Теплопередача стеклопакетов, коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов

Скрыть ↑

• Сопротивление теплопередаче стеклопакетов
• А сколько это будет в цифрах?
• Поиграем в классы! Стеклопакетов…

Главный 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.

к содержанию ↑

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.

R = 1/U

На примере одного дома – разница между окнами с хорошей и плохой теплоизоляцией

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».

к содержанию ↑

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 однокамерного стеклопакета сопротивление теплопередаче минимально равно 0,32 м² *°С/Вт;
• двухкамерный стеклопакет, сопротивление теплопередаче – минимально 0,44 м²*°С/Вт.

Нетрудно подсчитать, что максимально допустимый коэффициент теплопередачи стеклопакета однокамерного

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.

к содержанию ↑

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!

Поделиться с друзьями в социальных сетях:

Теплотехника и сопротивление теплопередаче стеклопакета в фасадном остеклении

Главная

>Производство фасадов

>Производство стеклопакетов

>Теплотехника и сопротивление теплопередаче стеклопакета

Рассчитать проект

При проектировании и реализации фасадных проектов специалисты компании «Альпика» обращают особое внимание вопросам, связанным с теплотехникой и сопротивлению теплопередаче. Это позволяет нашим фасадным конструкциям быть энергоэффективными, обеспечивать максимальный комфорт и удобство при эксплуатации заказчиком.

Для базового понимания темы рассмотрим, что такое сопротивление теплопередаче R, как оно соотносится с коэффициентом теплопередачи U?

Далее рассмотрим следующие темы:

• Как работает «И-стекло»? Сколько покрытий имеет смысл ставить в стеклопакете?
• Чем отличается однокамерный и двухкамерный стеклопакет?
• Как работает Аргон? Правда ли что он выветривается из камер стеклопакета?
• Как работает теплая дистанционная рамка в стеклопакете?

Как определить коэффициент сопротивления теплопередаче R и как оно соотносится с коэффициентом теплопередачи U?

R [м2*С/Вт] – Коэффициент сопротивления теплопередаче, данный показатель используется в России. Характеризует насколько хорошо стеклопакет площадью в квадратный метр при разнице температур в один градус Цельсия сопротивляется потоку тепла, измеряемому в ваттах. Чем больше данный коэффициент – тем лучше энергосбережение.

U [Вт/м2*С] – Коэффициент теплопередачи, используется в Европе. Характеризует какой поток тепла идёт через квадратный метра стеклопакета при разнице температур в один градус Цельсия. Чем меньше данный коэффициент, тем лучше поскольку поток тепла меньше (выше энергосбережение).

При сравнении обычного двухкамерного стеклопакета без покрытия стекол, без заполнения и двухкамерного стеклопакета с двумя энергосберегающими покрытиями, с заполнением аргоном мы получаем сопротивления теплопередаче отличающиеся более чем в два раза. А при сравнении энергосберегающего стеклопакета с утепленной кирпичной стеной мы снова получим разницу в сопротивлениях теплопередаче более чем в два раза.

Для зданий теплопотери через окна непропорционально выше, чем через стены,крышу и пол, поэтому уменьшение теплопотерь через светопрозрачные конструкции является эффективным способом повышения коэффициента приведенного сопротивления теплопередаче.

Типы передачи тепла стеклопакетом

Существуют несколько типов передачи тепла:

1. 1Излучение
2. 2Конвекция – передача тепла при помощи теплоносителя
3. 3Прямая теплопередача

Теплотехнику стеклопакета определяет передача тепла от внутреннего стекла внешнему. Если пакет обычный, без наполнения аргоном и без покрытий, то внутреннее стекло передает внешнему 66% тепла при помощи теплового излучения и 34% тепла через прямую теплопередачу и конвекцию. Это показывает, что уменьшение теплопотерь через тепловое излучение будет более эффективной мерой. И для этого используют низкоэмиссионные покрытия стекла. Такие стекла называют Low-E где ключевую роль для уменьшения теплопотерь играет нанесение металлизированного слоя, обеспечивающего отражение тепла (чаще всего — серебра, толщиной до 15 нм, но в целом — технология зависит от типа стекла).

Low E происходит от «glass with Low Emissivity surface» — низкоэмиссионное. Эмиссивитет E – характеристика поверхности стекла характеризующая ее способность излучать и отражать тепло. Эта характеристика определяется в числовом диапазоне от нуля до единицы. Чем меньше E, тем меньше тепла излучается с поверхности, и тем лучше поверхность тепло отражает.

В повседневной жизни мы используем алюминиевую фольгу как низкоэмиссионное покрытие для сохранения высокой температуры свежеприготовленной пищи. У обычных предметов и обычного стекла эмиссивитет составляет около 0.9, а у алюминия он гораздо ниже и составляет 0.2

Для низкоэмиссионного Low E стекла эмиссивитет E составляет 0,03. Для понимания представим, что обычное стекло передает внешнему 90 единиц тепла, а низкоэмиссионное только три единицы.

Рассмотрим особенности применения низкоэмиссионных покрытий в двухкамерных стеклопакетах и в чем различия от однокамерных. Очевидно, что в двухкамерном стеклопакете принципиальным отличием является наличие среднего стекла. Отсюда вытекают два правила для использования низкоэмиссионных покрытий в двухкамерных стеклопакетах.

1. 1Сколько камер в стеклопакетах – столько и должно быть покрытий
2. 2Для наилучшего эффекта необходимо чтобы покрытия находились в разных камерах

Для достижения лучших показателей теплотехники оптимально устанавливать покрытия в двухкамерных стеклопакетах в позициях 2 и 5.

Сопротивление теплопередачи сильно зависит от ширины дистанционных рамок в стеклопакете. Эта зависимость обусловлена наличием конвекции внутри камер стеклопакета.

Сопротивление теплопередачи уменьшается, когда:

1. 1Увеличивается ширина дистанционной рамки
2. 2Увеличивается разница температур внутри и снаружи стеклопакета. Для разных регионов страны разница температур существенно отличается

Конвекция в одном и том же стеклопакете с одной и той же формулой при разных температурных границах работает совершенно по-разному. Именно поэтому сразу рассчитать по формуле коэффициент сопротивления теплопередаче из коэффициента теплопередачи не получится. Нужно будет или рассчитывать коэффициент сопротивления теплопередаче напрямую или предварительно рассчитывать коэффициент теплопередачи для наших условий.

Рассмотрим по данным графика как меняется сопротивление теплопередаче при использовании аргона и увеличении ширины дистанционной рамки. При увеличении ширины дистанционной рамки до 16 мм. сопротивление теплопередаче растёт, а после 16 мм. начинает уменьшаться. Это происходит из-за увеличения конвекции внутри камеры стеклопакета при слишком широкой рамке. Перелом показаний сопротивления теплопередаче при европейских температурных условиях с использованием аргона происходит при ширине дистанционной рамки в 16 мм., а при российских (минус 20 градусов Цельсия) уже при ширине 12 мм. По графику наглядно видно, как различаются показатели сопротивления теплопередаче при наличии воздуха и аргона внутри камер стеклопакета в европейских и Российских климатических условиях.

Аргон газ инертный и имеет вдвое меньшую удельную теплоемкость чем воздух. Это означает:

• Чем больше разница температур или ширина дистанционной рамки – тем интенсивнее конвекция
• Чем интенсивнее конвекция – тем больший выигрыш дает аргон
• Дополнительно стоит отметить что аргон сравнительно очень дешевый

Приведенное сопротивление теплопередаче

Все, что мы рассматривали ранее относится к центральной зоне стеклопакета. Для краевой зоны большое влияние оказывают множество дополнительных факторов таких как дистанционная рамка, сопряжение с профильной системой и многое другое. Граница между центральной и краевой зоной расположена в 100 мм. от боковых краев, верхнего края стеклопакета и в 150 мм. от нижнего края стеклопакета.

Оконный проем с точки зрения теплотехники состоит из трех частей:

1. 1Профильная часть стеклопакета
2. 2Краевая часть стеклопакета
3. 3Центральная часть стеклопакета

Все данные части имеют разные коэффициенты сопротивления теплопередаче. Приведенное сопротивление теплопередаче состоит из сопротивлений теплопередаче этих разнородных частей стеклопакета и учитывает площади данных частей.

У стандартного оконного стеклопакета очень большая краевая зона. Именно поэтому чем меньше площадь стеклопакета, тем приведенное сопротивление теплопередаче ближе по значению к сопротивлению теплопередаче краевой зоны.

Все стекольные компании рассчитывают теплотехнику стеклопакета только в центральной зоне поскольку они не знают какая будет дистанционная рамка, размеры стеклопакета и соответственно соотношение площадей краевой и центральной частей. Стеклопакет с одной и той же формулой, но разного размера будет иметь разные значения приведенных сопротивлений теплопередаче.

Дистанционные рамки

Напоследок рассмотрим влияние дистанционных рамок на теплотехнику стеклопакета. Существуют алюминиевые дистанционные рамки и композитные дистанционные рамки из пластика с алюминиевым слоем для лучшей адгезии. Наглядно видим, что алюминиевая рамка в стеклопакете по сути является мостиком холода между двумя стеклами и через нее уходит много тепла.

Чем больше у стеклопакета коэффициент сопротивления теплопередаче, тем более высокая температура около стеклопакета внутри и тем более комфортнее около него находиться.

Коэффициенты теплопередачи U-фактор для окон

Связанные ресурсы: теплопередача

Коэффициенты теплопередачи U-фактор для окон

Техника теплопередачи
Коэффициенты термодинамики

5 Общие коэффициенты теплопередачи

5 для различных окон и световых люков в Вт/(м ² · °C) (из ASHRAE Handbook of Fundamentals, ссылка 1, глава 27, таблица 5)

Примечания:

(1) Умножьте на 0,176, чтобы получить коэффициент U в БТЕ/ч · футы ² · °F.

(2) Коэффициенты U в этой таблице учитывают влияние поверхностных коэффициентов теплопередачи и основаны на зимних условиях при температуре наружного воздуха -18°C и температуре воздуха в помещении 21°C при скорости 24 км/ч (15 миль/ч). ветры на открытом воздухе и нулевой солнечный поток. Небольшие изменения внутренней и наружной температуры не сильно повлияют на общий U-фактор. Предполагается, что окна расположены вертикально, а световые люки наклонены на 20° от горизонтали с восходящим тепловым потоком. Изоляционные прокладки изготавливаются из дерева, стекловолокна или бутила. Предполагается, что эффект края стекла расширяет полосу шириной 65 мм по периметру каждого остекления. Размеры изделия составляют 1,2 м x 1,8 м для глухих окон, 1,8 м x 2,0 м для двустворчатых окон и 1,2 м x 0,6 х 18 м для мансардных окон, но указанные значения можно использовать и для изделий аналогичных размеров. Все данные основаны на стекле толщиной 3 мм (1/8 дюйма), если не указано иное.

Коэффициент теплопередачи — MS więcej niż OKNA

Окно – это элемент, который закрывает отверстие в стене или крыше. В его задачи входит пропускание солнечного света в помещение и изоляция интерьера от внешних условий, особенно защита от холода. Для определения теплоизоляционных свойств окна используется специальный показатель – коэффициент теплопередачи.

Что такое коэффициент теплопередачи окна?

Коэффициент теплопередачи окна, обозначаемый как U _w , является параметром, информирующим о том, сколько энергии теряется через 1 м ² перегородки, если температура с одной стороны перегородки ниже на 1 К по сравнению с температура по другую сторону перегородки. Другими словами – этот коэффициент определяет количество тепла, теряемого при разнице между температурой воздуха на улице и в помещении в 1 К. Чем ниже значение коэффициента, тем лучше – значит, использование окна связано с низким тепловыделением. потери. Этот показатель выражается в Вт/м ² K.

Тройной стеклопакет с хорошими теплоизоляционными свойствами.

Коэффициент теплопередачи окна – как рассчитать?

Окно представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких различных материалов. По этой причине общий коэффициент теплопередачи рассчитывается как равнодействующая коэффициентов теплопередачи всех элементов, из которых состоит окно. Согласно PN-EN ISO 10077-1:2017-10 для расчета результирующего коэффициента теплопередачи окна используется следующая зависимость:

где:

U _г [Вт/м ² К] – коэффициент теплопередачи стекла (или другого наполнителя). Его величина зависит от конструкции стеклопакета и применяемых низкоэмиссионных технологий,

А _г [м ² ] – площадь видимой части стекла, измеренная между уплотнителями остекления,

U _f [Вт/м ² К] – коэффициент теплопередачи рамы, то есть непрозрачной части окна. Его величина зависит в первую очередь от конструкции рамы (ее ширины, количества камер), а также от использования стальной арматуры в раме,

A _f [м ² ] – площадь рамы,

Ψ [Вт/мК] – линейный коэффициент теплопередачи при контакте стекла с рамой. В основном это зависит от материалов, из которых изготовлены дистанционные рамки между стеклами (в этом отношении алюминиевые дистанционные рамки являются худшими, а лучшие — полностью пластиковыми, например, THERMOBAR ^® ),

L [м] – длина контакта стекла с рамой.

Эталонное окно – размеры

Из приведенного выше уравнения видно, что значение U _w зависит не только от качества компонентов, из которых состоит окно, но и от его размеров. В связи с необходимостью сравнения теплоизоляционных свойств окон была создана концепция эталонного окна. Это одностворчатое окно шириной 1230 мм и высотой 1480 мм. Если окна по сравнению друг с другом имеют абсолютно одинаковые размеры, то их коэффициенты теплопередачи являются следствием лишь разных свойств материалов, используемых при производстве.

Одностворчатое окно.

Коэффициент теплопередачи окна и дистанционная рамка

Полученный коэффициент U _w зависит не только от характеристик используемой рамы и стекла. На это также влияет использованная распорная планка. Допустим, окно состоит из:

• Рама MSline+MD с U _f = 0,98 Вт/м ² K,
• Стеклопакет SUPERtermo с U _g = 0,5 Вт/м

  6 4 K

  Принимая эти значения, можно рассчитать коэффициенты теплопередачи эталонных окон с примерными дистанционными планками:

  1. Стальная распорка – теплая распорка MS (Ψ=0,055 Вт/мК) » U _w = 0,79 Вт/м ² K

  2. CHROMATECH= Ultra распорка Вт/мK) » U _w = 0,72 Вт/м ² K

  3. THERMOBAR распорка (Ψ=0,022 Вт/мK) » U _w =0,71 Вт/м 900 7 2 2 Распорки перед установкой в ​​стеклопакеты.

  Коэффициент теплопередачи – стандарт 2021

  Минимальные стандарты теплоизоляции столярных изделий указаны в регламенте. С 2021 года в Польше коэффициент U окна не может превышать 0,9.Вт/м ² K.