Коэффициент теплопроводности окон ПВХ

Стеклопакеты и их теплопередача

Стеклопакеты и их теплопередача (мифы и заблуждения).

Ещё не так давно бытовало мнение, что любое окно — это, считай, дыра в стене, которая обходится владельцу дома гораздо дороже, чем сама стена! Причём как на этапе строительства, так и на этапе эксплуатации строения. Если обратить внимание на деревенские дома — окошки всегда довольно маленькие — это самая холодная и продуваемая часть дома. Сейчас времена уже другие, в окнах стоят герметичные стеклопакеты и никаких бумажных лент на клейстере, возле окон не гуляют ветры. Но насколько изменились тепловые характеристики окон? Почему они вдруг стали теплее и самое важное — насколько именно они стали теплее?

Согласно норм строительной теплотехники, заполнения световых проёмов должны были иметь. В зависимости от градусо-суток отопительного периода коэффициент требуемого сопротивления теплопередаче для окон, балконных дверей, витрин и витражей изменяется от R = 0,3 до R = 0,8 м²­·°С/Вт (СП 50.13330.2012).

Теплопотери в окнах складываются из двух величин: теплопередача самого стеклопакета;

теплопередача оконной рамы и места примыкания стекла к раме.

Оконных рам существует великое множество как по профилю, так и по бренду, но материалом для изготовления рам в основном служат: ПВХ пластик, древесина, алюминий. ПВХ и Алюминевые профили для оконных рам — это отдельная большая тема! Рассматривая конструкции этих профилей понимаешь, что инженеры потрудились на славу. Деревянные немного проще, но не менее интересны.

Величина теплопотерь через оконную раму зависит не столько от материала, сколько от конструктивного решения самого профиля. Сколько воздушных замкнутых камер, каковы способы борьбы с конвекцией воздуха в этих камерах, отведение конденсата из пазов и прочее.

Стеклопакеты состоят из двух и более стёкол, скреплённых (склеенных) между собой по контуру с помощью дистанционных рамок и герметиков. Рамки бывают металлическими или пластиковыми и, конечно, тоже влияют на общую картину теплопотерь, но это немного другая история! Стеклопакет представляет собой одну или несколько герметичных камер, заключённых между стёклами. Согласно ГОСТ 24866 стеклопакеты можно классифицировать:

По количеству камер . Между каждыми двумя стёклами образуется пространство, называемое камерой. В связи с этим стеклопакеты подразделяют на однокамерные (два стекла), двухкамерные (три стекла) и т. д.

По ширине . Ширина стеклопакета — это полная ширина блока вместе со стеклянной и воздушной частью. Встречаются стеклопакеты шириной 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36, 40, 42, 44 мм и др.

По типам применяемого стекла : обычное; энергосберегающее — стёкла с низкоэмиссионным покрытием (с твёрдым или мягким покрытием — также известны как К или I-тип); шумозащитное – триплекс; солнцезащитное — тонированное стекло в массе или тонированное пленкой; ударопрочное — стекло триплекс с высоким классом защиты.

Маркировка стеклопакета — стекло/марка — дистанция/наполнение — стекло/марка. Маркировка всегда начинается с внешнего стекла, обращённого на улицу.

Пример: 4M0-16-4M1-12Ar-4K — 4 мм стекло марки М0, 16 мм воздушная камера, 4 мм стекло М1, 12 мм дистанция, заполнение камеры аргоном, 4 мм К-стекло.

Стёкла марки М изготавливают методом вытяжки. Цифра после М — допустимые дефекты, чем меньше цифра — тем меньше дефектов.

Стёкла марки F — флоат стёкла, которые производятся при помощи раскалённого олова, в результате чего получается идеально гладкая поверхность с двух сторон.

Стёкла с обозначением К — энергосберегающие низкоэмисионные стёкла с твёрдым покрытием, нанесённым непосредственно в процессе изготовления стекла.

Стёкла с обозначением I — энергосберегающие низкоэмисионные стёкла с мягким покрытием, нанесённым спецоборудованием в условиях вакуума.

Стёкла марки S — это окрашенные в массе стёкла, производимые путём флоат-процесса при помощи добавления в сырьё оксидов металлов. Интенсивность цвета и солнцезащитные характеристики варьируются в зависимости от толщины стекла. Такое стекло бывает следующих оттенков: бронзовый, зелёный, серый, голубой.

Триплекс — это многослойное стекло, склеенное между собой полимерной плёнкой. Преимущество этого стекла в том, что при ударе такое стекло не разлетается на мелкие осколки, а удерживается на плёнке.

Ширина камеры (звукоизоляция) .

Если однокамерное стекло обычно рассчитывается по формуле 4-16-4 (где 4 мм — стекло, 16 мм межстекольное пространство), то для двухкамерного стеклопакета формула уже другая. Здесь вступает в действие вопрос шума: чтобы шум гасился наиболее эффективно, расстояния между стеклами в одном блоке должны быть разными. Формула может быть следующей 8-18-6-20-8. На шумозащиту ширина дистанции оказывает большое влияние; чем шире, тем выше звукоизоляционные свойства стеклопакета + разность размера камер. Ощутимый результат дает применение триплекса и более толстых стёкол.

Энергосберегающие стёкла подразделяются на 2 вида:

К-стекло (Low-E) твёрдое покрытие — твердость достигается за счёт того, что напыление оксидов металлов, которое наносится на плоскость горячего стекла, сплавляется с этим стеклом. В большинстве случаев оно устанавливается в стеклопакетах с внутренней стороны помещения. Установлено, что теплоизоляционные характеристики оказываются выше на 20%, а фурнитура обычно служит на 30% дольше.

I-стекло (Double Low-E) мягкое покрытие — данный тип стекол производится методом напыления специального энергосберегающего покрытия, преимущественный состав которого состоит из окисей металлов. Это делает I-стёкла более прозрачными в отличие от K-стекол. Энергосберегающее I-стекло обладает светопропускающими характеристиками, практически ничем не отличающимися от обыкновенных стекол. Однако при этом стёкла мягкого покрытия отличаются более лучшими теплозащитными показателями. Так, например, при температуре окружающей среды в -26°С и при температуре внутри помещения +20°С, температура энергосберегающего стекла с мягким покрытием будет равна +14°С, в то время как температура простого обыкновенного стекла не превысит +5°С, а температура низкоэмиссионного К-стекла составит +11°С. Подобный тип стекол чаще всего монтируются внутри стеклопакета, то такой недостаток практически не оказывает влияния на эксплуатационные характеристики.

Теплопотери стеклопакетов происходят по трём направлениям:

Тепловое излучение — строительные материалы обладают большей или меньшей способностью излучать теплоту (все строительные материалы). Формула показывает, что интенсивность излучения резко возрастает с повышением температуры поверхности тела.

Величина коэффициента излучения зависит от химического состава излучающего вещества, а также от характера обработки излучающей по­верхности. Полированные поверхности имеют значительно меньший коэффициент излучения, чем шероховатые поверхности того же материала. Потери, вызванные тепловым излучением составляют 2/3 всех тепловых потерь в стеклопакетах. Их можно уменьшить на 96% при использовании так называемых энергосберегающих стёкол, суть которых состоит в том, что на их внутреннюю поверхность нанесено тончайшее покрытие из оксидов металлов (толщиной в десятки нанометров), которое практически незаметно на глаз, но весьма эффективно отражает инфракрасное излучение.

Теплопроводность — величина теплосопротивления для стекла толщиной 4 мм R = 0,004/0,76 = 0,005 м²­·°С/Вт. При требуемой величине R = 1 стекло практически не оказывает никакого влияния. Камера между стёклами — это и есть основной и единственный утеплитель в стеклопакетах. Чаще всего в камерах находится воздух, однако для улучшения характеристик сопротивления теплопередаче внутрь стеклопакета могут быть закачаны другие газы, имеющие меньшую теплопроводность — углекислый газ, аргон, ксенон, криптон, их смеси и др. Одноатомные газы с большим молекулярным весом резко снижают теплопроводность стеклопакета. Существует технология по изготовлению стеклопакетов с вакуумной прослойкой, но она достаточно редка. При такой технологии два стекла отстоят друг от друга на расстоянии менее миллиметра, а для предотвращения их слипания между стёклами находятся распорки (пиллары) из металла или стеклокерамики с шагом 2–4 см.

При повышенной влажности теплопроводность повышается в несколько раз, поэтому в дистанционных рамках по периметру стеклопакетов обычно устанавливают осушители. Ну не только поэтому, ещё и с конденсатом нужно бороться.

Конвекция — существует распространённое заблуждение, что чем больше будет ширина воздушной (газовой) прослойки, тем теплее стеклопакет. Это не совсем так! С ростом межстекольного пространства до

16 мм (в каждой камере) теплоизоляционные характеристики стеклопакета растут, но свыше 24 мм начинают ухудшаться, в силу роста конвективной теплопередачи в межстекольном пространстве. Воздух, нагреваясь возле внутреннего стекла поднимается вверх, а охлаждаясь возле наружнего стекла опускается вниз. Чем больше будет дистанция между стёклами, тем слабее будут взаимодействовать оба этих потока воздуха (газа) в центральной части стеклопакета. Это значит, что воздух будет сильнее нагреваться возле внутреннего стекла и больше отдавать тепла наружному стеклу — это и есть явление конвекции.

Количество теплоты, передаваемой конвекцией, зависит от характера движения газообразной среды, ее плотности, вязкости и температуры, состояния поверхности твердого тела, величины температурного перепада между воздухом и поверхнос­тью и пр.

Предлагаем изучить уже вычисленные и проверенные данные в соответствии с табличкой ниже

Даже простой стеклопакет из двух стёкол уменьшает потери тепла по сравнению с традиционным двойным остеклением на 30-40% и снижает уровень шума в полтора раза. Так-же интересно видеть, что однокамерный стеклопакет с одним I-стеклом заметно теплее, чем двухкамерный, но с обычными стёклами! Ну и как отмечено в примечаниях к таблице — заполнение аргоном или другим инертным газом практически не даёт эффекта без использования энергоэффективных стёкол!

Очень распространено применение энергосберегающего стеклопакета. Его преимущество перед обычным заключается в том, что значительно снижаются энергозатраты на отопление помещений, уменьшаются теплопотери (по своим теплосберегающим свойствам он превосходит обычный в 21 раз), и всё это приводит к большему климатическому комфорту для людей. Благодаря высокой теплоизоляции можно избежать неприятных холодных потоков воздуха около окна. Температура поверхности внутреннего стекла становится сравнимой с температурой внутри здания.

Исходя из вышесказанного следует следующее, что установив хороший стеклопакет с сопротивлением теплопередаче 1,55 (м2*С)/Вт Вы получаете стену равную :

— 27 см дерева

-96,5 см кирпичной кладки в два кирпича

-8,8 см минераловатной плиты

-33, 2 см газо/пенобетон 600

-21,6 см газо/пенобетон 400

Итого, подводим итоги, на сколько может быть теплым ваш дом, даже если он на 30% состоит из правильно подобранного стекла (стеклопакета). стекла. Делаем выводы и не боимся строить красивые и современные домики в стиле «фахверк».

Сопротивление теплопередаче стеклопакета

Насколько эффективно окна будут выполнять теплозащитную функцию, профессионалы устанавливают при помощи специальных расчетов. Качество теплоизолирующих свойств стеклопакета, в соответствии с ГОСТ 26602.1-99, 24866-99 определяет такой показатель, как сопротивление теплопередаче [R0].

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.

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.

Как показатель влияет на выбор стеклопакета?

В каждом регионе, а также в крупных городах нашей страны действуют определенные строительные нормы, в которых указаны требуемые показатели R0тр для стеклопакета строительного назначения. В первую очередь, на них должны ориентироваться застройщики. Но практика показывает, что эти правила соблюдаются далеко не всегда. Поэтому для удобства выбора оконных конструкций STiS мы подготовили специальную таблицу с указанием сопротивления стеклопакетов теплопередаче. Ознакомившись с ней, вы можете убедиться, насколько высоко качество нашей продукции по этому показателю, а также определиться с подходящей конструкцией для остекления своего помещения.

Приведенное сопротивление теплопередаче для стеклопакетов указано с учетом всех технологических и производственных особенностей наших продуктов – использования мультифункциональных и низкоэмиссионных стекол, заполнения междустекольного пространства аргоном — газом с низкой теплопроводностью, применения в конструкциях фирменной теплой дистанционной рамки, специальных герметизирующих материалов, солнцезащитного, энергосберегающего покрытий и иных прогрессивных элементов и комплектующих.

Расшифровку обозначений формул стеклопакета можно посмотреть здесь.

Сопротивление теплопередаче пластиковых окон

Типичный дом теряет около 10% тепла через окна. Правильный подбор энергоэффективных окон требует четкого понимания теплопроводящих характеристик конструкций. Для определения энергоэффективности любой дверной или оконной конструкции нужно учитывать их показатель теплопередачи. Его более высокое значение приведет к уменьшению теплопотерь, и, как результат, экономии финансов.

Что влияет на теплопроводность окон?

Под теплопроводностью пластиковых окон подразумевается их способность удерживать в помещении энергию. Но для более детального понимания данного процесса необходимо углубиться в суть вопроса.

Как известно, существуют разные способы утечки тепла через окна:

• Около 30 процентов энергопотерь – это результат перемещения потоков воздуха в стеклопакетах и воздушных камерах. Также частично тепло передается через профильную систему.
• Примерно 70 процентов тепла уходит из помещения вместе с ИК волнами.

Проанализировав эти данные, удастся предпринять меры для снижения энергопотерь. Так как ИК волны проходят через стекла, именно на них нужно сделать особый акцент. Как известно, на стеклопакеты приходится наибольшая площадь оконной конструкции. Они должным образом пропускают свет, но при этом являются одним из источников утечки тепла. Согласно статистическим данным, добиться существенного повышения энергоэффективности удается в случае задержки инфракрасных волн.

Безусловно, также нужно обратить внимание на профильные системы, поскольку именно их особенности оказывают непосредственное влияние на коэффициент сопротивления теплопередаче. К примеру, от формы профильного сечения зависит глубина посадки и максимально доступный показатель толщины стеклопакетов. Эти размеры, в свою очередь, влияют на показатель энергоэффективности оконных конструкций. Помимо всего прочего, качественные профильные системы способны свести к минимуму теплообмен по периметру световых проемов и снижение температуры из-за холода, исходящего от бетонных стен. Все вышеописанные процессы в совокупности становятся ключевыми факторами снижения температуры внутри помещений.

Последняя причина, по которой теплопроводность оконных изделий может находиться на низком уровне, связана с герметичностью. Математический расчет данного параметра – довольно-таки сложный процесс. Поэтому человек, заказывающий окна, должен всегда помнить о том, что добиться оптимальной герметичности можно будет за счет надежной фурнитуры и армированного профиля. Отдельного внимания заслуживает качество монтажа. Если во время установки специалисты не придерживаются базовых правил, со временем конструкция постепенно начнет разгерметизироваться.

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.

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.

Показатель теплопередачи стеклопакета

Поскольку на световые проемы приходится примерно 70% от всей площади профиля, они оказывают максимальное влияние на показатели энергоэффективности. Выбирая подходящие оконные конструкции, особый акцент всегда делается на сопротивлении теплопередаче стеклопакетов, ведь именно благодаря данному показателю покупатель примерно понимает, насколько сильно из помещения будет утекать тепло. Так, например, в случае сбора створок и рам из энергоэффективных профильных систем из 6 камер, но установки в световых проемах базовых однокамерных стеклопакетов минимальной толщины, через оконные конструкции в помещение будут попадать холодные воздушные потоки.

Для снижения коэффициента теплопередачи стеклопакета нет смысла в постоянном увеличении его толщины. Не стоит забывать и об ограничениях в количестве камер. Чтобы нивелировать утечки тепла, инженеры разработали технологии, направленные на значительное улучшение энергоэффективности стеклопакетов:

Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов

Чтобы зимой и летом у вас в доме всегда был оптимальный климат, вам нужно установить на окнах качественные стеклопакеты. Это позволит сэкономить потребление электрической энергии на:

• кондиционирование;
• отопление.

Важно учитывать все критерии выбора подходящих для вас стеклопакетов. Почему при выборе стеклопакетов нужно знать их коэффициент теплопередачи?

Если рассматривать понятие теплопередачи, то она представляет собой передачу теплоты от одной среды к другой. При этом температура в той, которая отдает тепло выше, чем во второй. Весь процесс осуществляется сквозь конструкцию между ними.

Коэффициент теплопередачи стеклопакета выражается количеством тепла ( Вт), проходящем через м2 с разницей температур в двух средах 1 градус: Ro (м2. ̊С/Вт) – это значение действует на территории Российской Федерации. Оно служит для правильной оценки теплозащитных свойств строительных конструкций.

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.

Таблица сопротивления теплопередаче стеклопакетов

*Основные ( популярные ) типы стеклопакетов выделены красным цветом.

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.

Тенденции, наметившиеся в оконной индустрии

Стеклопакет, занимающий не менее 70% от оконной конструкции, был усовершенствован, чтобы максимально снизить теплопотери через него. Благодаря внедрению в производство новых разработок, на рынке появились селективные стекла, имеющие специальное покрытие:

• К-стекло, характеризующееся твердым покрытием;
• i-стекло, характеризующееся мягким покрытием.

На сегодняшний день все больше потребителей предпочитают стеклопакеты с i-стеклами, теплоизоляционные характеристики которых выше, чем у К-стекол в 1,5 раза. Если обратиться к данным статистики, то продажи стеклопакетов с нанесенными теплосберегающими покрытиями увеличилось до 70% от объема всех продаж в США, до 95% в Западной Европе, до 45% в России. А значения коэффициента сопротивления теплопередаче стеклопакетов варьируется от 0.60 до 1.15 м2 *0СВт.

Сопротивление теплопередаче стеклопакетов

Окна Проф >> Окна Донецк >> Cопротивление теплопередаче стеклопакетов: приведенное сопротивление теплопередаче окон

Наибольшие потери тепла в доме происходят через окна (до 40% от общего количества потерь). Основная утечка тепловой энергии происходит через стеклопакет — основной элемент конструктива окна. Сопротивление теплопередаче стеклопакетов — это количественный параметр, по которому можно проводить сравнение теплоизоляционных возможностей стеклопакетов.

Общее определение термина

Понятие сопротивления теплопередаче (СТП) сформулировано в ГОСТ Р 54851-2011. Окна, наряду со стенами, дверьми, кровлей и т.д., являются элементами конструкции, ограждающей внутреннее пространство для создания комфортной среды обитания человека. СТП ограждения — это коэффициент R, значение которого демонстрирует теплоизоляционные свойства конструкции. Чем больше абсолютная величина R, тем меньше будет потерь тепла из помещения.

Единица измерения R в системе СИ — [м 2 _* 0 С/Вт]. Значение R равно разнице температур на наружной ( Т_н ),и внутренней ( Т_вн ) поверхностях ограждения для потока тепла Q мощностью 1 Вт, проходящего через 1 м 2 тепловой защиты.

Формула для расчета R выглядит следующим образом:

R = ( Т_вн — Т_н ) / Q

Чем больше значение R, тем меньше будут теплопотери. Эта формула напоминает выражение для закона Ома, поэтому R иногда, по аналогии с электрическим термином, называют теплосопротивлением.

Сопротивление теплопередаче окон

Современное окно (на базе пластикового, алюминиевого и даже деревянного профиля) представляет собой высокотехнологичный конструктор, состоящий из элементов с различными тепловыми свойствами.

Полное сопротивление оконного блока получается суммированием термических сопротивлений его однородных компонент:

• светопрозрачного заполнения (силикатного, витражного, акрилового стекол, светопропускающих пленок и т.п.);
• обрамляющих элементов — профилей из различных материалов (дерева, алюминия, стали, пластика ПВХ);
• металлических и пластмассовых элементов крепежа.

Основные виды стеклопакетов

Стеклопакет (СП), являясь основной частью окна, конструктивно состоит из нескольких стекол, соединенных металлическими (промежуточными) рамками. Промежуток между стеклами называется камерой.

Чаще всего используются три основных вида стекольных пакетов:

• однокамерные — два стекла (внутреннее и наружное);
• двухкамерные — три стекла (внутреннее, наружное и промежуточное);
• трехкамерные — четыре стекла (внутреннее, наружное и 2 промежуточных).

Толщина используемых стекол варьируется от 4 до 6 мм. Для остекления объектов с повышенными требованиями к прочности (большие ветровые нагрузки) могут применяться стекла толщиной 8-10 мм. Промежуток между стеклами может варьироваться — от 8 до 36 мм. Диапазон толщин стеклопакетов составляет от 14 до 60 мм.

СТП самого стекла сравнительно мало ввиду его большой теплопроводности. Для уменьшения теплопотерь межстекольное пространство, заполняется воздухом или инертным газом (аргоном Ar, криптоном Kr, азотом N₂). Газонаполненные камеры дают основной вклад в повышение СТП стеклопакета R_сп. Существенно повысить значение R_сп удается также с помощью создания вакуума в камере, но это приводит к резкому удорожанию конечного изделия.

Приведенное сопротивление теплопередаче окон

Для расчетов характеристик проектируемых и строящихся объектов используется величина, названная приведенным сопротивлением теплопередаче оконных блоков R_пр. Это усредненная величина, в которой учтены СТП пакета стекол, оконного профиля и крепежных элементов. Чем больше R_пр, 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 R_пр для различных конструкций стеклопакетов на базе трехкамерных профилей.

Типовые значения R_пр представлены в следующей таблице:

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

Коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов

В сопроводительной документации на готовое изделие R_cп часто называют коэффициентом сопротивления теплопередаче (КСТП), который равен количеству тепла, проходящему через один квадратный метр площади стеклопакета при разнице температур в один градус (Цельсия или Кельвина) Физический смысл и размерность этих величин (СТП и КСТП) абсолютно идентичны. ГОСТ 24866-99, который имеет статус межгосударственного стандарта, для этого параметра не использует слово “коэффициент”.

В Таблице 4 этого документа представлены основные требования к R_cп:

Сопротивление теплопередаче – важная характеристика окна

1. От чего зависят тепловые потери в доме
2. Что такое теплопроводность окна и от чего она зависит?
3. Теплопередача ПВХ-профиля
4. Теплопередача стеклопакета

Высокая теплопроводность окон – основная причина ощутимого увеличения расходов на обогрев помещений и возникновения проблем с поддержанием комфортной температуры в сильные морозы. Эта характеристика зависит сразу от нескольких факторов. На энергоэффективность окон в разной степени влияют стеклопакеты, профили, фурнитура и даже качество монтажа. Чтобы сократить потери энергии, власти РФ ввели специальные стандарты. С 2015 года минимальное сопротивление теплопередаче окон согласно специальному указу правительства увеличилось сразу на 50%. Цель такого решения — простимулировать строителей и население активнее внедрять энергоэффективные технологии.

Более строгие требования к профильным конструкциям повлекли за собой увеличение расходов на изготовление теплосберегающих моделей. Однако в дальнейшем владельцы энергоэффективных окон получают возможность хорошо сэкономить на обогреве помещений и быстро вернуть потраченные средства. Чтобы покупка оказалась максимально выгодной, необходимо еще на этапе заказа правильно определить приведенное сопротивление теплопередаче окон. Эта статья расскажет, на что нужно обращать внимание при выборе комплектующих и как правильно рассчитать возможные теплопотери.

От чего зависят тепловые потери в доме

Снижение температуры в помещениях провоцируют разные причины. Утечки тепла в большей или меньшей степени происходят через стены, потолок, пол. Это непрерывный и неизбежный процесс. Однако больше всего тепла теряется через оконные проемы. Если в холодный день приложить руку к обычному тонкому стеклопакету, можно почувствовать холод. Чем ниже температура стекла, тем выше теплопроводность пластиковых окон и интенсивнее процесс энергообмена между улицей и внутренними помещениями. В среднем через проемы теряется до 44% выработанного тепла.

Именно поэтому огромное значение имеют виды комплектующих для сборки оконных и дверных блоков. От них зависит класс сопротивления теплопередаче окон, напрямую влияющий на потери энергии. Поддерживать температуру в комнатах в диапазоне 20-24°C будет значительно проще и дешевле, если правильно выбрать профили, фурнитуру и стеклопакеты. Упрощают задачу строительные нормативы. С 2003 года в процессе составления проектов и при возведении жилых объектов требуется придерживаться положений из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Эти положения дополнены законом № 261-ФЗ, который ужесточил требования к энергосбережению блоков из профильных систем.

Климатические условия

На выбор профилей и стеклопакетов также прямо влияют погодные условия. Сопротивление теплопередаче окон ПВХ, которое на юге позволяет поддерживать в комнатах температуру 20-24°C, не подходит для северных регионов. Для эксплуатации в этих климатических зонах потребуются другие конструкции. Если в центральных или западных регионах установить «южные окна», при морозе -20-25 °C температура во внутренних помещениях может опуститься до 15-16 °C. Значит, для этих зон нужны модели с улучшенными теплотехническими характеристиками.

Также имеет значение среднегодовая скорость ветра в регионах. Этот фактор не всегда учитывают, что прогнозируемо приводит к проблемам. Ведь в районах с одинаковой средней температурой зимой теплопотери окажутся выше там, где больше скорость ветра. Воздушные потоки со стороны улицы быстрее снижают температуру стеклопакетов. Вследствие этого в помещениях возрастают потери тепла.

Согласно СП 50.13330.2012 для каждого региона России определен свой коэффициент теплопроводности окон. Эти требования основаны на результатах испытаний, проведенных в реальных и лабораторных условиях. Причем коэффициенты в разных районах российских регионов могут отличаться. Это объясняет большая площадь областей и республик РФ. В таблице приведены средние значения коэффициентов теплопередачи окон, на которые рекомендуется ориентироваться при выборе профильных систем и моделей стеклопакетов.

Допустимая энергоэффективность окна (м²×°C/Вт)

В таблице выборочно взяты регионы с мягкими, умеренными и суровыми зимами. Эта информация поможет правильно выполнить расчеты и свести к минимуму возможные теплопотери.

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

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. Не существует среднего значения. Ведь в таком случае все окна имели бы одинаковую способность удерживать тепло. Точные значения коэффициентов приведены в этой статье в разделах о ПВХ-системах и стеклопакетах. Чтобы вычислить площадь переплета, нужно умножить длину составных элементов створок и рам на ширину профилей, а затем суммировать полученные значения. Площадь остекления равна площади световых проемов.

Теплопередача ПВХ-профиля

Сравнительная таблица характеристик популярных ПВХ-профилей

Около 10 лет назад покупатели чаще всего выбирали 3-камерные системы. Сегодня собранные из таких профилей оконные и дверные блоки используют в основном для эксплуатации в южных регионах и остекления неотапливаемых помещений. Это связано с тем, что на российском рынке стали продавать значительно больше 5-камерных профилей разных торговых марок и потребители отдают предпочтение энергоэффективным технологиям. Лучше всего сможет продемонстрировать, как разные системы влияют на общее сопротивление теплопередаче окон, таблица сравнения нескольких брендов 3- и 5-камерных профилей.

Монтажная глубина 58 мм

При изучении факторов, оказывающих влияние на коэффициент теплопроводности окон ПВХ, таблица показывает, что эта величина зависит даже от бренда. Если сравнить системы с одинаковыми параметрами, более энергоэффективными окажутся профили от авторитетных торговых марок. Такая особенность объясняется составом ПВХ-смеси, удачным расположением камер и толщиной стенок, а также количеством дополнительных внутренних перемычек. При этом не рекомендуется преждевременно навешивать на все 3-камерные профили ярлык холодных систем. Из той же таблицы видно, что некоторые конструкции практически не уступают по уровню теплосбережения 5-камерным окнам.

Некоторые производители идут на хитрость и указывают коэффициент теплопроводности пластиковых окон, которые собраны из профилей без армирования. Это некорректная информация, поскольку стальные вкладыши примерно на 10% уменьшают энергоэффективность створок и рам. Ведь металл – отличный теплопроводник. Поскольку окна без армирования подвержены температурным и ветровым деформациям, рассматривать вариант заказа таких моделей нельзя. Поэтому всегда нужно изучать только характеристики профилей с внутренними металлическими вкладышами.

Теплопередача стеклопакета

Так как световые проемы занимают до 70% общей площади профильной конструкции, они больше всего влияют на энергоэффективность. Сопротивление теплопередаче стеклопакетов можно считать ключевым параметром при поиске подходящих окон. Этот показатель помогает оценить возможные теплопотери. Если створки и рамы собрать из 6-камерных энергоэффективных профилей нового поколения, а в световых проемах установить базовые однокамерные стеклопакеты толщиной 16-20 мм, окна будут пропускать холод и окажутся непригодными для эксплуатации в центральных, западных и северных регионах.

Чтобы понизить коэффициент теплопередачи стеклопакета, невозможно бесконечно увеличивать его толщину. Количество камер тоже ограничено. Поэтому для уменьшения утечек тепла была разработаны технологии, которые позволили существенно улучшить энергоэффективность стеклопакетов:

1. Закачка во внутренние камеры инертного газа – этот метод помогает снизить конвекцию.
2. Нанесение на внутреннюю сторону одного из стекол специального металлизированного слоя, который пропускает свет и отражает инфракрасные окна.
3. Оснащение стеклопакетов невидимыми нагревательными элементами, выполняющими функцию тепловой завесы.

На текущий момент производители активнее всего применяют 2 вариант. Селективные энергосберегающие стеклопакеты в буквальном смысле удерживают тепло внутри помещений и сокращают расходы на их обогрев. Однокамерная модель этого класса способна заменить тяжелый 2-камерный стеклопакет толщиной 40 мм. Подробнее о них можно узнать из тематической статьи на ОкнаТрейд. Также эффективно комбинированное применение инертного газа и селективного слоя.

Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов

Чем выше приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета, тем теплее окно. Эту физическую величину рассчитывают по формуле:

Ro=1/k, где k – коэффициент теплопроводности, которым пользуются в странах со стандартами DIN.

В России выбрали обратную величину, поскольку она интуитивно понятна нашим гражданам. Ведь с ростом Ro увеличивается энергоэффективность окна — от значения коэффициента зависит, сколько тепла пройдет при определенной разнице температур через 1 м² стеклопакета. Производители при изготовлении продукции должны ориентироваться на сопротивление теплопередачи стеклопакета, ГОСТ допускает диапазон Ro от 0,3 до 0,8 м²×°C/Вт.

Расчет коэффициента теплопроводности

Для потребителей используют максимально упрощенную информацию, поскольку покупателя интересует конечный результат. В реальности расчет коэффициента теплопроводности — достаточно сложный процесс. Ведь стеклопакет состоит из нескольких составных элементов:

• дистанционная рамка;
• воздух или инертный газ;
• селективный слой;
• стекло.

Все перечисленные материалы обладают разной теплопроводностью, и этот фактор учитывается при лабораторных испытаниях и расчетах. Однако для понимания происходящих процессов в большинстве случаев используют упрощенную формулу:

T – разница температур в комнате и на улице;
S – площадь стеклопакета;
W – количество тепловой энергии, проходящей через световой проем.

Для заказчиков эта формула исчерпывающе характеризует теплозащитные свойства стеклопакета. Кроме того, ее вполне достаточно, чтобы самостоятельно определить расходы на отопление зимой. С помощью такой формулы можно рассчитать, какое количество энергии покинет внутренние помещения через световой проем.

Сопротивление теплопередачи оконного стеклопакета (таблица)

При заказе окон покупателю не требуется самостоятельно проводить расчеты или обращаться за помощью к менеджерам. Производители предоставили все необходимые теплотехнические характеристики востребованных в нашей стране моделей стеклопакетов. В подавляющем большинстве случаев эта информация соответствует реальным данным и ее можно смело использовать. Когда изучается сопротивление теплопередаче стеклопакетов, таблица помогает быстрее всего помогает найти подходящую модель. Ведь в ней максимально просто и понятно систематизирована информация.

Формулу стеклопакета нужно расшифровывать в такой последовательности: стекло – внутренняя камера – стекло. Латинская буква «a» означает, что в камеру закачан инертный газ аргон, а «k» — на стекло нанесено металлизированное покрытие с энергосберегающим эффектом. Таблица показывает, что самые теплые — стеклопакеты с селективным слоем и газом в 2 камерах. Для сравнения специально были взяты модели с одинаковыми размерами и параметрами, чтобы продемонстрировать преимущества использования низкоэмиссионного покрытия и аргона.

В процессе выбора не рекомендуется ориентироваться только на коэффициент теплопередачи стеклопакетов — таблица содержит сведения о звукоизоляции, которую тоже нужно учитывать. Особенно это актуально при заказе пластиковых окон для эксплуатации в шумных районах.

При выборе стеклопакета важно учитывать площадь световых проемов. Ведь с увеличением этого параметра растут теплопотери. Значит, в таком случае потребуются максимально эффективные стеклопакеты. У маленьких окон, наоборот, площадь профильной конструкции сопоставима с площадью остекления, поэтому можно выбрать модель с меньшей энергоэффективностью.