Какие окна теплее?

Статья будет полезна людям, которые строят частный дом и думают, как не разориться на счетах за отопление и не отапливать улицу. О том, какие окна теплее и на что обратить внимание при выборе, читайте в статье.

Какие окна теплее – деревянные, пластиковые или алюминиевые?

Выражение «топить улицу» давно вошло в жизнь россиян. Старые деревянные окна пропускали более 55% тепла на улицу через щели, стекла, рамы. Их каждый год заклеивали, чтобы не замерзнуть. С появлением пластиковых, деревянных и алюминиевых евроокон, все изменилось и проблемы были решены. Однако даже современные окна могут отличаться по уровню сбережения тепла до 40%. В статье рассмотрим какие окна теплее и в чем отличие.

Сравнивать теплосбережение окон лишь по материалу окон неправильно. Окно необходимо оценивать комплексно.

На теплосбережение оконных конструкций влияет выбор:

• Профиля (материал, ширина, количество камер и пр. ),
• Стеклопакета (вид, какие стекла применяются и пр.),
• Уплотнителя (материал),
• Фурнитуры (количество точек прижима),
• Способ монтажа (по ГОСТ или нет).

Оценить энергосбережение окна можно по коэффициенту сопротивления теплопередаче.

Для сравнения: старые деревянные окна имели R=0,45 м²•°С/Вт. Расчетные показатели самых теплых окон могут доходить до R=1,77 м2•°С/Вт. Для ориентира показатель R=0,8 м²•°С/Вт считается хорошим с точки зрения энергосбережения для квартиры, а R=1,00 м²•°С/Вт для частного дома. 

Теплопотери теплого окна в зависимости от ширины профиля и вида стеклопакета

* Все показатели расчетные для центральной части окна и не учитывают способ монтажа 

** Хотя показатель сопротивления теплопередаче окон высокий, из узких профильных систем 60 мм не рекомендуется делать теплые окна. Внутренняя сторона таких окон может попадать в зону низкой температуры стены. В этом случае велик риск, что температура на поверхности профиля будет ниже точки росы (9-12°С) и на нем будет образовываться конденсат.

Из таблицы видно, что при росте коэффициента сопротивления теплопередаче теплопотери уменьшаются.

Фото: сравнение сопротивления теплопередаче строительных материалов и теплого окна, © oknamedia

Деревянные окна – какие теплее

Теплоизоляция деревянных окон зависит от ширины профиля и плотности древесины. Чем плотнее древесина, тем меньше ее пористость и ниже теплоизоляция. Например, пористость сосны 53-70%, а у дуба – 32-61% – окна из соснового бруса будут чуть теплее, чем дубовые.

Фото: современные теплые деревянные окна изготавливают из клееного бруса, © depositphotosДревесина традиционно считается самым подходящим материалом для теплых окон. Но это утверждение уже устарело. Как показывают данные лабораторных испытаний, качественные пластиковые и теплые алюминиевые окна не уступают деревянным из евробруса по сопротивлению теплопередаче, а иногда даже превосходят их (см. таблицу ниже).  Выбор материала с точки зрения теплосбережения это больше личные предпочтения владельца недвижимости.

Пластиковые окна – какие теплее

За теплоизоляцию пластикового профиля отвечают ширина профиля и количество воздушных камеры внутри – чем их больше, тем профиль теплее. Для теплых окон в квартиру нужно выбирать профиль шириной от 70мм с количеством камер не менее 5-ти. Для окон в частный дом лучше отдать предпочтение профилю шириной 76-80 мм с 6-ю воздушными камерами.

Фото: профильные системы различной ширины, © rehau

Какие алюминиевые окна теплее?

Алюминий считается самым холодным материалом для окон. Его теплопроводность в тысячу раз больше, чем у древесины или пластика. Но современные алюминиевые окна несложно сделать теплыми. Для этого внутри профиля должен быть установлен терморазрыв (или термомост).

Фото: термомост может иметь различную ширину и дополнительное утепление, © alutexЦентральная часть алюминиевого профиля (термомост) изготавливается из полиамида. Термомосты различаются по ширине – чем он шире, тем теплее профиль. Каждый производитель алюминиевого профиля предлагает термомосты нескольких размеров. В некоторых системах во внутренние камеры и термомост устанавливают вставки из вспененного полиуретана для дополнительного утепления. В результате алюминиевый профиль премиум-класса обладает теплоизоляцией выше, чем дерево или пластик.

Стеклопакеты

Стеклопакет играет ключевую роль в теплосбережении окна, так как занимает 75-90% площади.

Теплоизоляция стеклопакетов зависит от вида стекла, материала рамок и от заполнения пространства между стеклами. Если изменить составные части, можно значительно повысить теплоизоляцию стеклопакета и окна в целом.

Фото: в стеклопакете может быть одна, две и даже три воздушных камеры, © oknamedia

Стеклопакеты в окне бывают:

• Однокамерные стеклопакеты (2 стекла) больше подойдут для нежилых помещений, летних дач.
• Двухкамерные стеклопакеты (3 стекла) – стандартная позиция для квартир, жилых домов.
• Трехкамерные стеклопакеты (4 стекла) пока мало распространены на оконном рынке. Их установка ведет к существенному утяжелению конструкции и увеличению стоимости. 3-камерные стеклопакеты устанавливают в «пассивных» домах, где использование энергии на отопление сводится к минимуму.

От того какие стекла используются в стеклопакете во многом зависят его показатели теплосбережения.

Стекла с напылениями или теплосберегающие стекла произвели эволюционный скачок в энергосбережении. Обычное стекло холоднее теплосберегающего (И-стекла или мультифункционального стекла) минимум на 65%.

К категории теплосберегающих относятся стекла с низкоэмиссионным и мультифункциональным напылением.

Низкоэмиссионное (И-стекло) отражает тепловое излучение обратно в помещение. Его устанавливают первым со стороны помещения покрытием внутрь (если оно одно в стеклопакете) или первым со стороны помещения и улицы покрытиями внутрь (если их 2).

Использование в 2-камерном стеклопакете 2-х энергосберегающих стекол и аргона, делает его почти в 2,7 раза теплее обычного.

Подробнее про свойства И-стекла читайте здесь

Рассмотрим какие показатели сопротивления теплопередаче имеют стеклопакеты (на примере самых популярных 2-камерных) с различными стеклами и заполнением межстекольного пространства.

Зависимость коэффициента сопротивления теплопередаче стеклопакета от использованного стекла и заполнения

Мультифункциональное стекло используют в окнах, которые выходят на солнечную сторону. Оно сохраняет тепло зимой и защищает от нагревания помещения летом, тем самым сокращает расходы на кондиционирование. Его устанавливают первым со стороны улицы. Можно комбинировать в одном стеклопакете с И-стеклом.

Подробнее про свойства мультифункционального стекла читайте здесь

Какие окна самые теплые – пластиковые, деревянные или алюминиевые?

Для того, чтобы понять какие окна самые теплые, необходимо сравнить коэффициенты сопротивления теплопередаче. Ниже приведены расчеты этих коэффициентов в окнах в зависимости от вида стеклопакета и ширины профиля.

Сравнение пластиковых, деревянных и алюминиевых теплых окон по коэффициенту сопротивления теплопередаче и теплопотерям

Материал рамы	Rпр,  м2 • °С/Вт	Теплопотери, Вт
Обычное окно с 2-камерным обычным стеклопакетом 4 х 12 х 4 х 12 х 4
Дерево, ширина 78 мм	0,63	79
ПВХ, ширина 60 мм / 3 камер	0,53	94
ПВХ, ширина 70 мм / 5 камер	0,59	85
ПВХ, ширина 80 мм / 6 камер	0,61	82
Алюминий, ширина 72 мм	0,55	91
Алюминий, ширина 72 мм со вставкой утеплителя	0,61	82
Алюминий, ширина 112 мм со вставкой утеплителя	0,63	79
Теплое окно с 2-камерным энергосберегающим стеклопакетом с одним И-стеклом 4 х 12 х 4 х 12 х 4И
Дерево, ширина 78 мм	0,88	57
ПВХ, ширина 60 мм / 3 камер	0,75	67
ПВХ, ширина 70 мм / 5 камер	0,80	62
ПВХ, ширина 80 мм / 6 камер	0,85	59
Алюминий, ширина 72 мм	0,78	64
Алюминий, ширина 72 мм со вставкой утеплителя	0,86	58
Алюминий, ширина 112 мм со вставкой утеплителя	0,89	56
Самое теплое окно с 2-камерным энергосберегающим стеклопакетом с двумя И-стеклами 4И х 12 х 4 х 12 х 4И
Дерево, ширина 78 мм	1,10	45
ПВХ, ширина 60 мм / 5 камер	0,92	54
ПВХ, ширина 70 мм / 5 камер	1,07	47
ПВХ, ширина 80 мм / 6 камер	1,08	46
Алюминий, ширина 72 мм	0,92	54
Алюминий, ширина 72 мм с доп. утеплением	1,08	46
Алюминий, ширина 112 мм утепленный	1,16	43
4 – обычное стекло 4мм 4И – низкоэмиссионное стекло 4мм 12 – ширина дистанционной рамки, расстояние между стеклами R – расчетная величина коэффициента сопротивления теплопередаче окна, чем больше, тем лучше

Как видно из таблицы, основную роль в теплоизоляции окон играет стеклопакет.

Какие окна самые теплые пластиковые, деревянные или алюминиевые?

Фото: зависимость теплопотерь и коэффициента сопротивления теплопередаче (Rпр) от материала и состава окна, © oknamedia

Вывод: 2-камерный стеклопакет с 2-мя И-стеклами (или 1 И-стеклом и мультифункциональным, плюс заполнение аргоном) дает самые большие показатели по теплосбережению. Профиль 80 мм в пластике, 78 мм в дереве и 72 мм (или 112 мм) с термомостом и утеплением в алюминии необходимы для самых теплых окон.

Не забудьте включить в комплектацию теплого стеклопакета:

• Теплую дистанционную рамку. Обычные алюминиевые рамки хорошо проводят тепло. По периметру стеклопакета возникает «краевой эффект» – зона с более низкой температурой, чем по центру стекла. В этом месте в первую очередь выпадает конденсат и может образоваться наледь. Рамки из пластика решают проблему и снижают «краевой эффект». Они  рекомендованы к использованию в теплых стеклопакетах.
• Инертный газ. Сухой воздух – сам по себе достаточный теплоизолятор. Если воздух внутри стеклопакета заменить на инертный газ (аргон, криптон), то теплоизоляция стеклопакета увеличится еще примерно на 10%.

Фурнитура 

Если в ваших теплых окнах будет установлен широкий и теплый профиль и энергосберегающих стеклопакет, но будет некачественная фурнитура, то все попытки сохранить тепло будут напрасными.

Фурнитура в окне отвечает за плотный прижим створки к раме и за отсутствие продувания.

Фото: ответная планка + запорная цапфа = точка прижима, © RotoЧтобы обеспечить нужный прижим, важно соблюдать рекомендации производителей – расстояние между точками прижима створки к раме должно быть в пределах 500-700 мм.

Расстояние больше 700мм, а также отсутствие точек прижима на горизонтальных частях створки длиной больше 700 мм приведет к продуванию.

Продувание бывает из-под верхней петли – она пережимает уплотнение. В результате чего образуется продувание, лучше выбрать скрытые петли.

Фото: скрытые петли исключают продувание в верхней части окна, © oknamediaФурнитура для теплого окна:

• Европейского производителя.
• Расстояние между точками прижима не более 700мм.
• Скрытые петли.

Уплотнитель 

Уплотнение – это «последняя преграда» на пути полной герметичности ваших окон. Если уплотнение будет некачественным, то из окон будет поддувать и будет некомфортно.

Уплотнитель перекрывает зазор между створкой и рамой. Главное условие его качественной работы – сохранение эластичности, способность восстанавливать форму после долго сжатия. Не все уплотнители способны делать это на протяжении долгого периода службы окна. Некачественный уплотнитель быстро высыхает и деформируется.

Дольше всего остаются эластичными уплотнители из силикона и EPDM. Им и следует отдать предпочтение при выборе окон.

Фото: если уплотнитель начал расслаиваться – его пора менять, © oknamediaМонтаж 

Места стыков строительных элементов всегда самые проблемные с точки зрения сохранения тепла. В них чаще всего начинается продувание. Поэтому теплое окно важно правильно установить.

За сохранение тепла в стыке окна и стены отвечает теплоизоляционный слой монтажного шва. Чаще всего он выполняется из монтажной пены, но может быть заполнение термоЛьном и другими материалами. Проблемы с продуванием и промерзанием монтажного шва могут возникать, если:

• Пена нанесена с пропусками.
• Воздушные пузырьки в некачественной пене слишком большие. При срезании излишков может образоваться сквозное отверстие. Отверстие даже величиной в 1 мм приведет к продуванию.
• Пена намокла от осадков или парообразной влаги из комнаты. Мокрая пена не способна сохранять тепло.
• Пена разрушилась от воздействия ультрафиолета.

Фото: пену нужно защищать от намокания со стороны улицы и помещения, © robitexМонтажный шов по ГОСТ для теплого окна должен состоять из трех слоев. Пену нужно со всех сторон защищать от намокания и ультрафиолета. Хорошей новостью является то, что окна можно монтировать и зимой. Это удачное время, так как сразу видны все недочеты.

Экспертом в области производства лент для монтажа на российском оконном рынке является Робитекс. Предприятие производит материалы для монтажа окон по ГОСТ более 25 лет.

Ленты Робибанд от компании Робитекс сохраняют свои свойства в диапазоне температур от -40° до + 80°С, а монтаж с ними можно производить и в -20° С мороз.

Установку пластиковых откосов можно производить сразу же, еще по сырой пене, что невозможно делать с другими материалами для герметизации шва. Монтажные материалы от компании Робитекс подтверждены испытаниями в Институте оконных технологий в Розенхайме (IFT Rosenheim Germany).

Монтажный шов для теплого окна выполняют из качественных материалов:

• Пена высокого качества с небольшим диаметром пузырьков.
• С внутренней стороны – пароизоляционный слой, например, универсальная лента Робибанд ВМ. Эта лента подходит и под штукатурный откос, и под откосную панель, надежно приклеивается к проему и окну.
• С наружной стороны – паропроницаемая саморасширяющаяся уплотнительная лента, например, Робибанд ПСУЛ. Для разрушенных и неровных откосов лучше использовать ленту Робибанд КМП с пластиковой планкой. Она служит «маячком» для дальнейшего оштукатуривания.

Памятка по выбору самого теплого окна

От чего зависит, какие окна теплее?

Утеплять окно нужно комплексно. Не получится в мороз выйти на улицу в шубе, но босиком, и при этом не замерзнуть. Сегодня теплое окно не может быть изготовлено только из широкого профиля 70 мм с 2-камерным стеклопакетом с обычными стеклами и монтажом без монтажных лент! Стоит помнить, что даже с самыми теплыми окнами в доме может быть холодно, если есть щели в стенах или стены плохо утеплены.

Content Original Link:

https://www.oknamedia.ru/novosti/kakie-okna-teplee-52727

Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов — Срочный ремонт окон в Москве в день обращения по адекватной цене

Содержание

1. Расчет коэффициента теплопроводности
2. Сравнительная таблица эффективности стеклопакетов
3. Как проводится измерение показателя (сопротивления теплопередаче коэффициента R0)
4. Показатель теплопередачи профильной системы
5. Приведенное сопротивление теплопередаче окон
6. Технические характеристики стеклопакетов
7. Преимущества с/п с энергосберегающим И-стеклом
8. Как рассчитать теплопроводность стеклопакета
9. Таблица сопротивления теплопередаче стеклопакетов
10. Преимущества энергосберегающего И-стекла
11. Конструкция стеклопакета
12. Вычисление общей теплопроводности окна
13. Что такое теплопроводность окна и от чего она зависит?
14. Как вычислить общую теплопроводность окна
15. Основные виды стеклопакетов
16. Требуемое сопротивление теплопередаче окон
17. Дополнительные способы уменьшения теплопотерь
18. Роль окна из ПВХ профиля в теплозащите помещения
19. Однокамерные стеклопакеты
20. От чего зависят эти тепловые потери
21. Двухкамерный стеклопакет

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.

Сравнительная таблица эффективности стеклопакетов

Формула стеклопакета («к» — К-стекло, «а» — аргон)	Толщина, мм	На сколько «теплее», %	На сколько «тише», %	На сколько дороже, %	Сопр. теплопер., м2*С/Вт	Звукоизол., дБА
4 — 6 — 4	14	-15%	-16%	0,308	30
4 — 8 — 4	16	-9%	-13%	0,33	30
4 — 10 — 4	18	-4%	-10%	0,347	30
4 — 12 — 4	20	-1%	-6%	0,358	30
4 — 16 — 4	24	0,361	30
4 — 14 — 4	22	0%	-3%	0,362	30
4 — 6 — 4к	14	7%	46%	0,386	30
4к — 6 — 4к	14	11%	107%	0,4	30
4 — 8 — 4к	16	24%	49%	0,446	30
4 — 6 — 4 — 6 — 4	24	25%	32%	39%	0,452	34
4к — 8 — 4к	16	30%	111%	0,469	30
4 — 6а — 4к	14	31%	66%	0,472	30
4 — 8 — 4 — 8 — 4	28	37%	41%	46%	0,495	35
4 — 10 — 4к	18	38%	52%	0,498	30
4к — 6а — 4к	14	39%	127%	0,5	30
4 — 9 — 4 — 9 — 4	30	42%	41%	49%	0,512	35
4 — 16 — 4к	24	45%	62%	0,524	30
4 — 12 — 4к	20	46%	55%	0,526	30
4 — 6 — 4 — 6 — 4к	24	46%	32%	101%	0,526	34
4 — 10 — 4 — 10 — 4	32	47%	52%	52%	0,529	36
4 — 14 — 4к	22	47%	59%	0,529	30
4к — 10 — 4к	18	47%	114%	0,532	30
4 — 8а — 4к	16	51%	69%	0,546	30
4 — 12 — 4 — 12 — 4	36	54%	62%	59%	0,555	37
4к — 16 — 4к	24	55%	124%	0,559	30
4 — 14 — 4 — 14 — 4	40	55%	74%	65%	0,561	38
4к — 12 — 4к	20	57%	117%	0,565	30
4к — 14 — 4к	22	57%	120%	0,565	30
4к — 8а — 4к	16	64%	131%	0,592	30
4 — 10а — 4к	18	67%	72%	0,602	30
4 — 8 — 4 — 8 — 4к	28	68%	41%	108%	0,606	35
4 — 6 — 4к — 6 — 4к	24	68%	32%	163%	0,606	34
4 — 16а — 4к	24	69%	82%	0,61	30
4 — 14а — 4к	22	71%	79%	0,617	30
4 — 12а — 4к	20	72%	75%	0,621	30
4 — 9 — 4 — 9 — 4к	30	78%	41%	111%	0,641	35
4 — 6а — 4 — 6а — 4к	24	78%	32%	121%	0,641	34
4к — 10а — 4к	18	85%	134%	0,667	30
4к — 16а — 4к	24	85%	143%	0,667	30
4 — 10 — 4 — 10 — 4к	32	87%	52%	114%	0,676	36
4к — 14а — 4к	22	88%	140%	0,68	30
4к — 12а — 4к	20	90%	137%	0,685	30
4 — 12 — 4 — 12 — 4к	36	101%	62%	120%	0,725	37
4 — 8 — 4к — 8 — 4к	28	101%	41%	169%	0,725	35
4 — 8а — 4 — 8а — 4к	28	104%	41%	127%	0,735	35
4 — 9а — 4 — 9а — 4к	30	115%	41%	131%	0,775	35
4 — 6а — 4к — 6а — 4к	24	115%	32%	203%	0,775	34
4 — 10а — 4 — 10а — 4к	32	125%	52%	134%	0,813	36
4 — 10 — 4к — 10 — 4к	32	131%	52%	176%	0,833	36
4 — 12а — 4 — 12а — 4к	36	137%	62%	140%	0,855	37
4 — 12 — 4к — 12 — 4к	36	154%	62%	182%	0,917	37
4 — 8а — 4к — 8а — 4к	28	157%	41%	209%	0,926	35
4 — 10а — 4к — 10а — 4к	32	192%	52%	216%	1,053	36
4 — 12а — 4к — 12а — 4к	36	218%	62%	222%	1,149	37

Пояснения и условные обозначения:
В графе «формула стеклопакета» указана толщина в миллиметрах его «составляющих», где 4-миллиметровые стекла отделяют друг от друга воздушные прослойки (камеры), заполненные обычным воздухом или аргоном (где указана литера «а»).

К-стекло – энергосберегающее низкоэмиссионное стекло, отличающееся от обычного специальным прозрачным покрытием из оксидов металлов InSnO2. Данное покрытие отражает тепловое длинноволновое излучение обратно в помещение. Если величина излучательной способности простого стекла составляет 0,84, то у К-стекла обычно около 0,2. Это значит, что К-стекло возвращает в помещение примерно 70% теплового излучения, которое на него попадает. Одновременно К-стекло способно защитить помещение от нагрева в жаркую солнечную погоду, также отражая большую часть тепловых волн.

Существует еще более эффективное низкоэмиссионное i-стекло (их нет в таблице). Оно примерно в полтора раза эффективнее К-стекла и имеет величину излучательной способности до 0,04.

Как проводится измерение показателя (сопротивления теплопередаче коэффициента R0)

Потери тепла иногда количественно определяются с точки зрения теплосопротивления стеклопакета или коэффициента сопротивления теплопередаче R0. Это значение, обратное коэффициенту теплопередачи U. R = 1/U (при переводе Европейских коэффициентов U в Российские R0 не следует забывать, что наружные температуры, используемые для расчетов, сильно отличаются).

В свою очередь, коэффициент теплопередачи U, характеризует способность конструкции передавать тепло. Физический смысл ясен из его размерности. U = 1 Вт/м2С – поток тепла в 1 Ватт, проходящий через кв. метр остекление при разнице температуры (снаружи и внутри) в 1 градус по Цельсию (В Европейских странах коэффициент теплопроводности остекления рассчитывается согласно EN 673). Чем меньше получаемое в результате число, тем лучше теплоизоляционная функция светопрозрачной конструкции.

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.

В результате этот показатель характеризует не только конкретную функцию теплозащиты, но и качество всего производственного процесса, и качество готового продукта. Эту величину рекомендуется держать под контролем и измерять регулярно — и на различных этапах изготовления, и, с особой тщательностью, на готовых образцах продукции.

Читайте также:  Стоечно-ригельная система остекления фасадов

Показатель теплопередачи профильной системы

В ГОСТ 30673-99 указаны требования к энергоэффективности ПВХ конструкций:

• 3-х камерные ПВХ профили — 0,6-0,69 (м2•°С)/Вт.
• 4-х камерные ПВХ профили — 0,7-0,79 (м2•°С)/Вт.
• 5-и камерные ПВХ профили более 0,80 (м2•°С)/Вт.

Так как на рамы со створками уходит приблизительно 30% от всей площади проема, коэффициент теплопередачи окна примерно на треть зависит от того, какие свойства имеет пластиковый профиль. На характеристики ПВХ конструкций влияет то, сколько камер имеет профиль, насколько толстыми являются внешние и внутренние стенки, присутствует ли армирование и на какую глубину установлены окна.

Приведенное сопротивление теплопередаче окон

Для расчетов характеристик проектируемых и строящихся  объектов используется величина, названная приведенным сопротивлением теплопередаче оконных блоков Rпр. Это усредненная величина, в которой учтены СТП  пакета стекол, оконного профиля и крепежных элементов. Чем больше Rпр, тем меньше через окно утекает тепла “на сторону”.

Производители, предлагающие свою продукцию для работ по остеклению, обязаны обеспечивать теплоизоляционные параметры в соответствии с ГОСТ 30674-99, действие которого распространяется на оконные блоки из ПВХ профилей. Этот документ задает требуемые уровни Rпр для различных конструкций стеклопакетов на базе трехкамерных профилей.

Типовые значения  Rпр представлены в следующей таблице:

Значения Rпр регламентированы для оконных проемов, у которых светопропрозрачная часть составляет 70% от общей площади. В случаях использования профилей другой конструкции (например, иное количество камер) Rпр определяется экспериментально на специальном оборудовании.

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.

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.

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

Преимущества с/п с энергосберегающим И-стеклом

Во-первых, И-стекло отражает длинноволновые тепловые лучи в сторону их излучателя (то есть зимой в сторону квартиры, где работают отопительные приборы, а летом в сторону улицы, где находятся нагретые солнцем камни, асфальт и т.д.), что значительно снижает расходы на отопление зимой (до 60%) и на кондиционирование летом (до 30%). Иными словами, покрытие оставляет тепло там, где его больше (эффект термоса). Теплоизолирующая способность с/п с И-стеклом значительно выше по сравнению с обычным двухкамерным с/п.

Во-вторых, с/п с И-стеклом имеет значительный выигрыш и в отношении комфортности в помещении. Например, при наружной температуре —26 °С и температуре в помещении +25 °С, у обычного однокамерного с/п температура стекла на внутренней поверхности внутри помещения будет +5° С, у обычного 2-х камерного с/п +11 °С, а у однокамерного с/п с И-стеклом +14° С. А если «как себе» поставить 2-х камерный с/п максимальной толщины 42 мм (возможно при использовании профиля ПВХ монтажной глубиной 70 мм) с И-стеклом, то температура у окна будет больше +17 °С! Это означает, что режим нагрева помещения может быть изменен, т.к. отопительной системе нет необходимости компенсировать значительную «холодную» зону вблизи окна.

Зона вблизи окна из обычного остекления приводит к так называемым эффекту «сквозняка», связанным с заметной конвекцией холодного воздуха вблизи окна (этот же «сквозняк» легко почувствовать рукой, в которой держишь эскимо — даже находясь в квартире, где нет ветра, рука ощущает «холодный ветерок»). Следовательно, использование с/п с И-стеклом увеличивает полезную жилую площадь комнаты за счет комфортного приоконного пространства (в небольшой квартире можно придвинуть стол или кровать ближе к окну), а также не дает влаге осаждаться на стеклах, тем самым исключает появление конденсата.

В-третьих, вес такого однокамерного с/п на 10 кг на 1м.кв. с/п ниже по сравнению с 2-х камерным, что позволяет проектировать большие площади створок окон и дверей, значительно снижает нагрузку на фурнитуру створки Вашего окна и увеличивает срок ее эксплуатации.

В-четвертых, это И-стекло препятствует выгоранию обоев, обивки и предметов интерьера из-за отсутствия солнечного перегрева летом без использования штор или затемненных стекол. При этом прозрачность И-стекла сравнима с прозрачностью обычного стекла. Подобный набор свойств не доступен ни одному другому типу остекления на сегодняшний день.

Чтобы убедиться, что вы являетесь счастливым обладателем окон с таким стеклом, можно в сумерки поднести к окну пламя зажигалки и увидеть среди отраженных одно отражение с оттенком другого цвета как на рисунке.

Подытожив все вышесказанное, скажем, что установив у себя в доме пластиковые окна и двери производства нашей компании Евростиль с энергосберегающими стеклопакетами, вы экономите средства и создаете комфортные условия в помещении, а это хорошее настроение и здоровье у вас и ваших близких!

Как рассчитать теплопроводность стеклопакета

Теплопроводность — это физическая величина, характеризующая способность вещества или тела проводить тепло. Чем ее значение больше, тем быстрее происходит передача тепла от  тела с большей температурой к меньшей. То есть коэффициент теплопроводности K является обратной величиной к R0 — СТП, принятому к применению в России.

Чем меньше K, тем лучше теплоизоляционные свойства конструкции. Коэффициент K применяется в стандартах и нормах, разработанных DIN (Институт ФРГ по стандартизации), имеющего статус ведущего органа по стандартизации в Европе.

Для примерных расчетов можно использовать формулу:

K = 1 / R0

Размерность K в системе СИ — [Вт/м2*/ 0С]. Некоторые производители представляют на своих сайтах онлайн-калькулятор, с помощью которого потенциальный покупатель может рассчитать характеристики будущего оконного проема с индивидуальными (“под себя”) параметрами.

Таблица сопротивления теплопередаче стеклопакетов

Преимущества энергосберегающего И-стекла

Остекление с помощью новинки предлагает следующие выгоды:

1. Способность И-стекла отражать длинные тепловые волны в сторону излучателя минимизирует затраты на отопление зимой (до 2/3) и кондиционирование помещений летом (до 1/3). Теплоизоляция И-стекла намного выше, чем у обычного двухкамерного стеклопакета.
2. Наличие И-стекла в силу отражающих свойств решает сразу несколько проблем: выгорание обоев, обивки мебели и других предметов интерьера; не требует использования штор, жалюзи и других затемняющих помещение предметов. Прозрачность такого стекла ничуть не меньше, чем у обычного.
3. И-стекло обеспечивает максимально комфортный микроклимат во всем пространстве помещения, в том числе и приоконной зоне. Именно здесь рядом с обычным стеклопакетом нередко (в силу разности температур в помещении, на поверхности стекла и за окном) образуются сквозняки. На поверхности И-стекла при температуре за окном +24оС и +20оС внутри образуется комфортные +17оС, тогда как на однокамерном стеклопакете – +5оС, на двухкамерном – +13оС. Небольшая разница температуры И-стекла и воздуха в помещении предупреждает запотевание, не образует сквозняков, позволяя эффективно использовать и пространство у окна.

Читайте также:  Врезать форточку в деревянное окно своими руками

Такими качествами не обладает ни один другой тип остекления!

Конструкция стеклопакета

Обычно стеклопакет состоит из двух или трех листов стекла, которые имеют одинаковую ширину и высоту. При этом толщина стекол может быть как одинаковой, так и различной. Эти стекла устанавливаются на заданном расстоянии друг от друга и склеиваются вместе по их кромкам. Поэтому их называют клееными

стеклопакетами [1]. Между стеклами образуется герметичная полость – камера стеклопакета (рисунок 1).

Рисунок 1 – Конструкция стеклопакета

Эта камера содержит сухой воздух или, иногда, инертные газы аргон или криптон. При этом никакого вакуума в этой полости не создается, как это иногда ошибочно считают.

(О действительно вакуумных

стеклопакетах см. здесь.)

[ссылка на статью 18-03-03 о вакуумных стеклопакетах]

Дистанционная рамка, которая отделяет листы стекол друг от друга, имеет определенное влияние на теплоизолирующие свойства стеклопакета и, особенно, на точку росы на кромках стеклопакета. Часто дистанционные рамки называют спейсерами от соответствующего английского термина «spacer». Ниже для краткости и мы будем их так называть.

Вычисление общей теплопроводности окна

Для определения показателя сопротивления теплопередачи не нужно обладать особыми знаниями. Достаточно будет использования теплотехнической информации о профильных системах наряду со стеклопакетами. Делать акцент нужно сразу на нескольких коэффициентах. Беря во внимание теплопроводность створок с рамами и стеклопакетами, удастся получить точные данные. Во время вычислений обязательно учитываются показатели:

• R sp – коэффициент стеклопакета.
• R p – коэффициент переплета окна.
• β – отношения площади светопрозрачной части изделия к общей оконной площади.

Эти показатели нужны для вычисления теплопроводности конструкции по формуле:

R= R sp×R p/((1- β)×Rsp + β×R p).

У каждого профиля и стеклопакета свои коэффициенты, поэтому определить среднее значение не представляется возможным. В ином случае все окна удерживали бы тепло совершенно одинаково. Для вычисления площади переплета показатель длины составных элементов створок с рамами умножается на ширину профилей, после чего значения суммируются. Площадь остекления приравнивается к площади световых проемов.

Что такое теплопроводность окна и от чего она зависит?

Если максимально упростить, то теплопроводность окон ПВХ – способность профильной конструкции с закрытыми створками удержать внутри помещения определенное количество энергии. Однако такого определения недостаточно, что понять суть процесса. Ведь через те же стеклопакеты утечка тепла происходит разными способами:

• 30% потерь энергии происходит за счет конвекции внутри стеклопакетов и воздушных камер и теплопередачи через твердые компоненты оконных или дверных блоков;
• 70% тепла уходит за пределы помещения вместе и инфракрасными волнами.

Этот простой анализ позволяет понять, как можно существенно уменьшить утечку энергии. Поскольку инфракрасные волны проходят через стекла, именно этим зонам оконных и дверных блоков требуется уделить двойное внимание. Ведь стеклопакеты занимают самую большую площадь в оконных проемах и через них уходит максимальное количество тепла. Статистика показывает, что значительно повысить энергоэффективность профильных конструкций можно в том случае, если получится задержать инфракрасные волны.
При этом нельзя оставлять без внимания ПВХ-системы, так как коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов в определенной мере зависит от их особенностей. Например, форма сечения профилей влияет на глубину посадки и максимальную толщину стеклопакетов. От упомянутых размеров зависит суммарная энергоэффективность окон. Кроме этого, хорошие профили замедляют процесс теплообмена по периметру световых проемов и распространение холода от остывших стен. Эти процессы взаимосвязаны и становятся причиной снижения температуры во внутренних помещениях.
Последний фактор, который оказывает влияние на уровень теплопроводность окон – герметичность. Однако этот параметр достаточно сложно рассчитать математически. Поэтому заказчику окон достаточно знать, что для обеспечения герметичности требуются качественная фурнитура и армирование профиля. Также нужно уделить внимание качеству установки. Если монтаж выполнен не по правилам, возможна разгерметизация конструкции по периметру рам. Подробнее о требованиях к установке читайте на ОкнаТрейд.

Как вычислить общую теплопроводность окна

Определить точное сопротивление теплопередаче окон достаточно просто. Для этого потребуется использовать теплотехническую информацию о профилях и стеклопакетах. Причем нельзя ориентироваться только на один из коэффициентов. Чтобы получить достоверные данные, требуется учесть теплопроводность створок, рам и стеклопакетов. При вычислениях потребуется применить:

1. R sp – коэффициент стеклопакета.
2. R p – коэффициент оконного переплета.
3. β – отношение площади светопрозрачной части конструкции к общей площади окна.

Теплопроводность окна с учетом этих данных вычисляется по формуле:

R= R sp×R p/((1- β)×Rsp + β×R p)

У разных профилей и стеклопакетов коэффициенты отличаются.

Двойное низкоэмиссионное стекло, теплоотражающее стекло

Описание продукта

Тип стекла	Закаленное изоляционное стекло
Потребительский спрос
Толщина	5 мм 6 мм 8 мм 10 мм 12 мм 15 мм 19 мм
Размер	Требования заказчика (от мин. 300 мм X 300 мм до макс. 2440 мм X 3660 мм)
Тип кромки	Плоская кромка
Сертификат качества	EN12150, BS6206, ISO9001, IGCC
Срок оплаты	TT, L/ C, Western Union
Форма	Прямоугольная форма, неправильная форма
Применение	Фасады зданий, офисные здания, общественные места, жилые дома, навесные стены и т. д.

Знакомство с продуктом

Стеклопакеты (IGU или DGU) изготовлены из двух или более двух стекол
между которыми пространство определенной ширины разделено алюминиевой рамой, заполненной
с высокоэффективным молекулярным абсорбентом. Край стеклопакета
уплотняются высокопрочными герметизирующими герметиками. Для обеспечения работоспособности МГС,
необходимо использовать двойное уплотнение. Бутил следует использовать для первой герметизации,
полисульфидный каучук или силиконовые конструкционные герметики следует выбирать в соответствии с
способ остекления.

Характеристики продукта

Тепловые характеристики: Теплоизоляционные характеристики стеклопакетов являются самыми идеальными
среди всех изделий из обработанного стекла, доступных на рынке. Теплопередача
Значение коэффициента К может быть эффективно снижено за счет стеклопакетов. Если инертный газ как неон,
аргон, гелий заполнены, коэффициент теплопередачи может быть дополнительно резко
уменьшенный.

Характеристики звукоизоляции: Стеклопакеты являются идеальным звукоизоляционным материалом. Нормальный
Стеклопакет может снизить шум на 30 децибел, стеклопакет, заполненный инертным газом, может еще больше снизить
5 децибел.

Защита от росы при низкой температуре: поскольку стеклопакет заполнен достаточным количеством осушителя, он может
эффективно поглощать пар во внутреннем пространстве или проникать снаружи в
убедитесь, что газ во внутреннем пространстве абсолютно сухой и не будет росы.

Оптические характеристики: Для стеклопакетов могут использоваться различные стеклянные подложки, соответствующие
запрос на передачу и отражение солнечного света.

Легкий вес: при тех же условиях теплоизоляции замена
Частичная кирпичная стена или бетон со стеклопакетом могут снизить нагрузку на здание и упростить
структура здания.

Применение продукта

Широко используется во всех видах навесных стен зданий, внутренних перегородок или
холодильник.

Типы продукции

Прозрачное стекло, тонированное стекло, закаленное стекло, стекло с теплоотражающим покрытием,
Низкоэмиссионное стекло, многослойное стекло и цветное остекление могут быть составлены в различные
составной продукт. Можно обрабатывать плоские или гнутые стеклопакеты.

Качество

В соответствии с GB/T 11944-2002 Китайский стандарт стеклопакетов

В соответствии с JISR 3209 Японский стандарт

Изоляция и температура – ​​полезная взаимосвязь

Введение

Понимание того, что температурный профиль в сборке изменяется пропорционально R-значениям отдельных компонентов является полезным инструментом для прогнозирования температурного градиента в стене. Изолирующая способность изоляции в основном характеризуется ее R-значением или сопротивлением тепловому потоку. Единицы R-значения (квадратные футы * градусы Фаренгейта * час)/BTU кажутся неестественными, но их легче понять, если рассматривать их в контексте.

Основное уравнение теплопередачи:

Q (БТЕ/час) = U (общий коэффициент теплопередачи)
x A (квадратные футы) x ∆T (градусы F)

Единицы U (общий коэффициент теплопередачи) коэффициент передачи), следовательно, представляют собой БТЕ/ч на квадратный фут на градус Фаренгейта. Это имеет смысл. Для единицы площади (1 квадратный фут) U описывает тепловой поток (БТЕ/ч) при движущей силе разницы температур в 1°F.

R равно 1/U, поэтому единицами R становятся (квадратные футы * градусы F)/BTU в час или (квадратные футы * градусы F * час)/BTU. Понимание единиц R объясняет то, что интуитивно понятно сообществу изоляторов: по мере увеличения значения R U и, как следствие, скорость теплопередачи уменьшаются. Хотя значение R влияет на ключевой параметр теплового потока, оно не раскрывает всей картины. Температурный профиль или градиент в сборке также может быть важным.

Температурный профиль

Изменение температуры элемента сборки пропорционально доле этого элемента в общем значении R сборки. Чтобы проиллюстрировать этот принцип, рассмотрим упрощенный случай секции стены с изоляцией из войлока Р-13 в полости стоек и непрерывным слоем 1-дюймовой изоляции из пенопласта, как показано на рис. 1 (каркас, внутренняя отделка, обшивка и сайдинг не показаны). чтобы пример был простым). При температуре в помещении 68°F и температуре наружного воздуха 8°F температура на границе между войлоком и пеной будет 27°F (влияние пленок внутреннего и наружного воздуха не учитывается).

В таблице 1 показан расчет для примера на рис. 1. Этот метод применим к любому количеству слоев компонентов в сборке.

Применение, имеющее значение

С точки зрения теплового потока общее правило заключается в том, что чем больше изоляция, тем лучше (меньший тепловой поток). Тепловой поток не всегда является единственным фактором.

Рассмотрим здание с изолированной стальной крышей, подвесным потолком и канальным возвратом ОВиКВ, поэтому полость над потолком не является камерой возвратного воздуха. В таблице 2 показан расчет коэффициента теплопередачи для этой сборки.

Применение расчета температурного градиента к конструкции неизолированного потолка прогнозирует температуру полости потолка 66°F в расчетный день (70°F в помещении/0°F снаружи):

• Значение R сборки: 33,36
• Значение R от наружного воздуха до полости потолка: 31,50
• Разность температур: (31,50/33,36)*(70 − 0) 66,1°F
• Температура полости потолка (0°F снаружи + расчетная разница): 66,1°F

При температуре полости потолка 66°F в самый холодный день риск замерзания труб отсутствует, и воздуховоды можно изолировать до толщины, необходимой для воздуховодов в кондиционируемом помещении.

Предположим, что владелец решил утеплить потолок стекловолокном R-21 для дополнительной экономии энергии. Будет ли это решение разумным? Чтобы определить ответ, проектировщик должен учитывать как стоимость сэкономленной энергии, так и влияние на температуру воздуха в полости потолка.

1. Если к потолку добавить изоляцию R-21, коэффициент теплопроводности сборки (от наружной части до занимаемой площади) упадет с 0,030 до 0,018. В результате расчетные дневные потери тепла для 1000 квадратных футов крыши/потолка снизятся с 2100 БТЕ-ч до 1260 БТЕ-ч.
2. При годовом потреблении тепловой энергии примерно в 750 эквивалентных часов полной нагрузки (разумно для коммерческого здания с внутренним теплообменом от освещения, людей и оборудования) дополнительная изоляция сэкономит 7 терм газа или 8,40 долл. США в год при цене 1,20 долл. США за терм. (2100 – 1260) БТЕ/час * 750 часов
   100 000 БТЕ/терм * КПД 90 % = 7 терм. Исходя из примерно 1 доллара США за квадратный фут для изоляции 1000 квадратных футов потолка, простая окупаемость инвестиций составит более 100 лет. Не вредно, но не экономично.
3. Более важным вопросом является то, что произойдет с температурой полости потолка. Дополнительная изоляция над потолком изменяет значение R этого компонента и результирующий температурный профиль. Значение R в сборе 54,36.

   Значение R от улицы до чердака: 31,50
   Разность температур (31,50/54,36)*(70 − 0): 40,6°F
   Температура полости потолка (0°F снаружи + расчетная разница): 40,6°F

Хотя риск замерзания труб при температуре 40°F по-прежнему отсутствует, температура достаточно близка, чтобы беспокоиться, если здание перейдет в режим понижения температуры в выходные дни. Кроме того, воздуховоды HVAC теперь находятся за пределами эффективной теплоизоляционной оболочки здания. Потери тепла из приточных каналов в более холодную полость потолка будут снижать температуру приточного воздуха в занимаемое помещение. Эта более низкая температура приточного воздуха может привести к тому, что в некоторых занятых помещениях не будет хватать тепла. Аналогичным образом воздуховоды охлаждения будут находиться в более теплой, чем ожидалось, среде с соответствующим нежелательным (и, возможно, неожиданным) скачком температуры приточного воздуха, что снижает охлаждающую способность помещения.

Добавление изоляции уменьшит потери тепла, но стоимость установки может обеспечить или не обеспечить привлекательную экономию эксплуатационных расходов. И не менее важно учитывать изменение температурного профиля при принятии решения о том, сколько изоляции добавить и где ее разместить. В этом случае добавление изоляции поверх потолка снижает температуру в полости потолка настолько, что это вызывает беспокойство.

Деревянная каркасная конструкция

Деревянная каркасная конструкция популярна для легких коммерческих зданий или 2 или 3 этажей квартир над коммерческими помещениями первого этажа. Изоляция полости в 6-дюймовой каркасной стене может быть R-21. Изоляционная способность деревянной стойки 2 × 6 R-6,88 настолько меньше, чем изоляция полости R-21, что расчеты коэффициента теплопередачи должны учитывать разницу. При расчете коэффициента теплопередачи для деревянного каркаса (стойки стены или балки/стропила перекрытия или сборки крыши) используется метод средневзвешенной площади. Средневзвешенное значение объясняет более низкую изоляционную способность деревянного каркаса по сравнению с изоляцией полости. Деревянный каркас обычно используется для стен, но также используется для строительства крыш / потолков в небольших зданиях. В таблице 3 показан расчет коэффициента теплопередачи для деревянного каркаса крыши с невентилируемым чердаком и изоляцией в стропилах крыши.

Рассмотрим вариант вышеприведенного примера с потолочным пространством — небольшое офисное здание с деревянным каркасом и конструкцией крыши, показанной в Таблице 3. Середина чердака может быть законченным пространством с коленными стенами и незанятым карнизом, оставленным для ОВКВ. оборудование и воздуховоды. Карнизное пространство находится внутри изолированной оболочки, поэтому воздуховоды и оборудование ОВиК могут быть изолированы в соответствии со стандартами для оборудования в кондиционируемых помещениях. При наличии изоляции в стропилах и невентилируемом чердаке пол карнизного пространства/потолок занятого помещения под ним обычно не изолируется.

Расчет температурного градиента для этой конструкции предсказывает температуру 60°F в пространстве карниза в расчетный день (70°F внутри помещения/0°F снаружи):

• Значение U сборки (средневзвешенное шпильки): 0,024
• Сборка Значение R (1/U): 41,67
• Коэффициент теплопередачи от улицы до чердака (средневзвешенное значение): 0,028
• Значение R от улицы до чердака (1/U): 35,71
• Разность температур (35,71/41,67)*(70 − 0): 60,0°F
• Температура пространства у крыши (0°F снаружи + расчетная разница): 60,0°F

При 60°F в пространстве под карнизом в самый холодный день отсутствует риск замерзания труб и минимальные потери тепла из каналов системы отопления.

Предположим, владелец решил утеплить потолок этажом ниже. С дополнительной изоляцией R-38 в пролетах потолочных балок значение коэффициента теплопроводности сборки (от наружной части до занимаемой площади) упадет с 0,024 до 0,014.

Дополнительная изоляция в пролетах потолочных балок (карнизное пространство пола) изменяет долю этого компонента в коэффициенте сопротивления сборки и результирующем температурном профиле:

• Значение U в сборе (средневзвешенное значение на шпильках и между ними): 0,014
• Сборка Значение R (1/U): 71,43
• Коэффициент теплопередачи от улицы до чердака (средневзвешенное значение): 0,028
• Значение R от улицы до чердака (1/U): 35,71
• Разность температур (35,71/71,43)*(70 − 0): 35,0°F
• Температура пространства под навесом (0°F снаружи + расчетная разница): 35,0°F

Хотя риск замерзания труб, проходящих через карниз, по-прежнему отсутствует, температура близка к опасной. При настройке пониженной температуры 55°F температура в пространстве под карнизом может упасть ниже 32°F и создать риск замерзания труб, если температура наружного воздуха упадет ниже 9°С.°F.

Что еще более важно, высокое значение теплопроводности изоляции в полу и под потолком выводит систему отопления за пределы эффективной изоляционной оболочки. Как и в случае с утепленной полостью потолка, потери тепла из приточных каналов в более холодное пространство под карнизом снизят температуру приточного воздуха в занимаемом помещении. Более низкая температура приточного воздуха из-за добавления изоляции к полу под карнизом может привести к тому, что в жилых помещениях внизу не будет хватать тепла.

Тепловые мосты и температура поверхности

Пример конструкции из деревянного каркаса иллюстрирует метод средневзвешенного значения для учета тепловых мостов, которые имеют некоторую изоляционную ценность. Тепловые мосты, такие как стальные шпильки, которые не обладают изоляционными свойствами, представляют собой другую проблему. Стандарт
ASHRAE 90.1 и Международный кодекс по энергосбережению (IECC) содержат корректировки R-значений изоляции полости для учета эффекта теплового моста стальных шпилек. Разработчики таблицы рассчитали многомерный тепловой поток, чтобы получить поправочные коэффициенты, которые устраняют необходимость расчета средневзвешенного значения, используемого для деревянного каркаса. В Таблице 4 перечислены некоторые распространенные случаи из Стандарта 9.0.1/IECC таблицы.

Значения R эффективной полости представляют собой комбинированные характеристики стойки (или балки, или стропила) и изоляции. Нет необходимости в средневзвешенном расчете (на обрамлении/между обрамлениями), используемом для деревянного каркасного строительства. Значения R в таблице относятся к расчетам теплопотерь и температуры помещения.

Риск образования конденсата и связанное с ним явление «двоения» (отложения мелких частиц грязи, выделяющие шипы) зависят от местной температуры поверхности. Расчет значения R/градиента температуры, который прогнозирует профиль температуры в сборке, также работает для прогнозирования температуры внутренней поверхности. Для этого расчета значение R от наружного воздуха до внутренней поверхности представляет собой значение R для сборки минус значение R для внутренней воздушной пленки:

• 0,68 для вертикальных поверхностей
• 0,61 для горизонтальных поверхностей с тепловым потоком вверх
• 0,92 для горизонтальных поверхностей с тепловым потоком вниз

Конденсат образуется на любой поверхности, температура которой ниже точки росы окружающего воздуха. Если температура поверхности ниже 32°F (что может случиться на дверных и оконных рамах), конденсат проявляется в виде инея. Дно или отложения грязи, как правило, возникают там, где локальная температура поверхности ниже, чем температура прилегающих поверхностей.

Стальные стойки обладают такой высокой теплопроводностью по сравнению с изоляцией, что аналитикам необходим метод для оценки температуры поверхности на «каркасе» в конструкции каркаса из стальных стоек. Метод модифицированных зон для стен из металлических каркасов с изолированными полостями1, 2 представляет собой рабочий метод.

Рассмотрим 2 конструкции каркасных стен с одинаковыми коэффициентами U: стойки 2×6 с полой изоляцией R-21 (сборка U=0,106) и стойки 2×4 с полой изоляцией R-11 и сплошной изоляцией R‑3 снаружи стоек ( сборка U=0,095). В таблице 5 представлены расчеты коэффициента теплопередачи для этих двух стен.

Стена 2×4 имеет небольшое преимущество с точки зрения более низких теплопотерь, но экономия энергии по сравнению со стеной 2×6 может не оправдать дополнительные трудозатраты и затраты на материалы для установки слоя изоляции из пенопласта. (Непривлекательная экономия не мешает строительным нормам и правилам требовать непрерывного изоляционного слоя для конструкции полых стен из стальных стоек.)

Анализ температуры поверхности с учетом теплового моста из стальных стоек может привести к другому выводу.

Теплопроводность стальных шпилек (314 БТЕ/ч/F на дюйм толщины) настолько выше, чем у стекловолокна (0,29 БТЕ/ч/F на дюйм толщины), что эффект теплового моста стальной шпильки увеличивается. выходит за ширину шпильки. Высокая теплопроводность (низкое значение R) стальной стойки означает, что холодная область стойки хорошо проникает в структуру стены. С этими холодными участками в середине стеновой конструкции тепло проходит по ширине изолированной полости (к холодному стержню) в дополнение к течению в основном направлении через толщину стены. Этот тепловой поток через стену (в отличие от потока через стену) увеличивает площадь воздействия или эффективную ширину теплового моста стальной стойки.

Зона влияния или эффективная ширина стальной стойки может быть оценена как ширина фланца (обычно 1-5/8″) плюс удвоенная глубина обшивки и других элементов, прикрепленных к внешней стороне стойки с максимальным 1″.3 В таблице 6 показаны зоны влияния, коэффициент теплопередачи и температура поверхности для примера стены 2×6 и стены 2×4 со сплошной изоляцией R-3.

* Твх = 70°F; T out = 20°F

При расчете значения U для области влияния используется метод средневзвешенного значения, аналогичный методу, используемому для деревянного каркаса, с небольшой разницей. Для стальных шпилек этот метод рассматривает полки и стенку шпильки как отдельные расчетные слои.4

Температуры поверхности в Таблице 6 были рассчитаны с использованием метода коэффициента теплопередачи/градиента температуры, который использовался выше для случаев потолка и карниза. Например, температура поверхности каркасной стены 2×4 с непрерывной изоляцией из пеноматериала толщиной 1/2 дюйма составляет:

Как и в случае с температурой полости потолка и карниза, общее значение R не дает полной картины. Слой непрерывной изоляции в стене 2×4 защищает высокопроводящую стальную опору от воздействия температуры, близкой к наружной. Это уменьшает последствия теплового моста и повышает температуру внутренней поверхности. Требование строительных норм и правил к слою непрерывной изоляции снаружи конструкции полой стены из стальных стоек служит полезной цели.

Заключение

Понимание того, что температурный профиль в сборке изменяется пропорционально R-значениям отдельных компонентов, является полезным инструментом для прогнозирования температурного градиента в стене. Расчет температурных профилей может дать проектировщикам информацию о том, где разместить изоляцию в сборке. Он также может прогнозировать температуру поверхности и риск образования конденсата, а также предоставляет инструмент для оценки альтернативных вариантов конструкции.

Источники

1. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха. Справочник ASHRAE 2017: Основы. Дюйм-фунт изд. Атланта, Джорджия: ASHRAE, стр. 27.5-27.6.
2.  Барбур, Э., Гудроу, Дж., Косни, Дж., и Кристиан, Дж.Э., Mon. «Тепловые характеристики стен со стальным каркасом. Заключительный отчет.» Соединенные Штаты. дои: 10.2172/111848. https://www.osti.gov/servlets/purl/111848
3. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха.