Коэффициент теплопередачи U для окон

Добавлено: 20.04.2016 |
Обновлено: 15.03.2017 |
Категория: Полезные статьи

Рынок окон очень богат. В зависимости от наших ожиданий, требований и финансовых возможностей, мы можем свободно рыться в предложениях производителей

Есть много факторов, характеризующих отдельные окна, а теплоизоляция — это главная особенность, которая существенно повышает качество продукта. Окна представляют собой самое слабое с точки зрения применения пространства в наружной конструкции здания. На них приходится до 41% потерь тепла, которые происходят в результате движения воздуха через существующие щели, так называемые «мостики холода» и проникновение тепла через конструкцию окна. Холодный воздух снаружи проникает внутрь дома, а теплый воздух из помещения уходит наружу.

Коэффициентом теплопередачи U называется размер, определяющий количество тепла, которое выходит из дома через окно. Чем значение U меньше, тем лучше. Решив купить окна, именно коэффициент теплопередачи U должен быть одним из самых важных параметров, который мы должны рассмотреть. Коэффициент У в настоящее время производимых, стандартных окон ПВХ составляет в среднем 1,1-1,5 вт/(м2·K). Если мы строим дом энергоэффективный, стоит инвестировать в энергосберегающие окна стоимостью не более 1,0 вт/(м2*K). Окна в пассивных зданиях должны иметь общий коэффициент теплопередачи не выше 0,8 вт/(м2*K) и проницаемость солнечной энергии через окна выше 50%.

Значения коэффициента теплопередачи У окон применяются стекла, рам и всего окна. Коэффициент Ug касается теплопередачи через стекло ( Ug = от слова glass – стекло), коэффициент Uf касается проникновения тепла через рамы ( Uf = от слова frame – рамка), в свою очередь, коэффициент Uw определяет проникновение тепла через все окно ( Uw = window – окно)

На рынке окон предлагается широкий выбор типов окон. Окна ПВХ характеризуются строительством элементов, т. е. в поперечном сечении имеют несколько перегородок, которые делят его на камеры. Чем больше камер имеет оконный профиль, тем жестче окно, а, следовательно, меньше коэффициент теплопередачи U. Окна с малым коэффициентом теплопередачи дороже от других видов окон. Окна звуконепроницаемые имеют коэффициент U, который колеблется в пределах 1,5 — 2,0 вт/(м2*K), в окнах четырех — и пятикратные коэффициент колеблется от 1,2 до 1,5 вт/(м2*K), в свою очередь, в случае окон с большим количеством камер, используемых в строительстве энергосберегающих и пассивных – коэффициент теплопередачи U составляет всего 0,6 — 0,9 Вт/(м2*K).

В настоящее время, для традиционных домов, стандартных, наиболее часто приобретаются окна четырех — и пяти каменные, которые характеризуются хорошими показателями и доступными ценами. Окна в зданиях пассивных уже требуют приобретения окон очень высокого качества шести камеры очень часто заполнены дополнительным изоляционным материалом (например, окна из профилей REHAU Clima-Design).

Пакеты шахтные

От типа стекла, используемого для производства окон (так называемый пакет шахтной печи) зависит коэффициент теплопередачи U для всего окна.

Традиционные, производимые когда-то окна имели очень низкое тепловое сопротивление, потому что для их производства использовались одинарные стекла толщиной от 3 до 5 миллиметров. В настоящее время применяется стеклопакет, с заполнением пространства между стеклами воздухом или специальными газами, такими как: аргоном, ксеноном.

В производстве окон применяются наиболее часто флоат-стекло. На рынке имеются также окна со стеклом powleczonym покрытиями. Коэффициент теплопередачи в такого рода окнах меньше коэффициента стекол примерно на 30%, так что потери тепла значительно снижаются.

Для одного стекла 4 мм, коэффициент теплопередачи составляет 5,0 Вт/(м2*K). Для стеклопакета из стекла float, 4/12/4, коэффициент имеет значение 3,0 вт/(м2*K). В случае стеклопакета 4/15/4 с покрытием низкоуглеродистой и заполненной специальным газом, коэффициент теплопередачи составляет только 1,1 вт/(м2*K).

Оконные профили

Если речь идет об оконные профили, в настоящее время изготавливаются из дерева, пластика (ПВХ), алюминия или из стекловолокна. Все их виды, близкие с точки зрения долговечности и качества. Коэффициент теплопередачи рам деревянных и из ПВХ составляет обычно около 2,0 вт/(м2*K). Улучшены технологически рамы окон из ПВХ с пупырышками воздушными, заполненных пенопластом характеризуются коэффициентом теплопередачи даже примерно 0,7 Вт/(м2*K).

Проницаемость тепла, отвечает, в первую очередь, на вопрос, в какой степени окно, предохраняет от потери энергии, необходимой для обогрева помещений. Чем ниже коэффициент теплопередачи Uw, выраженный в Вт/(м2*K), тем окно лучше защищает от нежелательных потерь тепла.

Сопротивление теплопередаче окон. Самостоятельный расчет.

Окна должны быть теплыми – это, основной критерий при выборе новых окон.

Практически все рекламные компании посвященные окнам, описывают преимущества материалов, из которых выполнены рамы (дерево, пластик, алюминий), различные виды оконных профилей имеющих от трех до восьми камер обладающих отличными теплоизоляционными свойствами.

Но окно состоит не только из рамы, основная площадь окна приходится на остекленную поверхность, выполненную из различных видов стекол либо стеклопакетов, при этом обладающим совершено другим сопротивлением теплопередаче. Давайте рассмотрим, как самостоятельно определить общее сопротивление теплопередаче всего окна Rопр окна.

Напомним, что сопротивление теплопередаче, является основным параметром, определяющим теплоизоляционные свойство материала и показывает способность материала, площадью один квадратный метр, препятствовать потерям тепла. Чем выше Rопр, тем материал имеет лучшую теплоизоляцию.

Окно является неоднородной конструкцией, в состав которого входят материалы с разным Rопр. Для определения общего сопротивления теплопередачи всего окна Rопр окна необходимо знать Rопр и площадь каждой однородной зоны.

В качестве примера возьмем одностворчатое окно шириной W=1400 мм. , высотой H=1000 мм., выполненного с трехкамерного профиля VEKO EUROLINE, имеющего общую ширину рама-створка Wр=113 мм. и сопротивление теплопередаче R опр=0,64 м2С/Вт, с использованием однокамерного стеклопакета с воздушным заполнением, листовыми стеклами толщиной 4 мм., толщиной камеры 16 мм., 4М1-16-4М1 имеющего сопротивление теплопередаче Rопр=0,32м2С/Вт.

Подробней с характеристиками стеклопакетов можно познакомиться в нашей статье Стеклопакеты.

Приведенное сопротивление теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции можно вычислить по формуле.

Rопр = Σ Fi / Σ (Fi/Rоi)

Где Fi– площадь i-той однородной зоны, м2.

Rоi– — Сопротивление теплопередачи i-той однородной зоны, м2С/Вт.

Т. е. для расчета приведенного сопротивления теплопередаче всего окна Rопр окна мы должны знать сопротивление каждой однородной зоны и вычислить площади всех однородных зон.

В нашем случае мы имеем две однородные зоны:

1. Зона рама-створка

2. Зона стеклопакета.

1. Рассчитаем площадь рама-створка.

F1=1,4 x0,113+1,4×0,113+(1-0,113*2)*0,113+(1-0,113*2)*0,113=0,491324 м2

2. Рассчитаем площадь стеклопакета.

F2=(1,4-0,113*2)*(1-0,113*2)=0,908676 м2

имеем:

F1=0,491324 м2

Rо1=0,64 м2С/Вт

F2=0,908676 м2

Rо2=0,32 м2С/Вт

Используя значенияF1, F2, Ro1, Ro2 вычисляем Rопр окна

Rопр окна = (F1 + F2) / (F1 / Ro1 + F2 / Ro2)

Rопр окна=(0,491324 +0,908676)/(0,491324/0,64+0,908676/0,32)=0,3881?0,39 м2С/Вт

Таким образом, не смотря на то, что профиль VEKO EUROLINE имеет Rопр=0,64 м2С/Вт, общее сопротивление теплопередаче всего окна получилось значительно ниже

R опр окна=0,39 м2С/Вт

Для второго примера возьмем самый теплый профиль VEKASOFTLINE 82 имеющий Rопр=1,06 м2С/Вт, и общую ширину рама-створка Wр=124 мм но при этом применив тот, же стеклопакет 4М1-16-4М1 имеющего сопротивление теплопередаче Rопр=0,32м2С/Вт.

F1=1,4 x0,124+1,4×0,124+(1-0,124*2)*0,124+(1-0,124*2)*0,124=0,503487 м2

Rо1=1,06 м2С/Вт

F2=(1,4-0,124*2)*(1-0,124*2)=0,866304 м2

Rо2=0,32 м2С/Вт

R опр окна=(0,503487 +0,866304)/(0,503487 /1,06 +0,866304 /0,32)=0,436?0,44 м2С/Вт

Для третьего примера применим тот же, теплый профиль VEKASOFTLINE 82 имеющий Rопр=1,06 м2С/Вт, и общую ширину рама-створка Wр=124 мм применив двухкамерный стеклопакет с заполнением аргоном и одним энергосберегающим стеклом с мягким покрытием 4М1-Ar16-4М1-Ar16-И4 имеющего сопротивление теплопередаче Rопр=0,8м2С/Вт.

F1=1,4 x0,124+1,4×0,124+(1-0,124*2)*0,124+(1-0,124*2)*0,124=0,503487 м2

Rо1=1,06 м2С/Вт

F2=(1,4-0,124*2)*(1-0,124*2)=0,866304 м2

Rо2=0,8 м2С/Вт

R опр окна=(0,503487+ 0,866304)/(0,503487 /1,06 +0,866304 /0,8)=0,8825?0,88 м2С/Вт

На основании проведенных расчетов, можно сделать однозначный вывод —

Теплосберегающие свойства окон в большей степени зависят от тепловых свойств применяемого стеклопакета.

Методика расчета достаточно проста, при необходимости Вы можете самостоятельно определить площади однородных зон для ваших конкретных условий. Теплотехнические свойства материалов и оконных профилей рамы, а так же стеклопакетов, вы можете найти в соответствующих разделах нашего сайта либо на сайтах предприятий производителей.

Расчет общего сопротивления теплопередаче всего окна можно выполнить на специальных калькуляторах, перейдя по следующим ссылкам:

Калькулятор теплопроводности окон Veka.

Калькулятор теплопроводности окон Rehau.

Калькулятор теплопроводности окон KBE.

Калькулятор теплопроводности окон Kaleva.

Калькулятор теплопроводности окон Salamander.

Калькулятор теплопроводности деревянных окон Galux.

Калькулятор теплопроводности деревянных окон Flora.

Калькулятор теплопроводности деревянных окон Bocchio.

Коэффициент теплопередачи окон | ДЕСЕЮНИНК

Расчет

для окон

В окнах всегда есть три разных значения U:

• U _w  (w = окно) – общее значение окна
• U _g  (g = остекление) — показатель U остекления
• U _f  (f = кадр) – U-значение кадра

Коэффициент теплопередачи U _w  относится ко всему окну. Это значение также включает значения U для остекления и рамы U _ф . На общее значение Uw также влияет линейный коэффициент теплопередачи (g = остекление) и размер окна.

Узнайте больше о различных коэффициентах U оконных систем Deceuninck!

U-Wert Fensterverglasung: Ug

Значение U _g зависит от типа заполнения газом промежуточного пространства между листами стекла, расстояния между листами и количества листов.

Типовые значения U для теплоизолированных окон:

• Двойное остекление 24 мм с аргоновым наполнением: 1,1 Вт/м ² K
• Тройное изоляционное остекление 36 мм с аргоновым наполнением: 0,7 Вт/м ² K
• Тройное изоляционное остекление 44 мм с аргоновым наполнением: 0,6 Вт/м ² K
• Тройное изоляционное остекление 36 мм с криптоновым наполнением: 0,5 Вт/м ² K

Коэффициент теплопередачи оконной рамы: Uf

Значение U _f для комбинации рама-створка определяется путем измерения или расчета. Площадью для расчета значения U _w является поперечное сечение профиля.

Линейный коэффициент теплопередачи Ψg

Значение Ψ _г  для кромочного уплотнения остекления в первую очередь зависит от материала, используемого для дистанционной рамки стеклопакета. Стандартным материалом с наихудшими тепловыми свойствами является алюминий. Распорки с улучшенной теплоизоляцией называются распорками с «теплой кромкой». Эти прокладки изготавливаются из нержавеющей стали или пластика. Увеличенная кромка стеклопакета в профиле створки еще больше увеличивает значение Y кромочного уплотнения.

Примеры значений Ψ:

• Алюминиевая прокладка: ок. 0,08 Вт/мК
• Распорка «Теплый край»: около 0,04 Вт/мК

Коэффициент теплопередачи окна: Uw

Коэффициент теплопередачи для окон и оконных дверей U _w обычно рассчитывается для стандартного размера окна 1,23 м x 1,48 м.

Важно: показатель U ухудшается по мере уменьшения размера, большие окна имеют лучшие значения. Это связано с тем, что коэффициент теплопередачи, достигнутый в остеклении, лучше, чем в материале рамы, и, следовательно, большая площадь остекления может обеспечить лучшую теплоизоляцию.

Согл. согласно EnEV 2009, со стандартным остеклением значение U _w не должно превышать 1,3 Вт/м ² K. Окна с значением U 0,8 Вт/м ² K или лучше соответствуют стандарту пассивного дома .

U _w — расчет значения

Для определения коэффициента теплопередачи используется следующая формула:

U _г  = коэффициент теплопередачи остекления 
U _f  = коэффициент теплопередачи рамы  
Ψ _г = линейный коэффициент теплопередачи кромочного уплотнения стеклопакета
A _г = площадь стекла
A _f = площадь кадра
A _w = A _g + A _f
l _г = длина внутреннего края профиля рамы
(или видимая периферия листа стекла)

Узнайте больше о различных коэффициентах U оконных систем Deceuninck!

Коэффициент теплопередачи

U-фактор для Windows

Связанные ресурсы: теплопередача

Коэффициенты теплопередачи U-фактор для окон

Техника теплопередачи
Термодинамика

Общие коэффициенты теплопередачи (коэффициенты теплопередачи) для различных окон и мансардных окон m 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 продукта 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 могут также использоваться для продуктов аналогичных размеров. Все данные основаны на стекле толщиной 3 мм (1/8 дюйма), если не указано иное.