Сопротивление теплопередаче окон пвх – в чем разница?

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.

Обратите внимание

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

В статьях:

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

В этой статье рассмотрим, как определить ТРЕБУЕМОЕ сопротивление теплопередаче Ropr tr и от чего оно зависит.

Согласно СП 50.13330.2012 СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ

5 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).

Требуемое Приведенное сопротивление теплопередаче, Ropr, м2С/ВТ, окна определяется по Таблице 3.

Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

Здания и помещения Градусо-сутки отопительного периода, °С сут/год Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче (м2°С)/Вт, ограждающих конструкций
Окон и балконных дверей, витрин и витражей
1 Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития 2000 0,3
4000 0,45
6000 0,6
8000 0,7
10000 0,75
12000 0,8

Градусо-сутки отопительного периода, °С ∙ сут/год, определяем по формуле

ГСОП = (tв – tот)*zот,

Где:

  • tот, zот – средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С.
  • – расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая при расчете ограждающих конструкций групп зданий указанных в таблице 3: по поз. 1 – по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20 – 22 °С).

Согласно ГОСТ 30494, Таблица 1 – Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий.

  • Оптимальная температура воздуха для жилой комнаты – 20-22 °С
  • Оптимальная температура воздуха для жилой комнаты в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже – 21-23 °С

Таким образом:

  • tв – 20 °С для районов с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 30°С и выше;
  • tв – 21 °С для районов с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже.

Климатические параметры холодного периода года для различных регионов tот, zот, приведены в Таблице 1 СНиП 23-01-99 СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ

Определив значения ГСОП, учитывая Таблицу 3 – Базовых значений требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций СП 50.13330.2012 СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ, определяем Ropr по формулам:

ГСОПRopr tr
до 2000 0,3
2000 – 6000 (ГСОП – 2000) * 0,000075 + 0,3
6000 – 8000 (ГСОП – 6000) * 0,00005 + 0,6
больше 8000 (ГСОП – 8000) * 0,000025 + 0,7

Результаты расчетов сводим в таблицу.

Учитывая вышесказанное, зная:

  • t5 0,92 °С – температуру наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92);
  • Zот.пер. Суток – продолжительность отопительного периода;
  • Tот.пер. °С – среднюю температуру наружного воздуха в отопительній период;

можно рассчитать требуемое сопротивление теплопередаче Ropr tr в Вашем регионе.

Таблица расчета требуемого сопротивления теплопередаче

Источник: http://vbokna.ru/okna/parametry/trebuemoe-soprotivlenie-teploperedache-okon

Сопротивление теплопередаче окон пвх таблица

Каждый современный житель хочет, чтобы его дом был не только уютным, но и теплым. Специально для этого проводится монтаж «теплого пола», а также применяется комплекс работ по утеплению стен, балконов и кровли.

Но при выборе оконных конструкций чрезвычайно важно обращать внимание на приведенное сопротивление теплопередаче. Сегодня почти все изготовители такой продукции в качестве рекламы используют громкие фразы, обещающие сделать помещения дома максимально теплыми.

В советские времена абсолютно в каждом доме были деревянные окна, которые приходилось дополнительно утеплять клейкими лентами и различными тканевыми материалами.

Но сейчас все изменилось, и такие конструкции стремительно заменяют изделия из ПВХ от различных производителей.Таблица сопротивления для светопрозрачных блоков

Именно поэтому почти все рекламные кампании, агитирующие приобрести ту или иную продукцию, направлены на то, чтобы описывать достоинства материалов рамы (это может быть древесина, прочный пластик или высококачественный алюминий), определенный класс профилей в зависимости от количества камер, которые имеет каждое конкретное изделие, а также, разумеется, превосходные теплоизоляционные характеристики. Но тут сразу же возникают некоторые противоречия, ведь, как известно, оконная конструкция состоит не только из рамы. Основная часть изделия – это большая остекленная поверхность, которая изготовлена из всевозможных типов стекол или же цельных стеклопакетов, имеющих совершенно иной коэффициент сопротивления.

Таблица нормируемого сопротивления оконных конструкций РФ (отопительный сезон)

 Почему важно правильно определить теплопередачу оконной конструкции?

Как уже было сказано, главной функцией любого стеклопакета является удержание тепла в помещениях дома. Существует определенное суждение, что пластиковые изделия в разы теплее, нежели деревянные конструкции. Но это мнение субъективно, потому что материал рамы, как уже было сказано, играет далеко не самую важную роль.

Формула, описывающая данный параметр, предельно проста и известна нам еще с программы по физике за 8 класс. Она описывает силу потока энергии, который покидает помещение сквозь преграду в 1 квадратный метр площади при разнице температурных показателей в 1 градус.

Стоит отметить, что чем меньше показатель U, тем, соответственно,  лучше приведенное сопротивление.  Разобраться в расчетах без проблем сможет любой опытный специалист в строительной отрасли, но простой человек может счесть формулу достаточно сложной и замысловатой.

Но наши соотечественники привыкли жить по принципу «чем больше показатель, тем лучше» либо же просто доверяют тому, что каждый поставщик указывает класс изделия и его характеристики. Но они не всегда соответствуют действительности, поэтому для  уверенности стоит перепроверить эти сведения.

Важно

Именно поэтому  в последнее время в оборот была введена величина, имеющая название «сопротивление теплопередаче». Для того чтобы обозначать ее в формуле, используют символ R.Минимальный коэффициент теплопередачи окон ПВХ

Формула выглядит следующим образом: R = 1/U.

Пример расчетов

Для того чтобы привести пример, можно выбрать обычное одностворчатое окно, имеющее ширину W = 1 метр 40 сантиметров, а высота H = 1 метр, выполненное из трехкамерного профиля VEKO EUROLINE с шириной ограждающей рамы-створки 1,13 миллиметра. Учитывая неоднородность изделия, первым делом важно определить сопротивление каждого участка и выяснить их класс и  площадь.

В  большинстве случаев работа ведется с 2 зонами (однородными по своей структуре):

  • зона рамы и стекла (в общем);
  • зона стеклопакета отдельно.

Для расчета первого показателя используем следующую формулу:

F1 = [1,4 x 0,113] + 1,4 x 0,113 + [1 — 0,113 х 2] х 0,113 + [1 — 0,113 х 2] х 0,113 = 0,491 324.

А вторая зона определяется следующим образом:

F2 = [1,4 — 0,113 х 2] х [1 — 0,113 х 2] = 0,908 676 метра квадратного.

В результате мы получаем:

F1 = 0,491 324 метра квадратного;

Ro1 = 0,64 м2С/Вт;

F2 = 0,908 676 м2;

Ro2 = 0,32 м2С/Вт.

Схема сравнительных характеристик стеклопакетов

Как итог можно отметить, что, несмотря на то, что выбранная оконная конструкция имеет отличный показатель теплопроводности рамы, теплопроводность цельного продукта оставляет желать лучшего.

Благодаря проведению таких расчетов появляется возможность должным образом оценить коэффициент теплопроводности, а главное, то количество тепла, которое будет удерживаться в помещении на протяжении определенного времени.

При выборе самой конструкции обязательно обращайте внимание не только на внешний вид и габариты изделия, но и на теплосберегающие свойства, которые будут обеспечивать оптимальный микроклимат.

Продукция бюджетного класса часто имеет высокий показатель, поэтому в процессе эксплуатации жильцы квартир и домов, в которых был проведен монтаж пластиковых окон, нередко жалуются на то, что даже изделия ПВХ не способны должным образом сохранять тепло.

Если вы столкнулись с такой проблемой, то не спешите менять стеклопакеты. Первым делом проведите расчеты и обязательно проверьте, насколько правильно был осуществлен монтаж и нет ли видимых щелей между проемом и окном.Таблица характеристик деревянных окон со стеклопакетами

Проведение расчетов: самостоятельно или обратиться к специалисту?

Необходимо сказать, что определить сопротивление теплопередаче окон самостоятельно, не имея опыта и навыков в этом деле, не так просто. Лучший и наиболее оптимальный вариант – обратиться за помощью к специалисту, который наверняка знает, как именно проводить расчеты, чтобы в результате не было никаких ошибок, а погрешности были минимальными.

Если у вас нет знакомых в строительной отрасли, а финансовое положение не позволяет оплатить услуги профессионалов, то вы можете воспользоваться специальным калькулятором, который в режиме реального времени поможет определить, насколько соответствуют характеристики изделия приведенному сопротивлению. Кроме того, методика расчетов в таком случае весьма проста и понятна.

 Разобраться в ней можно самостоятельно, поэтому определить площадь однородных зон для каждого конкретного элемента можно будет достаточно быстро. Практически все теплотехнические свойства представлены в тематических таблицах и вырезках из нормативно-технической документации. Они размещены в свободном доступе в Интернете на различных форумах и строительных порталах.

Схема размещения термопар и тепломеров на образце оконного блока (по ГОСТу).

Важно отметить, что специалисты в области строительства выделяют несколько типов сопротивления, а именно:

  • приведенное;
  • термическое;
  • нормативное.

Они все отличаются характеристиками измерения, а также способом обеспечения теплоотдачи. Разберем детально каждый из них. Первым делом следует сказать, что сегодня на территории нашего государства действует нормативно-техническая документация, которая устанавливает требования к тепловой защите сооружений (Свод правил  50.13330.2012).

Базовые значения необходимого сопротивления для сооружений

Согласно информации, которая в ней указана, теплозащитная оболочка сооружения обязательно должна соответствовать следующим характеристикам:

а) показатель приведенного сопротивления каждого из элементов оконной конструкций должен быть не меньше, чем  установленное нормированное значение;

б) удельные показатели сооружения должны быть не больше тех, которые регламентируют комплексные требования;

в) температурные показатели на внутренних  покрытиях окон должны быть не меньше характеристик, установленных санитарно-гигиеническими правилами.Для удержания температуры в помещении важно уметь определить сопротивление оконных блоков

 

Важно одновременно учитывать все указанные пункты, только тогда тепловой эффект будет гарантирован.

Совет

Ниже вашему вниманию представлены таблицы, которые упростят процесс расчетов в зависимости от региона и типа сооружения.Сравнение роста параметров по оптимально подобранным стеклопакетам

Комфорт проживания, а также степень обустройства квартиры или частного дома напрямую зависят от той температуры, которая будет в помещения.

Для того, чтобы ее удерживать, важно заботиться не только о наличии мощных обогревательных приборов и утеплении здания снаружи, но и о сопротивлении теплопередаче оконных конструкций.

Используйте в работе таблицы и схемы из нормативных документов или же обращайтесь за помощью к специалистам в строительной отрасли, которые легко справятся с этой задачей.

Источник: http://jsnip.ru/normy/soprotivlenie-teploperedache-okon.html

Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов

Чтобы зимой и летом у вас в доме всегда был оптимальный климат, вам нужно установить на окнах качественные стеклопакеты. Это позволит сэкономить потребление электрической энергии на:

  • кондиционирование;
  • отопление.

Важно учитывать все критерии выбора подходящих для вас стеклопакетов. Почему при выборе стеклопакетов нужно знать их коэффициент теплопередачи?

Если рассматривать понятие теплопередачи, то она представляет собой передачу теплоты от одной среды к другой. При этом температура в той, которая отдает тепло выше, чем во второй. Весь процесс осуществляется сквозь конструкцию между ними.

Коэффициент теплопередачи стеклопакета выражается количеством тепла ( Вт), проходящем через м2 с разницей температур в двух средах 1 градус: Ro (м2. ̊С/Вт) — это значение действует на территории Российской Федерации. Оно служит для правильной оценки теплозащитных свойств строительных конструкций.

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.

Читайте также:  Таблица веса стекла для пвх окон толщиной от 3 до 19 мм за м2

Таблица сопротивления теплопередаче стеклопакетов

п/пЗаполнение светового проемаR0, м^(2)·°С/ВтМатериал переплетаДерево или ПВХАлюминий
1 Двойное остекление в спаренных переплетах 0.4
2 Двойное остекление в раздельных переплетах 0.44
3 Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах 0.56 0.46
4 Однокамерный стеклопакет ( два стекла ) :
обычного (с расстоянием между стекол 6 мм) 0.31
с И — покрытием (с расстоянием между стекол 6 мм) 0.39
обычного (с расстоянием между стекол 16 мм) 0.38 0.34
с И — покрытием (с расстоянием между стекол 16 мм) 0.56 0.47
5 Двухкамерный стеклопакет ( три стекла ):
oбычного (с расстоянием между стекол 8 мм) 0.51 0.43
oбычного (с расстоянием между стекол 12 мм) 0.54 0.45
с И — покрытием одно из трёх стекол 0.68 0.52

*Основные ( популярные ) типы стеклопакетов выделены красным цветом.

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.

Обратите внимание

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.

Дополнительно: Чем отличается энергосберегающий стеклопакет от обычного

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

Тенденции, наметившиеся в оконной индустрии

Стеклопакет, занимающий не менее 70% от оконной конструкции, был усовершенствован, чтобы максимально снизить теплопотери через него. Благодаря внедрению в производство новых разработок, на рынке появились селективные стекла, имеющие специальное покрытие:

  • К-стекло, характеризующееся твердым покрытием;
  • i-стекло, характеризующееся мягким покрытием.

На сегодняшний день все больше потребителей предпочитают стеклопакеты с i-стеклами, теплоизоляционные характеристики которых выше, чем у К-стекол в 1,5 раза.

Если обратиться к данным статистики, то продажи стеклопакетов с нанесенными теплосберегающими покрытиями увеличилось до 70% от объема всех продаж в США, до 95% в Западной Европе, до 45% в России.

А значения коэффициента сопротивления теплопередаче стеклопакетов варьируется от 0.60 до 1.15 м2 *0СВт.

Источник: http://glazingmag.ru/koeffitsient-soprotivleniya-teploperedachi-steklopaketov/

Анализ теплофизических свойств оконных профилей

Светопрозрачные ограждающие конструкции обеспечивают естественную освещенность помещений и возможность визуального контакта человека с окружающей средой. Они обладают необходимыми теплозащитными, звукоизоляционными, прочностными и светотехническими качествами.

Повысить теплозащиту остекления можно различными методами – переходить от двухслойного остекления к трехслойному, использовать оптимальную толщину воздушной прослойки в однокамерных стеклопакетах с массовым применением теплоотражающих покрытий или применять двухкамерные стеклопакеты, утеплять торец стеклопакетов (возможность использования битумных дистанционных рамок), применять малотеплопроводные инертные газы и так далее. Что же касается повышения теплозащитных качеств профилей, то возможны следующие варианты: — для деревянных – применение бруса большей толщины; — для ПВХ – переходить на более совершенные профильные системы с большим количеством камер и соответственно с большей толщиной профиля; — для алюминия – применение «теплого профиля» с термовставками и заполнением камер эффективным утеплителем. Хотелось бы напомнить, что теплопроводность материалов различна: • для дерева λдер=0,18 Вт/(м • оС); • для ПВХ λПВХ=0,15…0,2 Вт/(м • оС); • для алюминия λАлюм=221 Вт/(м•оС). Из перечисленных материалов видно, что дерево и ПВХ обладают примерно одинаковой теплопроводностью, а алюминий — примерно в тысячу раз хуже.

В современном производстве деревянных окон (рис. 1) применяется трехслойный клеенный брус. Он имеет ряд преимуществ перед столяркой старого образца, так как коробка меньше усыхает и исчезает «дутье» с окон. Современные деревянные окна характеризуются развитой системой уплотнений и отвода атмосферной влаги. Тем не менее, как и в старых окнах сопротивление теплопередаче определяется только толщиной.

Теплофизические исследования в климатическом комплексе КиевЗНИИЭП реально выпускаемых деревянных окон показали, что сопротивление теплопередаче деревянного профиля в зависимости от толщины оконных блоков изменяется от Ro=0,72 (м2•оС)/Вт до Ro=0,98 (м2•оС)/Вт. Но деревянные окна требуют качественного остекления, так как конденсат, стекая со стекла, попадает на дерево, которое потом гниет.

Рис. 1 Элементы деревянного «евроокна» 1 – коробка (рама); 2 – створка; 3 – штапик; 4 – уплотнитель. Следующим материалом по своим теплозащитным качествам является поливинилхлорид (ПВХ). Он по своему химическому составу относится к группе термопластов, для которых характерно быстрое снижение механических свойств при повышении температуры. Это обуславливает сильную зависимость свойств поливинилхлорида от температуры. Зависимость модуля упругости ПВХ от температуры приведена на рис. 2. График (на рис.2) показывает различные свойства ПВХ в определенном интервале температур. Так: 1) наблюдается резкое падение прочностных свойств ПВХ при температуре выше +40 оС, а около температуры +80 оС находится его точка размягчения; 2) наилучшими прочностными свойствами ПВХ обладает при температуре +10 оС…+40 оС; 3) при понижении температуры повышается его хрупкость. Но не стоит забывать, что эксплуатация окон из ПВХ в стране с суровым континентальным климатом связана с определенными техническими ограничениями, обусловленными сильной зависимостью свойств материала от температуры. Неслучайно оконные фирмы, с достаточным опытом работы, приостанавливают монтаж окон из ПВХ в зимнее время при температуре наружного воздуха ниже 15…20 оС, чтобы избежать риска хрупкого разрушения профиля. С повышением температуры поливинилхлорид постепенно размягчается – его прочностные характеристики постепенно падают. Следовательно, применение ПВХ окон недопустимо в помещениях с повышенными тепловыделениями.

Вместе с тем ПВХ профиль имеет ряд преимуществ перед деревом. Он не рассыхается, обеспечивает отличную герметичность, дешев и является «лидером» по изготовлению окон. По своей конструкции (рис. 3) все ПВХ системы образованы тонкостенными полыми профилями, имеющими несколько камер, заполненных воздухом.

В основном используются профили с трех четырех и пятикамерным строением профиля. При этом, с увеличением числа камер возрастает термическое сопротивление теплопередаче профиля, а также его жесткость. Толщина стенок профиля составляет 1,5…3 мм. В настоящее время наиболее распространены профили с тремя камерами (рис.

3): с основной камерой, дренажной камерой и камерой для крепления фурнитуры (поз. 1, 2, 3 соответственно). Основная камера служит для установки усилительного вкладыша (армирования).

Армирующий вкладыш выполняется из оцинкованной стали (реже – из алюминия) и предохраняет профиль от избыточных прогибов, которые имеют место вследствие низкого значения модуля упругости ПВХ. За счет наличия армирующего вкладыша окна из ПВХ получили свое второе название – «металлопластиковые окна».

Важно

Дренажная камера оконного профиля предназначена для отвода наружу воды, проникающей через уплотнения при сильном дожде и ветре. Системы уплотнения и водоотвода из профиля неразрывно связаны между собой и оказывают гораздо большее влияние на теплозащитные свойства оконного профиля и оконного блока в целом.


Рис. 3. Конструкция оконных профилей из ПВХ: а) трехкамерные рама и створка; б) пятикамерные рама и створка. I – профиль коробки (рама), II – профиль створки (створка), III – штапик, III’ – штапик с коэкструдированным уплотнением; 1 – основная камера, 2 – дренажная камера (предкамера), 3 – камера дл крепления фурнитуры, 4 – дополнительная камера для увеличения термического сопротивления, 5 – армирование, 6 – паз для крепления фурнитуры, 7 – пазы для крепления дополнительных профилей, 8 – паз для крепления штапика, 9 – наклонный фальц для отвода воды, 10 – водоотвод, 11 – уплотнение, 12 – подкладка под стеклопакет. Теплофизические исследования в климатическом комплексе Киев ЗНИИЭП реально выпускаемых ПВХ окон показали, что сопротивление теплопередаче ПВХ профиля в зависимости от количества воздушных каналов изменяется от Ro=0,55 (м2•оС)/Вт до Ro=0,91 (м2•оС)/Вт (в зависимости от количества камер в профиле). Добиться повышения сопротивления теплопередаче профиля можно, перейдя на более совершенные профильные системы с большим количеством камер, перейдя на стекла с энергосберегающими покрытиями. По теплозащитным характеристикам установлено, что значение приведенного сопротивления теплопередаче профиля и их комбинаций, предназначенных для эксплуатации в отапливаемых помещениях, должно составлять (0,4…0,9) (м2•оС)/Вт в зависимости от количества, размеров и размещения камер. Сопротивление теплопередаче профилей определяется в соответствии с ДСТУ Б В.2.617 либо ГОСТом 26254 в составе изделия для которого он предназначен.
Таблица 1. Экспериментальные значения сопротивления теплопередаче ПВХ профилей Ro, (м2•оС)/Вт, полученные в климатическом комплексе КиевЗНИИЭП
Алюминиевые окна хорошо известны в нашей стране еще со времен Советского союза. «Холодный» алюминиевый профиль применялся при строительстве большинства административных зданий. В настоящее время на рынке современных алюминиевых окон представлены развитые профильные системы как отечественных, так и зарубежных производителей. Следует отметить, что в отличие от профильных систем из ПВХ, которые ориентированы на заполнение небольших оконных проемов жилых и общественных зданий, алюминий занимает одно из основных мест в фасадных технологиях (остекленные фасады многоэтажных административных зданий, купола и своды, а также фонари верхнего света). Алюминий в светопрозрачных конструкциях применяется там, где крайне необходимо остеклить большие площади, воспринимающие значительные по величине динамические и статистические нагрузки. Фасадные системы из алюминиевых профилей выдерживают значительные по величине ветровые нагрузки; на профили воздействует собственный вес стекла и температурные напряжения. На сегодняшний день алюминиевые профили подразделяются на две группы: «холодный профиль», служащий для изготовления окон, применяемых в не отапливаемых объектах, и «теплый профиль» для окон и остекленных дверей отапливаемых помещений.
Рис. 4. Конструкция алюминиевых профилей с термовставками: I – профиль рамы, II – профиль створки, 1 – рама, 2 – створка, 3 – полиамидные вставки, 4 – штапик, 5 – уплотнители, 6 – прокладка под стеклопакет. Конструкции алюминиевых профилей с термовставками показаны на рис. 4. Термовставки закатываются между алюминиевыми профилями на вальцовозакаточной линии с высокой степенью прочности по геометрии комбинированного профиля. За счет полиамидных вставок осуществляется разрыв горизонтальных стенок профиля, через которые тепло теряется вследствие высокой теплопроводности алюминия. Необходимо отметить, что, несмотря на применение изолирующих вставок, термическое сопротивление профилей из алюминия остается более низким по сравнению с оконными профилями из других материалов.
Рис. 5. Алюминиевые профили с повышенными теплозащитными характеристиками: а) с заполнением между термовставками вспененным полиуретаном, б) с многокамерной термовставкой. 1 – профиль рамы, 2 – профиль створки, 3 и 3’ – штапики, 4 – термовставка, 5 – уплотнители, 6 – дополнительный профиль, 7 – заполнение полиуретаном, 8 – стеклопакет. Теплофизические исследования в климатическом комплексе Киев ЗНИИЭП реально выпускаемых алюминиевых окон показали, что сопротивление теплопередаче алюминиевого профиля изменяется от Ro=0,31 (м2•оС)/Вт до Ro=0,53 (м2•оС)/Вт.
Таблица 2. Экспериментальные значения сопротивления теплопередаче алюминиевых профилей Ro, (м2•оС)/Вт, полученные в климатическом комплексе КиевЗНИИЭП

Выводы

По совокупности требований, предъявляемых к оконным конструкциям, окна из ПВХ являются наиболее перспективной технологией с точки зрения массового строительства. Деревянные окна, трудоемкое производство которых несопоставимо по затратам с ПВХ окнами, рассматриваем как своего рода элитное направление. Перспективным можно считать применение комбинированных дерево-алюминиевых окон, сочетающих в себе теплоту дерева изнутри и защитные свойства алюминия снаружи.

Л.Ф. Черных, к.т.н., с.н.с., руководитель отдела строительной теплофизики,
П.А. Дац, инженер

Источник: https://fasadinfo.ua/articles/window_technologies/1448

Теплоизолирующие свойства окон

      Здравствуйте! Заметно снизить потери тепла в квартире можно, грамотно выбрав окна для своего дома. Правильно подобранное окно позволяет на 50-60% снизить потери тепла. И чтобы выбрать окно, которое сделает ваш дом ощутимо теплее, необходимо хорошо знать особенности окон, влияющие на его способность удерживать тепло.

Читайте также:  Чем отмыть подоконники пластиковых окон: средства применения

Что влияет на теплоизолирующие свойства окон?

     В первую очередь теплоизолирующие свойства зависят от материала рамы. Наименьшей теплопроводностью обладают деревянные и пластиковые окна.

Из металлических окон хуже всего держат тепло алюминиевые, и именно поэтому профили из этого металла применяются при остеклении балконов и лоджий, не нуждающихся в отоплении. Для оценки потерь тепла используется коэффициент теплопроводности, измеряемый Вт/м2 оС.

Чем выше этот показатель, тем больше тепла теряется через тот или иной материал. У наиболее распространённых оконных материалов он следующий:

• дерево = 0,18 Вт/м2 оС

• ПВХ = 0,15–0,2 Вт/м2 оС

• сталь = 58 Вт/м2 оС

• алюминий = 221 Вт/м2 оС

      Второе, что влияет на теплопроводность окна – особенности остекления. Стеклопакеты намного лучше задерживают теплообмен между помещением и улицей, нежели одинарные стёкла.

Чем больше камер включает в себя стеклопакет, тем лучше окно способно предотвратить утечку тепла из помещения.

При заполнении камер аргоном или иным благородным газом, теплоизоляция увеличивается на 10-15%, чем при вакууме.

      Отдельно скажем про стекла с теплоизолирующим напылением.

Это напыление представляет собой тончайший слой серебра, либо другого металла, схожего по свойствам, и повышает задержание тепла в помещении за счёт отражения инфракрасных лучей, испускаемых источниками тепла.

Совет

Отражение и возврат тепловых лучей в помещение приводят к повышению температуры воздуха.

      Определить то, нанесено ли энергосберегающее напыление на стекло или нет на глаз невозможно.

Именно поэтому используется следующий приём: зажигают свечу или зажигалку, поднося близко к стеклу. Если отражающийся цвет близок к реальному цвету пламени, то стекло напыления не имеет. При наличии энергосберегающего покрытия отражаемый свет заметно отличается от реального (например, жёлтое пламя в отражении видится розоватым).

      В целом же, стоит заметить, что чем меньшую площадь занимает стекло от общего размера окна, тем меньше тепла пропускает такое окно.

Для наглядности: при показателе 0,55 температура внутреннего стекла будет равна 14,5 оС в условиях: –26 оС на улице и +24 оС в помещении. У окна с показателем 0,65 при тех же условиях температура внутреннего стекла составит +16 оС.

     Согласно этой классификации, окна из ПВХ с однокамерными стеклопакетами относятся к категории Д1, в то время как двухкамерные ПВХ-окна относятся к категориям Г2 и Г1. Трёхкамерные окна демонстрируют сопротивление передаче тепла в пределах от 0,55 до 0,69 м2 оС/Вт, относясь к классам В2, В1 и Б2.

Окна-рекордсмены показывают сопротивление теплопередаче превышающее 1 м2 оС/Вт.

Такие окна имеют полный теплосберегающий комплект: стеклопакеты с тремя и более камерами, напыление, отражающее инфракрасные лучи, двойную раму (которая представляет собой ПВХ-раму со стеклопакетом, вставленную в другую более крупную раму).

      Алюминиевые окна обладают сопротивлением передаче тепла не выше 0,4 м2 оС/Вт. Среди металлических изделий наиболее эффективно удерживают тепло стальные окна с трёхкамерным стеклопакетом. Их показатели могут доходить до 0,5 м2 оС/Вт.

Какие окна наиболее оптимально сочетают теплоизолирующие свойства и практичность?

Обратите внимание

      На сегодняшний день с уверенностью можно сказать, что задачу обеспечения теплоизоляции и комфорта использования отлично выполняют окна из ПВХ. С одной стороны они сохраняют тепло в той же мере, что и их аналоги из дерева.

С другой стороны, ПВХ более долговечен, не боится влаги, не нуждается в покраске и перекраске, а также обладает большей прочностью на удар. Обязательным условием производства строительных изделий из поливинилхлорида является добавление в него противопожарных присадок.

Эти вещества препятствуют возгоранию материала, что также выгодно его отличает от дерева.

     Обратите внимание, что заметно снизить потери тепла через окна можно, снабдив их ставнями или жалюзи.

Статья подготовлена компанией «Волоколамские окна» – http://lamaokna.ru

Источник: http://teplosniks.ru/energosberezhenie/teploizoliruyushhie-svojstva-okon.html

Стеклопакеты и их теплопередача

Стеклопакеты и их теплопередача (мифы и заблуждения).

Ещё не так давно бытовало мнение, что любое окно – это, считай, дыра в стене, которая обходится владельцу дома гораздо дороже, чем сама стена! Причём как на этапе строительства, так и на этапе эксплуатации строения.

Если обратить внимание на деревенские дома – окошки всегда довольно маленькие – это самая холодная и продуваемая часть дома. Сейчас времена уже другие, в окнах стоят герметичные стеклопакеты и никаких бумажных лент на клейстере, возле окон не гуляют ветры.

Но насколько изменились тепловые характеристики окон? Почему они вдруг стали теплее и самое важное – насколько именно они стали теплее?

     Согласно норм строительной теплотехники, заполнения световых проёмов должны были иметь.  В зависимости от градусо-суток отопительного периода коэффициент требуемого сопротивления теплопередаче для окон, балконных дверей, витрин и витражей изменяется от R = 0,3 до R = 0,8 м²­·°С/Вт (СП 50.13330.2012).

Теплопотери в окнах складываются из двух величин: теплопередача самого стеклопакета;

теплопередача оконной рамы и места примыкания стекла к раме. 

 Оконных рам существует великое множество как по профилю, так и по бренду, но материалом для изготовления рам в основном служат: ПВХ пластик, древесина, алюминий. ПВХ и Алюминевые профили для оконных рам – это отдельная большая тема! Рассматривая конструкции этих профилей понимаешь, что инженеры потрудились на славу. Деревянные немного проще, но не менее интересны.

Величина теплопотерь через оконную раму зависит не столько от материала, сколько от конструктивного решения самого профиля. Сколько воздушных замкнутых камер, каковы способы борьбы с конвекцией воздуха в этих камерах, отведение конденсата из пазов и прочее.

 Стеклопакеты состоят из двух и более стёкол, скреплённых (склеенных) между собой по контуру с помощью дистанционных рамок и герметиков.

Важно

 Рамки бывают металлическими или пластиковыми и, конечно, тоже влияют на общую картину теплопотерь, но это немного другая история! Стеклопакет представляет собой одну или несколько герметичных камер, заключённых между стёклами.  Согласно ГОСТ 24866 стеклопакеты можно классифицировать:

По количеству камер. Между каждыми двумя стёклами образуется пространство, называемое камерой. В связи с этим стеклопакеты подразделяют на однокамерные (два стекла), двухкамерные (три стекла) и т. д.

По ширине. Ширина стеклопакета – это полная ширина блока вместе со стеклянной и воздушной частью. Встречаются стеклопакеты шириной 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36, 40, 42, 44 мм и др.

По типам применяемого стекла: обычное; энергосберегающее – стёкла с низкоэмиссионным покрытием (с твёрдым или мягким покрытием – также известны как К или I-тип); шумозащитное – триплекс; солнцезащитное – тонированное стекло в массе или тонированное пленкой; ударопрочное – стекло триплекс с высоким классом защиты.

 Маркировка стеклопакета – стекло/марка – дистанция/наполнение – стекло/марка. Маркировка всегда начинается с внешнего стекла, обращённого на улицу.

     Пример: 4M0-16-4M1-12Ar-4K — 4 мм стекло марки М0, 16 мм воздушная камера, 4 мм стекло М1, 12 мм дистанция, заполнение камеры аргоном, 4 мм К-стекло.

Стёкла марки М изготавливают методом вытяжки. Цифра после М – допустимые дефекты, чем меньше цифра – тем меньше дефектов.

Стёкла марки F – флоат стёкла, которые производятся при помощи раскалённого олова, в результате чего получается идеально гладкая поверхность с двух сторон.

Совет

Стёкла с обозначением К – энергосберегающие низкоэмисионные стёкла с твёрдым покрытием, нанесённым непосредственно в процессе изготовления стекла.

Стёкла с обозначением I – энергосберегающие низкоэмисионные стёкла с мягким покрытием, нанесённым спецоборудованием в условиях вакуума.

Стёкла марки S – это окрашенные в массе стёкла, производимые путём флоат-процесса при помощи добавления в сырьё оксидов металлов. Интенсивность цвета и солнцезащитные характеристики варьируются в зависимости от толщины стекла. Такое стекло бывает следующих оттенков: бронзовый, зелёный, серый, голубой.

Триплекс – это многослойное стекло, склеенное между собой полимерной плёнкой. Преимущество этого стекла в том, что при ударе такое стекло не разлетается на мелкие осколки, а удерживается на плёнке.

       Ширина камеры (звукоизоляция).

Если однокамерное стекло обычно рассчитывается по формуле 4-16-4 (где 4 мм — стекло, 16 мм межстекольное пространство), то для двухкамерного стеклопакета формула уже другая.

Здесь вступает в действие вопрос шума: чтобы шум гасился наиболее эффективно, расстояния между стеклами в одном блоке должны быть разными. Формула может быть следующей 8-18-6-20-8.

  На шумозащиту ширина дистанции оказывает большое влияние; чем шире, тем выше звукоизоляционные свойства стеклопакета + разность размера камер. Ощутимый результат дает применение триплекса и более толстых стёкол.

       Энергосберегающие стёкла подразделяются на 2 вида:

К-стекло (Low-E) твёрдое покрытие – твердость достигается за счёт того, что напыление оксидов металлов, которое наносится на плоскость горячего стекла, сплавляется с этим стеклом. В большинстве случаев оно устанавливается в стеклопакетах с внутренней стороны помещения. Установлено, что теплоизоляционные характеристики оказываются выше на 20%, а фурнитура обычно служит на 30% дольше.

Обратите внимание

I-стекло (Double Low-E) мягкое покрытие – данный тип стекол производится методом напыления специального энергосберегающего покрытия, преимущественный состав которого состоит из окисей металлов. Это делает I-стёкла более прозрачными в отличие от K-стекол.

Энергосберегающее I-стекло обладает светопропускающими характеристиками, практически ничем не отличающимися от обыкновенных стекол. Однако при этом стёкла мягкого покрытия отличаются более лучшими теплозащитными показателями.

Так, например, при температуре окружающей среды в -26°С и при температуре внутри помещения +20°С, температура энергосберегающего стекла с мягким покрытием будет равна +14°С, в то время как температура простого обыкновенного стекла не превысит +5°С, а температура низкоэмиссионного К-стекла составит +11°С.

Подобный тип стекол чаще всего монтируются внутри стеклопакета, то такой недостаток практически не оказывает влияния на эксплуатационные характеристики. 

Теплопотери стеклопакетов происходят по трём направлениям:

Тепловое излучение – строительные материалы обладают большей или меньшей способностью излучать теплоту (все строительные материалы). Формула показывает, что интенсивность излучения резко возрастает с повышением температуры поверхности тела.

   Величина коэффициента излучения зависит от химического состава излучающего вещества, а также от характера обработки излучающей по­верхности. Полированные поверхности имеют значительно меньший коэффициент излучения, чем шероховатые поверхности того же материала.

   Потери, вызванные тепловым излучением составляют 2/3 всех тепловых потерь в стеклопакетах.

Их можно уменьшить на 96% при использовании так называемых энергосберегающих стёкол, суть которых состоит в том, что на их внутреннюю поверхность нанесено тончайшее покрытие из оксидов металлов (толщиной в десятки нанометров), которое практически незаметно на глаз, но весьма эффективно отражает инфракрасное излучение.

Важно

Теплопроводность – величина теплосопротивления для стекла толщиной 4 мм R = 0,004/0,76 = 0,005 м²­·°С/Вт. При требуемой величине R = 1 стекло практически не оказывает никакого влияния. Камера между стёклами – это и есть основной и единственный утеплитель в стеклопакетах.

 Чаще всего в камерах находится воздух, однако для улучшения характеристик сопротивления теплопередаче внутрь стеклопакета могут быть закачаны другие газы, имеющие меньшую теплопроводность – углекислый газ, аргон, ксенон, криптон, их смеси и др.

Одноатомные газы с большим молекулярным весом резко снижают теплопроводность стеклопакета. Существует технология по изготовлению стеклопакетов с вакуумной прослойкой, но она достаточно редка.

При такой технологии два стекла отстоят друг от друга на расстоянии менее миллиметра, а для предотвращения их слипания между стёклами находятся распорки (пиллары) из металла или стеклокерамики с шагом 2–4 см.

    При повышенной влажности теплопроводность повышается в несколько раз, поэтому в дистанционных рамках по периметру стеклопакетов обычно устанавливают осушители. Ну не только поэтому, ещё и с конденсатом нужно бороться.

  Конвекция – существует распространённое заблуждение, что чем больше будет ширина воздушной (газовой) прослойки, тем теплее стеклопакет. Это не совсем так! С ростом межстекольного пространства до ~16 мм (в каждой камере) теплоизоляционные характеристики стеклопакета растут, но свыше 24 мм начинают ухудшаться, в силу роста конвективной теплопередачи в межстекольном пространстве.

Воздух, нагреваясь возле внутреннего стекла поднимается вверх, а охлаждаясь возле наружнего стекла опускается вниз. Чем больше будет дистанция между стёклами, тем слабее будут взаимодействовать оба этих потока воздуха (газа) в центральной части стеклопакета.

Это значит, что воздух будет сильнее нагреваться возле внутреннего стекла и больше отдавать тепла наружному стеклу – это и есть явление конвекции.

Совет

   Количество теплоты, передаваемой конвекцией, зависит от характера движения газообразной среды, ее плотности, вязкости и температуры, состояния поверхности твердого тела, величины температурного перепада между воздухом и поверхнос­тью и пр.

Предлагаем изучить уже вычисленные и проверенные данные в соответствии с табличкой ниже

   Даже простой стеклопакет из двух стёкол уменьшает потери тепла по сравнению с традиционным двойным остеклением на 30-40% и снижает уровень шума в полтора раза.

Так-же интересно видеть, что однокамерный стеклопакет с одним I-стеклом заметно теплее, чем двухкамерный, но с обычными стёклами! Ну и как отмечено в примечаниях к таблице – заполнение аргоном или другим инертным газом практически не даёт эффекта без использования энергоэффективных стёкол!

Читайте также:  Деревянные или пластиковые окна: что лучше, отличие материалов

  Очень распространено применение энергосберегающего стеклопакета.

Его преимущество перед обычным заключается в том, что значительно снижаются энергозатраты на отопление помещений, уменьшаются теплопотери (по своим теплосберегающим свойствам он превосходит обычный в 21 раз), и всё это приводит к большему климатическому комфорту для людей. Благодаря высокой теплоизоляции можно избежать неприятных холодных потоков воздуха около окна. Температура поверхности внутреннего стекла становится сравнимой с температурой внутри здания.

Исходя из вышесказанного следует следующее, что установив хороший стеклопакет с сопротивлением теплопередаче   1,55 (м2*С)/Вт Вы получаете стену равную :

– 27 см дерева

-96,5 см кирпичной кладки в два кирпича

-8,8 см минераловатной плиты

-33, 2 см газо/пенобетон 600

-21,6 см газо/пенобетон 400

Итого, подводим итоги, на сколько может быть теплым ваш дом, даже если он на 30% состоит из правильно подобранного стекла (стеклопакета). стекла. Делаем выводы и не боимся строить красивые и современные домики в стиле «фахверк».

Источник: http://enkins.by/tekhnologii/steklopakety-i-ikh-teploperedacha-mify-i-zabluzhde/

Теплые алюминиевые окна

По своим прочностным свойствам, высокой коррозионной стойкости и способности принимать сложную форму поперечного сечения алюминиевые профили представляются весьма подходящим материалом для изготовления каркасов для окон и других различных видов остекления зданий. Однако алюминий имеет настолько высокую теплопроводность, что температура рамы окна, которая полностью изготовлена  из алюминиевых профилей снаружи и внутри здания практически не отличается, причем как зимой, так и летом.

Решением этой проблемы являются так называемые комбинированные профили, которые называют также «теплыми» алюминиевыми профилями.

Эти профили состоят из двух алюминиевых профилей – наружного и внутреннего, которые соединяются друг с другом через материал с низкой теплопроводностью, таким как полиамид, полиуретан или поливинилхлорид.

Обратите внимание

Говорят, что этот материал с низкой теплопроводностью образует терморазрыв, а такие профили называют также алюминиевыми профилями с терморазрывом.

Европейский стандарт EN 14024 и международные стандарты ISO 10077 и ISO 15099 применяют термин «thermal barrier», то есть «термический барьер», а американские нормативные документы — термин «thermal break». Российские стандарты, например, ГОСТ 22233-2001 на алюминиевые профили применяют термин «термовставка».

Алюминиевые профили для окон и дверей

Европейский стандарт EN 14024 устанавливает два типа терморазрыва для металлических профилей, в том числе, для алюминиевых профилей (рисунок 1).

Рисунок 1 – Два типа терморазрыва в алюминиевых профилях

Первая технология изготовления алюминиевого профиля с терморазрывом заключается в том, что две противоположных кромки полиамидного профиля вставляют в специальные пазы алюминиевых профилей, наружного и внутреннего. Затем производится закатка кромок этих пазов, что обеспечивает прочное соединение термомоста с каждым из алюминиевых профилей, а алюминиевых профилей друг с другом.

Вторая технология изготовления алюминиевых профилей с терморазрывом включает заливку жидкого полиуретана в алюминиевый профиль, который имеет специальные пазы. Затем, после затвердевания полиуретана, тонкие «перепонки» между наружной и внутренней частью алюминиевого профиля удаляют – вырывают или фрезеруют – и получается алюминиевый профиль с терморазрывом.

Теплопередача и теплопроводность

Коэффициент теплопередачи окна – любого окна, алюминиевого, деревянного, пластикового – это количество тепла, которое проходит в единицу времени через единицу площади окна на 1 градус разности температуры между обеими сторонами окна – наружной и внутренней. Поэтому величина коэффициента теплопередачи измеряется в Вт/(м2·К) или «в ваттах на метр квадратный на градус Кельвина».

Алюминиевые, пластиковые и деревянные окна отличаются друг от друга материалом рамы. Вклад рамы в коэффициент теплопередачи этих окон может весьма сильно различаться. Это связано в первую очередь с различиями в коэффициентах теплопроводности этих материалов: алюминия, пластика ПВХ и древесины.

Нелишне отметить, что теплопроводность – это физическое свойство материала, например, древесины рамы окна. Коэффициент теплопроводности отражает способность материала передавать тепло  на расстояние под воздействием перепада температуры и поэтому имеет размерность Вт/(м·К). Иными словами, это — количество тепла на единицу длины при перепаде температуры в один градус (Кельвина или Цельсия).

Коэффициент теплопередачи в отличие от коэффициента теплопроводности – это характеристика окна как физического тела.

Коэффициент теплопередачи окна отражает его способность сопротивляться пропусканию через себя тепла под воздействием перепада температуры на внутренней и наружной своих поверхностях.

Поэтому коэффициент теплопередачи имеет размерность Вт/(м2·К). Иными словами, это – количество тепла на единицу площади окна при перепаде температуры в один градус.  

Теплопередача окна по ISO 10077-1

Самыми надежными методами для определения коэффициента теплопередачи рам окон и окон в целом являются численные методы (например, метод конечных элементов, метод конечных разностей или метод граничных элементов) в соответствии с указаниями стандарта ISO 10077-2. Кроме того применяют стандартизированные экспериментальные методы на основе измерения тепловых потоков через элементы окна и окно в целом.

Стандарт ISO 10077-1 предназначен для оценки коэффициентов теплопередачи окон различной конструкции при отсутствии данных численного расчета и экспериментальных данных.

Важно

Для простого глухого окна — окна с рамой без створок и импостов (горизонтальных и вертикальных перекладин) — формула для вычисления коэффициента теплопередачи окна согласно стандарту ISO 10077-1 упрощается до следующего вида:

где:
Ag – площадь светопроникающей части окна;
Af – площадь  рамы (проекция на вертикальную плоскость);
lg – длина периметра светопроникающей части окна;
Ψg – линейная теплопередача (на стыке между рамой и светопроникающей частью окна).

Теплопередача пластикового окна

Международный стандарт ISO 10077-1 дает минимальные величины коэффициентов теплопередачи рам окна ПВХ с двумя камерами и тремя камерами. Эти минимальные коэффициенты теплопередачи рам окон ПВХ – металлопластиковых окон — составляют соответственно 2,2 и 2,0 Вт/м2·К.

Рисунок 2 – Минимальный коэффициент теплопередачи окон ПВХ

Обычно рамы окон ПВХ имеют именно 3 камеры. Встречаются рамы ПВХ с 4-мя и даже 5-тью камерами, но они дороже обычных. Стандарт ISO 10077-1 указывает, что камерой окна ПВХ может считаться только полость шириной не менее 5 мм. Данных о коэффициенте теплопередачи рам таких «экзотических» окон ПВХ стандарт не приводит.

Рисунок 3 – Минимальная ширина камеры рамы окна ПВХ

Теплопередача деревянного окна

На рисунке 4 приведен график зависимости минимального коэффициента теплопередачи рамы деревянного окна, во-первых, от типа древесины (мягкая или твердая) и, во-вторых, от толщины рамы.

Рисунок 4 – Коэффициент теплопередачи деревянных рам
1 — твердые породы (700 кг/куб. м и 0,18 Вт/м К);

2 -мягкие породы (500 кг/куб. м и 0,13 Вт/м К)

Для типичной толщины деревянного окна 50 мм коэффициент теплопередачи рамы составляет для мягких пород 2,0 Вт/м2 К, а для твердых пород – 2,2 Вт/м2 К. С увеличением толщины рамы за 150 мм коэффициент теплопередачи рамы приближается к единице.

Теплопередача алюминиевой рамы

Терморазрыв алюминиевой рамы

На рисунке 5 показаны основные конструкционные характеристики алюминиевой рамы с терморазвязкой в виде полиамидных вставок.

Рисунок 5 – Алюминиевая рама с полиамидными вставками:
0,2 < λ ≤ 0,3 Вт/(м2 К)
b1 + b2 + b3 + b4 ≤ 0,2 bf

Коэффициент теплопередачи оконной рамы из алюминиевых профилей с терморазрывом зависит от:

  • коэффициента теплопроводности материала терморазрыва;
  • длины терморазрыва, d, то есть минимального расстояния между наружным и внутренним алюминиевыми профилями;
  • ширины терморазрыва, b1+b2+b3+b4;
  • отношения общей ширины терморазрыва (b1+b2+b3+b4) к ширине рамы bf.

Длина терморазрыва

Производители алюминиевых окон обычно декларируют длину (или ширину) полиамидных вставок, которые образуют терморазрыв в алюминиевых профилях рамы.

Однако эти полиамидные вставки имеют заделку в алюминиевых профилях не менее 2,5 мм с каждой стороны.

Поэтому, если применяются полиамидные вставки, например, длиной 34 мм, то они обеспечивают эффективный терморазрыв в лучшем случае длиной всего 29 мм.

Формула

Формула для вычисления коэффициента теплопередачи рамы алюминиевого окна выглядит следующим образом:

где
Af,i /Af,di – отношение площади проекции внутренней поверхности рамы на плоскость окна к полной внутренней поверхности рамы (рисунок 6);
Af,e /Af,de – отношение площади проекции наружной поверхности рамы на плоскость окна к полной наружной поверхности рамы (рисунок 6);
Rsi — сопротивление теплопередаче внутренней поверхности рамы (прослойки воздуха на внутренней поверхности рамы), (м2 ·К)/Вт;
Rse — сопротивление теплопередаче наружной поверхности рамы (прослойки воздуха на наружной поверхности рамы), (м2·К)/Вт;
Rf — сопротивление теплопередаче сечения рамы, (м2·К)/Вт.

Рисунок 6 – Параметры формы алюминиевой рамы,
которые влияют на величину ее коэффициета теплопередачи

Сопротивление теплопередаче алюминиевой рамы

Сопротивление рамы алюминиевого окна без терморазрыва принимается равным нулю: Rf = 0.

Минимальное сопротивление алюминиевой рамы в зависимости от длины терморазрыва d принимается по сплошной линии графика на рисунке 7.

Рисунок 7 – Величины Rf для алюминиевой рамы с терморазрывом

Заштрихованная область на рисунке 7 выше сплошной линии соответствует величинам сопротивления теплопередаче рамы, полученным для различных алюминиевых окон при различных условиях в различных европейских странах. Поэтому верхнюю линию надо понимать как практический максимум сопротивления теплопередаче алюминиевых рам для заданных величин терморазрыва d.

Наружная и внутрення поверхности рамы

Величины сопротивления теплопередаче внутренней и наружной поверхностей рамы вертикального окна по ISO 10077-1 принимаются:

  • Rsi = 0,13 м2·К/Вт (для внутренней поверхности рамы);
  • Rse = 0,04 м2·К/Вт (для наружной поверхности рамы).

Теплопередачи алюминиевой рамы

При заданной длине терморазрыва d максимальная величина коэффициента теплопередачи алюминиевой рамы по формуле достигается при Ai = Aid и Ae = Aed (см. рисунок 6).

В этом случае

Uf = 1/ (0,13 + Rf + 0,04) = 1/(Rf + 0,17)

Алюминиевая рама без терморазрыва

Для алюминиевой рамы без терморазрыва принимается Rf = 0, что дает

Uf = 1/(0 + 0,17) = 5,9 Вт/м2·К

Алюминиевая рама с терморазрывом d = 19 мм

Для полиамидной термовставки 24 мм

1) Минимальная величина сопротивления теплопередаче алюминиевой рамы (по сплошной линии графика рисунка 7):

Rf = 0,18 м2·К/Вт

2) Максимальная величина сопротивления теплопередаче алюминиевой рамы (по пунктирной линии графика рисунка 7):

Rf = 0,30 м2·К/Вт

3) Максимальный (худший) коэффициент теплопередачи рамы с d = 19 мм:

Uf = 1/(0,18 + 0,17) = 1/0,35 = 2,9 Вт/м2 К.

4) Минимальный (лучший) коэффициент теплопередачи рамы с d = 19 мм:

Uf = 1/(0,30 + 0,17) = 1/0,47 = 2,1 Вт/м2 К.

Алюминиевая рама с терморазрывом d = 28 мм

Для термовставки 33 мм

1) Минимальная величина сопротивления теплопередаче алюминиевой рамы (по сплошной линии графика рисунка 7):

Rf = 0,22 м2·К/Вт

2) Максимальная величина сопротивления теплопередаче алюминиевой рамы (по пунктирной линии графика рисунка 7):

Rf = 0,35 м2·К/Вт

3) Максимальный (худший) коэффициент теплопередачи рамы с d = 28 мм:

Uf = 1/(0,22 + 0,17) = 1/0,39 = 2,6 Вт/м2 К.

4) Минимальный (лучший) коэффициент теплопередачи рамы с d = 28 мм:

Uf = 1/(0,35 + 0,17) = 1/0,52 = 1,9 Вт/м2 К.

Коэффициент теплопередачи алюминиевого окна

На основании известного коэффициента теплопередачи алюминиевой рамы и известного коэффициента теплопередачи стеклопакета (таблица 1) по соответствующим таблицам производится определение минимального коэффициента теплопередачи всего окна.

Таблица 1 – Коэффициенты теплопередачи стеклопакетов (фрагмент)

Стандарт ISO 10077-1 дает четыре таблицы для определения коэффициента теплопередачи окан в зависимости от отношения площади рамы к общей площади окна – 20 и 30 %, а также для различных типов спейсеров стеклопакетов – обычных и с улучшенными тепловыми характеристиками.

Таблица 2 – Коэффициенты теплопередачи окон с отношением площади рамы 20 % от общей площади окна (стеклопакеты с обычными спейсерами) — алюминиевые рамы

Таблица 3 – Коэффициенты теплопередачи окон с отношением площади рамы 30 % от общей площади окна (стеклопакеты с обычными спейсерами) — рамы пластиковые и деревянные

  1. Рамы деревянных окон имеют самый низкий (самый лучший) коэффициент теплопередачи. При толщине рамы деревянной рамы 50 мм коэффициент теплопередачи рамы составляет около 2,0 Вт/м2·К. При увеличении толщины деревянной рамы до 100 мм коэффициент теплопередачи рамы снижается до 1,5 Вт/м2·К, а до 150 мм — до 1,0 Вт/м2·К.
  2. Лучшие алюминиевые окна способны обеспечивать коэффициент теплопередачи до 1,9 Вт/м2·К. «Худшие» трехкамерные металлопластиковые окна имеют раму с коэффициентом теплопередачи около 2,2 Вт/м2·К. То есть, худшие пластиковые окна могут быть хуже лучших алюминиевых окон.
  3. Более высокая прочность алюминиевых сплавов по сравнению с пластиками и древесиной позволяет снижать ширину рамы окна. Доля площади рамы типичного алюминиевого окна составляет около 20 %, тогда как у пластиковых и деревянных окон — около 30 %.
    Поскольку коэффициент теплопередачи хорошего  стеклопакета всегда ниже, чем коэффициент теплопередачи любой рамы, то это дает алюминиевым окнам возможность конкурировать с окнами других типов, в первую очередь, с пластиковыми, по тепловой эффективности. Остается, правда, вопрос возможного выпадения конденсата на алюминиевой раме.
  • Алюминиевые сплавы в автомобиле
  • Упрочнение алюминия: 3 механизма

Источник: http://aluminium-guide.ru/alyuminievoe-okno-teploperedacha/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector