Коэффициент теплопроводности окон ПВХ

Коэффициент теплопроводности окон ПВХ – Мир остекления

Коэффициент теплопроводности окон ПВХ

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

п/пЗаполнение светового проемаR0, м(2)·°С/ВтМатериал переплетаДерево или ПВХАлюминий
1Двойное остекление в спаренных переплетах0.4
2Двойное остекление в раздельных переплетах0.44
3Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах0.560.46
4Однокамерный стеклопакет ( два стекла ) :
обычного (с расстоянием между стекол 6 мм)0.31
с И — покрытием (с расстоянием между стекол 6 мм)0.39
обычного (с расстоянием между стекол 16 мм)0.380.34
с И — покрытием (с расстоянием между стекол 16 мм)0.560.47
5 Двухкамерный стеклопакет ( три стекла ):
oбычного (с расстоянием между стекол 8 мм)0.510.43
oбычного (с расстоянием между стекол 12 мм)0.540.45
с И — покрытием одно из трёх стекол0.680.52

*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.

Дополнительно: Чем отличается энергосберегающий стеклопакет от обычного

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 *0С\Вт.

Источник: http://glazingmag.ru/koeffitsient-soprotivleniya-teploperedachi-steklopaketov/

Требуемое сопротивление теплопередаче окон

Основная физическая единица характеризующая, теплопроводность окна является приведенное сопротивление теплопередаче Ropr (м2*°С)/Вт.

Обычному человеку значение Ropr (м2°С)/Вт ни о чем не говорит, и при выборе окон часто можно слышать такие советы:

Обращайте внимание на теплоизоляционный показатель выбираемого окна — сопротивление теплопередаче. Величину его брать чем больше, тем лучше. Минимальное R рекомендую не ниже 0,55 (м2°С/Вт) — как для средней полосы России.

Т. е. используется подход чем больше, тем лучше.

Не зная требуемую величину Ropr для Вашего региона Вы совершенно «слепы» при выборе окна.

В статьях:

мы рассматривали физические свойства сопротивления теплопередаче Ropr (м2°С)/Вт.

В этой статье рассмотрим, как определить ТРЕБУЕМОЕ сопротивление теплопередаче Ropr tr и от чего оно зависит.

Согласно СП 50.13330.2012 СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ

5 Тепловая защита зданий

5.1 Теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям:

  • а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);
  • б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);
  • в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований а), б) и в).

Здания и помещенияГрадусо-сутки отопительного периода, °С сут/годБазовые значения требуемого сопротивления теплопередаче (м2°С)/Вт, ограждающих конструкций
Окон и балконных дверей, витрин и витражей
1 Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития20000,3
40000,45
60000,6
80000,7
100000,75
120000,8

Градусо-сутки отопительного периода, °С ∙ сут/год, определяем по формуле

ГСОП = (tв — tот)*zот,

Где:

  • tот, zот — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С.
  • — расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая при расчете ограждающих конструкций групп зданий указанных в таблице 3: по поз. 1 — по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20 — 22 °С).

Согласно ГОСТ 30494, Таблица 1 – Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий.

  • Оптимальная температура воздуха для жилой комнаты – 20-22 °С
  • Оптимальная температура воздуха для жилой комнаты в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже – 21-23 °С

Таким образом:

  • tв – 20 °С для районов с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 30°С и выше;
  • tв – 21 °С для районов с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже.

Климатические параметры холодного периода года для различных регионов tот, zот, приведены в Таблице 1 СНиП 23-01-99 СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ

Определив значения ГСОП, учитывая Таблицу 3 — Базовых значений требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций СП 50.13330.2012 СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ, определяем Ropr по формулам:

ГСОПRopr tr
до 20000,3
2000 — 6000(ГСОП — 2000) * 0,000075 + 0,3
6000 — 8000(ГСОП — 6000) * 0,00005 + 0,6
больше 8000(ГСОП — 8000) * 0,000025 + 0,7

Результаты расчетов сводим в таблицу.

Учитывая вышесказанное, зная:

  • t5 0,92 °С — температуру наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92);
  • Zот.пер. Суток — продолжительность отопительного периода;
  • Tот.пер. °С — среднюю температуру наружного воздуха в отопительній период;

Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов

Коэффициент теплопроводности окон ПВХ

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.

Теплопроводность пластиковых окон

Коэффициент теплопроводности окон ПВХ

Уже давно прошли те времена, когда жилище человека было лишено окна. Как известно из истории окон, сначала для связи с внешним миром использовался проем небольшого размера. С развитием технологий и навыков, оконный проем принял стандартные значения размеров – те, что используются в наше время.

Сегодня в проем, не считая небольшого процента деревянных окон образца советской эпохи, принято вставлять окна современного типа: пластиковые, алюминиевые, либо же деревянные со стеклопакетом. Рассмотрим подробнее первый тип – светопропускающие изделия, основу которых составляет материал ПВХ (поливинилхлорид).

От конструкции пластиковых окон, исполнения, а также от качества установки зависит их гармония с интерьером помещения, безопасность нахождения людей в нем, удобство и срок их службы – это известно всем. Однако как выбрать качественное пластиковое окно, каким критериям по теплопроводности оно должно соответствовать? Об этом и пойдет речь в этой статье.

На сегодняшнем российском рынке оконных конструкций представлен широкий спектр моделей. Практически у каждой свои особенности и характеристики. Поэтому немудрено, что рядовому покупателю не так просто разобраться с тем, какое окно лучше.

В этом случае, лучше будет руководствоваться индивидуальными требованиями, предъявляемыми к будущей конструкции.

При этом одним из главных, является соответствие климатическим условиям, в которых планируется эксплуатация пластикового окна.

Оно и верно – окна, предназначенные для использования в жилищах южного региона, в силу своих теплопроводных качеств, не подойдут к применению в северной части нашей страны. И наоборот.

Так что же такое теплопроводность окна и как ее значение влияет на сохранение тепла в помещении? Начнем с определения.

Значение теплопроводности окна

Теплопроводностью пластиковых окон называют способность закрытого окна удерживать в помещении определенное количество тепла. Для обозначения данной способности оконной конструкции, принято использовать термин «коэффициент теплопроводности». Чем он меньше – тем больше окна сохраняют тепла.

Что же оказывает влияние на теплопроводность окон из пластика? Главным техническим элементом, напрямую оказывающее влияние на значение теплопроводности является камерность стеклопакета.

Дело в том, что существует определенная зависимость: при увеличении количества камер теплопроводность пластикового окна уменьшается, а это, в свою очередь, положительно сказывается на количестве тепла, удерживаемом в помещении оконной конструкцией.

Таблица

Чтобы легче ориентироваться в теплопроводности разных моделей окон, воспользуйтесь таблицей, в которой приведены способы остекления и коэффициент теплопроводности различных видов окон. Напоминаем, что чем ниже коэффициент, тем лучше.

Способ остекленияКоэффициент теплопроводности для деревянных, комбинированных и окон из ПВХКоэффициент теплопроводности для алюминиевых и стальных окон
Окно с одним стеклом5,76,2
Окно с двойным стеклом33,3
Тройное остекление с двумя воздушными прослойками по 12 мм1,92,1
Двойное остекление с воздушной прослойкой от 2 до 4 см2,62,8
Двойной стеклопакет (стекла по 4 мм и воздушная прослойка 12 мм)2,3
Тройной стеклопакет (стекла по 4 мм плюс две воздушных прослойки по 12 мм)2,1

Приведенные в таблице данные отчетливо говорят о том, что для северных регионов России при остеклении оконных проемов лучше задействовать окна с тройным стеклопакетом, так как именно такие конструкции позволяют в наиболее полном объеме сохранять имеющееся в доме тепло.

В районах с теплым климатом достаточным, с точки зрения соотношения цены и эффективности, скорее всего, будет установка двухкамерного стеклопакета.

Безусловно, на комфортную температуру в помещении влияет и тот факт, были ли пластиковые окна установлены в соответствии с ГОСТом. Ведь некачественный монтаж ПВХ изделий может свести на нет все преимущество по теплопроводности любой модели окна.

Кроме удержания тепла, пластиковые окна обладают еще одной важной характеристикой, без которой комфорт от нахождения в помещении в современных условиях вряд ли был бы возможен.

Речь идет, конечно же, о шумоизоляции.

При сегодняшнем большом скоплении автомобилей на дорогах, издаваемый ими шум может достигать 60-80 дБ, что при длительном воздействии на слух человека может быть причиной дискомфорта и раздражительности.

Остекление балконов и лоджий пластиковыми окнами двойными или тройными стеклопакетами, позволит, помимо придания дополнительным квадратным метрам привлекательного внешнего вида, обеспечить комфортную температуру внутри прилегающего помещения. Ведь теплопроводность пластиковых окон, установленных на этих объектах, по своим характеристикам не уступает ПВХ окнам, смонтированных в оконный проем здания.

Понравился материал?

Понравился материал?

Сопротивление теплопередаче окон пвх таблица

Коэффициент теплопроводности окон ПВХ

Каждый современный житель хочет, чтобы его дом был не только уютным, но и теплым. Специально для этого проводится монтаж «теплого пола», а также применяется комплекс работ по утеплению стен, балконов и кровли.

Но при выборе оконных конструкций чрезвычайно важно обращать внимание на приведенное сопротивление теплопередаче. Сегодня почти все изготовители такой продукции в качестве рекламы используют громкие фразы, обещающие сделать помещения дома максимально теплыми.

В советские времена абсолютно в каждом доме были деревянные окна, которые приходилось дополнительно утеплять клейкими лентами и различными тканевыми материалами.

Но сейчас все изменилось, и такие конструкции стремительно заменяют изделия из ПВХ от различных производителей.Таблица сопротивления для светопрозрачных блоков

Именно поэтому почти все рекламные кампании, агитирующие приобрести ту или иную продукцию, направлены на то, чтобы описывать достоинства материалов рамы (это может быть древесина, прочный пластик или высококачественный алюминий), определенный класс профилей в зависимости от количества камер, которые имеет каждое конкретное изделие, а также, разумеется, превосходные теплоизоляционные характеристики. Но тут сразу же возникают некоторые противоречия, ведь, как известно, оконная конструкция состоит не только из рамы. Основная часть изделия – это большая остекленная поверхность, которая изготовлена из всевозможных типов стекол или же цельных стеклопакетов, имеющих совершенно иной коэффициент сопротивления.

Таблица нормируемого сопротивления оконных конструкций РФ (отопительный сезон)

 Почему важно правильно определить теплопередачу оконной конструкции?

Как уже было сказано, главной функцией любого стеклопакета является удержание тепла в помещениях дома. Существует определенное суждение, что пластиковые изделия в разы теплее, нежели деревянные конструкции. Но это мнение субъективно, потому что материал рамы, как уже было сказано, играет далеко не самую важную роль.

Формула, описывающая данный параметр, предельно проста и известна нам еще с программы по физике за 8 класс. Она описывает силу потока энергии, который покидает помещение сквозь преграду в 1 квадратный метр площади при разнице температурных показателей в 1 градус.

Стоит отметить, что чем меньше показатель U, тем, соответственно,  лучше приведенное сопротивление.  Разобраться в расчетах без проблем сможет любой опытный специалист в строительной отрасли, но простой человек может счесть формулу достаточно сложной и замысловатой.

Но наши соотечественники привыкли жить по принципу «чем больше показатель, тем лучше» либо же просто доверяют тому, что каждый поставщик указывает класс изделия и его характеристики. Но они не всегда соответствуют действительности, поэтому для  уверенности стоит перепроверить эти сведения.

Именно поэтому  в последнее время в оборот была введена величина, имеющая название «сопротивление теплопередаче». Для того чтобы обозначать ее в формуле, используют символ R.Минимальный коэффициент теплопередачи окон ПВХ

Формула выглядит следующим образом: R = 1/U.

Пример расчетов

Для того чтобы привести пример, можно выбрать обычное одностворчатое окно, имеющее ширину W = 1 метр 40 сантиметров, а высота H = 1 метр, выполненное из трехкамерного профиля VEKO EUROLINE с шириной ограждающей рамы-створки 1,13 миллиметра. Учитывая неоднородность изделия, первым делом важно определить сопротивление каждого участка и выяснить их класс и  площадь.

В  большинстве случаев работа ведется с 2 зонами (однородными по своей структуре):

  • зона рамы и стекла (в общем);
  • зона стеклопакета отдельно.

Для расчета первого показателя используем следующую формулу:

F1 = [1,4 x 0,113] + 1,4 x 0,113 + [1 – 0,113 х 2] х 0,113 + [1 – 0,113 х 2] х 0,113 = 0,491 324.

А вторая зона определяется следующим образом:

F2 = [1,4 – 0,113 х 2] х [1 – 0,113 х 2] = 0,908 676 метра квадратного.

В результате мы получаем:

F1 = 0,491 324 метра квадратного;

Ro1 = 0,64 м2С/Вт;

F2 = 0,908 676 м2;

Ro2 = 0,32 м2С/Вт.

Схема сравнительных характеристик стеклопакетов

Как итог можно отметить, что, несмотря на то, что выбранная оконная конструкция имеет отличный показатель теплопроводности рамы, теплопроводность цельного продукта оставляет желать лучшего.

Благодаря проведению таких расчетов появляется возможность должным образом оценить коэффициент теплопроводности, а главное, то количество тепла, которое будет удерживаться в помещении на протяжении определенного времени.

При выборе самой конструкции обязательно обращайте внимание не только на внешний вид и габариты изделия, но и на теплосберегающие свойства, которые будут обеспечивать оптимальный микроклимат.

Продукция бюджетного класса часто имеет высокий показатель, поэтому в процессе эксплуатации жильцы квартир и домов, в которых был проведен монтаж пластиковых окон, нередко жалуются на то, что даже изделия ПВХ не способны должным образом сохранять тепло. Если вы столкнулись с такой проблемой, то не спешите менять стеклопакеты. Первым делом проведите расчеты и обязательно проверьте, насколько правильно был осуществлен монтаж и нет ли видимых щелей между проемом и окном.Таблица характеристик деревянных окон со стеклопакетами

Проведение расчетов: самостоятельно или обратиться к специалисту?

Необходимо сказать, что определить сопротивление теплопередаче окон самостоятельно, не имея опыта и навыков в этом деле, не так просто. Лучший и наиболее оптимальный вариант – обратиться за помощью к специалисту, который наверняка знает, как именно проводить расчеты, чтобы в результате не было никаких ошибок, а погрешности были минимальными.

Если у вас нет знакомых в строительной отрасли, а финансовое положение не позволяет оплатить услуги профессионалов, то вы можете воспользоваться специальным калькулятором, который в режиме реального времени поможет определить, насколько соответствуют характеристики изделия приведенному сопротивлению. Кроме того, методика расчетов в таком случае весьма проста и понятна.

 Разобраться в ней можно самостоятельно, поэтому определить площадь однородных зон для каждого конкретного элемента можно будет достаточно быстро. Практически все теплотехнические свойства представлены в тематических таблицах и вырезках из нормативно-технической документации. Они размещены в свободном доступе в Интернете на различных форумах и строительных порталах.

Схема размещения термопар и тепломеров на образце оконного блока (по ГОСТу).

Важно отметить, что специалисты в области строительства выделяют несколько типов сопротивления, а именно:

  • приведенное;
  • термическое;
  • нормативное.

Они все отличаются характеристиками измерения, а также способом обеспечения теплоотдачи. Разберем детально каждый из них. Первым делом следует сказать, что сегодня на территории нашего государства действует нормативно-техническая документация, которая устанавливает требования к тепловой защите сооружений (Свод правил  50.13330.2012).

Базовые значения необходимого сопротивления для сооружений

Согласно информации, которая в ней указана, теплозащитная оболочка сооружения обязательно должна соответствовать следующим характеристикам:

а) показатель приведенного сопротивления каждого из элементов оконной конструкций должен быть не меньше, чем  установленное нормированное значение;

б) удельные показатели сооружения должны быть не больше тех, которые регламентируют комплексные требования;

в) температурные показатели на внутренних  покрытиях окон должны быть не меньше характеристик, установленных санитарно-гигиеническими правилами.Для удержания температуры в помещении важно уметь определить сопротивление оконных блоков

 

Важно одновременно учитывать все указанные пункты, только тогда тепловой эффект будет гарантирован.

Ниже вашему вниманию представлены таблицы, которые упростят процесс расчетов в зависимости от региона и типа сооружения.Сравнение роста параметров по оптимально подобранным стеклопакетам

Комфорт проживания, а также степень обустройства квартиры или частного дома напрямую зависят от той температуры, которая будет в помещения.

Для того, чтобы ее удерживать, важно заботиться не только о наличии мощных обогревательных приборов и утеплении здания снаружи, но и о сопротивлении теплопередаче оконных конструкций.

Используйте в работе таблицы и схемы из нормативных документов или же обращайтесь за помощью к специалистам в строительной отрасли, которые легко справятся с этой задачей.

Теплые алюминиевые окна

Коэффициент теплопроводности окон ПВХ

По своим прочностным свойствам, высокой коррозионной стойкости и способности принимать сложную форму поперечного сечения алюминиевые профили представляются весьма подходящим материалом для изготовления каркасов для окон и других различных видов остекления зданий. Однако алюминий имеет настолько высокую теплопроводность, что температура рамы окна, которая полностью изготовлена  из алюминиевых профилей снаружи и внутри здания практически не отличается, причем как зимой, так и летом.

Решением этой проблемы являются так называемые комбинированные профили, которые называют также «теплыми» алюминиевыми профилями.

Эти профили состоят из двух алюминиевых профилей – наружного и внутреннего, которые соединяются друг с другом через материал с низкой теплопроводностью, таким как полиамид, полиуретан или поливинилхлорид.

Говорят, что этот материал с низкой теплопроводностью образует терморазрыв, а такие профили называют также алюминиевыми профилями с терморазрывом.

Европейский стандарт EN 14024 и международные стандарты ISO 10077 и ISO 15099 применяют термин «thermal barrier», то есть «термический барьер», а американские нормативные документы – термин «thermal break». Российские стандарты, например, ГОСТ 22233-2001 на алюминиевые профили применяют термин «термовставка».

Алюминиевые профили для окон и дверей

Европейский стандарт EN 14024 устанавливает два типа терморазрыва для металлических профилей, в том числе, для алюминиевых профилей (рисунок 1).

Рисунок 1 – Два типа терморазрыва в алюминиевых профилях

Первая технология изготовления алюминиевого профиля с терморазрывом заключается в том, что две противоположных кромки полиамидного профиля вставляют в специальные пазы алюминиевых профилей, наружного и внутреннего. Затем производится закатка кромок этих пазов, что обеспечивает прочное соединение термомоста с каждым из алюминиевых профилей, а алюминиевых профилей друг с другом.

Вторая технология изготовления алюминиевых профилей с терморазрывом включает заливку жидкого полиуретана в алюминиевый профиль, который имеет специальные пазы. Затем, после затвердевания полиуретана, тонкие «перепонки» между наружной и внутренней частью алюминиевого профиля удаляют – вырывают или фрезеруют – и получается алюминиевый профиль с терморазрывом.

Теплопередача и теплопроводность

Коэффициент теплопередачи окна – любого окна, алюминиевого, деревянного, пластикового – это количество тепла, которое проходит в единицу времени через единицу площади окна на 1 градус разности температуры между обеими сторонами окна – наружной и внутренней. Поэтому величина коэффициента теплопередачи измеряется в Вт/(м2·К) или «в ваттах на метр квадратный на градус Кельвина».

Алюминиевые, пластиковые и деревянные окна отличаются друг от друга материалом рамы. Вклад рамы в коэффициент теплопередачи этих окон может весьма сильно различаться. Это связано в первую очередь с различиями в коэффициентах теплопроводности этих материалов: алюминия, пластика ПВХ и древесины.

Нелишне отметить, что теплопроводность – это физическое свойство материала, например, древесины рамы окна. Коэффициент теплопроводности отражает способность материала передавать тепло  на расстояние под воздействием перепада температуры и поэтому имеет размерность Вт/(м·К). Иными словами, это – количество тепла на единицу длины при перепаде температуры в один градус (Кельвина или Цельсия).

Коэффициент теплопередачи в отличие от коэффициента теплопроводности – это характеристика окна как физического тела.

Коэффициент теплопередачи окна отражает его способность сопротивляться пропусканию через себя тепла под воздействием перепада температуры на внутренней и наружной своих поверхностях.

Поэтому коэффициент теплопередачи имеет размерность Вт/(м2·К). Иными словами, это – количество тепла на единицу площади окна при перепаде температуры в один градус.  

Теплопередача окна по ISO 10077-1

Самыми надежными методами для определения коэффициента теплопередачи рам окон и окон в целом являются численные методы (например, метод конечных элементов, метод конечных разностей или метод граничных элементов) в соответствии с указаниями стандарта ISO 10077-2. Кроме того применяют стандартизированные экспериментальные методы на основе измерения тепловых потоков через элементы окна и окно в целом.

Стандарт ISO 10077-1 предназначен для оценки коэффициентов теплопередачи окон различной конструкции при отсутствии данных численного расчета и экспериментальных данных.

Для простого глухого окна – окна с рамой без створок и импостов (горизонтальных и вертикальных перекладин) – формула для вычисления коэффициента теплопередачи окна согласно стандарту ISO 10077-1 упрощается до следующего вида:

где:
Ag – площадь светопроникающей части окна;
Af – площадь  рамы (проекция на вертикальную плоскость);
lg – длина периметра светопроникающей части окна;
Ψg – линейная теплопередача (на стыке между рамой и светопроникающей частью окна).

Теплопередача пластикового окна

Международный стандарт ISO 10077-1 дает минимальные величины коэффициентов теплопередачи рам окна ПВХ с двумя камерами и тремя камерами. Эти минимальные коэффициенты теплопередачи рам окон ПВХ – металлопластиковых окон – составляют соответственно 2,2 и 2,0 Вт/м2·К.

Рисунок 2 – Минимальный коэффициент теплопередачи окон ПВХ

Обычно рамы окон ПВХ имеют именно 3 камеры. Встречаются рамы ПВХ с 4-мя и даже 5-тью камерами, но они дороже обычных. Стандарт ISO 10077-1 указывает, что камерой окна ПВХ может считаться только полость шириной не менее 5 мм. Данных о коэффициенте теплопередачи рам таких «экзотических» окон ПВХ стандарт не приводит.

Рисунок 3 – Минимальная ширина камеры рамы окна ПВХ

Теплопередача деревянного окна

На рисунке 4 приведен график зависимости минимального коэффициента теплопередачи рамы деревянного окна, во-первых, от типа древесины (мягкая или твердая) и, во-вторых, от толщины рамы.

Рисунок 4 – Коэффициент теплопередачи деревянных рам1 – твердые породы (700 кг/куб. м и 0,18 Вт/м К);

2 -мягкие породы (500 кг/куб. м и 0,13 Вт/м К)

Для типичной толщины деревянного окна 50 мм коэффициент теплопередачи рамы составляет для мягких пород 2,0 Вт/м2 К, а для твердых пород – 2,2 Вт/м2 К. С увеличением толщины рамы за 150 мм коэффициент теплопередачи рамы приближается к единице.

Терморазрыв алюминиевой рамы

На рисунке 5 показаны основные конструкционные характеристики алюминиевой рамы с терморазвязкой в виде полиамидных вставок.

Рисунок 5 – Алюминиевая рама с полиамидными вставками:
0,2 < λ ≤ 0,3 Вт/(м2 К)
b1 + b2 + b3 + b4 ≤ 0,2 bf

Коэффициент теплопередачи оконной рамы из алюминиевых профилей с терморазрывом зависит от:

  • коэффициента теплопроводности материала терморазрыва;
  • длины терморазрыва, d, то есть минимального расстояния между наружным и внутренним алюминиевыми профилями;
  • ширины терморазрыва, b1+b2+b3+b4;
  • отношения общей ширины терморазрыва (b1+b2+b3+b4) к ширине рамы bf.

Длина терморазрыва

Производители алюминиевых окон обычно декларируют длину (или ширину) полиамидных вставок, которые образуют терморазрыв в алюминиевых профилях рамы.

Однако эти полиамидные вставки имеют заделку в алюминиевых профилях не менее 2,5 мм с каждой стороны.

Поэтому, если применяются полиамидные вставки, например, длиной 34 мм, то они обеспечивают эффективный терморазрыв в лучшем случае длиной всего 29 мм.

Формула

Формула для вычисления коэффициента теплопередачи рамы алюминиевого окна выглядит следующим образом:

где
Af,i /Af,di – отношение площади проекции внутренней поверхности рамы на плоскость окна к полной внутренней поверхности рамы (рисунок 6);
Af,e /Af,de – отношение площади проекции наружной поверхности рамы на плоскость окна к полной наружной поверхности рамы (рисунок 6);
Rsi – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности рамы (прослойки воздуха на внутренней поверхности рамы), (м2 ·К)/Вт;
Rse – сопротивление теплопередаче наружной поверхности рамы (прослойки воздуха на наружной поверхности рамы), (м2·К)/Вт;
Rf – сопротивление теплопередаче сечения рамы, (м2·К)/Вт.

Рисунок 6 – Параметры формы алюминиевой рамы,
которые влияют на величину ее коэффициета теплопередачи

Сопротивление теплопередаче алюминиевой рамы

Сопротивление рамы алюминиевого окна без терморазрыва принимается равным нулю: Rf = 0.

Минимальное сопротивление алюминиевой рамы в зависимости от длины терморазрыва d принимается по сплошной линии графика на рисунке 7.

Рисунок 7 – Величины Rf для алюминиевой рамы с терморазрывом

Заштрихованная область на рисунке 7 выше сплошной линии соответствует величинам сопротивления теплопередаче рамы, полученным для различных алюминиевых окон при различных условиях в различных европейских странах. Поэтому верхнюю линию надо понимать как практический максимум сопротивления теплопередаче алюминиевых рам для заданных величин терморазрыва d.

Наружная и внутрення поверхности рамы

Величины сопротивления теплопередаче внутренней и наружной поверхностей рамы вертикального окна по ISO 10077-1 принимаются:

  • Rsi = 0,13 м2·К/Вт (для внутренней поверхности рамы);
  • Rse = 0,04 м2·К/Вт (для наружной поверхности рамы).

Теплопередачи алюминиевой рамы

При заданной длине терморазрыва d максимальная величина коэффициента теплопередачи алюминиевой рамы по формуле достигается при Ai = Aid и Ae = Aed (см. рисунок 6).

В этом случае

Uf = 1/ (0,13 + Rf + 0,04) = 1/(Rf + 0,17)

Алюминиевая рама без терморазрыва

Для алюминиевой рамы без терморазрыва принимается Rf = 0, что дает

Uf = 1/(0 + 0,17) = 5,9 Вт/м2·К

Алюминиевая рама с терморазрывом d = 19 мм

Для полиамидной термовставки 24 мм

1) Минимальная величина сопротивления теплопередаче алюминиевой рамы (по сплошной линии графика рисунка 7):

Rf = 0,18 м2·К/Вт

2) Максимальная величина сопротивления теплопередаче алюминиевой рамы (по пунктирной линии графика рисунка 7):

Rf = 0,30 м2·К/Вт

3) Максимальный (худший) коэффициент теплопередачи рамы с d = 19 мм:

Uf = 1/(0,18 + 0,17) = 1/0,35 = 2,9 Вт/м2 К.

4) Минимальный (лучший) коэффициент теплопередачи рамы с d = 19 мм:

Uf = 1/(0,30 + 0,17) = 1/0,47 = 2,1 Вт/м2 К.

Алюминиевая рама с терморазрывом d = 28 мм

Для термовставки 33 мм

1) Минимальная величина сопротивления теплопередаче алюминиевой рамы (по сплошной линии графика рисунка 7):

Rf = 0,22 м2·К/Вт

2) Максимальная величина сопротивления теплопередаче алюминиевой рамы (по пунктирной линии графика рисунка 7):

Rf = 0,35 м2·К/Вт

3) Максимальный (худший) коэффициент теплопередачи рамы с d = 28 мм:

Uf = 1/(0,22 + 0,17) = 1/0,39 = 2,6 Вт/м2 К.

4) Минимальный (лучший) коэффициент теплопередачи рамы с d = 28 мм:

Uf = 1/(0,35 + 0,17) = 1/0,52 = 1,9 Вт/м2 К.

Коэффициент теплопередачи алюминиевого окна

На основании известного коэффициента теплопередачи алюминиевой рамы и известного коэффициента теплопередачи стеклопакета (таблица 1) по соответствующим таблицам производится определение минимального коэффициента теплопередачи всего окна.

Таблица 1 – Коэффициенты теплопередачи стеклопакетов (фрагмент)

Стандарт ISO 10077-1 дает четыре таблицы для определения коэффициента теплопередачи окан в зависимости от отношения площади рамы к общей площади окна – 20 и 30 %, а также для различных типов спейсеров стеклопакетов – обычных и с улучшенными тепловыми характеристиками.

Таблица 2 – Коэффициенты теплопередачи окон с отношением площади рамы 20 % от общей площади окна (стеклопакеты с обычными спейсерами) – алюминиевые рамы

Таблица 3 – Коэффициенты теплопередачи окон с отношением площади рамы 30 % от общей площади окна (стеклопакеты с обычными спейсерами) – рамы пластиковые и деревянные
  1. Рамы деревянных окон имеют самый низкий (самый лучший) коэффициент теплопередачи. При толщине рамы деревянной рамы 50 мм коэффициент теплопередачи рамы составляет около 2,0 Вт/м2·К. При увеличении толщины деревянной рамы до 100 мм коэффициент теплопередачи рамы снижается до 1,5 Вт/м2·К, а до 150 мм – до 1,0 Вт/м2·К.
  2. Лучшие алюминиевые окна способны обеспечивать коэффициент теплопередачи до 1,9 Вт/м2·К. “Худшие” трехкамерные металлопластиковые окна имеют раму с коэффициентом теплопередачи около 2,2 Вт/м2·К. То есть, худшие пластиковые окна могут быть хуже лучших алюминиевых окон.
  3. Более высокая прочность алюминиевых сплавов по сравнению с пластиками и древесиной позволяет снижать ширину рамы окна. Доля площади рамы типичного алюминиевого окна составляет около 20 %, тогда как у пластиковых и деревянных окон – около 30 %.
    Поскольку коэффициент теплопередачи хорошего  стеклопакета всегда ниже, чем коэффициент теплопередачи любой рамы, то это дает алюминиевым окнам возможность конкурировать с окнами других типов, в первую очередь, с пластиковыми, по тепловой эффективности. Остается, правда, вопрос возможного выпадения конденсата на алюминиевой раме.
  • Алюминиевые сплавы в автомобиле
  • Упрочнение алюминия: 3 механизма

РусскийEnglish

Требуемое сопротивление теплопередаче окон

Коэффициент теплопроводности окон ПВХ

Основная физическая единица характеризующая, теплопроводность окна является приведенное сопротивление теплопередаче Ropr (м2*°С)/Вт.

Обычному человеку значение Ropr (м2°С)/Вт ни о чем не говорит, и при выборе окон часто можно слышать такие советы:

Обращайте внимание на теплоизоляционный показатель выбираемого окна – сопротивление теплопередаче. Величину его брать чем больше, тем лучше. Минимальное R рекомендую не ниже 0,55 (м2°С/Вт) – как для средней полосы России.

Т. е. используется подход чем больше, тем лучше.

Не зная требуемую величину Ropr для Вашего региона Вы совершенно “слепы” при выборе окна.

В статьях:

мы рассматривали физические свойства сопротивления теплопередаче Ropr (м2°С)/Вт.

В этой статье рассмотрим, как определить ТРЕБУЕМОЕ сопротивление теплопередаче Ropr tr и от чего оно зависит.

Согласно СП 50.13330.2012 СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ

5 Тепловая защита зданий

5.1 Теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям:

  • а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);
  • б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);
  • в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований а), б) и в).

Требуемое Приведенное сопротивление теплопередаче, Ropr, м2С/ВТ, окна определяется по Таблице 3.

Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

Здания и помещенияГрадусо-сутки отопительного периода, °С сут/годБазовые значения требуемого сопротивления теплопередаче (м2°С)/Вт, ограждающих конструкций
Окон и балконных дверей, витрин и витражей
1 Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития20000,3
40000,45
60000,6
80000,7
100000,75
120000,8

Градусо-сутки отопительного периода, °С ∙ сут/год, определяем по формуле

ГСОП = (tв – tот)*zот,

Где:

  • tот, zот – средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С.
  • – расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая при расчете ограждающих конструкций групп зданий указанных в таблице 3: по поз. 1 – по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20 – 22 °С).

Согласно ГОСТ 30494, Таблица 1 – Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий.

  • Оптимальная температура воздуха для жилой комнаты – 20-22 °С
  • Оптимальная температура воздуха для жилой комнаты в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже – 21-23 °С

Таким образом:

  • tв – 20 °С для районов с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 30°С и выше;
  • tв – 21 °С для районов с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже.

Климатические параметры холодного периода года для различных регионов tот, zот, приведены в Таблице 1 СНиП 23-01-99 СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ

Определив значения ГСОП, учитывая Таблицу 3 – Базовых значений требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций СП 50.13330.2012 СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ, определяем Ropr по формулам:

ГСОПRopr tr
до 20000,3
2000 – 6000(ГСОП – 2000) * 0,000075 + 0,3
6000 – 8000(ГСОП – 6000) * 0,00005 + 0,6
больше 8000(ГСОП – 8000) * 0,000025 + 0,7

Результаты расчетов сводим в таблицу.

Учитывая вышесказанное, зная:

  • t5 0,92 °С – температуру наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92);
  • Zот.пер. Суток – продолжительность отопительного периода;
  • Tот.пер. °С – среднюю температуру наружного воздуха в отопительній период;

можно рассчитать требуемое сопротивление теплопередаче Ropr tr в Вашем регионе.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.