мм – 300 грн/м² (от 1 ящика) или 400 ÷ 450 грн/м² по частям.

   Закаленное стекло 4мм 1100 ÷ 1600 грн/м² и выше. Удельный вес – 2,6 ÷ 3,0 кг/м² на каждый мм толщины.

Удельный вес обычного силикатного стекла составляет 2,5 кг/м² на каждый мм толщины – то есть 4 мм стекло весит 10 кг/м².

*Следует отметить, что монолитный поликарбонатный лист при равной толщине будет в разы прочнее и безопаснее закаленного стекла и в 250 раз прочнее обычного (сотовый в 200 раз).

2)  Несколько меньшая поверхностная твердость.

3)  Потеря механических и эстетических свойств под действием ультрафиолетового излучения. Чтобы защитить поликарбонат от солнечной радиации, на него наносят особый УФ-слой. Продукция Rodeca защищена таким слоем, срок эксплуатации составляет не менее 20 лет.

Примеры замены стекла на поликарбонат

 

1.  Теплицы (парники, ограждения приусадебных бассейнов)

В западных странах и в Израиле поликарбонат давно уже стал популярным материалом для строительства теплиц и подобных им сооружений, основная задача которых – удержать тепло внутри помещения и создать парниковый эффект. Для Украины же этот материал в таком качестве пока еще на этапе освоения рынка, поэтому мы провели подробный анализ преимуществ, которые дает замена отапливаемых теплиц, небольших дачных парников, приусадебных бассейнов.

В настоящее время при остеклении теплиц широко применяется силикатное стекло толщиной 4 мм, реже – 6 мм. Поскольку сотовый поликарбонат толщиной 4 мм под нагрузкой имеет значительные прогибы, то для несущих поверхностей (например, крыш теплиц) рекомендуется применять сотовые панели толщиной от 6 мм и больше.

Таблица. Сравнение основных характеристик стеклянной и поликарбонатной теплиц

Расчет среднегодовых расходов на отопление теплицы из стекла и поликарбоната

 

Исходные данные:

1. среднегодовой тариф по отоплению для жилых помещений, приведенный к 1 м² площади – 4,51 грн.
2. Стоимость 1 м² стекла толщиной 4 мм – 350 ÷ 450 грн/м².
3. Стоимость 1 м² сотового поликарбоната толщиной 6 мм 248–330 грн/м². в зависимости от класса (удельного веса). Для расчета взято –  277 грн/м².
4. Коэффициент теплопроводности стекла – 0,17
5. Коэффициент теплопроводности монолитного поликарбоната – 0,21
6. Коэффициент теплопроводности сотового поликарбоната толщиной 6 мм – 0,3

Формула расчета:

С = с1*к*12*S – стоимость отопления теплицы при остеклении силикатным стеклом;

С = с1*к*12*S*0,161/0,8 – стоимость отопления теплицы при остеклении сотовым поликарбонатом;

С – стоимость отопления за 1 год;

с – стоимость отопления 1 м² площади жилого помещения за 1 месяц (среднегодовой тариф);

к – коэффициент, учитывающий разницу потерь тепла жилого помещения и теплицы;

12 – число месяцев в году;

S – укрываемая площадь теплицы.

Расчет производится для условной теплицы площадью 100 м² высотой 2,5 м с одинарным остеклением. Площадь остекления стен и крыши составит приблизительно 200 м² в зависимости от конфигурации и конструкции сооружения.

При расчете учитывалось, что площадь окон жилых помещений составляет около 30% от площади стен и примерно 12% от площади всех ограждающих поверхностей помещения. Через стены удельные тепловые потери примерно в 3 раза меньше, чем через окна. Таким образом, потери тепла через окна составят около 55–60% от общих потерь тепла. Площадь остекления парника примерно в 16 раз больше площади остекления одинакового по площади жилого помещения.

Таким образом, у теплицы тепловые потери, отнесенные к 1 м² укрываемой площади, будут примерно в 9 раз больше, чем у жилого помещения.

После подстановки значений тарифа и коэффициента «к» исходная формула примет следующий вид: С=4,51*9*12*S (грн./год). Следовательно, среднегодовые расходы на отопление теплицы при остеклении простым стеклом составят 4,51*9*12*100=48708 грн.;

При подсчете среднегодовых расходов на отопление теплицы, перекрытой сотовым поликарбонатом толщиной 6 мм, необходимо ввести поправочный коэффициент, учитывающий разницу коэффициентов теплопроводности.

R=0,17 : 0,3 =0,57, где 0,17 – коэффициент теплопроводности силикатного стекла 4 мм, а 0,3 – коэффициент теплопроводности сотового поликарбоната 6 мм.

Таким образом, среднегодовые затраты на отопление теплицы с покрытием из сотового поликарбоната толщиной 6 мм составят 4,51*9*12*100*0,57=27763,56 грн.

Экономия на отоплении составит 48708 – 27763,56 = 20944,44 грн.

Расходы на остекление составят:

по силикатному стеклу 4 мм – 350 х 200 м2 = 70000 грн.

по сотовому поликарбонату 6 мм – 250 х 200 м2 = 50000 грн.

Установка сотового поликарбоната дороже на 11 600 грн.

Вычитая из экономии на отопление превышение стоимости установки поликарбоната вместо стекла, видно, что установка поликарбонатного остекления окупается, даже с прибылью, в течение всего одного года, а при качественном проектировании и выборе поставщика – изначально дешевле.

Прибыль за первый год составит: 20944,44 грн. – 11600 грн. = 9344,44 грн., каждый следующий год прибыль составит 20944,44 грн.

Кроме этого, ударная энергоемкость сотового поликарбоната толщиной 6 мм примерно в 13 раза выше, чем у силикатного стекла толщиной 4 мм, а такой показатель прочности поликарбоната обеспечивает практически полную защиту от града. Такая защита исключает затраты на восстановление остекления и посадок после выпадения града.

На территории Украины, в зонах развитого земледелия, в зависимости от региона, градобой происходит до 3–8 раз в сезон или 1 раза за 3–5 лет.

Преимущества поликарбоната при устройстве парников (необогреваемых теплиц)

 

Лучшие, чем у стекла, теплозащитные свойства поликарбоната позволят увеличить сельскохозяйственный сезон примерно на 30–120 дней. Это происходит за счет существенно большей аккумуляции тепла в дневное время и за счет значительно меньшей (примерно в 5 раз) потери тепла в ночное время, в сравнении с аналогичными сооружениями с перекрытиями из полиэтиленовой пленки и силикатного стекла. Аккумуляция тепла в парнике происходит за счет нагрева поверхности земли инфракрасной составляющей солнечного света, которая даже в пасмурный день проникает сквозь облачный покров и достигает поверхности земли. В теплице, имеющей перекрытия из поликарбонатных материалов и пропускающих значительную часть этого излучения, происходит нагрев земли, а затем и воздуха внутри парника. Основные потери тепла в теплицах происходят за счет теплопередачи через стены и крышу, то есть через остекление, и за счет вентиляции через щели в стенах и крыше теплицы. При аккуратном изготовлении и сборке теплицы вентиляционные потери будут незначительны. Таким образом, основным источником потерь тепла будет теплопередача через остекление. Но так как удельный коэффициент теплопередачи поликарбонатных сотовых панелей примерно в 1,6 раза меньше, чем у силикатного стекла той же толщины, то общие потери тепла у поликарбонатной теплицы будут примерно на 64% меньше, чем у теплицы с остеклением из силикатного стекла.

Такое снижение потерь тепла позволяет начать сельхоз работы раньше на 15–20 дней и закончить их позже тоже на 15–20 дней. Таким образом, в теплицах с поликарбонатным остеклением сельскохозяйственный сезон может быть увеличен на 30–45 дней по сравнению с теплицами с остеклением из силикатного стекла, а тем более из полиэтиленовой пленки.