Opór przenikania ciepła okien z podwójnymi szybami: od czego zależy i jak wpływa na przewodność cieplną
Właściwości energooszczędne systemów okiennych pozostają niezwykle ważną cechą dla większości regionów Rosji. Okna o niezbędnych właściwościach pomagają właścicielom zaoszczędzić pieniądze, a odporność na przenikanie ciepła przez okna z podwójnymi szybami jest parametrem, za pomocą którego można ocenić zdolność konstrukcji do utrzymania komfortowego mikroklimatu w domu. Zastanawiamy się, jak wybrać okno z podwójnymi szybami według współczynnika odporności na przenikanie ciepła i co wpływa na tę wartość.
Co daje bliższe spojrzenie przez kamerę termowizyjną?
Patrzenie przez kamerę termowizyjną (inaczej urządzenie noktowizyjne) w dowolnej nieruchomości ujawnia ciekawy obraz w zakresie podczerwieni. Obraz na ekranie pokazuje właściwości przewodzące ciepło konstrukcji domów. Im są wyższe, tym jaśniejszy jest ten lub inny element.
„Najzimniejsze” losy są zabarwione na niebiesko, „gorące” żółto-pomarańczowe. W procentach właściwości przewodzące są następujące:
- Przez ściany odprowadzane jest 30% energii cieplnej.
- Mniej traci się przez sufit i dach: 14%.
- Najmniejsza część, 12%, spada na podłogę (fundament). Kamera termowizyjna tego nie pokazuje; to jest wynik obliczeń.
- Systemy okienne mają najwyższą przewodność cieplną: 44%.
Inżynierowie przeanalizowali właściwości przewodzące okien i odkryli, że składają się one z trzech elementów:
- 30% to suma dwóch procesów. Po pierwsze, jest to konwencja, wynik ruchu prądów powietrza wewnątrz pustaków szklanych. Po drugie jest to wymiana ciepła (przenoszenie ciepła) wzdłuż plastiku ramy.
- 70% - promieniowanie cieplne w widmie podczerwieni przez szkło.
Przewodność cieplna jest fizyczną właściwością materiałów; Nie da się znieść praw fizyki, ale można zminimalizować ich poziom. Patrząc na te liczby, staje się jasne, że okno z podwójnymi szybami w maksymalnym stopniu przyczyni się do utrzymania komfortowej temperatury zimą. Zwiększona odporność termiczna okna z podwójnymi szybami jest szczególnie ważna w przypadku mieszkań z indywidualnym ogrzewaniem; pozwala znacznie zaoszczędzić, choć wymaga większej inwestycji przy zakupie.
Jak są powiązane przewodnictwo cieplne i opór cieplny?
Przewodność cieplna (a przez to strata ciepła) zależy od dwóch czynników; to zależy:
- Od różnicy temperatur w pomieszczeniu i za oknem. Im większa różnica, tym więcej ciepła jest przewodzone.
- Z właściwości osłony termicznej elementów konstrukcyjnych. Im wyższa ochrona termiczna, tym gorzej jest prowadzona energia cieplna.
Innymi słowy, ściana lub okno są w stanie oprzeć się przenoszeniu ciepła. Dlatego w Rosji do oceny właściwości osłony termicznej stosuje się charakterystykę zwaną współczynnikiem odporności na przenoszenie ciepła (KRT). Okazuje się, że im większa odporność na przenoszenie ciepła, tym cieplejsze okno. Co ciekawe, w Europie do oceny „ciepła” bloku okiennego stosuje się wartość odwrotną (przeciwnie skierowaną) – współczynnik przenikania ciepła.
Aby wybrać najbardziej „ciepłe” okno, musisz zrozumieć, w jaki sposób określa się tę wartość. Opór przenikania ciepła jest opisany zależnością:
R = ΔT/q , gdzie
- R to KST; na podstawie stosunku ma wymiar (m²×°C)/W.
- ΔT to różnica temperatur za oknem iw pomieszczeniu, °C.
- q - ilość ciepła przechodzącego przez metr kwadratowy powierzchni otaczającej, W / m².
Wzór pokazuje, ile ciepła (mierzonego w watach) przechodzi przez jednostkę powierzchni dla danej różnicy temperatur. Stosunek można interpretować w inny sposób: jaka różnica temperatur pojawia się, gdy dana ilość ciepła przechodzi przez metr kwadratowy.
Formuła pozwala dowiedzieć się, ile będzie kosztować ciepło przechodzące w okresie mrozów (tylko przez szkło, z wyłączeniem ścian i innych powierzchni). Najlepszy współczynnik przenikania ciepła przeszklenia to R=0,8. Na doskonale izolowanej loggii z przeszkleniem o powierzchni 10 kwadratów i różnicy temperatur -20/+20°C przez szybę przejdzie około 0,5 kW/h. W środku zimy 360 kW zostanie uwolnione w ciągu miesiąca.
Co raportuje CST i od czego to zależy
Zatem CST dowolnego materiału jest cechą kontrolną o wyraźnym znaczeniu fizycznym. Pokazuje, ile ciepła przechodzi przez metr kwadratowy powierzchni przy różnicy temperatur jednego stopnia (po przeciwnych stronach konstrukcji). KST jest logicznie powiązany z pojęciem strat ciepła przez okna z podwójnymi szybami; tabela z tymi wskaźnikami może być używana podczas oceny okien.
W praktyce współczynnik jest wygodny do oceny zdolności do przeciwstawiania się przenoszeniu ciepła, a tym samym do oszczędzania energii. Ze wzoru wynika, że im wyższy współczynnik, tym lepiej, tym większe będą oszczędności na ogrzewaniu w zimnych porach roku i klimatyzacji w upale.
Przemyślany właściciel, wybierający produkty z PVC, z pewnością będzie zainteresowany tym, od czego zależy tak ważny parametr, jak odporność na przenikanie ciepła okna z podwójnymi szybami i okna z tworzywa sztucznego. KST zależy od następujących czynników:
- W dużej mierze - od złożoności systemu profili. Grubość profili ma ściśle określone wartości (w zakresie od 58 do 90 mm). Zależność jest wprost proporcjonalna: im grubszy profil, tym cieplejsze okno.
- Ogromne znaczenie ma instalacja okien z podwójnymi szybami. Różnicę między oknami z pojedynczym i podwójnymi szybami najłatwiej zauważyć na modelu ławki okna w sekcji.
W każdym oknie z podwójnymi szybami znajdują się dwie lub trzy szyby mocowane ramkami dystansowymi, plastikowymi lub aluminiowymi; pustak szklany jest uszczelniony wzdłuż konturu.
Dwie szklanki tworzą jedną komorę (w oknie jednokomorowym z podwójnymi szybami), model dwukomorowy powstaje z trzech szklanek.
Dodatkowe sposoby na zwiększenie CST
Konstrukcja pustaków szklanych wygląda na prostą, ale znacząco wpływa na odporność systemu okiennego na przenoszenie ciepła. Blok okienny jest hermetyczny, ale wewnątrz nie ma próżni. Dostępne są dwie opcje napełniania: powietrzem o minimalnej wilgotności lub gazem obojętnym (argon, ksenon, krypton).
Preferowane jest pompowanie do komory gazów obojętnych ze względu na ich mniejszą przewodność cieplną. Jeżeli przewodność cieplna powietrza wynosi 0,022 W / (m·K), to dla argonu w podobnych warunkach - 0,0164 W / (m·K). Oznacza to, że argon przewodzi ciepło gorzej niż powietrze z powodu mniejszej konwekcji, a zatem lepiej zatrzymuje ciepło.
Przewodność cieplna bloku okiennego wypełnionego gazem obojętnym jest zmniejszona o 15-20% w porównaniu z wypełnieniem powietrzem. Intuicyjnie widać, że przewodność cieplna okna z podwójnymi szybami zostanie zmniejszona w porównaniu z odpowiednikiem jednokomorowym.
Jest jeszcze inny sposób na ulepszenie CST - zastosowanie energooszczędnych (magnetronowych) szkieł ze specjalną powłoką. Metodą próżniową na szkle osadza się jedną lub więcej warstw tlenków metali. Napylanie magnetronowe jest bardzo cienkie, nie przekracza kilku mikronów.
Jako napylanie stosuje się na przykład tlenek srebra lub tytanu. Folia nie jest widoczna gołym okiem, ale poprawia właściwości termiczne okna PCV, zasłaniając część promieniowania podczerwonego, zatrzymując je w środku.
Związek KST z cechami konstrukcyjnymi okien PCV
Współczynnik odporności na przenikanie ciepła zależy od wszystkich materiałów, z których wykonane jest okno. Głównymi elementami są okna z podwójnymi szybami i oprawa (rama). Ponieważ przeszklenie stanowi 70-80% powierzchni konstrukcji PCV, wysiłki firm produkcyjnych skupiają się głównie na poprawie wydajności szyb zespolonych. Ale pewne zmiany dotyczą również profili
W obliczeniach uwzględniono również materiał, z którego wykonana jest osłona. Oczywiste jest, że wpływ ramy na właściwości termiczne jest znacznie mniejszy. Jeśli obliczymy całkowitą powierzchnię ramy, impostu i skrzydeł, to nie przekracza ona 20-30%.
Niektóre zmiany konstrukcyjne mogą znacznie poprawić okna PCV i odporność na przenikanie ciepła. Wśród dodatkowych środków, które pomagają ocieplić okno, wyróżnia się zastosowanie specjalnej ramki dystansowej (zwanej również „ciepłą ramką”).
Ramka dystansowa (przekładka) jest potrzebna do oddzielenia od siebie szkieł w oknie z podwójnymi szybami. Ustala pewną odległość i określa grubość termoizolacyjnej warstwy powietrza (lub gazu). Ramka dystansowa ma ograniczenia co do optymalnej grubości. Na przykład w jednokomorowym oknie z podwójnymi szybami ma 16 mm; jeśli grubość jest zwiększona, wzrastają straty konwekcyjne.
Standardowe dystanse wykonane są z aluminium i jego stopów. Wymieniając ramę aluminiową na kompozytową, można zwiększyć współczynnik i ocieplić okno z podwójnymi szybami. Chcąc dodatkowo ocieplić konstrukcję ramą kompozytową należy taką opcję określić przy zamawianiu okien PCV. Jeśli okna są gotowe, wymiana ramy nie będzie możliwa.
Poniższy przykład pomoże Ci zrozumieć, w jaki sposób poprawa wydajności okna może zwiększyć CST:
- Dla porównania: obliczony współczynnik okna z podwójnymi szybami wynosi 0,44; przy oknie z drewnianą ramą osiąga 0,7.
- W przypadku wyboru energooszczędnej konstrukcji poprawiającej parametry cieplne, współczynnik wzrasta. W przypadku okna jednokomorowego z podwójnymi szybami wzrasta do 0,58, w przypadku dwukomorowego odpowiednika - do 0,72, czyli przewyższa konstrukcję drewnianą.
- Główne cechy okien PCV są zapisane w dokumentach GOST. Producenci konstrukcji okiennych mogą je zwiększać lub zmniejszać według własnego uznania. Zamawiając okna, należy porównać wydajność pustaków szklanych zgodnie z tabelą przewodności cieplnej okien z podwójnymi szybami; tabela porównawcza KST pomoże Ci nawigować i wybrać odpowiedni wynik.
Obliczanie klasy odporności na przenikanie ciepła
Klasa odporności na przenikanie ciepła (ST) jest obliczana na podstawie klasyfikacji konstrukcji okiennych na tej podstawie. Zgodnie z ST istnieje 8 klas struktur półprzezroczystych, wymienionych w GOST 23166 (wydanie 1999).
Klasyfikacja jest stosowana przy wyborze konstrukcji okiennych dla różnych warunków klimatycznych, a także rodzajów konstrukcji. Wymaganą klasę ST oblicza się według wzoru uwzględniającego taką wartość jako normę dla stopniodni okresu grzewczego (GSOP).
- Znajdź różnicę między temperaturą powietrza w pomieszczeniu a średnią temperaturą powietrza na zewnątrz (w okresie grzewczym). Rachunek zawiera temperaturę najzimniejszego pięciodniowego okresu.
- Pomnóż uzyskaną różnicę przez czas trwania okresu grzewczego.
Długość sezonu grzewczego różni się znacznie w różnych regionach Rosji, wartość GSOP jest również rozłożona w szerokim zakresie. W regionach południowych GSOP nie przekracza 3 tys. GSOP, w Moskwie ok. 5,5 tys. GSOP, na północy 8 tys. GSOP. Koncepcja GSOP jest stosowana w wielu krajach.
Przydatne wideo
O wymaganiach przepisów budowlanych
Istnieje racjonowanie według typów budynków; reguluje to norma SP 50.13330.2012. Norma uwzględnia odporność na przenikanie ciepła z uwzględnieniem przeznaczenia pomieszczenia. Jednak normy coraz częściej stają się przedmiotem debaty.
Faktem jest, że normy te wchodzą w konflikt z nową edycją standardów federalnych SP 131.13330.2012 („Klimatologia budowlana”). Normy federalne zmieniły się po tym, jak naukowcy odnotowali ocieplenie klimatu w wielu regionach Rosji.
Dlatego powstała sytuacja, gdy na przykład w Moskwie istnieją trzy rodzaje oporów przenikania ciepła dla konstrukcji okiennych w budynkach mieszkalnych:
- Współczynnik standardowy: 0,49 m²°C/W.
- Przepisy federalne przed zmianą: 0,52 m²°C/W.
- Normy terytorialne (MGSN): 0,54 m² ° C / W.
Czasami przy projektowaniu lub energetycznie modernizacji domu producenci zalecają stosowanie zawyżonych wskaźników KST, motywując to koniecznością poprawy właściwości termoizolacyjnych mieszkania. Tak więc w regionie moskiewskim mogą oferować okna ze wskaźnikiem 0,75, a do osiągnięcia optymalnego wyniku - 0,85-0,9, co prowadzi do wzrostu kosztów bloków okiennych. W takim przypadku efekt będzie zauważalny tylko wtedy, gdy budynek jest już odpowiednio ocieplony.
Tabela: wyraźnie o projektowaniu okien
KST to wygodny wskaźnik do porównywania cech okien z podwójnymi szybami. Dla jasności parametry różnych modeli systemów okiennych są połączone w tabeli, gdzie głównym kryterium jest odporność na przenoszenie ciepła okien z podwójnymi szybami okien PCV: tabela pozwala porównać skuteczność okien z podwójnymi szybami na różne podstawy.
Producenci wykonują podobne stoły do swoich produktów. Nawigacja według takiej tabeli jest łatwa: im bliższy współczynnikowi jest jeden, tym lepiej okno z podwójnymi szybami „zatrzymuje” ciepło. Najpopularniejsze typy okien z podwójnymi szybami są wyróżnione kolorem, aw tabeli oprócz KST zapisana jest formuła okna z podwójnymi szybami (krótki zapis cech modelu).
Dostępne są tabele z bardziej szczegółowym opisem, zawierające np. następujące dane:
- Materiał osłony okna. Aluminium, drewno lub PCV. W dwóch ostatnich FSC często się pokrywa.
- Wypełnianie otworu świetlnego. Dane są podpisane dla okien jedno- i dwukomorowych z podwójnymi szybami w różnych zespołach.
Czasami sporządzają tabele zależności CST od odległości między okularami. Są one szczególnie widoczne w przypadku jednokomorowych, wypełnionych powietrzem okien z podwójnymi szybami. Z tabeli wynika, że nie zaleca się zwiększania odległości między szkłami powyżej 16 mm, ponieważ współczynnik pozostaje na poziomie 0,36.
Zdarza się, że wyciąga zimno z okna, chociaż okno nie jest winne, ale sprawa jest w zimnym oknie z podwójnymi szybami. Rozwiązaniem problemu jest wymiana prostego okna z podwójnymi szybami na energooszczędne. Współczynnik przewodności cieplnej okien z podwójnymi szybami i okien PCV w tabeli pokaże, że najlepszym rozwiązaniem będzie opcja ze szkłem I. Szkło niskoemisyjne (szkło I) uzupełnia wielowarstwowa powłoka napylana (w tym srebro).
Powłoka nakładana jest w taki sposób, aby w sezonie grzewczym odbijała promieniowanie cieplne do pomieszczenia, co sprawia, że pomieszczenie jest cieplejsze. Latem takie okno opóźnia promieniowanie słoneczne, utrzymując chłód w domu. Jeśli spojrzysz na tabelę, zobaczysz, że w oknie z podwójnymi szybami o wzorze 4-6-I4 współczynnik wzrasta o prawie jedną trzecią w porównaniu do standardowej wersji 4-6-4.
W przypadku systemów profili KST jest również wartością tabelaryczną. Współczynnik odporności na przenikanie ciepła związany jest z takimi parametrami profilu, jak szerokość instalacji i liczba komór powietrznych; czasami o grubości ścianki.
Przydatne wideo
Jak wybierane są produkty: mity na temat CST
Okna plastikowe mają różne właściwości, a zwykłemu klientowi trudno jest zrozumieć terminologię techniczną. Z pomocą miał przyjść system podziału okien na dziesięć klas: od A1 i A2 do D1 i D2 (ta ostatnia jest najlepsza).
Ale nawet taki system nie jest zbyt pouczający dla zwykłego klienta. Zgodnie z nim nie jest tak łatwo zorientować się, jaka klasa okien będzie pasować do określonych warunków eksploatacyjnych i klimatycznych.
Dlatego coraz częściej kupującym oferuje się alternatywny sposób: zastosowanie wizualnych tabel przewodności cieplnej okien z podwójnymi szybami okien plastikowych; Tabele łączą współczynnik odporności na przenikanie ciepła z charakterystyką okna z podwójnymi szybami i profilu. Możesz również wybrać system okienny, kierując się różnicą temperatur i długością sezonu grzewczego.
Trudno samemu wziąć pod uwagę wszystkie parametry techniczne przeszkleń i systemów profili. Przy obliczaniu, czy okno KST jest dla Ciebie odpowiednie, możesz coś przeoczyć. Na przykład często zapominają o możliwym przegrzaniu pomieszczeń w upale, a oszczędności w zimnych porach roku „zjada” klimatyzacja latem.
Dużo bardziej produktywne jest skontaktowanie się z wykwalifikowanym projektantem. Wybierze produkt o optymalnych parametrach i nie będzie rozpowszechniał następujących błędnych przekonań:
- Mit 1. Należy wybierać okna o maksymalnym CST. To nie jest prawda. Energooszczędność systemu okiennego oceniana jest kompleksowo, aby nie uszkodzić oświetlenia pomieszczenia. Wzrost współczynnika uzyskuje się głównie dzięki niskoemisyjnej depozycji i zmniejsza poziom oświetlenia. Aby go utrzymać, normy nakazują zwiększenie powierzchni oszklenia, co doprowadzi do zwiększenia wymiany ciepła.
- Mit 2. W starych domach konieczne jest stosowanie okien o CST nie niższym niż określone w przepisach. Takie wiązanie obowiązuje w nowych domach oraz w zasobach mieszkaniowych wybudowanych po 2000 roku. Jeżeli projektowane jest ogrzewanie w starym domu, można montować okna podobne do starych wg KST. Jeśli ogrzewanie nie ciągnie, potrzebne są cieplejsze konstrukcje.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Współczynnik oporu cieplnego to wartość charakteryzująca systemy okienne. Pozwala konsumentowi na poruszanie się po różnorodnych propozycjach i wyraźnie (w formie tabeli) pokazuje różnicę między różnymi rodzajami okien i profili z podwójnymi szybami.
Każdy właściciel chce, aby jego dom był energooszczędny. Aby to osiągnąć, musisz zamówić projekt konstrukcji półprzezroczystych, biorąc pod uwagę cechy konkretnego obiektu oraz wymagania dotyczące nasłonecznienia i naturalnego światła.
Zwiększenie CST zmniejsza opłatę za ogrzewanie. Aby to zrobić, komory między szklankami są wypełnione gazem obojętnym, stosuje się energooszczędne powłoki i plastikowe ramki.
