Коэффициент теплопередачи окон ПВХ

Сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций

Анализ структуры общих теплопотерь в жилых зданиях показывает, что через световые проемы теряется до 15 — 30 % тепла. При этом значительная его часть уходит через места примыкания окон к стенам и через откосы. Уровень теплозащитных свойств ограждений характеризуется величиной приведенного сопротивления теплопередаче.

Теплопередача — перенос теплоты через ограждающую конструкцию от среды с более высокой температурой к среде с более низкой температурой. Коэффициент теплопередачи характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через один квадратный метр конструкции при разности температур по обе стороны в один градус —Ro (м²·°C/Вт) — величина, принятая в России для оценки теплозащитных характеристик материалов или конструкций, обратная коэффициенту теплопроводности k, который принят в нормах DIN.

Коэффициент теплопроводности k характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1 м² конструкции при разности температур по обе стороны в один градус по шкале Кельвина (К), единица измерения Вт/м² К. Чем меньше значение k, тем меньше теплопередача через конструкцию, т.е. выше ее изоляционные свойства.

К сожалению, простой пересчет k в Ro (k=1/Ro) не вполне корректен из-за различия методик измерений в России и других странах. Однако, если продукция прошла сертификацию, то производитель обязан представить заказчику именно показатель теплопроводности.

Ro тр — требуемые значения коэффициента сопротивления теплопередаче для каждого региона нашей страны определяется в соответствии с продолжительностью отопительного периода. Сопротивление теплопередаче рассчитывается по формуле:

Чем больше этот показатель, тем меньше теплопередача через конструкцию. Требуемые значения коэффициента сопротивления теплопередаче для каждого региона нашей страны определяется в соответствии с продолжительностью отопительного периода.

Рассчитать самостоятельно сопротивление теплопередачи оконной конструкции несложно, для этого необходимы:

• данные по сопротивлению теплопередачи профиля, которые предоставляют производители 2 ;Файл:Sp profil.doc
• данные по сопротивлению теплопередачи стеклопакета, в соответствии с ГОСТ 24866-89 «Стеклопакеты клееные строительного назначения. Технические условия»

где, Foc— площадь остекления (светопрозрачная часть окна, без учета профиля створки/коробки/импоста)

F пер- площадь непрозрачной части конструкции окна

Естественно, большое значение имеют внешние климатические условия. Понятно, что окна, которые подойдут для остекления домов в Сочи, вряд ли устроят жителей Воркуты. Поэтому, при выборе окна, необходимо обращать внимание на параметры теплозащиты с учетом климатических условий, в которых они будут использоваться.

Пример: Рассчитаем сопротивление теплопередаче оконного блока из профиля VEKA PROLINE (4-камерный профиль, шириной 70 мм) и двухкамерного стеклопакета 4-10-4-10-4. Исходные данные ( от производителя профиля):
Высота профиля (рама со створкой) -112 мм.
Высота створки-77 мм.
Комбинация створок и импоста — около 187 мм.

Вычисляем площадь непрозрачной части Fпер: (0,112*1,5)*2+(1,5*0,187)+ (1,4-0,112-0,187)*2*0,112= 0,87 кв.м
Площадь остекления Foc= (1.4*1.5)-0.87= 1.23 кв.м
Теперь вычислим значение:
0.58

Располагая всеми необходимыми данными мы можем вычислить коэффициент сопротивления теплопередаче:
0.56 м²·°C/Вт

Сопротивление теплопередаче, характеризующее теплозащиту наружных ограждающих конструкций, в том числе окон нормируется СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», а также введенным с 01.10.03г. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

Приведенное сопротивление теплопередаче , Ro м²·°C/Вт, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45°) следует принимать не менее нормируемых значений ,Rтро м²·°C/Вт, определяемых по таблице 4 СНиП 23-02-2003 в зависимости от градусо-суток района строительства.

Показатель градусосуток рассчитывается по следующей формуле: ГСОП = (Тв — Тот.пер.) • Zот.пер, где Тв — расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 и приложению СанПиН 2.1.2.2645-10 (в интервале 18-24°С), то же, в районах наиболее холодной пятидневки (- 31°С и ниже)

Тот.пер. и Zот.пер.- средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С — при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С — в остальных случаях.

Рассчитаем показатель «градусосуток» для Московского региона: ГСОП= (20-(-3,1))x214= 4943

Теперь методом интерполяции [1] — определим значение сопротивления теплопередаче для Москвы: Ro= 0,45+ (4943-4000)/(6000-4000)x((0.6-0.45)/1)= 0.45+0.071=0.52м²·°C/Вт

По состоянию на 2011г. в Москве действует МГСН 2.01-99 «»Энергосбережение в зданиях», в соответствии с которым приведенное сопротивление теплопередаче для окон следует принимать 0,54 м²·°C/Вт для окон, балконных дверей и витражей; 0,81 м²·°C/Вт для глухой части балконных дверей.

На показатель сопротивления теплопередаче окон влияют несколько факторов:

1. размеры окна в целом и его рам и створок;
2. материалы блока окон (ПВХ, дерево, алюминий);
3. тип остекления( в том числе ширина дистанционной рамки стеклопакета, наличие И- стекла и специального газа в стеклопакете);
4. число и расположение утеплителей в системе рама/створка.
5. устройство монтажного шва по ГОСТ 30971-02 «Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам»

ГОСТ 26602.1 «Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче» устанавливает методы определения сопротивления теплопередаче оконных и дверных остекленных блоков и их элементов (далее — оконных блоков), изготавливаемых из различных материалов, для отапливаемых зданий и сооружений различного назначения.

Кроме общероссийских нормативных документов существуют еще и местные, в которых определенные требования для данного региона могут быть ужесточены.

Из ГОСТ 23166-99 «Блоки оконные Общие технические условия» по показателю приведенного сопротивления теплопередаче, изделия подразделяют на классы:

А1 — с сопротивлением теплопередаче 0,80 м²·°C/Вт и более А2 — с сопротивлением теплопередаче 0,75-0,79 м²·°C/Вт Б1 — с сопротивлением теплопередаче 0,70-0,74 м²·°C/Вт Б2 — с сопротивлением теплопередаче 0,65-0,69 м²·°C/Вт В1 — с сопротивлением теплопередаче 0,60-0,64 м²·°C/Вт В2 — с сопротивлением теплопередаче 0,55-0,59 м²·°C/Вт Г1 — с сопротивлением теплопередаче 0,50-0,54 м²·°C/Вт Г2 — с сопротивлением теплопередаче 0,45-0,49 м²·°C/Вт Д1 — с сопротивлением теплопередаче 0,40-0,44 м²·°C/Вт Д2 — с сопротивлением теплопередаче 0,35-0,39 м²·°C/Вт В соответствии со статьями 6 и 11 Федерального закона РФ от 23 ноября 2009 года «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации» вышел приказ от 17 мая 2011 г. № 224 «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» где требования энергетической эффективности определяются нормируемым показателем суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, уменьшенным по отношению к показателю годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение соответствующего базового уровня требований энергетической эффективности:

• на 15 % по отношению к базовому уровню со дня вступления в силу требований энергетической эффективности;
• на 30 % по отношению к базовому уровню с 1 января 2016 года;
• на 40 % по отношению к базовому уровню с 1 января 2020 года.

в соответствии с которым коэффициент сопротивления теплопередаче оконных конструкций может быть увеличен.

К сожалению, эффект от проведения теплосберегающих мероприятий пока ощущают только муниципалитеты. В квартирах нет индивидуальных теплосчетчиков, поэтому экономия тепла для жителей не ощутима. Если муниципалитет дотирует тарифы на тепло, то утепление домов сказывается на объеме дотаций. Но суммы эти в бюджете мало ощутимы, поскольку относительная доля утепленных домов пока мала.

Другое дело, когда житель имеет возможность регулировать теплоподачу сам, напрямую ощущая экономию. Законом «Об энергосбережении . » предусмотрено, что с 2012 года вновь построенные и реконструируемые дома должны иметь системы индивидуального учета потребления тепла в квартирах. Но вопрос пока не проработан, поскольку нет коммерческой практики индивидуального учета тепла в многоквартирных домах.

Примечания

1. ↑ Интерполяция — способ нахождения промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений.

2 Статья подготовлена на примере ПВХ профилей.

Классификация окон

Окна классифицируют по основным эксплуатационным характеристикам:

1. приведенному сопротивлению теплопередаче
2. воздухо- и водопроницаемости
3. звукоизоляции
4. общему коэффициенту пропускания света
5. сопротивлению ветровой нагрузке
6. стойкости к климатическим воздействиям

Приведенное сопротивление теплопередаче

По показателю приведенного сопротивления теплопередаче окна подразделяют на классы:

Таблица спецификаций Класс Сопротивление теплопередаче (м2°С/Вт ) A1 0,80 и более А2 0,75 — 0,79 Б1 0,70 — 0,74 Б2 0,65 — 0,69 B1 0,60 — 0,64 В2 0,55 — 0,59 Г1 0,50 — 0,54 Г2 0,45 — 0,49 Д1 0,40 — 0,44 Д2 0,35 — 0,39

Изделиям с сопротивлением теплопередаче ниже 0,35 — класс не присваивают.

Воздухо- и водопроницаемость

По показателям воздухо- и водопроницаемости окна подразделяют на классы:

Объемная воздухопроницаемость при DР = 100 Па, м3/(ч?м2) для построения нормативных границ классов

Предел водонепроницаемости, Па, не менее

Таблица спецификаций Класс Объемная воздухопроницаемость при DР = 100 Па, м3/(ч?м2) для построения нормативных границ классов Предел водонепроницаемости, Па, не менее А 3 600 Б 9 500 В 17 400 Г 27 300 Д 50 150

Звукоизоляция

По показателю звукоизоляции окна подразделяют на классы со снижением воздушного шума потока городского транспорта:

окна со снижением воздушного шума свыше

Таблица спецификаций Класс окна со снижением воздушного шума свыше А 36 дБА Б 34-36 дБА В 31-33 дБА Г 28-30 дБА Д 25-27 дБА

В случае если снижение уровня воздушного шума потока городского транспорта достигается в режиме проветривания, к обозначению класса звукоизоляции добавляют букву «П». Например, обозначение класса звукоизоляции изделия «ДП» означает, что снижение уровня воздушного шума потока городского транспорта от 25 до 27 дБА для данного изделия достигается в режиме проветривания.

Общий коэффициент пропускания света

По показателю общего коэффициента пропускания света окна подразделяют на классы:

Общий коэффициент пропускания света

Таблица спецификаций Класс Общий коэффициент пропускания света А 0,50 и более Б 0,45 — 0,49 В 0,40 — 0,44 Г 0,35 — 0,39 Д 0,30 — 0,34

Сопротивление ветровой нагрузке

По сопротивлению ветровой нагрузке окна подразделяют на классы:

Таблица спецификаций Класс Сопротивление ветровой нагрузке (Па) А 1000 и более Б 800 — 999 В 600 – 799 Г 400 — 599 Д 200 — 399

Указанные перепады давления применяют при оценке эксплуатационных характеристик изделий. Прогибы деталей изделий определяют при перепадах давления, вдвое превышающих верхние пределы для классов, указанных в классификации.

Ветровая нагрузка W(Па)

Скорость ветра (км/час)

Скорость ветра (м/сек.)

Таблица спецификаций Ветровая нагрузка W(Па) Скорость ветра (км/час) Скорость ветра (м/сек.) 400 91 25,3 550 107 29,7 600 112 31 750 125 34,6 800 129 35,8 1000 144 40 1200 158 43,8 1500 176 49 1600 182 50,6 1800 193 53,6 2000 203 56,6 2400 223 62 2500 228 63,2 3000 249 69,3 3500 269 74,8

Стойкость к климатическим воздействиям

В зависимости от стойкости к климатическим воздействиям изделия подразделяют по видам исполнения:

для районов со средней месячной температурой воздуха в январе минус 20°С и выше (контрольная нагрузка при испытаниях изделий или комплектующих материалов и деталей — не выше минус 45°С) в соответствии с действующими строительными нормами

морозостойкого исполнения (М)

для районов со средней месячной температурой воздуха в январе ниже минус 20°С (контрольная нагрузка при испытаниях изделий или комплектующих материалов и деталей — не выше минус 55°С) в соответствии с действующими строительными нормами.

Таблица спецификаций Класс Условие нормального исполнения для районов со средней месячной температурой воздуха в январе минус 20°С и выше (контрольная нагрузка при испытаниях изделий или комплектующих материалов и деталей — не выше минус 45°С) в соответствии с действующими строительными нормами морозостойкого исполнения (М) для районов со средней месячной температурой воздуха в январе ниже минус 20°С (контрольная нагрузка при испытаниях изделий или комплектующих материалов и деталей — не выше минус 55°С) в соответствии с действующими строительными нормами.

Основные размеры (классификация окон по модульным размерам)

За основу модульных габаритных размеров изделий принимают строительный модуль, равный 100 (мм) и обозначаемый буквой М.

Рекомендуемые (основные) модульные размеры изделий:
по ширине — 6М; 7М; 9М; ИМ; 12М; 13М; 15М; 18М; 21М; 24М; 27М;
по высоте — 6М; 9М; 12М; 13М; 15М; 18М; 21М; 22М; 24М; 28М.

Сопротивление теплопередаче окна — что это?

Сопротивление теплопередаче окна R – это величина, характеризующая потери тепла в холодные месяцы и поступление тепла в кондиционируемое помещение летом. Приведенное сопротивление теплопередаче Rпр.– это усредненная величина, учитывающая сопротивление теплопередаче стеклопакета и оконного профиля.

Измеряется эта величина в м2 х градус/Вт. Взяв обратную величину Rпр., площадь окна и перепад температур, можно оценить тепловой поток, проникающий через окно. Чем больше величина Rпр., тем окно «теплее».

Потери тепла через оконное стекло складываются из лучевых потерь (ИК-излучение), трансмиссионных потерь (теплопроводность воздуха, стекла и конструкционных элементов) и конвективных теплопотерь за счет движения воздуха в межстекольном пространстве. Соответственно, на сопротивление теплопередаче стеклопакета влияют количество и толщина стекол, межстекольное расстояние, состав газа в межстекольном пространстве, наличие специальных низкоэмиссионных стекол, конструкция дистанционных рамок. На сопротивление теплопередаче оконного профиля влияют: толщина деревянного профиля и порода древесины, толщина и конструкция внутренних камер ПВХ профиля, конструкция «терморазрывов» в алюминиевых профилях.

При выборе, часто встречаются следующие заблуждения по поводу сопротивления теплопередаче окон.

Миф 1. Надо выбирать модели с максимальной величиной сопротивления теплопередаче

На самом деле, это не так. В отличие от стен, через которые тепло зимой только теряется, окна – это светопрозрачная конструкция. В течение отопительного сезона через окна тепло как теряется, так и поступает благодаря солнечной радиации. Увеличение сопротивления теплопередаче стеклопакетов достигается, в основном, за счет применения низкоэмиссионных стекол, снижающих светопропускание. Поэтому, результирующую энергоэффективность окон в течение холодного периода года надо оценивать комплексно, учитывая все факторы.

Так, в одной из работ специалистов МГСУ показано, что для условий Москвы оптимальным является величина сопротивления теплопередаче 0,6 м2х град/Вт, а не 0,8 и далее 1,0, о котором говорят чиновники. Кроме того, не надо забывать, что ОСНОВНЫМ назначением окна является естественное освещение помещений, характеризующееся величиной КЕО (коэффициент естественной освещенности). Для сохранения требуемого уровня освещенности при использовании стеклопакетов с несколькими стеклами, применении низкоэмиссионных стекол, требуется увеличивать площадь остекления, а это приведет к повышенным теплопотерям, поскольку все равно окна остаются в несколько раз холоднее стены.

Выход в данной ситуации следующий: при выборе окон для вновь строящегося здания или для переостекления старого необходимо делать ПРОЕКТ светопрозрачных конструкций, учитывающий все эти факторы — потери и поступления тепла для конкретного объекта, условия выполнения требований по инсоляции и естественной освещенности.

Миф 2. Часто встречается требование типа «для климатических условий города N требуется использовать окна с сопротивлением теплопередаче не ниже, например, 0,65 м2. х град/Вт»

Мягко говоря, в таких случаях цифры «взяты с потолка». Да, в нормативных документах указаны минимально допустимые значения сопротивления теплопередаче окон в зависимости от величины ГСОП (градусо-суток отопительного периода), характеризующих суровость климата данной местности. Но не все так просто. В данной местности в жилых домах старой постройки стоит масса старых деревянных окон с Rпр. = 0,4 м2 х град./Вт и там спокойно живут люди при нормальной температуре. В морозы -30 градусов по этому городу в легковых автомобилях с одним стеклом можно спокойно ездить в одной рубашке. Дело только в мощности отопления салона автомобиля или квартиры.

Не окна выбираются для квартиры с неким постоянным отоплением, чтобы зимой было тепло, а система отопления рассчитывается проектировщиком для тех или иных окон. Долгое время в России современных герметичных окон не было. Была деревянная «столярка» серий ОС и ОР (окна со спаренными и окна с раздельными переплетами) соответственно с сопротивлением теплопередаче 0,4 и 0,44 м2 х град./Вт. И система отопления зданий рассчитывалась именно под такие окна.

Поэтому смысл соблюдать требования нормативов по привязке сопротивления теплопередаче окон к ГСОП при замене окон в старом жилом фонде есть только в домах, построенных после 2000 года. В более старых домах достаточно поставить окна, аналогичные по этому параметру старым. Это при условии нормального проектного отопления. При «недотопе», конечно, надо ставить более теплые окна с оговорками, приведенными выше в пункте №1.

Сопротивление теплопередаче окон из ПВХ

В условиях, когда за тепло в квартире (по большому счету) никто не платит, можно и нужно понять самые высокие требования в Европе к сопротивлению теплопередаче заполнений световых проемов, а проще — окон, принятых в белорусских стандартах.

Поскольку наиболее стабильными по поддержанию заданных при изготовлении свойств на сегодняшний момент являются окна из ПВХ, представляется целесообразным более пристально рассмотреть то, что мы покупаем. Ведь эти окна приобретаются для весьма длительного периода службы, практически — на всю жизнь.

Абсолютное большинство предприятий в РБ используют трехкамерные профили толщиной 58 — 62 мм. Очень редко применяются четырехкамерные и практически отсутствуют пятикамерные профили. (Правда, одна из минских фирм, рекламируя неплохой четырехкамерный профиль Eurofutur фирмы «Koemmerling’, представляет его как пятикамерный, что дает повод усомниться в качестве продукции.)

Большинство используемых в Беларуси профилей имеют немецкое происхождение. Некоторые фирмы производят окна из турецких, польских и российских профилей с целью удешевления изделий, особенно при тендерных торгах. Показатели сопротивления теплопередаче профилей, усиленных металлом, производимых различными фирмами, представлены в таблице 1.Из нее видно, что немецкие профили обладают одними из самых низких значений сопротивления теплопередаче, что в общем и не удивительно, так как в Германии другие стандарты, другой климат.

Вторым и, пожалуй, главным компонентом оконного блока являются стеклопакеты. Их показатели сопротивления теплопередаче представлены в таблице 2. Сразу же следует оговориться, что приведенные показатели для стеклопакетов с низкоэмиссионным стеклом действительны только при условии, что такое стекло имеет небольшой срок хранения. По сведениям Ассоциации производителей энергоэффективных окон (АПРОК), срок хранения теплосберегающих (низкоэмиссионных) стекол не должен превышать 1,5 месяца, так как из-за окисления нанесенной на них пленки происходит практически полная потеря качества.

Потребители окон в России давно это уже уяснили и на однокамерные стеклопакеты с К-стеклами мало полагаются, предпочитая двухкамерные с обычными стеклами. Тем более, что сопротивление теплопередаче таких оконных блоков вполне соответствует российской норме — 0,53 м С/Вт (см. таблицу 3).

Что касается белорусских потребителей, то, вне всякого сомнения, для обеспечения требуемого сопротивления теплопередаче 0,60 м С/Вт изготовители должны предлагать им окна из ПВХ только двух вариантов: с заполненным аргоном двухкамерным стеклопакетом толщиной не менее 32 мм; с однокамерным стеклопакетом при использовании низкоэмиссионного стекла с заполнением камеры аргоном при минимальном сроке хранения такого стекла. В противном случае потребитель получит, образно выражаясь, «Мерседес» c двигателем от «Запорожца». А платит то он, как за «Мерседес». Что касается аргона, то не производя (под любым предлогом!) наполнение стеклопакетов им или другим тяжелым газом (криптон, гексафторид серы), производитель окон однозначно поставляет на рынок Беларуси бракованные изделия, ибо выполнение условий стандартов России или Германии не может являться оправданием перед белорусским потребителем.

С учетом вышеизложенного даем несколько советов покупателю окон из ПВХ.

Во-первых, интересуйтесь конструкцией стеклопакета, которая указана в сертификате соответствия. Если изготовитель или его дилер предлагают окна с другим стеклопакетом, попросите у них результаты испытаний для такого стеклопакета. Если таковые отсутствуют, вам предлагают откровенный брак.

Во-вторых, при использовании в стеклопакете низкоэмиссионных стекол удостоверьтесь (хоть это бывает и не просто), что срок хранения таких стекол с момента изготовления на заводе до установки в стеклопакет не превышает 1,5 месяца. В противном случае вы получите бракованное изделие. В-третьих, не пожалейте времени и проверьте наличие у изготовителя стеклопакетов установки для газонаполнения. При отсутствии ее вы в любом случае получите окно, не соответствующее стандарту, а продавец будет утверждать, что вам и этого достаточно. Таблица 1 Показатели сопротивления теплопередаче некоторых систем профилей

Таблица 3 Зависимость сопротивления теплопередаче оконного блока от стеклопакетов и профилей ПВХ

Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 45 за 2000 год в рубрике окна, двери, перегородки

Теплопроводность пластиковых окон

Из статьи Вы узнаете:

Уже давно прошли те времена, когда жилище человека было лишено окна. Как известно из истории окон, сначала для связи с внешним миром использовался проем небольшого размера. С развитием технологий и навыков, оконный проем принял стандартные значения размеров – те, что используются в наше время.

Сегодня в проем, не считая небольшого процента деревянных окон образца советской эпохи, принято вставлять окна современного типа: пластиковые, алюминиевые, либо же деревянные со стеклопакетом. Рассмотрим подробнее первый тип – светопропускающие изделия, основу которых составляет материал ПВХ (поливинилхлорид).

От конструкции пластиковых окон, исполнения, а также от качества установки зависит их гармония с интерьером помещения, безопасность нахождения людей в нем, удобство и срок их службы – это известно всем. Однако как выбрать качественное пластиковое окно, каким критериям по теплопроводности оно должно соответствовать? Об этом и пойдет речь в этой статье.

На сегодняшнем российском рынке оконных конструкций представлен широкий спектр моделей. Практически у каждой свои особенности и характеристики. Поэтому немудрено, что рядовому покупателю не так просто разобраться с тем, какое окно лучше. В этом случае, лучше будет руководствоваться индивидуальными требованиями, предъявляемыми к будущей конструкции. При этом одним из главных, является соответствие климатическим условиям, в которых планируется эксплуатация пластикового окна.

Оно и верно – окна, предназначенные для использования в жилищах южного региона, в силу своих теплопроводных качеств, не подойдут к применению в северной части нашей страны. И наоборот.

Так что же такое теплопроводность окна и как ее значение влияет на сохранение тепла в помещении? Начнем с определения.

Значение теплопроводности окна.

Теплопроводностью пластиковых окон называют способность закрытого окна удерживать в помещении определенное количество тепла. Для обозначения данной способности оконной конструкции, принято использовать термин «коэффициент теплопроводности». Чем он меньше – тем больше окна сохраняют тепла.

Что же оказывает влияние на теплопроводность окон из пластика? Главным техническим элементом, напрямую оказывающее влияние на значение теплопроводности является камерность стеклопакета. Дело в том, что существует определенная зависимость: при увеличении количества камер теплопроводность пластикового окна уменьшается, а это, в свою очередь, положительно сказывается на количестве тепла, удерживаемом в помещении оконной конструкцией.

Таблица.

Чтобы легче ориентироваться в теплопроводности разных моделей окон, воспользуйтесь таблицей, в которой приведены способы остекления и коэффициент теплопроводности различных видов окон. Напоминаем, что чем ниже коэффициент, тем лучше.

Какой стеклопакет теплее

▼ Теплопроводность стеклопакетов

По этому пункту распыляться сильно не будем, достаточно будет вставить таблицу из «Державних Стандартів України ДСТУ Б В.2.7-107-2001 (ГОСТ 24866-99) со всеми коэффициентами.

Оптические и теплотехнические характеристики стеклопакетов

Стандарт EN 673 устанавливает метод расчета коэффициента теплопередачи Ug в центральной точке остекления, т.е. не учитывает влияние краевого эффекта дистанционной рамки, увеличивающего потери тепла.

▼ Пластиковая дистанционная рамка «теплый край»

Новейшей разработкой в области улучшения теплоизоляции остекления фасадов является дистанционная рамка «теплый край». Вместо алюминиевой или стальной дистанционной рамки используется пластиковая дистанция (которая может армироваться металлом). Теплопроводность пластмассы намного меньше, чем у стали или алюминия, поэтому пластиковая дистанционная рамка уменьшает потери тепла в краевой зоне стеклопакета.

Использование дистанционной рамки “теплый край» практически не изменяет показатель Ug стеклопакета (согласно EN 673, этот показатель измеряется в центре стеклопакета), но влияет на показатель Uw, характеризующий теплопотери окна в целом (стекло + дистанционная рамка + рама оконного блока).

▼ Показатели теплоизоляции стеклопакетов и требования строительных норм Украины

Таблица 1 — Минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции жилых и общественных зданий, R_{q min}, м 2 ·К/Вт

Вид ограждающей конструкции

Значение R_{q min}, для температурной зоны

Окна, балконные двери, витрины, витражи, светопрозрачные фасады

* Для домов усадебного типа и домов до 4х этажей включительно

В случае реконструкции зданий, проводящейся с целью их термомодернизации, допускается принимать значение R_{q min} согласно табл.1 с коэффициентом 0,8.

Таблица 2 — Минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций промышленных зданий, R_{q min} , м 2 · К/Вт

Вид ограждающей конструкции и тепловлажностный режим эксплуатации зданий

Значение R_{q min}, для температурной зоны,
м 2 К/Вт

Окна и зенитные фонари зданий:- с сухим и нормальным режимом

— с влажным и мокрым режимом

— с излишками тепла (более 23 Вт/м 3 )

▼ Инертные газы в стеклопакете

Дальнейшее улучшение было достигнуто заменой воздуха (l = 0.025 Вт/(м·K), r = 1.23 кг/м³, при 10°C – стандартные условия по EN 673) газом, имеющим более низкую теплопроводность и большую объемную массу, что снижает конвекцию (затрудняет перемешивание).

Инертные газы имеют низкий коэффициент теплопередачи, значение Ug между 0.2 и 0.3 Вт/(м²K), и используются только в стеклопакетах, имеющих стекла с покрытием.

На практике, главным образом используется аргон (l = 0.017 Вт/(м·K), r = 1.70 кг/м³) и иногда криптон (l = 0.009 Вт/(м·K), r = 3.56 кг/м³).

Убеждать кого-то использовать стеклопакет, наполненный газом или нет, не стану. Тут уж Вы сами решайте — доверять новым технологиям или нет! По правилам, камеру наполняют на 90-95% . В год потери этого самого газа составляют не более 2%, т.е. пройдет около 19-20 лет прежде, чем в Вашем стеклопакете останется 50% от изначального объема. После чего можно снова произвести дозакачку на производстве. Надеюсь, что через 15 лет для дозакачивания не придется вынимать стеклопакеты и вести их на завод.

Чувство комфорта в любом помещении зависит не только от окружающей температуры, но также и от близости холодных поверхностей. Человеческое тело с температурой (кожи) приблизительно 28°C, отдает тепло, когда приближается к холодным поверхностям, таким как остекление с плохой теплоизоляцией. Возникает дискомфортное чувство холода. Использование энергоэффективного остекления не только ограничивает потери тепла, но и уменьшает чувство дискомфорта, вызванное близостью холодных поверхностей

▼ Примечания

Низкоэмиссионные свойства стекла относятся к длинноволновому инфракрасному излучению; и напротив, почти не влияют на солнечное излучение. Следовательно, применяя энергоэффективный стеклопакет, можно улучшить теплоизоляцию и одновременно обеспечить высокий уровень поступления солнечной энергии.

Для обеспечения высоких показателей теплоизоляции и солнцезащиты одновременно, следует использовать другие типы покрытий, сочетающих эти две функции.

Об этих покрытиях расскажем Вам в следующих подтемах.

Расчет сопротивления теплопередаче окна

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции – это теплотехнический коэффициент, характеризующий уровень теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций. Чем больше сопротивление теплопередаче конструкции, тем выше ее теплоизоляционные свойства, т.е. тем меньше тепла проходит через эту конструкцию.

Сопротивление теплопередаче обозначается буквой R, единицы измерения: м 2 · о С/Вт.

Физический смысл сопротивления теплопередаче можно сформулировать следующим образом:

какой температурный перепад в о С произойдет на поверхностях ограждающей конструкции при мощности теплового потока 1 Ватт, проходящего через 1 м 2 поверхности конструкции.

Общее сопротивление теплопередаче конструкции R_о определяется как сумма термического сопротивления конструкции R и сопротивлений теплопередаче ее приграничных слоев воздуха у внутренней и наружной поверхностях конструкции R_в и R_н :

R_о = R+ R_в+ R_н, м 2 · о С/Вт.

Термическое сопротивление теплопередаче однородного слоя определяется по формуле:

R = b/ l , м 2 · о С/Вт ,

где: b – толщина слоя в м;

l – коэффициент теплопроводности материала, Вт/м· о С.

Если ограждающая конструкция имеет несколько слоев, то общее термическое сопротивление теплопередаче равно сумме термических сопротивлений теплопередаче каждого слоя.

Сопротивления теплопередаче приграничных слоев воздуха определяются по формулам:

R_в = 1/a_в и R_н = 1/a_н

где: a_в и a_н коэффициенты теплопередаче, соответственно, внутреннего и наружного приграничных слоев воздуха, Вт/ м 2 · о С.

Для оценки неоднородных по теплопроводности, по толщине и по площади ограждающих конструкций применяется понятие «приведенное сопротивление теплопередаче конструкции» R_пр. Этот показатель определяется, как средневзвешенное по площади значение R_о, с учетом R_о всех разнородных участков конструкции:

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче для оконного блока
из соснового бруса толщиной 78 мм.

Rо1 = 1/а_в + (толщина бруса в метрах / коэффициент теплопроводности сосны) + 1/а_н

где а_в — это коэффициент теплообмена у внутренней поверхности ограждения, равный 8,7 Вт/м· о C;

где а_н — это коэффициент теплообмена у наружной поверхности ограждения, равный 23 Вт/м· о C;

где коэффициент теплопроводности сосны равен 0,18 Вт/м· о C;

R_о1=1/8,7 + 0,078/0,18 + 1/23=0,1149 + 0,4333 + 0,0434 = 0,5916 м 2 · о С/Вт

Для расчета сопротивления теплопередаче всего окна необходимо вычислить площадь стеклопакета и площадь деревянной части окна

В нашем случае мы имеем две зоны:

1. Зона рама-створка

2. Зона стеклопакета.

S₁ — площадь деревянной части

R_о1=0,59 м 2 · о С/Вт

S₂ — площадь стеклопакета

R_о2=0,8 м 2 · о С/Вт данные производителя для стеклопакета 4М1-Аr16-4М1-Аr16-И4

Виды профильных систем KBE

Наряду с доступными по цене трехкамерными профилями 58 мм, пятикамерными системами с улучшенными теплофизическими свойствами и дизайном KBE System_70mm/md, KBE System_70mm SELECT, KBE AluSTAR_70 компания КВЕ изготавливает или готовит к серийному производству энергоэффективные профильные системы с монтажной глубиной 88 мм (базовая System_88mm, System_88mm PASSIVHAUS, System_88mm ALUFUSION, System_88mm AluSTAR), представленные в этом году на выставках в Шанхае и Нюрнберге, а также ряд инновационных специальных систем, как профильных, так и климатических (Frankreichsystem с расширенными рамами коробки, креативной конструкции и дизайна GlassWin System, раздвижные PremiLine и PremiDoor, для оптимизации микроклимата в помещениях REGEL-air).

88 мм профильные системы от КВЕ

Системы с монтажной глубиной 88 мм разработаны компанией в соответствии с более жесткими требованиями EnEV 2007, а затем и 2009 года по приведенным трансмиссионным теплопотерям для зданий, в том числе оконных и дверных конструкций. Здесь нужно отметить, что согласно EnEV (принятые в 2007 году поправки к директиве 2002/91/EG) коэффициент теплопередачи для окна Uw (или U-Wert взамен ранее используемого k-Wert) рассматривается, как комплексный показатель (рис. Типовая схема для расчета Uw), включающий величину теплопотока через профильные системы (коэффициент теплопередачи Uf), стеклопакет (Ug) и краевую зону стеклопакета с посадочным фальцем (Ψ), определяется по таюлицам согласно EN ISO 10077-1, измеряется по методике согласно EN ISO 12567-2, или рассчитывается по формуле Uw = (AgUg + AfUf+ lg Ψg)/ (Ag+Af) согласно EN ISO 10077-1 и EN ISO 10077-2.

Рис 1. Типовая схема для расчета Uw, где

• Ag и Af – площадь зеркала стекла и профилей соответственно, м2;
• Ig – длина краевой зоны, м;
• Ψg – коэффициент теплопередачи краевой зоны, Вт/ м К;
• Ug и Uf – коэффициенты теплопередачи стеклопакета и профильной системы соответственно, Вт/ м2 К.

Исходя из требований EnEV разработчики КВЕ спроектировали шестикамерную конструкцию базового профиля КВЕ System_88mm, на основе которой в этом году были созданы модификации PASSIVHAUS (для пассивных домов) и комбинированные, с алюминиевыми накладками ALUFUSION и AluSTAR, причем все профильные системы 88 мм имеют лучшие теплозащитные свойства, чем System_70mm/md, а тем более _58mm.

Базовые профильные системы КВЕ

КВЕ System_88mm имеют 6 камер, строгий элегантный дизайн и посадочный фальц под стеклопакет до 48 мм, что делает их оптимальными для средней полосы России и приемлемыми для районов крайнего севера. Армирование рамы оконной коробки замкнутое, причем в целях улучшения теплозащитных свойств оцинкованный стальной профиль максимально возможно смещен к внутренней стороне, створки армированы унифицированным П-образным стальным профилем. Внутренние перегородки выполнены по технологии рециклинга с использованием вторичных материалов, что позволило компании снизить себестоимость продукции (рис. Рециклинг). Коэффициент теплопередачи не более 1.1 Вт/ м2 К, что соответствует приведенному сопротивлению теплопередаче 0.9 м2 К/Вт.

КВЕ System_88mm PASSIVHAUS

Заполнение внутренних камер КВЕ System_88mm PASSIVHAUS специальным жестким уплотнителем, а также интеграция в систему третьего контура уплотнения позволила снизить коэффициент теплопроводности Uf до впечатляющего значения 0.81 Вт/ м2 К (приведенное сопротивление теплопередаче 1.23 м2 К/Вт). Армирование рамы коробки выполнено специальным профилем Thermostahl, причем жесткость утеплителя позволила не армировать профиль створки для окон стандартных размеров. По теплофизическим свойствам системы 88mm PASSIVHAUS пока остаются лучшими во всей линейке 88 мм профилей и ориентированы на эксплуатацию в регионах с продолжительными и экстремально холодными зимами.

КВЕ System_88mm AluSTAR

КВЕ System_88mm AluSTAR по внутренней конструкции идентичен базовому, но для увеличения стойкости к механическим воздействиям и долговечности оборудован снаружи алюминиевыми накладками. Коэффициент теплопередачи AluSTAR около 1.1 Вт/ м2 К, что позволяет их использовать в средней полосе России и северных районах страны. Алюминиевые накладки могут быть покрыты порошковыми составами цветов каталога RAL, пленками различных цветов и фактур древесины или анодированы. Накладки имеют на внутренней стороне приливы, что позволяет в определенной степени устранить основные недостатки комбинированных окон – разницу теплового расширения пластика и алюминия, а также образование конденсата на стыке металла и ПВХ.

КВЕ System_88mm ALUFUSION

Конструкция КВЕ System_88mm ALUFUSION абсолютно не типична для пластиковых или комбинированных окон. В профиле наружная опорная сторона посадочного фальца под стеклопакет полностью заменена алюминиевым полым профилем, причем сам стеклопакет существенно смещен в сторону помещения, а алюминиевый профиль образует наплыв на створке, защищающий притвор и уплотнение от воздействия осадков. Улучшение эстетичности и увеличение долговечности и стойкости к механическим воздействиям за счет специфической алюминиевой вставки повлекло некоторое ухудшение теплозащитных свойств (коэффициент теплопроводности 1.2 Вт/м2 К, что соответствует приведенному сопротивлению теплопередаче 0.83 м2 К/Вт), однако вполне допустимое для эксплуатации в регионах с холодными и снежными зимами.

Нормирование и расчет теплозащитных характеристик окон

Светопрозрачные конструкции состоят из светопрозрачного материала и обрамляющих его элементов, класс которых влияет на окна цену. При этом характер теплообмена принципиально различен для остекления и элементов коробки и переплетов (рамы и створки).
В зависимости от применяемой оконной системы и заданных геометрических размеров, на непрозрачные участки окна может приходиться до 30% его площади. Вместе с тем, вопросы теплообмена в тонкостенных профилях, из которых собираются все современные окна, за исключением деревянных, на сегодняшний день являются наименее освещенными в доступной для отечественных проектировщиков специальной литературе.

Сегодня мы можем с достаточной основательностью утверждать только то, что однокамерный ПВХ профиль холоднее двухкамерного, двухкамерный, в свою очередь, холоднее трехкамерного и т.д. Иными словами, констатировать очевидный факт того, что увеличение числа воздушных прослоек в конструкции профиля приводит к увеличению его термического сопротивления. Для использования в расчетах приведем данные по термическому сопротивлению профилей различных систем (табл. 1), а также по теплопроводности материалов, из которых они изготовлены (табл. 2).

Следует отметить, что несмотря на ощутимое влияние, которое оконные профили могут оказывать на температурный режим окна и на теплопотери через него, определяющая роль все же сохраняется непосредственно за остекленной частью. Остекление непосредственно влияет на пластиковые окна размеры и цены.

Приведенное термическое сопротивление
Основной нормируемой величиной, отражающей теплозащитные качества светопрозрачной конструкции, является приведенное термическое сопротивление окна R0пр.
Приведенное термическое сопротивление окна R0пр определяется в соответствии со следующими нормативными документами:

• СНиП II-3-79* “Строительная теплотехника”
• Изменение N 4 к СНиП П-3-79* “Строительная теплотехника” в соответствии с постановлением Госстроя России N 18-8 от 19.01.98 г.
  В соответствии со СНиП П-3-79*, базовой расчетной величиной для определения сопротивления теплопередаче является показатель градусосутки отопительного периода — ГСОП, определяемый по формуле

  ГСОП = (tB – tOT) ZOT (1)

  где tB — температура внутреннего воздуха помещения
  tOT и ZОТ — средняя температура и продолжительность отопительного периода (периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С по СНиП 2.01.01-82 “Строительная климатология и геофизика”). Значение R0пр для помещений гражданских зданий следует принимать в соответствии с табл. 3.

  Приведенное термическое сопротивление окна R0пр определяется по формуле

  

  

  Значения сопротивлений теплопередаче стеклопакетов приведены в табл. 4, значения сопротивлений теплопередаче оконных профилей — в табл. 1.

  Таблица 4 Термическое сопротивление и коэффициент светопропускания стеклопакетов различной конструкции

  

  

  

  

  

  

  10. Вывод. Окно заданной конструкции на пределе (без запаса
  по термическому сопротивлению) удовлетворяет нормативным требованиям.

  Температура точки росы
  Помимо определения непосредственно термического сопротивления окон, регламентируемого соответствующими нормативными документами, необходимо прогнозировать температуру воздуха, при которой будет происходить запотевание окон и выпадение на них конденсата.
  Парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе помещения (абсолютная влажность внутреннего воздуха ев зависит от температуры внутреннего воздуха tв и относительной его влажности jв как

  Зависимость (3) представлена в графическом виде на Рис. 2.
  При низкой температуре наружного воздуха температура на внутренней поверхности остекления (tв.п.), окажется существенно ниже температуры воздуха внутри помещения (в середине помещения на высоте 1.5 м от пола). В этом случае предельное значение парциального давления водяного пара Е, соответствующее температуре tв.п , может быть ниже, чем расчетное ев = f (tв, jв), что приведет к выпадению “лишнего” водяного пара на холодной внутренней поверхности остекления в виде конденсата или изморози. Значение температуры, при котором Е = f (tв.п ) и eв = f (tв, jв) будут равны, соответствует температуре точки росы.

  

  

  

  

  1. Согласно табл. 4 находим:
  — коэффициент теплопередачи однокамерного стеклопакета 4-12-4
  К = 2.86 Вт/м2 °С;
  — соответственно термическое сопротивление
  R = 1/К = 1/2.86 = 0.35 м 2 °С/Вт

  2. Определяем точку росы (температуру выпадения конденсата на внутренней поверхности остекления) при температуре внутреннего воздуха в помещении tв = 20°C и относительной влажности jв = 60%.
  В соответствии с Рис. 2 предельное значение парциального давления водяного пара Е при температуре tв = 20°С равно 17.53 мм. рт. ст. Согласно уравнению (3), абсолютная влажность воздуха е = E (t) j = 17.53 і 0.6 = 10.52 мм. рт. ст., что соответствует температуре точки росы t = 12.0°С.

  3. Определяем температуру на внутренней поверхности стеклопакета jв.п. при понижении температуры наружного воздуха до –30°С. Полный температурный перепад в этом случае равен
  dТ = Тв – Тн = 20 + 30 = 50°С.
  Исходя из того, что падение температуры в толще ограждающей конструкции изнутри помещения наружу пропорционально изменению термического сопротивления, а именно
  dtв = (dТ/ Rо) xRB*,
  получаем dtв = (50/0.35) x 0.12 = 17.1°С

  Температура на внутренней поверхности стеклопакета будет равна tв.п. = 20 – 17.1 = + 2.9°С, что существенно ниже температуры точки росы для данного помещения (t = 12.0°C).

  Таким образом, температура на внутренней поверхности однокамерного стеклопакета, установленного в помещении с температурой внутреннего воздуха tв = 20°С и влажностью внутреннего воздуха jв = 60%, при условии падения наружной температуры до значения tн = –30°С, будет существенно ниже температуры точки росы, что приведет к выпадению обильного конденсата и образованию наледи на стекле внутри помещения.
  Приведенные выше рассуждения отражают характер физических процессов, имеющих место в остеклении, однако неудобны для применения в практических задачах.
  В большинстве случаев при установке стеклопакетов с заведомо заниженным термическим сопротивлением (с целью сокращения единовременных затрат на окна), возникает проблема прогнозирования тех периодов на протяжении холодного сезона, когда внутри помещения будет выпадать конденсат.
  Такой режим может быть приемлем для некоторых промышленных предприятий, автостоянок, торговых комплексов и т.п., иными словами, для помещений, не предназначенных для постоянного пребывания людей.
  Для приближенной оценки в задачах такого рода могут быть использованы диаграммы, разработанные концерном “Veka” (Рис. 3).

  голоса

  Рейтинг статьи
  Читать еще:  Как выбрать пластиковые окна: рекомендации экспертов
  Оценка статьи:

  

  Загрузка...
  Сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкцийСсылка на основную публикацию
  
  
  Похожие публикации

  • 
    Раздвижные окна для террасы и их монтаж своими руками
  wpDiscuz
  Insert
  Adblock
  detector