Один из первых вопросов, на которые обязательно придется отвечать дилеру на презентациях энергосберегающего и солнцезащитного стекла: «А пропускает ли оно ультрафиолетовые лучи?». На что иностранцы обычно с гордостью отвечают, что не пропускает, и делают ошибку, поскольку дальше дискуссия переходит с функциональных качеств стекла на вопрос о необходимости ультрафиолетовой радиации в помещениях. Одним из постоянных аргументов является потребность растений в невидимых лучах. Но не следует делать из категорических ответов поспешных выводов — в странах ЕЭС этот вопрос уже давно серьезно исследуется.

Оранжереи строятся уже давно, но лишь в последние десятилетия появилась возможность научно сформулировать требования к их остеклению.

Причиной внимания к вопросу стало применение тепло- и солнцезащитных стекол в зимних садах. Здесь особую роль играют физические свойства остекления. До двух третьих потерь тепла через стеклопакеты составляют потери посредством излучения, при чем потери посредством теплопередачи и конвекции составляют не более 40%. Введение дополнительных камер влияет только на потери посредством теплопередачи и конвекции и после необходимого предела становится неэффективным. Уменьшение теплопотерь в стеклопакетах путем излучения является основным направлением их совершенствования. Правила энергосбережения WSchV (1995) предписывают ограничивать потери тепла путем излучения в целях уменьшения годичного потребления энергии зданием.

Теплозащитными называются стеклопакеты с улучшенным сопротивлением теплопередаче, понижающим потери тепла. Солнцезащитные препятствуют проникновению лучистой энергии извне внутрь помещения. Основное их отличие — физические свойства применяемого стекла.

Потребление света растениями 

Фотосинтез растений зависит от температуры, воды, углекислого газа и, прежде всего, света. С помощью фоторецепторов (хлорофилл, каротин) они поглощают излучение и употребляют эту энергию для роста. Из рисунка 1 видно, что растения используют для фотосинтеза излучение с длиной волны от 400 до 720 нм. Этот участок спектра называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Большинство растений имеют максимум восприятия в синем (400-500 нм — каротин) и красно-оранжевом (600-700 нм — хлорофилл (Рис 2. график III)) участках спектра. Зеленый свет поглощается растениями меньше — около 50%. Поэтому человек видит большинство растений зелеными — в зеленом свете лежит максимум отражения. Невидимые лучи (инфракрасные и ультрафиолетовые) на процесс фотосинтеза непосредственно не влияют и к ФАР не принадлежат. Их значение в другом: они необходимы для других видов, образующих с растениями биогеоценозы, они регулируют температуру воздуха и поверхностей, убивают патогенные микробы, инициируют синтез пигментов в листьях и лепестках цветов. В зависимости от биологического вида и других факторов каждое растение имеет свое минимальное потребление света (точка компенсации) для обеспечения роста и предел насыщения светом, после которого не наблюдается дальнейшего увеличения фотосинтеза.

Растения можно классифицировать по типам потребления ими ФАР:

1) От сельскохозяйственных культур, выращиваемых в парниках, требуется наибольший рост для получения большего урожая и, соответственно, они должны быть обеспечены ФАР в полной мере. По исследованиям голландских ученых, изменение светопропускания стекла на 1% изменяет общий вес урожая от 0,5% до 10%.

2) При выращивании цветов на продажу, основным критерием является не масса, а желаемый цвет лепестков и листьев, что открывает широкое поле для экспериментов с различными типами спектра ФАР и ультрафиолетовой радиации.

3) Декоративные растения, применяемые для озеленения интерьеров, должны быть обеспечены ФАР не ниже точки компенсации, что обеспечит их здоровый рост. Различным видам растений требуется освещение интенсивностью от 2 до 8 Вт/м2 (500-2000 люкс). Некоторым особо светолюбивым растениям требуется 10-20 Вт/м2 (25 000 — 50 000 люкс). Подвергать «незакаленные» комнатные растения интенсивному воздействию ультрафиолетовой радиации нежелательно. Под действием ультрафиолетовых лучей хлорофилл в листьях распадается и вытесняется антоцианами — желтыми и красными пигментами. с 1. Поглощение света ми растений

4)Редкие растения-эндемики, живущие в природе, только при специфических условиях, при выращивании их в помещениях в научных целях должны обеспечиваться спектром ФАР и невидимой радиации, характерным для их родных экосистем или специально заданным спектром, в процессе эксперимента.

Спектральная проводимость различных видов специального стекла 

Первичное назначение светопрозрачных конструкций — освещение помещений дневным светом. Поэтому, выбранный для них материал — стекло в первую очередь прозрачен именно для видимого света. Различные виды стекол имеют разные спектры светопропускания (Рис. 3), в целом более или менее подобные спектру восприятия человеческого глаза (Рис. 2. график I). Чем ближе их сходство тем выше коэффициент цветопередачи стекла (Ra), достаточно высокий у отражающих солнцезащитных стекол с твердыми покрытиями, средний у тонированных в массе поглощающих стекол и низкий у декоративных триплексов или витражей. У теплозащитных стекол Ra не отличается от обычного прозрачного флоат-стекла. В области спектра солнечной радиации их светопропускание также мало отличается от обычного стеклопакета, пропускающего 19-22% ультрафиолетовой радиации — однокамерный и 9-11% двухкамерный.

Спектрально-селективные солнцезащитные стекла практически непрозрачны для невидимых лучей, а в области видимого света имеют высокий коэффициент цветопередачи и пропускание 20-70%. Пропускание света триплексами мало отличается от пропускания стеклом, примененным в составе триплекса. Но поливинилбутиловая пленка делает их практически непрозрачными для ультрафиолетовых лучей. Применение триплекса обосновано европейскими требованиями безопасности в целях предотвращения выпадения из окон высотных зданий и осыпания осколков зенитного остекления (с отклонением от вертикали более 10%). В нашей стране такие нормативы пока не приняты, и осыпание осколков предотвращается, как правило, проволочными сетками. Для помещений с растениями пригодны стекла со светопропусканием не менее 50-55% (Рис. 3, красные и зеленые графики).

Они все равно растут! 

В прошлом уже обсуждалось влияние тепло- и солнцезащитного остекления на растения. При чем вред от него многократно преувеличивался. Действительно, солнцезащитные стекла также имеют пониженное пропускание ФАР, значительно уменьшают количество ультрафиолета А (320-380 нм) и непрозрачны для ультрафиолета Б (300-320 нм), что на практике не имеет влияния на процесс фотосинтеза. Для комнатных декоративных растений пониженное пропускание красных лучей (например, в зеленых стеклах) может быть даже полезным, ограничивая их рост. Так же, как показала практика, растения в остекленных триплексом вестибюлях и теплицах чувствуют себя хорошо.

Для достижения оптимальных показателей роста необходимо учитывать все факторы, включая вентиляцию, полив, и защиту от различных вредных факторов. И оптимизация светового режима имеет в этом не последнюю роль. Интенсивность солнечной радиации меняется в зависимости от высоты солнца и облачности. Например, в ясную погоду в январе среднее значение интенсивности ФАР составляет 110 Вт/м2, в июне — 470 Вт/м2 . В облачную погоду: 15 Вт/м2 и 160 Вт/м2 соответственно. Это значения для «улицы». В помещениях, с удалением от стекла интенсивность ФАР убывает. В зимние месяцы, растения удаленные от стекла на 3-5 м, будут получать не более 10 Вт/м2. Также стоит учитывать угол наклона стекла и затенение окружающими зданиями и деревьями.

С полным текстом статьи "Влияние спектрально-селективного стекла на рост растений внутри помещений" вы можете познакомиться в журнале OKNA.BZ №2(17) за 2007 год

Всеволод Буравченко специально для журнала OKNA.BZ