Теплопередача стеклопакетов, коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов

Содержание
  1. Сопротивление теплопередаче стеклопакетов
  2. Параметры газонаполненных стеклопакетов.
  3. А сколько это будет в цифрах?
  4. Как читать формулу стеклопакета
  5. Дополнительные способы уменьшения теплопотерь
  6. Основные виды стеклопакетов
  7. Преимущества с/п с энергосберегающим И-стеклом
  8. Технические характеристики стеклопакетов
  9. Расчетные значения сопротивления теплопередаче для центральной термически однородной зоны некоторых стеклопакетов СТО СППП 4.3-2013
  10. Размер камеры и газ в стеклопакете
  11. Особые свойства стеклопакетов
  12. Что такое теплопроводность окна и от чего она зависит?
  13. Как вычислить общую теплопроводность окна
  14. Маркировка дистанционных рамок и межкамерного пространства у стеклопакетов
  15. От чего зависят эти тепловые потери
  16. Показатель теплопередачи профильной системы
  17. Приведенное сопротивление теплопередаче окон
  18. Вычисление общей теплопроводности окна

Сопротивление теплопередаче стеклопакетов

 

Двойной стеклопакет

Двухкамерный стеклопакет

Для определения теплопередачи той или иной преграды используют формулу:

U = W/(S*T), где

U – теплопередача;

W – мощность проходящего через преграду потока энергии, Вт;

S – площадь преграды, м²;

Изображение, демонстрирующее утечку тепла через окна по сравнению с утечкой через стены здания

Изображение, демонстрирующее утечку тепла через окна по сравнению с утечкой через стены

T- разница температур за и перед преградой, при которой происходит отток тепла.

Физический смысл этой формулы прост. Она показывает мощность энергетического потока, покидающего помещение через преграду площадью 1 кв. м при разнице температур за и перед преградой в 1° С. Чем меньше величина U, тем лучше термоизоляционные свойства преграды.

Но эта формула не слишком удобна для пользователей. В особенности, для россиян, привыкших к тому, что «чем больше, тем лучше». Поэтому в оборот была введена величина, названная «сопротивление теплопередаче». Ее обозначают буквой R.

R = 1/U

Монтаж теплого остекления фасада
Статья на нашем сайте «Теплое остекление фасада: мифы и трюки» расскажет вам о том, можно ли в действительности сделать масштабное остекление алюминиевым профилем тёплым

Как поменять холодное остекление балкона на теплое? Читайте в инструкции по адресу: https://oknanagoda.com/balkony-lodzhii/osteklenie/kholodnogo-ostekleniya-teplo.html

О раздвижных пластиковых окнах для балконных ограждений вам расскажет обзорный материал, посвященной теме остекления лоджий и балконов

На примере одного дома – разница между окнами с хорошей и плохой теплоизоляцией

На примере одного дома – разница между окнами с хорошей и плохой теплоизоляцией

Чем эта величина больше, тем, следовательно, лучше преграда, в частности, стеклопакет, сопротивляется оттоку тепла от помещения.

Часто для обозначения R используется термин коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета. Это не совсем верно. Обычно, коэффициент – это безразмерная величина, показывающая соотношение двух параметров. Но к данному термину все привыкли и используют его в обиходе даже чаще, чем правильную формулировку: «сопротивление теплопередаче».

Параметры газонаполненных стеклопакетов.

Результаты экспериментальных исследований стеклопакетов

(лаб. Г.Г. Фаренюка, НИИСК, г. Киев)

№ п/пКол-во камерВарианты остекленияГазовый состав, %Сопротивление теплопередаче, R опр. м2 К/ВтВоздухКриптонАргонКсенон

1 1 4M1-16-4М1 100 0,32
2 1 4M1-Kr16-4М1 100 0,38
3 1 4M1-16-4К 100 0,53
4 1 4M1-Kr16-4K 100 0,67
5 1 4К-Kr16-4К 100 0,7
6 1 4M1-16-4И 100 0,59
7 1 4M1-Kr16-4И 100 0,78
8 1 4M1-Хе16-4И 100 0,83
9 1 4M1-(Kr75/Ar25)16-4И 75 25 0,73
10 1 4M1-(Kr50/Ar50)16-4И 50 50 0,7
11 1 4M1-(Ar50/Хе50)16-4И 50 50 0,79
12 1 4M1-(Kr25/Ar75)16-4И 25 75 0,67
13 2 4M1-8-4М1-8-4М1 100 0,45
14 2 4M1-Kr8-4M1-Kr8-4M1 100 0,51
15 2 4M1-10-4М1-10-4М1 100 0,47
16 2 4M1-10-4М1-10-4К 100 0,59
17 2 4M1-Kr10-4М1-Kr10-4К 100 0,91
18 2 4M1-Xe10-4М1-Xe10-4К 100 1,16
19 2 4M1-(Kr75/Ar25)10-4М1-(Kr75/Ar25)10-4К 75 25 0,88
20 2 4M1-(Kr50/Ar50)10-4М1-(Kr50/Ar50)10-4К 50 50 0,82
21 2 4M1-(Ar50/Xe50)10-4М1-(Ar50/Xe50)10-4К 50 50 0,89
22 2 4M1-(Kr25/Ar75)10-4М1-(Kr25/Ar75)10-4К 25 75 0,81
23 2 4К-10-4М1-10-4К 100 0,73
24 2 4M1-Kr10-4К-Kr10-4К 100 1,48
25 2 4К-Kr10-4М1-Kr10-4К 100 1,54
26 2 4M1-10-4М1-10-4И 100 0,64
27 2 4M1-Kr10-4М1-Kr10-4И 100 1
28 2 4M1-Xe10-4М1-Xe10-4И 100 1,34
29 2 4M1-(Kr75/Ar25)10-4М1-(Kr75/Ar25)10-4И 75 25 0,94
30 2 4И-10-4М1-10-4И 100 0,93
31 2 4M1-(Kr50/Ar50)10-4М1-(Kr50/Ar50)10-4И 50 50 0,9
32 2 4M1-(Ar50/Xe50)10-4М1-(Ar50/Xe50)10-4И 50 50 0,92
33 2 4M1-(Kr25/Ar75)10-4М1-(Kr25/Ar75)10-4И 25 75 0,81
34 2 4И-Kr10-4М1-Kr10-4И 100 1,58
35 2 4И-Xe10-4М1-Xe10-4И 100 1,93
36 2 4И-(Kr75/Ar25)10-4М1-(Kr75/Ar25)10-4И 75 25 1,48
37 2 4И-(Kr50/Ar50)10-4М1-(Kr50/Ar50)10-4И 50 50 1,36
38 2 4И-(Ar50/Xe50)10-4И-(Ar50/Xe50)10-4И 50 50 1,48
39 2 4И-(Kr25/Ar75)10-4М1-(Kr25/Ar75)10-4И 25 75 1,3

Пример: 4М1-(Kr75/Ar25)16-4И – Со стороны улицы стекло без покрытия толщиной 4 мм, газовая прослойка толщиной 16 мм, заполненная смесью из 75 % криптона и 25 % аргона, стекло с мягким низкоэмиссионным покрытием толщиной 4 мм.

А сколько это будет в цифрах?

Однокамерный стеклопакет в окне

Окно с однокамерным стеклопакетом

В РФ сопротивление теплопередаче стеклопакета ГОСТ 24866-99 нормирует в следующих пределах (имеются ввиду стеклопакеты общестроительного назначения):

  • для однокамерного стеклопакета сопротивление теплопередаче минимально равно 0,32 м² *°С/Вт;
  • двухкамерный стеклопакет, сопротивление теплопередаче – минимально 0,44 м²*°С/Вт.

Нетрудно подсчитать, что максимально допустимый коэффициент теплопередачи стеклопакета однокамерного

U1 = 1/0,32 =3,125 Вт/м²*°С;

Двухкамерный стеклопакет в окне

Двухкамерный стеклопакет

Максимально допустимая теплопередача двухкамерного стеклопакета

U2 = 1/0,44 = 2, 273 Вт/м²*°С.

Понятно, что производителя интересует не сопротивление теплопередаче стеклопакета самого по себе, а то, как будет сопротивляться оттоку тепла всё окно в совокупности – стеклопакет, рама. Поэтому была введена еще одна величина: приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета. Рассчитывают ее по следующей формуле:

Ro = [(1-B)/Rp + B/Rsp]-1,

Сравнительная утечка тепла через стеклопакет и через раму

Утечка тепла через стеклопакет и через раму

где Ro – приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета;

B – отношение площади остекления к площади всего оконного проёма;

Rp – сопротивление теплопередаче профиля;

Rsp – сопротивление теплопередаче стеклопакета.

Как читать формулу стеклопакета

Каждый стеклопакет имеет строение, определяемое формулой. Это своеобразный паспорт изделия, по которому можно понять из каких материалов он изготовлен.

Например: 6М1-10-4М1-10Ar-И4

где, читается слева-направо:
6 — толщина внешнего стекла 6 мм;
М1 — марка стекла М1;
10 — дистанционная рамка толщиной 10 мм;
4 — толщина внутреннего стекла 4 мм;
М1 — марка стекла М1;
10 — дистанционная рамка толщиной 10 мм;
Ar — заполнение камеры инертным газом Аргон;
И — нанесение низкоэмиссионного мягкого (И) — покрытия на внутреннюю (к камере) поверхность стекла;
4 — толщина внутреннего стекла 4 мм.
При указании считается стекло крайнее левое — внешнее (уличное), крайнее правое — интерьерное (в помещение)

Что означают цифры в формуле стеклопакета

4М1-10Ar-4М1-10Ar-И4 — двухкамерный стеклопакет 32 мм, энергосберегающий слой есть только на внутреннем стекле + аргон в двух камерах.

Другие варианты популярных формул двухкамерных стеклопакетов:

4EnergyL-14Ar-4-14Ar-4И — мультифункциональное прозрачное стекло Energy Light + одно и-стекло + в двух камерах шириной по 14 мм газ аргон.

4PhBr-20Ar-4-20Ar-4И — феникс бронза или тонированное «в массе» стекло бронзового цвета + два аргона + и-стекло в стеклопакете толщиной 52 мм.

4STR35SISR-10ar-4-10ar-4И — это стеклопакет с серебряной тонировочной пленкой с аргоном в двух камерах и одним и-стеклом, 32мм.

4-14-4-14-4 — обычный стеклопакет толщиной 40 мм, где нет ни энергосберегающего напыления, ни заполнения аргоном.

4-10-4-10Ar-4i — один энергосберегающий слой и аргоном заполнена только внутренняя камера.

4PhCl-12ar-4-12ar-4.4.1 — бесцветное феникс-стекло (Phoenix Clear, просветлённое, обладает зеркальностью) + стекло триплекс (стратобель, многослойное стекло, повышенная ударопрочность и звукоизоляция) + аргон в двух камерах, 2-камерный стеклопакет (3 стекла), толщина стеклопакета 40мм.

Дополнительные способы уменьшения теплопотерь

Внушительного снижения теплопотерь удается достичь с помощью специальных покрытий. Сверхтонкий слой окислов металла наносится на внутреннюю поверхность стекла, что гарантирует его сохранность в процессе эксплуатации. Эта дополнительная пленка полностью пропускает видимый свет, но при этом выступает своеобразным «зеркалом», отражающим электромагнитное излучение инфракрасного (ИК) диапазона. Как известно из физики, нагретые тела значительную часть своей внутренней энергию излучают в этой области спектра.

Различают два вида стекол с дополнительным напылением:

  • k-стекла — получают нанесением оксидов металлов. Покрытие толщиной 0,4-0,5 мкм практически не влияет на светопропускание окна;
  • i-стекла — это технология сложнее, а значит стекла получаются дороже. Пленка получается двойным напылением в вакууме нескольких чередующихся слоев: между оксидных слоев наносятся слои чистого металла (обычно используется серебро толщиной 10-15 нанометров).

Применение таких покрытий позволяет снизить расходы на отопление на 15-20%.

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).
Читайте также:  Панорамное остекление балконов и лоджий в Москве и МО

картинка виды стеклопакетов

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 Rсп. Существенно повысить значение Rсп удается также с помощью создания вакуума в камере, но это приводит к резкому удорожанию конечного изделия.

Преимущества с/п с энергосберегающим И-стеклом

  • теплое окно фото
    Во-первых, И-стекло отражает длинноволновые тепловые лучи в сторону их излучателя (то есть зимой в сторону квартиры, где работают отопительные приборы, а летом в сторону улицы, где находятся нагретые солнцем камни, асфальт и т.д.), что значительно снижает расходы на отопление зимой (до 60%) и на кондиционирование летом (до 30%). Иными словами, покрытие оставляет тепло там, где его больше (эффект термоса). Теплоизолирующая способность с/п с И-стеклом значительно выше по сравнению с обычным двухкамерным с/п.
  • Во-вторых, с/п с И-стеклом имеет значительный выигрыш и в отношении комфортности в помещении. Например, при наружной температуре —26 °С и температуре в помещении +25 °С, у обычного однокамерного с/п температура стекла на внутренней поверхности внутри помещения будет +5° С, у обычного 2-х камерного с/п +11 °С, а у однокамерного с/п с И-стеклом +14° С. А если «как себе» поставить 2-х камерный с/п максимальной толщины 42 мм (возможно при использовании профиля ПВХ монтажной глубиной 70 мм) с И-стеклом, то температура у окна будет больше +17 °С! Это означает, что режим нагрева помещения может быть изменен, т.к. отопительной системе нет необходимости компенсировать значительную «холодную» зону вблизи окна.

Зона вблизи окна из обычного остекления приводит к так называемым эффекту «сквозняка», связанным с заметной конвекцией холодного воздуха вблизи окна (этот же «сквозняк» легко почувствовать рукой, в которой держишь эскимо — даже находясь в квартире, где нет ветра, рука ощущает «холодный ветерок»). Следовательно, использование с/п с И-стеклом увеличивает полезную жилую площадь комнаты за счет комфортного приоконного пространства (в небольшой квартире можно придвинуть стол или кровать ближе к окну), а также не дает влаге осаждаться на стеклах, тем самым исключает появление конденсата.

  • В-третьих, вес такого однокамерного с/п на 10 кг на 1м.кв. с/п ниже по сравнению с 2-х камерным, что позволяет проектировать большие площади створок окон и дверей, значительно снижает нагрузку на фурнитуру створки Вашего окна и увеличивает срок ее эксплуатации.
  • В-четвертых, это И-стекло препятствует выгоранию обоев, обивки и предметов интерьера из-за отсутствия солнечного перегрева летом без использования штор или затемненных стекол. При этом прозрачность И-стекла сравнима с прозрачностью обычного стекла. Подобный набор свойств не доступен ни одному другому типу остекления на сегодняшний день.

Чтобы убедиться, что вы являетесь счастливым обладателем окон с таким стеклом, можно в сумерки поднести к окну пламя зажигалки и увидеть среди отраженных одно отражение с оттенком другого цвета как на рисунке.

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.

Расчетные значения сопротивления теплопередаче для центральной термически однородной зоны некоторых стеклопакетов СТО СППП 4.3-2013

Хочу обратить Ваше внимание на то, что увеличение толщины стеклопакета до 10-16 мм приводит к увеличению сопротивления теплопередаче, затем идет снижение.

Это вызвано увеличением конвективного перемешивания газа заполняющего стеклопакет, причем для различных газов своя оптимальная толщина межстекольной прослойки.

К примеру, оптимальная толщина камеры для аргона составит 13 мм, в то время как для криптона она будет уже — 9 мм.

Таблица В.1 – Значения сопротивления теплопередаче для однокамерных стеклопакетовХарактеристикастеклопакетаСопротивление теплопередаче Rо, м2•ºС/Вт при заполнении межстекольного пространства газом*воздухаргонкриптонксенон

Обычное стекло, коэффициент эмиссии ε1 = ε2 = 0,83
4М1-8-4М1 0,33 0,36 0,38 0,39
4М1-10-4М1 0,35 0,37 0,38 0,39
4М1-12-4М1 0,35 0,37 0,38 0,39
4М1-14-4М1 0,34 0,37 0,38 0,39
4М1-16-4М1 0,34 0,37 0,38 0,38
4М1-18-4М1 0,34 0,37 0,38 0,38
4М1-20-4М1 0,34 0,36 0,38 0,38
4М1-22-4М1 0,34 0,36 0,37 0,38
4М1-24-4М1 0,34 0,36 0,37 0,38
Низкоэмиссионное стекло ε1 = 0,04, обычное стекло, ε2 = 0,83
4М1-8-И4 0,49 0,62 0,78 0,83
4М1-10-И4 0,55 0,69 0,76 0,82
4М1-12-И4 0,54 0,67 0,75 0,80
4М1-14-И4 0,54 0,67 0,74 0,79
4М1-16-И4 0,53 0,66 0,73 0,78
4М1-18-И4 0,53 0,65 0,72 0,77
4М1-20-И4 0,52 0,64 0,71 0,76
4М1-22-И4 0,52 0,64 0,71 0,75
4М1-24-И4 0,51 0,63 0,70 0,75
Низкоэмиссионное стекло ε1 = 0,06, обычное стекло, ε2 = 0,83
4М1-8-И4 0,48 0,61 0,75 0,80
4М1-10-И4 0,54 0,66 0,73 0,78
4М1-12-И4 0,53 0,65 0,72 0,77
4М1-14-И4 0,53 0,65 0,71 0,76
4М1-16-И4 0,52 0,64 0,70 0,75
4М1-18-И4 0,52 0,63 0,70 0,74
4М1-20-И4 0,51 0,62 0,69 0,73
4М1-22-И4 0,51 0,62 0,69 0,73
4М1-24-И4 0,50 0,61 0,68 0,72
Низкоэмиссионное стекло ε1 = 0,08, обычное стекло, ε2 = 0,83
4М1-8-И4 0,47 0,59 0,72 0,76
4М1-10-И4 0,53 0,64 0,70 0,75
4М1-12-И4 0,52 0,63 0,69 0,74
4М1-14-И4 0,52 0,63 0,69 0,73
4М1-16-И4 0,51 0,62 0,68 0,72
4М1-18-И4 0,51 0,62 0,68 0,72
4М1-20-И4 0,50 0,61 0,67 0,71
4М1-22-И4 0,50 0,61 0,66 0,71
4М1-24-И4 0,49 0,60 0,65 0,70
Низкоэмиссионное стекло ε1 = 0,10, обычное стекло, ε2 = 0,83
4М1-8-И4 0,46 0,58 0,69 0,73
4М1-10-И4 0,52 0,62 0,68 0,72
4М1-12-И4 0,51 0,61 0,67 0,71
4М1-14-И4 0,51 0,61 0,67 0,71
4М1-16-И4 0,50 0,60 0,66 0,70
4М1-18-И4 0,50 0,60 0,66 0,69
4М1-20-И4 0,49 0,59 0,65 0,68
4М1-22-И4 0,49 0,59 0,65 0,68
4М1-24-И4 0,48 0,58 0,65 0,67

* Приведенные данные соответствуют температурному перепаду Δt= (tв — tн) = 50 ºС;
расчетное заполнение межстекольного пространства инертными газами — 95%

Таблица В.2 – Значения сопротивления теплопередаче для двухкамерных стеклопакетов

Характеристика стеклопакетаСопротивление теплопередаче Rо, м2•ºС/Вт при заполнении межстекольного пространства газом*воздухаргонкриптонксенонОбычное стекло, коэффициент эмиссии ε1 = ε2 = ε3 = 0,834М1-8-4М1-8-4М10,480,530,590,604М1-10-4М1-10-4М10,510,560,590,604М1-12-4М1-12-4М10,530,570,590,604М1-14-4М1-14-4М10,530,570,590,604М1-16-4М1-16-4М10,530,570,590,604М1-18-4М1-18-4М10,530,570,590,604М1-20-4М1-20-4М10,530,570,580,59

Низкоэмиссионное стекло ε1 = 0,04, обычное стекло, ε2 = ε3 = 0,834М1-8-4М1-8-4И0,640,801,051,124М1-10-4М1-10-4И0,730,911,041,104М1-12-4М1-12-4И0,780,931,031,094М1-14-4М1-14-4И0,780,931,021,084М1-16-4М1-16-4И0,780,931,011,064М1-18-4М1-18-4И0,770,921,001,064М1-20-4М1-20-4И0,760,910,991,05

Низкоэмиссионное стекло ε1 = 0,06, обычное стекло, ε2 = ε3 = 0,834М1-8-4М1-8-4И0,630,781,011,084М1-10-4М1-10-4И0,710,881,011,064М1-12-4М1-12-4И0,760,910,991,054М1-14-4М1-14-4И0,760,910,981,034М1-16-4М1-16-4И0,760,900,971,024М1-18-4М1-18-4И0,750,890,971,024М1-20-4М1-20-4И0,750,880,961,01

Низкоэмиссионное стекло ε1 = 0,08, обычное стекло, ε2 = ε3 = 0,834М1-8-4М1-8-4И0,620,760,981,044М1-10-4М1-10-4И0,700,860,971,024М1-12-4М1-12-4И0,750,880,961,014М1-14-4М1-14-4И0,750,880,951,004М1-16-4М1-16-4И0,750,880,940,994М1-18-4М1-18-4И0,740,870,930,984М1-20-4М1-20-4И0,730,860,930,97

Читайте также:  Обшивка балкона сайдингом снаружи своими руками с фото и видео

Низкоэмиссионное стекло ε1 = 0,10, обычное стекло, ε2 = ε3 = 0,834М1-8-4М1-8-4И0,610,740,951,014М1-10-4М1-10-4И0,690,840,940,984М1-12-4М1-12-4И0,740,860,930,974М1-14-4М1-14-4И0,740,860,920,964М1-16-4М1-16-4И0,740,850,910,954М1-18-4М1-18-4И0,730,850,910,944М1-20-4М1-20-4И0,720,840,900,93

* Приведенные данные соответствуют температурному перепаду Δt= (tв — tн) = 50 ºС;
расчетное заполнение межстекольного пространства инертными газами — 95%

Таблица В.3 – Значения сопротивления теплопередаче для двухкамерных стеклопакетов с низкоэмиссионным покрытием внутреннего и среднего стеклаХарактеристика стеклопакетаСопротивление теплопередаче Rо, м2•ºС/Вт при заполнении межстекольного пространства газом*воздухаргонкриптонксенон

Низкоэмиссионное стекло ε1 = ε2 = 0,04, обычное стекло коэффициент эмиссии ε3 = 0,83
4И-8-4М1-8-4И 0,80 1,07 1,69 1,83
4И-10-4М1-10-4И 0,95 1,27 1,65 1,79
4И-12-4М1-12-4И 1,09 1,44 1,62 1,75
4И-14-4М1-14-4И 1,11 1,42 1,60 1,72
4И-16-4М1-16-4И 1,09 1,40 1,57 1,72
4И-18-4М1-18-4И 1,08 1,38 1,56 1,69
4И-20-4М1-20-4И 1,07 1,37 1,54 1,66
Низкоэмиссионное стекло ε1 = ε2 = 0,06, обычное стекло коэффициент эмиссии ε3 = 0,83
4И-8-4М1-8-4И 0,79 1,04 1,59 1,70
4И-10-4М1-10-4И 0,92 1,21 1,55 1,66
4И-12-4М1-12-4И 1,05 1,37 1,52 1,64
4И-14-4М1-14-4И 1,07 1,35 1,50 1,61
4И-16-4М1-16-4И 1,05 1,33 1,48 1,59
4И-18-4М1-18-4И 1,04 1,32 1,47 1,57
4И-20-4М1-20-4И 1,03 1,30 1,45 1,56
Низкоэмиссионное стекло ε1 = ε2 = 0,08, обычное стекло коэффициент эмиссии ε3 = 0,83
4И-8-4М1-8-4И 0,77 1,00 1,49 1,59
4И-10-4М1-10-4И 0,89 1,16 1,46 1,56
4И-12-4М1-12-4И 1,01 1,30 1,44 1,54
4И-14-4М1-14-4И 1,03 1,28 1,42 1,51
4И-16-4М1-16-4И 1,02 1,27 1,40 1,50
4И-18-4М1-18-4И 1,00 1,25 1,39 1,48
4И-20-4М1-20-4И 0,99 1,24 1,37 1,47
Низкоэмиссионное стекло ε1 = ε2 = 0,10, обычное стекло коэффициент эмиссии ε3 = 0,83
4И-8-4М1-8-4И 0,75 0,96 1,39 1,48
4И-10-4М1-10-4И 0,87 1,12 1,36 1,45
4И-12-4М1-12-4И 0,99 1,26 1,34 1,43
4И-14-4М1-14-4И 1,01 1,24 1,32 1,41
4И-16-4М1-16-4И 1,00 1,23 1,30 1,40
4И-18-4М1-18-4И 0,98 1,21 1,30 1,39
4И-20-4М1-20-4И 0,97 1,19 1,29 1,39

* Приведенные данные соответствуют температурному перепаду Δt= (tв — tн) = 50 ºС;
расчетное заполнение межстекольного пространства инертными газами — 95%

Размер камеры и газ в стеклопакете

Размер камеры — расстояние между стеклами в стеклопакете — также оказывает влияние на его свойства. От того, чем заполнена эта камера —
воздухом или инертным газом — также зависит теплоизоляция (см. результаты испытаний стеклопакетов с аргоном).

Принято считать что внутри стеклопакета вакуум, что в корне неверно, так как в таком случае стеклопакет просто лопнул бы сразу после выхода с конвейера под воздействием атмосферного давления.

На самом деле внутри стеклопакета обычный (осушенный) воздух или специальный инертный газ.

На что влияет размер камеры

Улучшение звукоизоляции Нет
Улучшение теплоизоляции Да (+50%)

Улучшение теплоизоляции происходит с увеличением расстояния между стеклами — от 8 до 24 мм. Дистанция между стеклами менее 8 мм, например, 6 мм, допускается по ГОСТ 24866-2014 «Стеклопакеты клееные» только для стеклопакетов внутреннего остекления.

В двухкамерном стеклопакете увеличение дистанционной рамки более 16 мм ведет к обратному эффекту — теплоизоляция снижается.

 Формула Пропускание света
τv(%)
Солярный фактор
g (%)
Пропускание УФ лучей
τuv(%)
Сопротивление теплопередаче
м2 С/Вт
 4CGS-6Ar-4М1-6Ar-И4 59 39 15 0,88 (расчетн.)
 4CGS-16Ar-4М1-14Ar-И4 59 39 15 1,45 (расчетн.)
 4CGS-18Ar-4М1-18Ar-И4 59 39 15 1,43 (расчетн.)
 4CGS-16Ar-4М1-24Ar-И4 59 39 15 1,41 (расчетн.)

Некоторые наблюдения демонстрируют увеличение теплоизоляции при увеличении ширины камеры, но при незначительной разнице температур стекол, ограничивающих камеру. Широкая дистанция между стеклами предпочтительнее, когда эта камера — вторая в стеклопакете, то есть расположена ближе к помещению.

Для лучшей теплоизоляции эффективно заполнить камеру газом, более плотным чем воздух. В частности, повышает изоляционные свойства стеклопакета закачивание аргона. Подробнее: Зачем нужен газ в стеклопакете

Особые свойства стеклопакетов

Герметично соединенные в стеклопакете стекла позволяют придать остеклению качественно новые характеристики. С практической точки зрения такая конструкция удобнее так как мыть стекла изнутри нет необходимости — они остаются чистыми в течение всего срока службы изделий, что для современных пластиковых окон составляет примерно 60 лет в умеренной климатической зоне.

Современные технологии производства стекол позволяют вводить новые типы остекления за счет использования различных декоративных, защитных и физических свойств. В частности одним из наиболее перспективных считаются разработки самоочищающихся стеклопакетов.

Самоочищающиеся стеклопакеты — стеклопакеты с гидрофобным покрытием, которое благодаря отталкивающему молекулы воды свойству сохраняет стекло чистым существенно дольше, в сравнении с обычным стеклом.

Греющие стеклопакеты или стеклопакеты с элетрообогревом стекла — стеклопакеты в которых устанавливается специальное многослойное стекло с структурированным токопроводящим слоем. При циркуляции тока по проводнику стекло способно выделять тепло до +50 0C.
Подробнее.

Огнестойкие стеклопакеты — или противопожарные стеклопакеты, представляют собой конструкцию с участием многослойного стекла и огнезащитных прослоек. Такая прослойка при высоких температурах образует плотную твердую пену, защищающую от распространения пламени за счет удержания осколков стекла на месте и препятствует тепловому излучению от очага пожара.

Декоративные стеклопакеты — внутрь стеклопакета для визуального разделения на секции могут быть встроены шпросы (раскладка). Для ценителей узорного рисунка стеклопакет может быть украшен орнаментом, витражным узором в стиле витража тиффани.

Стеклопакеты с встроенными жалюзи — особенно востребованы в медицинских учреждениях, где высокие требования к гигиене из-за санитарных норм. Обычные жалюзи не подходят для оборудования ими помещений — они никак не защищены от статической пыли, в отличие от встроенных. Герметичная камера в стеклопакете служит надежным изолятором от загрязнения, тогда как управление жалюзи вынесено наружу.

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.
Разгерметизация стеклопакета

Как вычислить общую теплопроводность окна

Определить точное сопротивление теплопередаче окон достаточно просто. Для этого потребуется использовать теплотехническую информацию о профилях и стеклопакетах. Причем нельзя ориентироваться только на один из коэффициентов. Чтобы получить достоверные данные, требуется учесть теплопроводность створок, рам и стеклопакетов. При вычислениях потребуется применить:

  1. R sp – коэффициент стеклопакета.
  2. R p – коэффициент оконного переплета.
  3. β – отношение площади светопрозрачной части конструкции к общей площади 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.

Читайте также:  Откосы из пластика на окна: установка своими руками, два способа

Маркировка дистанционных рамок и межкамерного пространства у стеклопакетов

Маркировка дистанционной рамки
Дистанционные рамы разделяют стеклянные листы в стеклопакете. Если они изготовлены из алюминия (самый распространенный случай), то это никак не отмечается, в формуле тогда отражается лишь толщина в миллиметрах.

Если рамка изготовлена с использованием термовставок для повышения защитных свойств, она помечается как TP или ТД, что означает «тепловая дистанция» или терморазрыв. Обозначаться они могут и по названию производителя:

— Termix;
— TPS;
— SwiggleStrip;
— SuperSpacer и т.д.

Расшифровка маркировки стеклопакета может включать и газ, заполняющий пространство между стеклами — воздушную камеру. Если это пространство заполнено высушенным воздухом, то никакие обозначения не используются. Если герметичная полость заполнена инертным газом для лучшей теплоизоляции, то указывается тип вещества:

— ксенон — Xe;
— криптон — Kr;
— аргон — Ar или A;
— гексафторид серы — Sf.

От чего зависят эти тепловые потери

Они тем больше, чем больше разность температур в доме и на улице. Они тем меньше, чем выше теплозащитные свойства стены (или, как говорят, ограждающей поверхности). Стена сопротивляется утечке тепла, поэтому ее теплозащитные свойства оценивают величиной, называемой сопротивлением теплопередаче.

теплозащита окна пвх фото
Сопротивление теплопередаче показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр стены при определенном перепаде температур (или наоборот: какой перепад температур возникнет при прохождении заданного количества тепла через квадратный метр стены).

Формула проста, как закон Ома:

  • R=д/q

где:

  • q — это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности (стены, крыша и т. д.). Его измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м2);
  • д — это разница между температурой на улице и в комнате (°С) и, наконец;
  • R — это сопротивление теплопередаче (размерность (м2•°С)/Вт).

В качестве примера: сколько будет стоить комфорт зимой хозяину остекленной и идеально утепленной  лоджии? Не будем учитывать потери на нагрев свежего воздуха из форточки и потери тепла через стены, пол и потолок. Только через самое лучшее на сегодняшний день остекление с  R=0,8 площадью 10 кв.м при разнице  температур от -20 до +20 будет теряться 0,5 кВт в час, т.е. теплый пол накрутит примерно 360 кВт в морозный месяц!

Подобно тому как электрическое сопротивление R характеризует способность проводника препятствовать прохождению электрического тока, так и тепловое сопротивление R показывает, насколько поверхность, ограждающая жилой объем, препятствует утечке тепла наружу.

Эта аналогия не случайная — мы имеем дело с законом подобия: прохождение тока под действием разности потенциалов и теплового потока через вещество под действием разницы температур описываются одинаковыми математическими уравнениями.

Если речь идет о многослойной стенке, то сопротивления отдельных слоев просто складывают (в точности как последовательные сопротивления в электрической цепи). Например, сопротивление стены из дерева, обложенного кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирпичной и деревянной стенки и воздушной прослойки между ними:

  • R(сумм.) = R(дер.) + R(возд.) + R(кирп.).

При проектировании и строительстве жилых зданий начиная с 2003 года необходимо соблюдать требования СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», иначе построенное здание не будет разрешено заселять и использовать. Поскольку требования к сопротивлению стен теплопередаче по этому документу очень высокие, в последнее время разрабатывается значительное количество строительных материалов, обладающих низким коэффициентом теплопроводности.

Это всевозможные утеплители, газосиликатные и пенобетонные блоки, поризованная и сверхпоризованная керамика, многопустотные крупногабаритные блоки. Для нашего Урало-Сибирского региона сопротивление теплопередаче для внешних стен жилых домов должно составлять от 3,5 (м2•°С)/Вт (k = 0,29 Вт/(м2•°С)). До 1995 года требуемое сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей в жилых домах составляло 0,45 (м2•°С)/Вт (k = 2,22 Вт/(м2•°С)). Согласно современным нормам требуемое сопротивление теплопередаче окон составляет 0,6 (м2•°С)/Вт (k = 1,67 Вт/(м2•°С)).

Коэффициент теплопроводности полнотелого керамического кирпича равен в среднем 0,6 Вт/(м2•°С), а силикатного 0,8 Вт/(м2•°С). Если рассчитать требуемую толщину стены, сложенной только из этого кирпича, то для керамического кирпича она составит от 2,1 метра, а для силикатного — от 2,8 метра. Это уже не коттедж, а средневековая крепость! А, например, для газосиликатных блоков с коэффициентом теплопроводности 0,14 Вт/(м2•°С) толщина стены будет составлять всего 50 сантиметров.Однако, прочность газосиликатных блоков такова, что их нельзя использовать как несущий материал.

Лукавые рекламщики окон пытаются облукавить покупателя: «В новой кухне-гостиной никогда не будет холодно: окно из профилей «таких-то» с 5-ти камерным строением и системной глубиной 70 мм по теплотехническим характеристикам эквивалентно кирпичной стене толщиной 90 см!» Увы, но самое лучшее современное окно примерно в три раза «холоднее» стены, иначе стеклянные стены перестали бы быть экзотикой и расточительством в наших домах.

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.

Приведенное сопротивление теплопередаче окон

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

Типовые значения Rпр представлены в следующей таблице:

СТЕКЛОПАКЕТЫ Диапазон Rпр
Для 1-камерных 0,35 — 0,63
Для 2-х камерных 0,49 — 0,56
Для 2-х камерных с отражающим покрытием 0,57 — 0,72

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

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.

Источники
  • https://oknanagoda.com/steklo/osteklenie-steklo/steklopaketi/glazing-heat-transfer.html
  • https://vbokna.ru/okna/steklopakety/stpak
  • https://oknabm.ru/about/articles/steklopakety/
  • https://okna-dom.net/soprotivleniye-teploperedache-steklopaketov/
  • https://es174.ru/articles/naskolko_okna_pvh_holodnee_stenyi
  • https://glazingmag.ru/koeffitsient-soprotivleniya-teploperedachi-steklopaketov/
  • https://www.oknatrade.ru/help/soprotivlenie-teploperedache-vazhnaya-kharakteristika-okna/
  • https://sofos-okna.ru/stati/formula-steklopaketov-dlya-plastikovyh-okon
  • https://dexen-ru.com/soprotivlenie-teploperedache-okon/
  • https://IvSteklo.ru/pro-okna/teploprovodnost-steklopaketov-sravnitelnaya-tablica-2.html

ВСЕ ПРО ОКНА