Приведенное сопротивление теплопередаче

Температура внутреннего воздуха жилых помещений – один из важнейших параметров комфорта проживания. Особенно это важно зимой при низких наружных температурах. Также очень важно, сколько приходится платить за отопление, удовольствие жить в теплом доме. Поэтому, одной из важнейших характеристик зданий является величина приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, отделяющих жилое пространство от окружающей среды.

Необходимо учитывать, что в реальном здании потери тепла по различным элементам ограждающей конструкции могут отличать очень сильно, поэтому для удобства общей оценки тепловых потерь их «приводят» к некой результирующей величине.

В нормативах дается определение, что это такое и как рассчитать эту величину (сделать это не так просто). Например, национальный стандарт РФ ГОСТ Р 54851-2011 «Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче» дает такое определение:

3. 6 приведенное ¬сопротивление теплопередаче ограждения м2x°С/Вт: Средневзвешенное по площади сопротивление теплопередаче совокупности видов ограждающих фрагментов и их элементов, образующих теплотехнически неоднородную конструкцию (панель, окно, витраж, светпропускающий фонарь, наружную дверь, ворота), часть здания (стену, фасад, покрытие, перекрытие над холодным подвалом или подпольем, ограждение, контактирующее с грунтом, ограждение, разделяющее помещения с различными температурами внутреннего воздуха) или наружное ограждение здания в целом.

При выборе окон для своего строящегося частного дома или ремонтируемой квартиры необходимо учитывать следующие моменты. Приведенное сопротивление теплопередаче окна характеризует общий поток тепла (потери) конструкции в целом. Это важно при расчете системы отопления дома или дополнительного отопления «теплой лоджии». В основном, потери идут через переплеты и стеклопакет. Не стоит обращать внимание только на характеристики профиля, 60-70% площади окна занимает стеклопакет и именно он определяет основную величину потерь.

Не надо путать общую оценку тепловых потерь с локальным распределением температур по внутренней поверхности окна. Например, окно в целом может иметь высокое приведенное сопротивление теплопередаче, но также запотевать и обмерзать по отдельным участкам (краевые зоны, уплотнители, петли и т.д). Эта проблема решается путем сглаживания (удаления) «мостиков холода», например, заменой алюминиевых дистанционных рамок на «теплые» рамки, исключением микропродуваний и т.д.

Более подробную информацию можно получить из «Правила расчета приведенного сопротивления теплопередаче. Таблицы тепло-технических характеристик типовых элементов ограждающих конструкций» разработанного федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно — исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук» (НИИСФ РААСН).

Категории: Термины и определения

0
 

Теги:
Приведенное сопротивление теплопередаче | сопротивление теплопередаче

Расчет сопротивления теплопередаче окна

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции – это теплотехнический коэффициент, характеризующий уровень теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций.

Чем больше сопротивление теплопередаче конструкции, тем выше ее теплоизоляционные свойства, т.е. тем меньше тепла проходит через эту конструкцию.

Сопротивление теплопередаче обозначается буквой R, единицы измерения: м²·^оС/Вт.

Физический смысл сопротивления теплопередаче можно сформулировать следующим образом:

какой температурный перепад в ^оС произойдет на поверхностях ограждающей конструкции при мощности теплового потока 1 Ватт, проходящего через 1 м² поверхности конструкции.

Общее сопротивление теплопередаче конструкции R_о определяется как сумма термического сопротивления конструкции R и сопротивлений теплопередаче ее приграничных слоев воздуха у внутренней и наружной поверхностях конструкции R_в и R_н :

R_о = R+ R_в+ R_н, м²·^оС/Вт.

Термическое сопротивление теплопередаче однородного слоя определяется по формуле:

R = b/ l , м²·^оС/Вт ,

где: b – толщина слоя в м;

l – коэффициент теплопроводности материала, Вт/м·^оС.

Если ограждающая конструкция имеет несколько слоев, то общее термическое сопротивление теплопередаче равно сумме термических сопротивлений теплопередаче каждого слоя.

Сопротивления теплопередаче приграничных слоев воздуха определяются по формулам:

 R_в = 1/a_в и R_н = 1/a_н

где: a_в и a_н коэффициенты теплопередаче, соответственно, внутреннего и наружного приграничных слоев воздуха, Вт/ м²·^оС.

 Для оценки неоднородных по теплопроводности, по толщине и по площади ограждающих конструкций применяется понятие «приведенное сопротивление теплопередаче конструкции» R_пр. Этот показатель определяется, как средневзвешенное по площади значение R_о, с учетом R_о всех разнородных участков конструкции:

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче для оконного блока
из соснового бруса толщиной 78 мм.

Rо1 = 1/а_в + (толщина бруса в метрах / коэффициент теплопроводности сосны) + 1/а_н

где а_в — это коэффициент теплообмена у внутренней поверхности ограждения, равный 8,7 Вт/м·^оC;

где а_н — это коэффициент теплообмена у наружной поверхности ограждения, равный 23 Вт/м·^оC;

где коэффициент теплопроводности сосны равен 0,18 Вт/м·^оC;

R_о1=1/8,7 + 0,078/0,18 + 1/23=0,1149 + 0,4333 + 0,0434 = 0,5916 м²·^оС/Вт

Для расчета сопротивления теплопередаче всего окна необходимо вычислить площадь стеклопакета и площадь деревянной части окна

В нашем случае мы имеем две зоны:

1. Зона рама-створка

2. Зона стеклопакета.

Имеем:

S₁ — площадь деревянной части

R_о1=0,59 м²·^оС/Вт

S₂ — площадь стеклопакета

R_о2=0,8 м²·^оС/Вт данные производителя для стеклопакета 4М1-Аr16-4М1-Аr16-И4

Используя значения S₁ , S₂ , R_o1, R_o2 вычисляем R_пр окна

R_пр = (S₁ + S₂) / (S₁ / R_o1 + S₂ / R_o2)

• Назад

• Вперёд

Добавить комментарий

Что влияет на потери/притока тепла через окна

Перейти к содержимому

• Просмотреть увеличенное изображение

Ключевые факторы

Вы можете подумать, что влияет на потери/притока тепла через окна? Что ж, есть три основных фактора, влияющих на потерю/приток тепла через окна в вашем доме. Каждый фактор чувствителен к различным аспектам дизайна и технических характеристик окон и по-разному влияет на общее энергопотребление дома в зависимости от климата, в котором расположен дом.

Утечка/инфильтрация воздуха

Утечка воздуха связана с движением воздуха через непреднамеренные щели между оконными элементами внутри самой оконной рамы или между оконной сборкой и конструкцией здания. Под влиянием разницы атмосферного давления наружный воздух проникает через эти щели в зону высокого давления дома, а кондиционированный внутренний воздух выходит в зону низкого давления. Перепады давления, вызывающие эту инфильтрацию, могут быть вызваны ветром, эффектами дымовых труб, вызывающими повышение температуры в доме, или дисбалансом давления из-за установленного оборудования для отопления и охлаждения.

Инфильтрация оказывает наибольшее энергетическое воздействие в холодную погоду в климате с преобладанием тепла, когда ветры могут быть самыми сильными и когда температура наружного воздуха значительно ниже, чем воздуха внутри. Утечка воздуха зависит от размера инфильтрационных трещин, которые можно оценить с помощью испытания дверцы воздуходувкой. Утечка сводится к минимуму путем заполнения трещин и/или использования общего барьера, такого как штормовое окно, для блокирования путей воздушного потока.

Теплопередача, управляемая температурой (проводимость и конвекция)

Тепло перемещается через материалы от теплого к холодному; следовательно, разница температур между наружным и внутренним воздухом обеспечивает принудительную передачу тепла через оконные материалы. Эта теплопередача происходит через все части окна — как остекление, так и раму, а ее энергетическое воздействие определяется U-фактором оконной конструкции. Общий эффект этих потерь зависит от общей площади окна и его U-фактора, а также от разницы температур внутри и снаружи.

Поскольку эта разница обычно наиболее велика в холодную погоду, когда разница температур может превышать 60 градусов по Фаренгейту, этот механизм теплопередачи обычно наиболее важен в периоды года, когда преобладает отопление. Уменьшение теплового потока через окна приводит к тому, что внутренние поверхности имеют температуру, близкую к температуре воздуха в помещении, и не холодные на ощупь зимой. Это значительно повышает тепловой комфорт пассажиров и снижает образование конденсата, а также обеспечивает экономию энергии.

Сохранение внутренней поверхности окна более теплой и однородной сверху вниз также снижает конвекцию, дополнительно повышая комфорт пассажиров. Тепловой поток через стеклопакеты сводится к минимуму за счет использования нескольких слоев стекла, покрытий с низким коэффициентом излучения (low-e), заполнения инертным газом и теплых краевых прокладок между всеми герметичными слоями остекления. Для компонентов оконной рамы U-фактор минимизируется за счет использования материалов рамы с низкой проводимостью (или термически разрушаемых). Например, древесина имеет более низкую проводимость, чем металл. Внешние меры, такие как изолирующие шторы, жалюзи или внутренние жалюзи, также уменьшат теплопередачу.

Солнечная энергия (излучение)

Солнечная энергия проникает через прозрачные компоненты оконного остекления и может иметь как положительное, так и отрицательное влияние на энергетические характеристики окон. В течение отопительного сезона солнечная энергия доставляет тепло в помещения и компенсирует потребность в механическом обогреве, но в сезон охлаждения эти же солнечные энергии увеличивают количество энергии, необходимой для охлаждения помещения. Коэффициент усиления солнечного тепла (SHGC) количественно определяет передачу солнечного излучения через окно. Величина солнечного усиления зависит от площади прозрачного оконного остекления, ориентированного на солнце, SHGC остекления, степени затенения и местных солнечных условий (угол солнца, облачность, чистота окон и т. д.). Солнечное излучение делится на три компонента: видимый свет (примерно 45 процентов), инфракрасное излучение (примерно 52 процента) и ультрафиолетовые лучи (примерно 3 процента).

Хотя приток солнечного тепла происходит от всех трех компонентов, можно увидеть только видимую часть спектра. Поскольку основной функцией окон является впускание естественного света и обеспечение обзора, передача видимого света является жизненно важным фактором. Покрытия с низким коэффициентом излучения, добавляемые к окнам, снижают эффективный U-фактор окна и уменьшают SHGC.

Эти покрытия или пленки предназначены для улавливания полезного тепла внутри дома и отражения нежелательных солнечных лучей от дома, одновременно пропуская большую часть видимого света внутрь. Однако там, где желателен пассивный солнечный нагрев, например, в климате с преобладанием тепла, эти пленки могут отражать больше солнечной энергии, чем улавливать.

В то время как пропускание видимого света не связано линейно с U-фактором или SHGC, многие низкоэмиссионные пленки, используемые для улучшения тепловых характеристик окна или контроля солнечного излучения, также снижают пропускание видимого света, иногда делая стекло сильно окрашенным или отражающим. Это не только влияет на виды и естественное освещение, но также может поставить под угрозу историческую целостность дома. Внутренние шторы, жалюзи и пленки, а также внешние меры, такие как навесы, растительность или наружные жалюзи, помогают уменьшить нежелательное проникновение солнечного тепла через окна.

Теперь, когда вы знаете больше о факторах, влияющих на приток или отвод тепла через ваши окна, позвоните в Clear Concepts Window and Door по телефону (619) 583-7171 и установите нужные окна в вашем доме.

Поиск:

Последние сообщения

• Увеличивают ли стоимость замены окон дома в Сан-Диего?
• Почему окна и двери являются отличным источником естественного света
• 5 часто задаваемых вопросов о замене окон
• Как выбрать рамы для ваших окон
• Window Replacements in Murrieta

Archives

• January 2021
• December 2020
• November 2020
• October 2020
• September 2020
• August 2020
• July 2020
• June 2020
• May 2020
• апрель 2020 г.
• март 2020 г.
• февраль 2020 г.
• январь 2020 г.
• ноябрь 2019 г.
• октябрь 2019 г.
• сентябрь 2019 г.
• август 2019 г.
• июль 2019
• июнь 2019
• май 2019

Категории

• Коммерческий
• Двери
• Listial
• . и теплоизоляция в окнах

  Современные окна должны обладать отличными эксплуатационными свойствами, особенно высокой теплоизоляцией. И инвесторы, и производители ищут решения, которые позволят добиться наилучших параметров и создать функциональную защиту от ненужных теплопотерь.

  Стеклопакет (IGU) состоит из двух или более стекол, соединенных между собой проставкой и герметиком. Пространство между стеклами заполнено инертным газом — обычно аргоном или криптоном. Эти газы плотнее воздуха и уменьшают теплопередачу через стеклопакет.

  Чтобы понять, как работает благородный газ, сначала нам нужно понять, как тепло проходит через окна. Различают три вида теплообмена: тепловое излучение, теплопроводность и теплоконвекция (рис. 1). В окнах с двойным остеклением, изготовленных из прозрачного стекла без покрытия, на излучение приходится около 50% теплопередачи, а на теплопроводность и конвекцию приходится около 25%. Когда на стекло наносится покрытие с низким коэффициентом теплового излучения (low-e), потери тепла за счет излучения значительно снижаются (до 98%). В результате теплопроводность и тепловая конвекция становятся гораздо более значительными. Здесь на помощь приходит благородный газ с низкой проводимостью, поскольку он улучшает изоляционные свойства.

  Воздух имеет теплопроводность 0,026 Вт/(мК). Если мы заменим этот воздух газом с более низкой теплопроводностью, мы сможем замедлить потерю тепла через окна. Аргон имеет проводимость 0,018 Вт/(мК) – на 33% ниже, чем у воздуха. Более экзотический криптон имеет проводимость 0,009 Вт/(мК), что на 64% ниже, чем у воздуха. Добавление аргона в стеклопакет (без низкоэмиссионного покрытия) снижает U-фактор (скорость теплопотерь) на 10%. При использовании стекла с низкоэмиссионным покрытием аргон снижает U-фактор на 17%. Использование криптона снижает U-фактор на 25%.

  Однако наилучшие результаты достигаются при сочетании преимуществ благородного газа с современными низкоэмиссионными стеклами. В этом случае теплопотери могут быть снижены на впечатляющие 70% по сравнению с традиционными решениями – значительное улучшение производительности. Помимо изоляционных свойств, инертные газы имеют и другие преимущества, например, улучшают звукоизоляционные характеристики и снижают возможность образования внутренней конденсации.

  Тем не менее, для правильной работы инертных газов в окнах их концентрация должна быть не менее 85%; однако современные производственные линии обеспечивают более высокую концентрацию газа благодаря очень эффективному автоматизированному процессу заполнения газом. Важно знать, что даже идеально построенные стеклопакеты могут терять около 1% своего газа в год. Следовательно, только самые современные машины и хорошо контролируемый производственный процесс могут обеспечить высокое качество стеклопакетов, которое имеет решающее значение для наилучшей и долговечной работы окон.