Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов

Содержание
  1. Расчет коэффициента теплопроводности
  2. Сравнительная таблица эффективности стеклопакетов
  3. Как проводится измерение показателя (сопротивления теплопередаче коэффициента R0)
  4. Показатель теплопередачи профильной системы
  5. Приведенное сопротивление теплопередаче окон
  6. Технические характеристики стеклопакетов
  7. Преимущества с/п с энергосберегающим И-стеклом
  8. Как рассчитать теплопроводность стеклопакета
  9. Таблица сопротивления теплопередаче стеклопакетов
  10. Преимущества энергосберегающего И-стекла
  11. Конструкция стеклопакета
  12. Вычисление общей теплопроводности окна
  13. Что такое теплопроводность окна и от чего она зависит?
  14. Как вычислить общую теплопроводность окна
  15. Основные виды стеклопакетов
  16. Требуемое сопротивление теплопередаче окон
  17. Дополнительные способы уменьшения теплопотерь
  18. Роль окна из ПВХ профиля в теплозащите помещения
  19. Однокамерные стеклопакеты
  20. От чего зависят эти тепловые потери
  21. Двухкамерный стеклопакет

Расчет коэффициента теплопроводности

К или коэффициент теплопроводности выражается количеством тепла в Вт, проходящим через 1 м2 ограждающей конструкции с разницей температур в обеих средах 1 градус по шкале Кельвина. А измеряется он в Вт/м2.

Теплопроводность стеклопакета показывает, насколько эффективными изоляционными свойствами он обладает. Маленькое значение k означает небольшую теплопередачу и, соответственно, незначительную потерю тепла через конструкцию. В то же самое время теплоизоляционные свойства такого стеклопакета являются достаточно высокими.

Однако упрощенный пересчет k в величину Ro (k=1/Ro) не может считаться правильным. Это связано с разницей применяемых методик измерения в РФ и других государствах. Производитель представляет потребителям показатель теплопроводности только в том случае, если продукция прошла обязательную сертификацию.

Самая высокая теплопроводность у металлов, а самая низкая у воздуха. Из этого следует, что у изделия, имеющего много воздушных камер, низкая теплопроводность. Поэтому оно оптимально для пользователей, использующих строительные конструкции.

Сравнительная таблица эффективности стеклопакетов

Формула стеклопакета
(«к» — К-стекло, «а» — аргон)
 Толщина, ммНа сколько «теплее», %На сколько «тише», %На сколько дороже, %Сопр. теплопер., м2*С/ВтЗвукоизол., дБА
4 — 6 — 414-15%-16%0,30830
4 — 8 — 416-9%-13%0,3330
4 — 10 — 418-4%-10%0,34730
4 — 12 — 420-1%-6%0,35830
4 — 16 — 4240,36130
4 — 14 — 4220%-3%0,36230
4 — 6 — 4к147%46%0,38630
4к — 6 — 4к1411%107%0,430
4 — 8 — 4к1624%49%0,44630
4 — 6 — 4 — 6 — 42425%32%39%0,45234
4к — 8 — 4к1630%111%0,46930
4 — 6а — 4к1431%66%0,47230
4 — 8 — 4 — 8 — 42837%41%46%0,49535
4 — 10 — 4к1838%52%0,49830
4к — 6а — 4к1439%127%0,530
4 — 9 — 4 — 9 — 43042%41%49%0,51235
4 — 16 — 4к2445%62%0,52430
4 — 12 — 4к2046%55%0,52630
4 — 6 — 4 — 6 — 4к2446%32%101%0,52634
4 — 10 — 4 — 10 — 43247%52%52%0,52936
4 — 14 — 4к2247%59%0,52930
4к — 10 — 4к1847%114%0,53230
4 — 8а — 4к1651%69%0,54630
4 — 12 — 4 — 12 — 43654%62%59%0,55537
4к — 16 — 4к2455%124%0,55930
4 — 14 — 4 — 14 — 44055%74%65%0,56138
4к — 12 — 4к2057%117%0,56530
4к — 14 — 4к2257%120%0,56530
4к — 8а — 4к1664%131%0,59230
4 — 10а — 4к1867%72%0,60230
4 — 8 — 4 — 8 — 4к2868%41%108%0,60635
4 — 6 — 4к — 6 — 4к2468%32%163%0,60634
4 — 16а — 4к2469%82%0,6130
4 — 14а — 4к2271%79%0,61730
4 — 12а — 4к2072%75%0,62130
4 — 9 — 4 — 9 — 4к3078%41%111%0,64135
4 — 6а — 4 — 6а — 4к2478%32%121%0,64134
4к — 10а — 4к1885%134%0,66730
4к — 16а — 4к2485%143%0,66730
4 — 10 — 4 — 10 — 4к3287%52%114%0,67636
4к — 14а — 4к2288%140%0,6830
4к — 12а — 4к2090%137%0,68530
4 — 12 — 4 — 12 — 4к36101%62%120%0,72537
4 — 8 — 4к — 8 — 4к28101%41%169%0,72535
4 — 8а — 4 — 8а — 4к28104%41%127%0,73535
4 — 9а — 4 — 9а — 4к30115%41%131%0,77535
4 — 6а — 4к — 6а — 4к24115%32%203%0,77534
4 — 10а — 4 — 10а — 4к32125%52%134%0,81336
4 — 10 — 4к — 10 — 4к32131%52%176%0,83336
4 — 12а — 4 — 12а — 4к36137%62%140%0,85537
4 — 12 — 4к — 12 — 4к36154%62%182%0,91737
4 — 8а — 4к — 8а — 4к28157%41%209%0,92635
4 — 10а — 4к — 10а — 4к32192%52%216%1,05336
4 — 12а — 4к — 12а — 4к36218%62%222%1,14937

Пояснения и условные обозначения:
В графе «формула стеклопакета» указана толщина в миллиметрах его «составляющих», где 4-миллиметровые стекла отделяют друг от друга воздушные прослойки (камеры), заполненные обычным воздухом или аргоном (где указана литера «а»).

К-стекло – энергосберегающее низкоэмиссионное стекло, отличающееся от обычного специальным прозрачным покрытием из оксидов металлов InSnO2. Данное покрытие отражает тепловое длинноволновое излучение обратно в помещение. Если величина излучательной способности простого стекла составляет 0,84, то у К-стекла обычно около 0,2. Это значит, что К-стекло возвращает в помещение примерно 70% теплового излучения, которое на него попадает. Одновременно К-стекло способно защитить помещение от нагрева в жаркую солнечную погоду, также отражая большую часть тепловых волн.

Существует еще более эффективное низкоэмиссионное i-стекло (их нет в таблице). Оно примерно в полтора раза эффективнее К-стекла и имеет величину излучательной способности до 0,04.

Как проводится измерение показателя (сопротивления теплопередаче коэффициента R0)

Потери тепла иногда количественно определяются с точки зрения теплосопротивления стеклопакета или коэффициента сопротивления теплопередаче R0. Это значение, обратное коэффициенту теплопередачи U. R = 1/U (при переводе Европейских коэффициентов U в Российские R0 не следует забывать, что наружные температуры, используемые для расчетов, сильно отличаются).

В свою очередь, коэффициент теплопередачи U, характеризует способность конструкции передавать тепло. Физический смысл ясен из его размерности. U = 1 Вт/м2С – поток тепла в 1 Ватт, проходящий через кв. метр остекление при разнице температуры (снаружи и внутри) в 1 градус по Цельсию (В Европейских странах коэффициент теплопроводности остекления рассчитывается согласно EN 673). Чем меньше получаемое в результате число, тем лучше теплоизоляционная функция светопрозрачной конструкции.

Надежные компании-производители светопрозрачных конструкций ставят коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета в зависимость не только от качества самой конструкции, но и от применения особых технологических операций в процессе изготовления продукции, например, нанесения специального магнетронного, солнцезащитного и энергосберегающего покрытия на поверхность стекла, специальных технологий герметизации, заполнения междустекольного пространства инертными газами и т.п.

В результате этот показатель характеризует не только конкретную функцию теплозащиты, но и качество всего производственного процесса, и качество готового продукта. Эту величину рекомендуется держать под контролем и измерять регулярно — и на различных этапах изготовления, и, с особой тщательностью, на готовых образцах продукции.

Читайте также:  Как отличить энергосберегающий стеклопакет от обычного

Показатель теплопередачи профильной системы

В ГОСТ 30673-99 указаны требования к энергоэффективности ПВХ конструкций:

  • 3-х камерные ПВХ профили — 0,6-0,69 (м2•°С)/Вт.
  • 4-х камерные ПВХ профили — 0,7-0,79 (м2•°С)/Вт.
  • 5-и камерные ПВХ профили более 0,80 (м2•°С)/Вт.

Так как на рамы со створками уходит приблизительно 30% от всей площади проема, коэффициент теплопередачи окна примерно на треть зависит от того, какие свойства имеет пластиковый профиль. На характеристики ПВХ конструкций влияет то, сколько камер имеет профиль, насколько толстыми являются внешние и внутренние стенки, присутствует ли армирование и на какую глубину установлены окна.

Приведенное сопротивление теплопередаче окон

Для расчетов характеристик проектируемых и строящихся  объектов используется величина, названная приведенным сопротивлением теплопередаче оконных блоков Rпр. Это усредненная величина, в которой учтены СТП  пакета стекол, оконного профиля и крепежных элементов. Чем больше Rпр, тем меньше через окно утекает тепла “на сторону”.

Производители, предлагающие свою продукцию для работ по остеклению, обязаны обеспечивать теплоизоляционные параметры в соответствии с ГОСТ 30674-99, действие которого распространяется на оконные блоки из ПВХ профилей. Этот документ задает требуемые уровни Rпр для различных конструкций стеклопакетов на базе трехкамерных профилей.

Типовые значения  Rпр представлены в следующей таблице:

СТЕКЛОПАКЕТЫДиапазон Rпр
 Для 1-камерных0,35 — 0,63
Для 2-х камерных0,49 — 0,56
Для 2-х камерных с отражающим покрытием0,57 — 0,72

Значения Rпр регламентированы для оконных проемов, у которых светопропрозрачная часть составляет 70% от общей площади. В случаях использования профилей другой конструкции (например, иное количество камер) Rпр определяется экспериментально на специальном оборудовании.

Технические характеристики стеклопакетов

Количество камер изделия влияет на теплосопротивление стеклопакета даже, если стекла имеют одинаковую толщину. Чем больше в конструкции предусмотрено камер, тем она будет более теплосберегающей.

Последние современные конструкции отличают более высокие теплотехнические характеристики стеклопакетов. Чтобы добиться максимального значения сопротивления теплопередаче, современные компании-производители оконной индустрии заполнили камеры изделий с помощью специального наполнения инертными газами и нанесли на поверхность стекла низкоэмиссионного покрытие.

Надежные компании-производители светопрозрачных конструкций ставят коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета в зависимость не только от качества самой конструкции, но и от применения особых технологических операций в процессе изготовления продукции, например, нанесения специального магнетронного, солнцезащитного и энергосберегающего покрытия на поверхность стекла, специальных технологий герметизации, заполнения междустекольного пространства инертными газами и т.п.

Перенос тепла в такой современной конструкции между стеклами происходит благодаря излучению. Эффективность сопротивления теплопередачи при этом увеличивается в 2 раза, если сравнивать данную конструкцию с обычной. Покрытие, обладающее теплоотражающими свойствами, способно намного снизить теплообмен лучей, происходящий между стеклами. Используемый для заполнения камер аргон позволяет уменьшить теплопроводность с конвекцией в прослойке между стеклами.

В результате газовое наполнение вместе с низкоэмиссионным покрытием увеличивают сопротивление теплопередаче стеклопакетов на 80%, если сравнивать их с обычными стеклопакетами, которые не являются энергосберегающими.

Преимущества с/п с энергосберегающим И-стеклом

Во-первых, И-стекло отражает длинноволновые тепловые лучи в сторону их излучателя (то есть зимой в сторону квартиры, где работают отопительные приборы, а летом в сторону улицы, где находятся нагретые солнцем камни, асфальт и т.д.), что значительно снижает расходы на отопление зимой (до 60%) и на кондиционирование летом (до 30%). Иными словами, покрытие оставляет тепло там, где его больше (эффект термоса). Теплоизолирующая способность с/п с И-стеклом значительно выше по сравнению с обычным двухкамерным с/п.

Во-вторых, с/п с И-стеклом имеет значительный выигрыш и в отношении комфортности в помещении. Например, при наружной температуре —26 °С и температуре в помещении +25 °С, у обычного однокамерного с/п температура стекла на внутренней поверхности внутри помещения будет +5° С, у обычного 2-х камерного с/п +11 °С, а у однокамерного с/п с И-стеклом +14° С. А если «как себе» поставить 2-х камерный с/п максимальной толщины 42 мм (возможно при использовании профиля ПВХ монтажной глубиной 70 мм) с И-стеклом, то температура у окна будет больше +17 °С! Это означает, что режим нагрева помещения может быть изменен, т.к. отопительной системе нет необходимости компенсировать значительную «холодную» зону вблизи окна.

Зона вблизи окна из обычного остекления приводит к так называемым эффекту «сквозняка», связанным с заметной конвекцией холодного воздуха вблизи окна (этот же «сквозняк» легко почувствовать рукой, в которой держишь эскимо — даже находясь в квартире, где нет ветра, рука ощущает «холодный ветерок»). Следовательно, использование с/п с И-стеклом увеличивает полезную жилую площадь комнаты за счет комфортного приоконного пространства (в небольшой квартире можно придвинуть стол или кровать ближе к окну), а также не дает влаге осаждаться на стеклах, тем самым исключает появление конденсата.

В-третьих, вес такого однокамерного с/п на 10 кг на 1м.кв. с/п ниже по сравнению с 2-х камерным, что позволяет проектировать большие площади створок окон и дверей, значительно снижает нагрузку на фурнитуру створки Вашего окна и увеличивает срок ее эксплуатации.

В-четвертых, это И-стекло препятствует выгоранию обоев, обивки и предметов интерьера из-за отсутствия солнечного перегрева летом без использования штор или затемненных стекол. При этом прозрачность И-стекла сравнима с прозрачностью обычного стекла. Подобный набор свойств не доступен ни одному другому типу остекления на сегодняшний день.

Чтобы убедиться, что вы являетесь счастливым обладателем окон с таким стеклом, можно в сумерки поднести к окну пламя зажигалки и увидеть среди отраженных одно отражение с оттенком другого цвета как на рисунке.

Подытожив все вышесказанное, скажем, что установив у себя в доме пластиковые окна и двери производства нашей компании Евростиль с энергосберегающими стеклопакетами, вы экономите средства и создаете комфортные условия в помещении, а это хорошее настроение и здоровье у вас и ваших близких!

Как рассчитать теплопроводность стеклопакета

Теплопроводность — это физическая величина, характеризующая способность вещества или тела проводить тепло. Чем ее значение больше, тем быстрее происходит передача тепла от  тела с большей температурой к меньшей. То есть коэффициент теплопроводности K является обратной величиной к R0 — СТП, принятому к применению в России.

Чем меньше K, тем лучше теплоизоляционные свойства конструкции. Коэффициент K применяется в стандартах и нормах, разработанных DIN (Институт ФРГ по стандартизации), имеющего статус ведущего органа по стандартизации в Европе.

Для примерных расчетов можно использовать формулу:

K = 1 / R0

Размерность K в системе СИ — [Вт/м2*/ 0С]. Некоторые производители представляют на своих сайтах онлайн-калькулятор, с помощью которого потенциальный покупатель может рассчитать характеристики будущего оконного проема с индивидуальными (“под себя”) параметрами.

Таблица сопротивления теплопередаче стеклопакетов

 

Преимущества энергосберегающего И-стекла

Остекление с помощью новинки предлагает следующие выгоды:

  1. Способность И-стекла отражать длинные тепловые волны в сторону излучателя минимизирует затраты на отопление зимой (до 2/3) и кондиционирование помещений летом (до 1/3). Теплоизоляция И-стекла намного выше, чем у обычного двухкамерного стеклопакета.
  2. Наличие И-стекла в силу отражающих свойств решает сразу несколько проблем: выгорание обоев, обивки мебели и других предметов интерьера; не требует использования штор, жалюзи и других затемняющих помещение предметов. Прозрачность такого стекла ничуть не меньше, чем у обычного.
  3. И-стекло обеспечивает максимально комфортный микроклимат во всем пространстве помещения, в том числе и приоконной зоне. Именно здесь рядом с обычным стеклопакетом нередко (в силу разности температур в помещении, на поверхности стекла и за окном) образуются сквозняки. На поверхности И-стекла при температуре за окном +24оС и +20оС внутри образуется комфортные +17оС, тогда как на однокамерном стеклопакете – +5оС, на двухкамерном – +13оС. Небольшая разница температуры И-стекла и воздуха в помещении предупреждает запотевание, не образует сквозняков, позволяя эффективно использовать и пространство у окна.
Читайте также:  Все что вы хотели знать о бронированных окнах: как изготавливаются, классы защиты и область применения

Такими качествами не обладает ни один другой тип остекления!

Конструкция стеклопакета

Обычно стеклопакет состоит из двух или трех листов стекла, которые имеют одинаковую ширину и высоту. При этом толщина стекол может быть как одинаковой, так и различной. Эти стекла устанавливаются на заданном расстоянии друг от друга и склеиваются вместе по их кромкам. Поэтому их называют клееными

стеклопакетами [1]. Между стеклами образуется герметичная полость – камера стеклопакета (рисунок 1).

Конструкция стеклопакета

Рисунок 1 – Конструкция стеклопакета

Эта камера содержит сухой воздух или, иногда, инертные газы аргон или криптон. При этом никакого вакуума в этой полости не создается, как это иногда ошибочно считают.

(О действительно вакуумных

стеклопакетах см. здесь.)

[ссылка на статью 18-03-03 о вакуумных стеклопакетах]

Дистанционная рамка, которая отделяет листы стекол друг от друга, имеет определенное влияние на теплоизолирующие свойства стеклопакета и, особенно, на точку росы на кромках стеклопакета. Часто дистанционные рамки называют спейсерами от соответствующего английского термина «spacer». Ниже для краткости и мы будем их так называть.

Вычисление общей теплопроводности окна

Для определения показателя сопротивления теплопередачи не нужно обладать особыми знаниями. Достаточно будет использования теплотехнической информации о профильных системах наряду со стеклопакетами. Делать акцент нужно сразу на нескольких коэффициентах. Беря во внимание теплопроводность створок с рамами и стеклопакетами, удастся получить точные данные. Во время вычислений обязательно учитываются показатели:

  • R sp – коэффициент стеклопакета.
  • R p – коэффициент переплета окна.
  • β – отношения площади светопрозрачной части изделия к общей оконной площади.

Эти показатели нужны для вычисления теплопроводности конструкции по формуле:

R= R sp×R p/((1- β)×Rsp + β×R p).

У каждого профиля и стеклопакета свои коэффициенты, поэтому определить среднее значение не представляется возможным. В ином случае все окна удерживали бы тепло совершенно одинаково. Для вычисления площади переплета показатель длины составных элементов створок с рамами умножается на ширину профилей, после чего значения суммируются. Площадь остекления приравнивается к площади световых проемов.

Что такое теплопроводность окна и от чего она зависит?

Если максимально упростить, то теплопроводность окон ПВХ – способность профильной конструкции с закрытыми створками удержать внутри помещения определенное количество энергии. Однако такого определения недостаточно, что понять суть процесса. Ведь через те же стеклопакеты утечка тепла происходит разными способами:

  • 30% потерь энергии происходит за счет конвекции внутри стеклопакетов и воздушных камер и теплопередачи через твердые компоненты оконных или дверных блоков;
  • 70% тепла уходит за пределы помещения вместе и инфракрасными волнами.

Этот простой анализ позволяет понять, как можно существенно уменьшить утечку энергии. Поскольку инфракрасные волны проходят через стекла, именно этим зонам оконных и дверных блоков требуется уделить двойное внимание. Ведь стеклопакеты занимают самую большую площадь в оконных проемах и через них уходит максимальное количество тепла. Статистика показывает, что значительно повысить энергоэффективность профильных конструкций можно в том случае, если получится задержать инфракрасные волны.
При этом нельзя оставлять без внимания ПВХ-системы, так как коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов в определенной мере зависит от их особенностей. Например, форма сечения профилей влияет на глубину посадки и максимальную толщину стеклопакетов. От упомянутых размеров зависит суммарная энергоэффективность окон. Кроме этого, хорошие профили замедляют процесс теплообмена по периметру световых проемов и распространение холода от остывших стен. Эти процессы взаимосвязаны и становятся причиной снижения температуры во внутренних помещениях.
Последний фактор, который оказывает влияние на уровень теплопроводность окон – герметичность. Однако этот параметр достаточно сложно рассчитать математически. Поэтому заказчику окон достаточно знать, что для обеспечения герметичности требуются качественная фурнитура и армирование профиля. Также нужно уделить внимание качеству установки. Если монтаж выполнен не по правилам, возможна разгерметизация конструкции по периметру рам. Подробнее о требованиях к установке читайте на ОкнаТрейд.
Разгерметизация стеклопакета

Как вычислить общую теплопроводность окна

Определить точное сопротивление теплопередаче окон достаточно просто. Для этого потребуется использовать теплотехническую информацию о профилях и стеклопакетах. Причем нельзя ориентироваться только на один из коэффициентов. Чтобы получить достоверные данные, требуется учесть теплопроводность створок, рам и стеклопакетов. При вычислениях потребуется применить:

  1. R sp – коэффициент стеклопакета.
  2. R p – коэффициент оконного переплета.
  3. β – отношение площади светопрозрачной части конструкции к общей площади окна.

Теплопроводность окна с учетом этих данных вычисляется по формуле:

R= R sp×R p/((1- β)×Rsp + β×R p)

У разных профилей и стеклопакетов коэффициенты отличаются. Не существует среднего значения. Ведь в таком случае все окна имели бы одинаковую способность удерживать тепло. Точные значения коэффициентов приведены в этой статье в разделах о ПВХ-системах и стеклопакетах. Чтобы вычислить площадь переплета, нужно умножить длину составных элементов створок и рам на ширину профилей, а затем суммировать полученные значения. Площадь остекления равна площади световых проемов.

Основные виды стеклопакетов

Стеклопакет (СП), являясь основной частью окна, конструктивно состоит из нескольких стекол, соединенных металлическими (промежуточными) рамками. Промежуток между стеклами называется камерой.

Чаще всего используются три основных вида стекольных пакетов:

  • однокамерные — два стекла (внутреннее и наружное);
  • двухкамерные — три стекла (внутреннее, наружное и промежуточное);
  • трехкамерные — четыре стекла (внутреннее, наружное и 2 промежуточных).

картинка виды стеклопакетов

Толщина используемых стекол варьируется от 4 до 6 мм. Для остекления объектов с повышенными требованиями к прочности (большие ветровые нагрузки) могут применяться стекла толщиной 8-10 мм. Промежуток между стеклами может варьироваться — от 8 до 36 мм. Диапазон толщин стеклопакетов составляет от 14 до 60 мм.

СТП самого стекла сравнительно мало ввиду его большой теплопроводности. Для уменьшения теплопотерь межстекольное пространство, заполняется воздухом или инертным газом (аргоном Ar, криптоном Kr, азотом N2). Газонаполненные камеры дают основной вклад в повышение СТП стеклопакета Rсп. Существенно повысить значение Rсп удается также с помощью создания вакуума в камере, но это приводит к резкому удорожанию конечного изделия.

Требуемое сопротивление теплопередаче окон

Основная физическая единица характеризующая, теплопроводность окна является приведенное сопротивление теплопередаче Ropr (м2*°С)/Вт.

Обычному человеку значение Ropr (м2°С)/Вт ни о чем не говорит, и при выборе окон часто можно слышать такие советы:

Обращайте внимание на теплоизоляционный показатель выбираемого окна – сопротивление теплопередаче. Величину его брать чем больше, тем лучше. Минимальное R рекомендую не ниже 0,55 (м2°С/Вт) – как для средней полосы России.

Т. е. используется подход чем больше, тем лучше.

Не зная требуемую величину Ropr для Вашего региона Вы совершенно “слепы” при выборе окна.

мы рассматривали физические свойства сопротивления теплопередаче Ropr (м2°С)/Вт.

Согласно СП 50.13330.2012 СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ

5.1 Теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям:

  • а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);
  • б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);
  • в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований а), б) и в).

Дополнительные способы уменьшения теплопотерь

Внушительного снижения теплопотерь удается достичь с помощью специальных покрытий. Сверхтонкий слой окислов металла наносится на внутреннюю поверхность стекла, что гарантирует его сохранность в процессе эксплуатации. Эта дополнительная пленка полностью пропускает видимый свет, но при этом выступает своеобразным “зеркалом”, отражающим электромагнитное излучение инфракрасного (ИК) диапазона. Как известно из физики, нагретые тела значительную часть своей внутренней энергию излучают в этой области спектра.

Различают два вида стекол с дополнительным напылением:

  • k-стекла — получают нанесением оксидов металлов. Покрытие толщиной 0,4-0,5 мкм практически не влияет на светопропускание окна;
  • i-стекла — это технология сложнее, а значит стекла получаются дороже. Пленка получается двойным напылением в вакууме нескольких чередующихся слоев: между оксидных слоев наносятся слои чистого металла (обычно используется серебро толщиной 10-15 нанометров).

Применение таких покрытий позволяет снизить расходы на отопление на 15-20%.

Роль окна из ПВХ профиля в теплозащите помещения

термическое сопротивление окна фото
На сегодняшний день большая часть предприятий, занимающихся изготовлением пластиковых окон и дверей использует 3-х камерный профиль (различных производителей) и двухкамерный стеклопакет (далее с/п) (4М—10—4М—10-4М). Согласно ГОСТ 30674-99 «Блоки оконные из поливинилхлоридных профилей» сопротивление теплопередаче оконной конструкции изготовленной из 3-х камерного профиля с двухкамерным с/п 4М—10—4М—10—4М (наиболее распространенный и часто используемый с/п) составляет 0,51 (м2•°С)/Вт.

Читайте также:  Как выбрать пластиковые окна: рекомендации специалистов

Величина справочная, однако реально значения для данных конструкций варьируются в пределах 0,53-0,56 (м2•°С)/Вт. Какими же путями возможно увеличить сопротивление теплопередаче окон пластиковых хотя бы до сегодняшних 0,6 (м2•°С)/Вт, не говоря уже о быстром устаревании строительных требований и учитывая 20-40 летнюю жизнь окна, при этом не увеличивая значительно стоимость всей оконной конструкции?

23 ноября 2009 года принят Федеральный закон об энергосбережении и повышении энергетической эффективности (№ 261-ФЗ). Предполагается, что этот закон поможет создать правовые, экономические и организационные основы стимулирования энергосбережения и повышения энергоэффективности. Коснется он и установки оконных систем. Но обо всем по порядку.

1 мая 2010 принят приказ, который утверждает требования по энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений. Обновленный закон предписывает заменить окна на энергоэффективные (с приведенным сопротивлением теплопередаче 0,56-0,8 (м2•°С)/Вт). На это законодатель выделил свой срок: с 2011 до 2015 гг. Если говорить простым и понятным языком, то в течение четырех следующих лет окна должны стать теплее на 48%.

Требования к окнам будут касаться не только муниципальных заведений, строящегося жилья, но и уже построенных домов. Подталкивать нас к этому будут требования к установке счетчиков энергопотребления. По предварительным подсчетам, с 1 января 2011 г. россияне, не установившие счетчик, будут переплачивать за воду, газ и тепло почти в двойном размере, а с 2012 — и вовсе в четырехкратном.

Такая практика стимулирования широко распространена в Западной Европе, где собственники домов, неоснащенных счетчиками, оплачивают «коммуналку» по ставкам в несколько раз больше.

Вдохновленные перспективами, будем разбираться: окна пластиковые состоят из двух основных элементов: ПВХ профилей (рама, створка, импост, штапики и т.д.) и с/п. Именно эти составляющие определяют значение сопротивления теплопередаче всей оконной конструкции.

Однокамерные стеклопакеты

ФормулаТолщина, ммСопротивление теплопередаче, м2·°C/ВтКоэффициент звукоизоляции, дБ
4-8-4160,28
4-8Ar-4160,3
4-8-4К160,47
4-8Ar-4К160,53
4-10-4180,30-0,32; 0,32; 0,32; 0,2923-25
4-10Ar-4180,31
4-10-4К180,49
4-10Ar-4К180,55
4-12-4200,32-0,34; 0,32-0,34; 0,3; 0,33; 0,32-0,34
4-12Ar-4200,32
4-12-4К200,51
4-12Ar-4К200,57
4-16-4240,34-0,37; 0,34-0,37; 0,32; 0,35; 0,34-0,3725-27; 25-27; 26; 25-27
4-16-4И240,59; 0,59; 0,58; 0,58; 0,5826-28; 27; 26-28
4-16Ar-4И240,66
4-16-4К240,53; 0,50-0,52; 0,53; 0,5126-28; 27
4-16Ar-4240,34
4-16Ar-4К240,59; 0,5334
4-24-4320,37-0,39; 0,3429
4-24-4К320,55
4-24-4И320,61

От чего зависят эти тепловые потери

Они тем больше, чем больше разность температур в доме и на улице. Они тем меньше, чем выше теплозащитные свойства стены (или, как говорят, ограждающей поверхности). Стена сопротивляется утечке тепла, поэтому ее теплозащитные свойства оценивают величиной, называемой сопротивлением теплопередаче.

теплозащита окна пвх фотоСопротивление теплопередаче показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр стены при определенном перепаде температур (или наоборот: какой перепад температур возникнет при прохождении заданного количества тепла через квадратный метр стены).

Формула проста, как закон Ома:

  • R=д/q

где:

  • q — это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности (стены, крыша и т. д.). Его измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м2);
  • д — это разница между температурой на улице и в комнате (°С) и, наконец;
  • R — это сопротивление теплопередаче (размерность (м2•°С)/Вт).

В качестве примера: сколько будет стоить комфорт зимой хозяину остекленной и идеально утепленной  лоджии? Не будем учитывать потери на нагрев свежего воздуха из форточки и потери тепла через стены, пол и потолок. Только через самое лучшее на сегодняшний день остекление с  R=0,8 площадью 10 кв.м при разнице  температур от -20 до +20 будет теряться 0,5 кВт в час, т.е. теплый пол накрутит примерно 360 кВт в морозный месяц!

Подобно тому как электрическое сопротивление R характеризует способность проводника препятствовать прохождению электрического тока, так и тепловое сопротивление R показывает, насколько поверхность, ограждающая жилой объем, препятствует утечке тепла наружу.

Эта аналогия не случайная — мы имеем дело с законом подобия: прохождение тока под действием разности потенциалов и теплового потока через вещество под действием разницы температур описываются одинаковыми математическими уравнениями.

Если речь идет о многослойной стенке, то сопротивления отдельных слоев просто складывают (в точности как последовательные сопротивления в электрической цепи). Например, сопротивление стены из дерева, обложенного кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирпичной и деревянной стенки и воздушной прослойки между ними:

  • R(сумм.) = R(дер.) + R(возд.) + R(кирп.).

При проектировании и строительстве жилых зданий начиная с 2003 года необходимо соблюдать требования СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», иначе построенное здание не будет разрешено заселять и использовать. Поскольку требования к сопротивлению стен теплопередаче по этому документу очень высокие, в последнее время разрабатывается значительное количество строительных материалов, обладающих низким коэффициентом теплопроводности.

Это всевозможные утеплители, газосиликатные и пенобетонные блоки, поризованная и сверхпоризованная керамика, многопустотные крупногабаритные блоки. Для нашего Урало-Сибирского региона сопротивление теплопередаче для внешних стен жилых домов должно составлять от 3,5 (м2•°С)/Вт (k = 0,29 Вт/(м2•°С)). До 1995 года требуемое сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей в жилых домах составляло 0,45 (м2•°С)/Вт (k = 2,22 Вт/(м2•°С)). Согласно современным нормам требуемое сопротивление теплопередаче окон составляет 0,6 (м2•°С)/Вт (k = 1,67 Вт/(м2•°С)).

Коэффициент теплопроводности полнотелого керамического кирпича равен в среднем 0,6 Вт/(м2•°С), а силикатного 0,8 Вт/(м2•°С). Если рассчитать требуемую толщину стены, сложенной только из этого кирпича, то для керамического кирпича она составит от 2,1 метра, а для силикатного — от 2,8 метра. Это уже не коттедж, а средневековая крепость! А, например, для газосиликатных блоков с коэффициентом теплопроводности 0,14 Вт/(м2•°С) толщина стены будет составлять всего 50 сантиметров.Однако, прочность газосиликатных блоков такова, что их нельзя использовать как несущий материал.

Лукавые рекламщики окон пытаются облукавить покупателя: «В новой кухне-гостиной никогда не будет холодно: окно из профилей «таких-то» с 5-ти камерным строением и системной глубиной 70 мм по теплотехническим характеристикам эквивалентно кирпичной стене толщиной 90 см!» Увы, но самое лучшее современное окно примерно в три раза «холоднее» стены, иначе стеклянные стены перестали бы быть экзотикой и расточительством в наших домах.

Двухкамерный стеклопакет

В конструкцию входят 3 стекла, между которыми образуются 2 воздушные камеры с теплоизолирующими свойствами толщиной 32 мм.

Образование конденсата на внутреннем стекле на этом изделии происходит при температуре на улице от -25оС и ниже (при условии, что влажность в помещении не превышает 50%). Коэффициент сопротивления теплопередаче у такой конструкции выше – 0,47 м²*оС/Вт.

И-стекло – инновация, совершившая революцию

Помещения, остекленные рамами с И-стеклом, позволяют экономить энергоресурсы на кондиционирование и отопление для поддержания комфортного микроклимата в течение года. На поверхность таких стекол методом напыления наносится серебро (в специальных вакуумных камерах). Нанесенное покрытие настолько тонко, что прекрасно пропускает свет и солнечные лучи, отражая тепло изнутри в зимнее время и снаружи – в летнее. Новинка произвела настоящий фурор в технологии остекления.

Источники
  • https://passaz-okna.ru/okna/koefficient-soprotivleniya-teploperedachi-steklopaketov.html
  • https://dexen-ru.com/soprotivlenie-teploperedache-okon/
  • https://okna-dom.net/soprotivleniye-teploperedache-steklopaketov/
  • https://glazingmag.ru/koeffitsient-soprotivleniya-teploperedachi-steklopaketov/
  • https://es174.ru/articles/naskolko_okna_pvh_holodnee_stenyi
  • https://aknova.ru/clauses/steklopakety/
  • https://IvSteklo.ru/pro-okna/teploprovodnost-steklopaketov-sravnitelnaya-tablica-2.html
  • https://www.oknatrade.ru/help/soprotivlenie-teploperedache-vazhnaya-kharakteristika-okna/

Все окна