Теплопередача ограждающих конструкций — это сложный процесс, включающий конвекцию, теплопроводность и излучение. Все они происходят совместно при преобладании одного из них. Теплоизоляционные свойства конструкций ограждения, которые отражаются через сопротивление теплопередаче, должны соответствовать действующим строительным нормам.
Как происходит теплообмен воздуха с ограждающими конструкциями
В строительстве задают нормативные требования к величине потока тепла через стенку и через него определяют ее толщину. Одним из параметров для его расчета служит температурный перепад снаружи и внутри помещения. За основу берут самое холодное время года. Другим параметром является коэффициент теплопередачи К — количество тепла, переданного за 1 с через площадь 1 м 2 , при разности температуры наружной и внутренней среды в 1 ºС. Величина К зависит от свойств материала. По мере его снижения возрастают теплозащитные свойства стены. Кроме того, холод в помещение будет проникать меньше, если будет больше толщина ограждения.
Конвекция и излучение снаружи и изнутри также влияют на утечку тепла из дома. Поэтому за батареями на стенах устанавливают отражающие экраны из алюминиевой фольги. Подобную защиту делают также внутри вентилируемых фасадов снаружи.
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.
Часто при выборе окон встречаются такие заблуждения по поводу сопротивления теплопередаче окон.
Миф 1. Надо выбирать окна 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.
Стеклопакет является самым объемным элементом (поскольку занимает до 80 % площади) современного окна. И от его технических характеристик и энергосберегающих показателей напрямую зависят общие тепловые показатели всего изделия. Поэтому, при , обязательно уделите внимание изучению данного вопроса.
При этом, кто-то полагается на советы продавцов, а другим хочется разобраться самим, какими же будут размеры теплового рассеивания через стёкла, и какое значение сопротивления теплопередаче должно быть в установленных стеклопакетах. Основным понятием при расчётах является теплопередача – количество теплоты, которое переходит через единицу поверхности при разнице температур внешней и внутренней среды.
В ДБН В.2.6-31:2006 (с 2017 года уже ДБН В.2.6-31:2017) расчетной единицей тепловых показателей стеклопакета является Ro - коэффициент сопротивления теплопередаче .
Коэффициент теплопередачи означает степень сопротивления изделия переносу теплого воздуха и показывает, сколько тепла уходит из помещения, если разница температур с обеих сторон конструкции равна 1°С. Ro измеряется в м²°C/Вт. Чем выше расчётное значение, тем меньшими будут показатели теплопередачи и тем лучше теплосберегающие данные стеклопакета. Достигается это использованием энергосберегающих стекол, типы которых указываются в в паспорте или маркировочном стикере пластикового окна.
Значения сопротивления теплопередаче основных типов стеклопакетов можно увидеть в таблице «М» упомянутого ДБН. Но, нужно брать во внимание тот факт, что окно состоит не только из стеклопакета, а его учитывает тепловые показатели всех конструкционных составляющих. Причем он должен быть не меньше установленных нормативных значений, которые привязаны к . К примеру, для Киева или области Ro всей ПВХ конструкции по требованию ДБН - 0,75 м²°C/Вт.
Коэффициенты Ro и Ug
В западных странах по DIN EN 673 принято брать в расчёт другой параметр – коэффициент передачи тепла Ug (его еще называют коэффициент теплопроводности), измеряемый в 1 Вт/м²К. Надо сказать, что некоторые отечественные производители тоже указывают этот параметр в технических характеристиках стеклопакета и иногда вводят в заблуждение покупателей.
При расчете Ug, в отличие от Ro, не берутся во внимание тепловые характеристики дистанционной рамки в стеклопакете и, поэтому эти коэффициенты - не полностью обратно пропорциональны. Но существует формула, которая дает возможность сопоставить данные Ro и Ug:
Ro = 1 / (Ug + 0,3)
Одна из основных функций окон, для обеспечения комфортных условий внутри помещения,– теплоизоляция. Тепло уходит через стены, пол, потолок, окна. Не следует забывать и про вентиляцию. Между тем, Россия это северная страна, и следует вовремя позаботиться о сохранении тепла в квартире. Для того чтобы не ошибиться в выборе, речь в данной статье, пойдет об одной из главных функций современного окна – теплоизоляции, которую оценивают с помощью такой величины: сопротивление теплопередаче пластиковых окон.
Коэффициент теплопередачи
Данный коэффициент, обозначается как – Ro , единица измерения – М 2* о С/Вт (сопротивление теплоотдаче). Чем выше это значение, тем лучше окно сохраняет тепло.
Стекло – основной проводник тепла из дома. Не допускается одинарное остекление, в отапливаемых помещениях, поэтому особое внимание, следует уделить выбору стеклопакета. Минимальный коэффициент для нужного региона, можно найти в документе СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». После этого, приступаем к выбору стеклопакета. Любая сертифицированная компания, обязана предоставить сведения о теплопередаче. Для увеличения теплоизоляционных свойств, используются различные методы.
Стекла
Обычное оконное стекло, имеет толщину 4мм. Для усиления энергосберегающего эффекта, используют специальные низкоэмиссионные покрытия. Покрытия бывают двух типов: мягкое (i -тип) и твердое (к-тип). «Твердое» покрытие получают при сжигании в кислороде металло-органических соединений, получившиеся оксиды металлов впекаются в стекло, образуя тончайшую, очень твердую пленку, что позволяет сократить потери тепла в 4 – 4,5 раза. «Мягкое» же получают при вакуумном распылении материалов, образующих пленку. Это система слоев, каждый слой выполняет определенную защитную функцию. Такие стекла снижают потерю тепла в 6 – 7 раз.
Стеклопакеты
Стеклопакеты изготавливаются путем скрепления стекол, при помощи специальной дистанционной рамки, пластиковой или металлической. Закрепляется все, при помощи тиокола и бутила. Между стеклами, в качестве термостойкого материала, чаще всего, используют высушенный воздух. Однако чтобы увеличить сопротивление теплопередаче стеклопакетов , между стеклами закачивают газ, имеющий более низкую теплоотдачу: аргон, криптон, углекислый газ. Существует более новая технология производства стеклопакета: наносят гибкий «спейсер», а затем прессуют, данная технология дешевле, следовательно, снижает стоимость готового продукта. Классифицируют пакеты – по количеству камер: однокамерные стеклопакеты (два стекла) и двухкамерные (три стекла), по ширине: расстояние между стеклами бывает от 6мм до 16мм. Увеличивать зазор больше, не имеет смысла, на теплопроводность это не влияет. Также подразделяют по типам стекла: обычные, энергосберегающие (с покрытием), шумозащитные (триплекс), солнцезащитные (тонировка), ударопрочные (триплекс с более высокой степенью защиты) стеклопакеты.
«Идеальное окно»
Так же коэффициент теплоотдачи во многом зависит от качества , из которого сделана рама. Сопротивление теплопередаче окон , во многом зависит от количества полостей (камер) в профиле (чем больше камер, тем лучше сопротивление), качества и толщины пластика, правильности монтажа. Руководствуясь данной статьей, можно составить список, каким должно быть «идеальное» окно: Шестикамерное окно, установленное, по всем правилам монтажных работ, стеклопакет, наполненный инертным газом, со стеклами, покрытыми энергосберегающим покрытием. Понятно, что в разных регионах, среднесуточная температура разная, и нецелесообразно устанавливать «морозоустойчивое» окно в теплом регионе.
СкрытьГлавный показатель стеклопакета – его способность удерживать тепло в помещении. В отзывах пользователей пластиковых и пр. окон часто можно встретить чисто субъективные характеристики: «Поставили окна ПВХ, сразу стало теплее»; «С пластиковыми стеклопакетами даже зимой жарко» и т.п.
А есть ли какие-либо объективные критерии, характеризующие способность стеклопакета противостоять оттоку тепла из помещения? О них мы и расскажем далее в статье на нашем сайте.
Сопротивление теплопередаче стеклопакетов
Двухкамерный стеклопакет
Для определения теплопередачи той или иной преграды используют формулу:
U = W/(S*T) , где
U – теплопередача;
W – мощность проходящего через преграду потока энергии, Вт;
S – площадь преграды, м²;
Изображение, демонстрирующее утечку тепла через окна по сравнению с утечкой через стены
T- разница температур за и перед преградой, при которой происходит отток тепла.
Физический смысл этой формулы прост. Она показывает мощность энергетического потока, покидающего помещение через преграду площадью 1 кв. м при разнице температур за и перед преградой в 1° С. Чем меньше величина U, тем лучше термоизоляционные свойства преграды.
Но эта формула не слишком удобна для пользователей. В особенности, для россиян, привыкших к тому, что «чем больше, тем лучше». Поэтому в оборот была введена величина, названная «сопротивление теплопередаче». Ее обозначают буквой R.
О вам расскажет обзорный материал, посвященной теме остекления лоджий и балконов
Чем эта величина больше, тем, следовательно, лучше преграда, в частности, стеклопакет, сопротивляется оттоку тепла от помещения.
Часто для обозначения R используется термин коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета . Это не совсем верно. Обычно, коэффициент – это безразмерная величина, показывающая соотношение двух параметров. Но к данному термину все привыкли и используют его в обиходе даже чаще, чем правильную формулировку: «сопротивление теплопередаче».
А сколько это будет в цифрах?
Окно с однокамерным стеклопакетом
В РФ сопротивление теплопередаче стеклопакета ГОСТ 24866-99 нормирует в следующих пределах (имеются ввиду стеклопакеты общестроительного назначения):
- для сопротивление теплопередаче минимально равно 0,32 м² *°С/Вт;
- , сопротивление теплопередаче – минимально 0,44 м²*°С/Вт.
U1 = 1/0,32 =3,125 Вт/м²*°С;
Двухкамерный стеклопакет
Максимально допустимая теплопередача двухкамерного стеклопакета
U2 = 1/0,44 = 2, 273 Вт/м²*°С.
Понятно, что производителя интересует не сопротивление теплопередаче стеклопакета самого по себе, а то, как будет сопротивляться оттоку тепла всё окно в совокупности – стеклопакет, рама. Поэтому была введена еще одна величина: приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета. Рассчитывают ее по следующей формуле:
Ro = [(1-B)/Rp + B/Rsp]-1,
Утечка тепла через стеклопакет и через раму
где Ro - приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета;
B – отношение площади остекления к площади всего оконного проёма;
Rp – сопротивление теплопередаче профиля;
Rsp – сопротивление теплопередаче стеклопакета.
Поиграем в классы! Стеклопакетов…
Для того, чтобы потребителю было легче ориентироваться на рынке окон, был введен еще один параметр - класс сопротивления теплопередаче стеклопакета. Он определяется в зависимости от приведенного сопротивления теплопередаче. Всего имеется 10 классов:
Чем ниже средние годовые температуры, тем выше коэффициент сопротивления теплопередаче должен быть
Увы, для неспециалиста приведенная выше таблица малоинформативна. Вряд ли по ней рядовой потребитель разберется, какой стеклопакет ему для климатических условий его проживания следует покупать. Поэтому надзорные организации и производители начали придумывать дополнительные таблицы сопротивления теплопередаче стеклопакета в зависимости от тех или иных климатических условий местности.
Например, СНиП II-3-79 (http://www.know-house.ru/info.php?r=win&uid=21) предлагает таблицу, коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов в которой поставлен в зависимость от градусо-суток отопительного сезона.
Проще говоря, от того, сколько дней продолжается отопительный сезон и какова при этом средняя разница температур на улице и в отапливаемом помещении, надо и выбирать стеклопакет. Например, при показателе «градусо-суток» в 2000 можно применять стеклопакеты с Ro = 0,3 м²*°С/Вт. А при показателе в 12000 (200 дней при разнице температур в 60° С) – 0,8 м²*°С/Вт.
Так что меряйте температуру в доме и «за бортом», и считайте сутки отопительного сезона! Воздастся стеклопакетами с самым подходящим сопротивлением теплопередаче!
