Влияние газовой среды межстекольного пространства на сопротивление теплопередаче окна | Фенкойлы, фанкойлы

Одним из путей влияния на теплообмен в межстекольном пространстве является заполнение его различными газами, которые имеют иные теплофизи­ческие свойства, чем воздух, тем самым воздействуя на конвективную состав­ляющую теплообмена в прослойке. Для уменьшения конвекции в настоящее время используют метод замены воздуха на инертные газы аргон, криптон, ксенон [23, 33]. Замена воздуха аргоном позволяет увеличить термическое со­противление прослойки до 10% по сравнению с воздушным заполнением.

В том случае, когда промежуточное пространство стеклопакета заполня­ется более плотным, по сравнению с воздухом газом, потери тепла, происхо­дящие за счет конвекции в межстекольном пространстве, снижаются. Тепло­проводность, плотность, динамическая вязкость и теплоемкость газов оказы­вают влияние на термическое сопротивление газовой прослойки. Конвектив­ные процессы в прослойке меняются в зависимости от собственной темпера­туры газов и ширины промежуточного пространства.

Аргон наиболее распространенный и часто используемый газ для запол­нения межстекольного пространства стеклопакетов. Криптон — это реже встречающийся и более дорогой по сравнению с аргоном инертный газ. Ис­пользование криптона улучшает теплоизолирующую способность стеклопаке­та в большей степени, чем аргон, а применение ксенона еще в большей степе­ни повышает теплоизолирующую способность стеклопакета даже по сравне­нию с криптоном. Для заполнения промежуточного пространства стеклопаке­тов можно использовать также газовые смеси.

Изменение сопротивления теплопередаче для различных газов [69, 89] в зависимости от толщины газового промежутка представлено на рис. 1.5. Вид­но, что наиболее эффективным из представленных газов является криптон. Также на графике видна особенность, заключающаяся в смещении максимума термического сопротивления стеклопакета в область меньшей толщины про­слойки для более плотных газов. Так, например, для воздуха этот максимум соответствует 12 мм, а для криптона — 8 мм.

Следует отметить, что применение теплоотражающего покрытия эффек­тивно одновременно с применением заполнения межстекольного пространст­ва инертными газами. Так, например, применение только лишь одного аргона в однокамерном стеклопакете ведет к повышению сопротивления газового промежутка до 10% по сравнению с воздушным промежутком. В тоже время применение аргонового заполнения одновременно с теплоотражающим по­крытием ведет уже к повышению сопротивления газового промежутка до 30% (таблица 1.5).

Рис. 1.6. Изменение коэффициента теплотехнической однородности г простенка кирпичной стены в зависимости от толщины оконной коробки ОС (сплошная линия) или ОР (пунктирная линия) и места расположения окна в плоскости стены (I — ширина простенка)

1 — толщина оконной коробки 138 мм;

2 — толщина оконной коробки 88 мм;

3 — толщина оконной коробки 68 мм.

Posted in Теплопередача и оконные заполнители

18.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций и метод его определения. Условное сопротивление теплопередаче, коэффициент теплотехнической однородности ограждающих конструкций.

—
Это физическая величина, численно равная
разности температур по разные стороны
ограждения при усредненной плотности
потока теплоты через ограждение в 1 Вт
на м2.

Ro
пр = r
* Ro

Где
r
– коэффициент теплотехнической
однородности. Чем больше r,
тем лучше.

Приведенное
сопротивление теплопередаче 
 ограждающей
конструкции, имеющей неравномерность
температур поверхностей вычисляют по
формуле

Приведенное
сопротивление неоднородной конструкции
определяется:

А.
Разрезаем конструкцию плоскостями,
параллельными тепловому потоку, на
участки, из которых одни участки могут
быть однослойными(из 1 материала), а
другие – многослойными.

Т.е.
Ra
= (F1+F2+…..+Fn)
/ (F1/R1+f2/r2…..+Fn/Rn)

F1,F2
– площади участков конструкции

R1,
R2
– термическое сопротивление этих
участков,определяемые по формуле – R
= R1
+ R3….
R
= ширина / коэф-т теплопередачи

Б. разрезаем конструкцию перпендикулярно
тепловому потоку на слои,из которых
одни могут быть однородными,другие нет.

Приведенное термическое сопротивление:
R k пр = Ra
+ 2Rб / 3,

Если Ra больше Rб.
Если нет то расчет вести по методике
снипа.

Ro пр. = R o
усл. * r, где R
o усл. – условное
сопротивление теплопередаче, определяемое
по формулам:

Ro = Rв + R
k пр + R н

А r – это коэффициент
теплотехнической однородности (СНиП,
приложение 3)

Приведенным
сопротивлением теплопередаче фрагмента
ограждающей конструкции называется
физическая величина численно равная
отношению перепада температур воздуха
по разные стороны ограждающей конструкции
к осредненной по площади фрагмента
плотности потока теплоты через данный
фрагмент конструкции при стационарных
условиях теплопередачи. Данное определение
эквивалентно следующему: приведенным
сопротивлением теплопередаче фрагмента
ограждающей конструкции называется
физическая величина численно равная
перепаду температур воздуха по разные
стороны ограждающей конструкции, при
котором в стационарных условиях
теплопередачи осредненная по площади
фрагмента плотность потока теплоты
через данный фрагмент конструкции,
равна 1 Вт/м².

Условным
сопротивлением теплопередаче ограждающей
конструкции называется
приведенное сопротивление теплопередаче
ус-ловной многослойной ограждающей
конструкции, в которой отсутствуют
теплопроводные включения и слои которой
расположены перпендикулярно направлению
потока теплоты через конструкцию.

Коэффициентом
теплотехнической однородности фрагмента
ограждающей конструкции называется
величина, обратная отношению потока
теплоты через рассматриваемый фрагмент
конструкции к потоку теплоты через
условную ограждающую конструкцию той
же площади, что и рассматриваемый
фрагмент.

Термическое сопротивление воздушных
прослоек (замкнутых) примерно 0,15 м2*С/Вт.

Сопротивление стеклопакета складывается
из сопротивлений воздушных прослоек,
покрытия (сами стекла почти не дают
сопротивления)

1 и 2х камерные стеклопакеты, но чем
больше стекол, тем меньше света. Основное
сопротивление благодаря воздушной
прослойке.

0,16 – 0,17 – термическое сопротивление
воздушной прослойки.

Сопротивление стеклопакета колеблется
от 0,35 до 0,72 м2*С/Вт.

4М1 – 8Ар – К4

4М1 – 4 – толщина в мм, М1 – марка стекла,
8Ар – 8 мм воздушной прослойки, заполненной
аргоном, К4 – значит однокамерное стекло.

0,52 сопротивление теплопередаче
стеклопакета – норма для Москвы.

Ro пр = площадь стеклопакета
/ (ΣA/Ro
+ ΣФ*L1)

Ф – мощность энергии.

На
показатель сопротивления теплопередаче
окон влияют несколько факторов. Это
размеры окна в целом и его рам и створок,
материалы блока окон, вид остекления,
число и расположение утеплителей. Окна
могут стать как источником солнечного
света и чистого воздуха, так и холодного
воздуха и ветра. 

Объяснение R-значений и U-значений

Одним из наиболее важных факторов энергоэффективности является установка эффективной изоляции. И чтобы убедиться, что изоляция, которую вы используете, достаточна, вам нужно знать, каково ее R-значение, как его рассчитать и каковы ваши местные требования.

Что такое значение R?

Значения R показывают, насколько хорошо изоляционный материал сопротивляется тепловому потоку. Они могут различаться в зависимости от толщины, направления теплового потока и состава. Чем выше рейтинг, тем больше теплоизоляция и лучше производительность.

В чем разница между значениями R и значениями U?

В то время как значение R измеряет тепловое сопротивление материала, значение U измеряет теплопроводность. Коэффициент теплопередачи обычно варьируется от 0,1 (очень небольшие потери тепла) до 1,0 (высокие потери тепла). Таким образом, если теплопередача через определенный материал минимальна, его значение U будет низким, а значение R будет высоким, что делает его высокоэффективным изолятором.

Хотя оба значения используются в качестве рейтингов энергоэффективности, показатель U-значения часто относится к стеклопакетам, в то время как R-значение является обратным значением U и используется для заданного рейтинга производительности, применимого к большинству изоляционных материалов. единицы измерения. Значение R, обратное значению U, преобразуется как 1/R = U и 1/U = R.

Как рассчитать R-значения

Расчет R-значения окна обычно выполняется с помощью программного обеспечения для теплового моделирования в соответствии с новозеландскими и европейскими стандартами. Это программное обеспечение учитывает значения U и площади каждого материала, содержащегося в окне, и рассчитывает общее значение U для всего окна как объединенного целого. Наша команда разработчиков использует это программное обеспечение для теплового моделирования, чтобы обеспечить соответствие новым требованиям Строительного кодекса Новой Зеландии h2.

Как и в случае со многими изоляционными материалами, «более толстый» не обязательно означает лучшие изоляторы, поскольку некоторые более тонкие материалы могут иметь лучшее тепловое сопротивление. Например, несмотря на то, что полистирол толщиной 50 мм значительно тоньше стекловаты толщиной 80 мм, оба материала имеют R-значение примерно 1,5.

Многие изоляционные материалы не заставят вас выполнять тяжелую работу по расчету R-коэффициента. Например, на веб-сайте Pink Batts каждый из их изоляционных продуктов демонстрирует соответствующие значения R. Это позволяет легко увидеть, какие продукты соответствуют требуемым стандартам.

Новые стандарты изоляции

Строительный кодекс Новой Зеландии в настоящее время подвергается промежуточному усовершенствованию, в результате которого все части страны будут соответствовать новым повышенным стандартам к ноябрю 2023 года. Изменения будут самыми значительными за более чем десятилетие и повысят стандарты. значительно, особенно в отношении изоляции. По сути, R-значения увеличатся, и тип изоляции, которую вы можете использовать, будет иметь более высокий уровень производительности. Например, такие продукты, как стеклопакеты с аргоновым наполнением и низкоэмиссионное стекло, станут новыми минимальными стандартами для окон во многих новостройках.

Эти стандарты помогают гарантировать, что дома в Новой Зеландии будут теплыми, сухими и здоровыми, а также более энергоэффективными. В то время как существующие дома не требуют такого же коэффициента теплопередачи и энергоэффективности, все новостройки жилых и коммерческих новостроек площадью менее 300 м ² должны соответствовать новым требованиям и иметь изоляцию, которая эффективно работает в течение длительного времени.

Ожидается, что изменения в энергоэффективности h2 сократят потребление энергии в домах на 40%, улучшат здоровье и благополучие, сократят счета за электроэнергию, а также будут способствовать достижению цели страны по нулевому чистому выбросу углерода к 2050 году.

Загрузить брошюру об окнах UNO

Требования R-значения для Новой Зеландии

С точки зрения требований строительных норм и правил, в Новой Зеландии существует шесть признанных климатических зон в зависимости от высоты над уровнем моря, климата и средней температуры. Зоны 1-2 состоят из более теплых прибрежных районов и требуют меньшей изоляции, в то время как в зонах 5-6 с более холодными альпийскими районами Южного острова требования к изоляции значительно выше.

Какое значение R мне нужно?

Требования к коэффициенту R различаются для определенных компонентов здания, включая стены, пол, потолок и крышу. Чтобы убедиться, что у вас есть подходящая изоляция для вашего проекта, мы собрали все, что вам нужно знать о текущих стандартах для вашего региона и о том, как они будут меняться.

Полы

Изоляция пола является важным шагом в обеспечении тепла и здоровья для проживания в здании. До ноября 2022 года требования Строительного кодекса гласят, что все новые дома должны иметь изоляцию пола со значением R 1,3. .

Однако, когда появятся новые изменения, они будут увеличены в соответствии с потребностями каждой климатической зоны и типа пола.

Для перекрытий цокольного этажа: 

• Для зон 1–4 требуется значение R, равное 1,5
• Для зоны 5 потребуется значение R 1,6
• Для зоны 6 потребуется значение R 1,7 

Для других типов полов:

• Для зон 1-3 требуется значение R 2,5
• Для зоны 4 потребуется значение R 2,8 
• Для зон 5–6 потребуется R-значение 3,0 

Стены

Поскольку в среднем 22% тепла теряется через неизолированные стены, все новые дома по всей стране должны будут иметь значение R 2,0 или выше, когда вступят изменения.  

Крыша

С крыши уходит больше тепла, чем с любой другой части дома, поэтому ее теплоизоляция является наиболее важной. С новыми изменениями требуемое значение R резко увеличивается с 3,3 до как минимум 6,6 для всех новых домов.

Окна

Действующие стандарты Новой Зеландии требуют, чтобы все окна были с двойным остеклением и имели значение R 0,26 в новых домах. Хотя двойное остекление может оказать значительное влияние на энергоэффективность здания, этого уже недостаточно, поскольку остекление — не единственный компонент, влияющий на энергоэффективность ваших окон. Крайне важно, чтобы как правильный тип столярных изделий, так и стекла обеспечивали оптимальные изоляционные характеристики.

Например, низкоэмиссионное стекло способствует теплоизоляции окон, отражая тепло обратно в помещение зимой и наружу летом. Сочетание низкоэмиссионного стекла с двойным остеклением, наполненного аргоном, и терморазбиваемых алюминиевых рам является более инновационным способом регулирования температуры внутри здания и обеспечивает гораздо более высокие изоляционные характеристики.

Последние требования к значениям R для окон

Последние требования к значениям R для окон в каждой из шести климатических зон и крайний срок выполнения этих требований (по состоянию на июль 2022 г.) см. ниже.

Для зон 1 и 2 потребуется значение R 0,46

• К 3 ноября 2022 года для зон 1 и 2 потребуется промежуточный минимальный стандарт R0,37 с дальнейшим увеличением до R0,46. до 2 ноября 2023 г.

Для зон 3 и 4 потребуется R-значение 0,46

• К 3 ноября 2022 года для зон 3 и 4 потребуется промежуточный минимальный стандарт R0,37, с дальнейшим увеличением до R0,46. к 1 мая 2023 г.

Для зон 5 и 6 потребуется R-значение 0,50

• К 3 ноября 2022 года для зон 5 и 6 потребуется промежуточный минимальный стандарт в размере 0,37 рандов, с дальнейшим увеличением до 0,50 рандов. до 1 мая 2023 г.

Повышение коэффициента теплопередачи окон

Чтобы соответствовать этим новым стандартам, в зависимости от вашей климатической зоны, возможно, вам потребуется выбрать некоторые из следующих решений. Чтобы помочь вам решить, какой из них, мы суммировали все плюсы и минусы каждого из них.

Деревянные оконные рамы

Многие дома в Новой Зеландии имеют деревянные оконные рамы, и, поскольку древесина является естественным эффективным изолятором и относительно устойчива, легко понять, почему. Тем не менее, высокая стоимость и постоянное обслуживание деревянных каркасов привели к тому, что они стали гораздо менее распространенным вариантом в новых домах.

Оконные рамы из ПВХ

Оконные рамы из ПВХ достаточно прочны, просты в уходе и хорошо подходят для экстремально холодных погодных условий. UPVC — это тип пластика, устойчивый к атмосферным воздействиям, звуконепроницаемый и обладающий высокими изоляционными свойствами. Со стандартным значением R 0,41 это эффективный выбор, но, поскольку он в основном импортируется из Европы, это может привести к скрытым затратам или задержкам, поэтому он широко не используется в Новой Зеландии.

Алюминиевые окна с термическим разрушением

В то время как стандартные алюминиевые оконные рамы известны своей более высокой проводимостью, окна с термическим разрушением — это совсем другая история. Термически разорванные рамы усилены изолирующими полиамидными стержнями, которые отделяют внутреннюю раму от внешней. Это работает так же, как заполненное аргоном двойное остекление с термической дистанционной планкой, обеспечивая термический разрыв и, следовательно, уменьшая передачу тепла между внешней и внутренней частями. Это делает их энергоэффективными, чрезвычайно прочными, устойчивыми и не требующими особого обслуживания вариантами, а также наиболее обтекаемой конструкцией.

Для консультации по предстоящим изменениям строительных норм стоит обратиться к специалистам. Мы имеем большой опыт и хорошо разбираемся во всех вопросах, связанных с утеплением окон. Вы можете связаться с нами сегодня или загрузить нашу брошюру по окнам, чтобы получить больше вдохновения.

Советы по значениям R и U при реконструкции окон

Здесь, в Мичигане, для обеспечения комфорта и эффективности важно не допускать холода в наши дома зимой. Когда дело доходит до энергоэффективности, ваши окна играют большую роль в вашем использовании и счетах за коммунальные услуги. В зависимости от сезона ваши окна могут быть источником потерь или притока тепла. Окна с двойным или тройным остеклением могут значительно повысить энергоэффективность. Сегодня также доступны новые виды высокоэффективного остекления, которые могут сделать окна устойчивыми к потерям тепла, притоку тепла и другим проблемам. Когда приходит время переделывать ваш дом или вы подумываете о новой пристройке, поработайте с вашим менеджером проекта или дизайнером, чтобы найти наилучшие возможные окна R-Value и U-Value по цене, которая соответствует вашему бюджету.

С точки зрения измерения производительности Windows, есть два числа, которые вы должны понимать; это R-ценности и U-ценности. Другие измерения производительности окна включают значение УФ, которое измеряет количество пропускаемого ультрафиолетового света, значение «светопропускания», которое оценивает количество пропускаемого света, и «коэффициент затенения», который измеряет количество допустимого блика.

Энергоэффективность новых или замененных окон может сильно различаться. Существует множество факторов, определяющих эффективность, включая материалы, используемые в строительстве, количество оконных стекол, газ, используемый для заполнения оконных стекол, и установку самих окон. Вот почему при покупке окон необходимо учитывать две основные оценки теплопотерь; R-значение и U-значение. Наиболее эффективные окна будут иметь высокое значение R и низкое значение U.

Определение значения R 

R-значение является мерой теплового сопротивления окна тепловому потоку. Чем выше значение R, тем большей изоляционной способностью обладает материал. Одиночное застекленное окно предлагает значение R R-1 или меньше; окно с двойным остеклением обеспечивает значение R R-2. Тип стекла, используемого в окне, играет важную роль при присвоении значений R.

Определение коэффициента теплопередачи

При измерении тепловых потерь значение коэффициента теплопередачи представляет собой измерение фактора времени. Значение U отражает степень потери тепла окном за один час. Окна обычно имеют два отдельных U-значения: одно для стекла и одно для всего окна, включая раму. Чем ниже значение U, тем энергоэффективнее окно.

Как правило, если вы живете в климате с продолжительной холодной погодой и хотите повысить энергоэффективность, ищите высокое значение R. Поговорите со своим подрядчиком. У них будет понимание лучшего окна для вашего местного климата.

Варианты оконных стекол

В настоящее время производители предлагают несколько вариантов энергоэффективного остекления. Сегодня обычное окно имеет двойное остекление, разделенное воздушным пространством, заполненным инертным газом, обычно аргоном или криптоном. Вот некоторые из наиболее популярных вариантов, которые могут удовлетворить ваши конкретные потребности.

Тонированное и отражающее стекло

Тонированное стекло уменьшает тепло и блики от прямых солнечных лучей. Он также уменьшает ультрафиолетовые лучи. Тонированное стекло темнее прозрачного, и если светопропускание является проблемой, оно может быть не лучшим выбором для вас. Подобно тонированному стеклу, отражающее стекло уменьшает солнечные блики и обеспечивает некоторую конфиденциальность, как снаружи; кажется, это зеркало.

Защитное стекло

Обычно используется в раздвижных дверях внутреннего дворика, большинство местных бизнес-кодов требуют безопасного стекла для некоторых применений. При замене окон обязательно проконсультируйтесь с местным строительным отделом, чтобы убедиться, что они соответствуют всем местным нормам. Ваш подрядчик будет понимать ваши местные строительные нормы и правила и может помочь вам сделать правильный выбор для обеспечения соблюдения.

Изоляционное и низкоэмиссионное стекло

В этом стекле используется микротонкое металлическое покрытие, которое блокирует лучистую теплопередачу. Он также значительно уменьшает количество лучей UVA и UVB, что защищает вашу мебель, ковры и ткани от выцветания. Некоторые производители предлагают продукты с невероятным значением R-8.

Разделенные панели

Окна с несколькими панелями могут иметь реальные или искусственные разделенные панели (или панели). В зависимости от архитектурного стиля вашего дома, окна с несколькими стеклами могут стать отличным выбором, особенно если вы живете в доме в традиционном стиле. Настоящие перекладины — перегородки в окне — дороже защелкивающихся решеток, и их сложнее содержать в чистоте.

Сегодня у вас есть широкий выбор, когда речь идет о замене или новой конструкции окон. Есть несколько отличных вариантов, включая окна и двери с внутренними шторами или мини-жалюзи между стеклами. Это отличный вариант для контроля бликов и нагрева в солнечный летний полдень.

Вы можете значительно повысить энергоэффективность своего дома, снизить счета за коммунальные услуги и защитить свои ценные произведения искусства, ткани, ковры и мебель с помощью правильного окна.