Теплоизоляция (теплозащита)

Теплоизоляция - одна из основных функций окна, которая обеспечивает комфортные условия внутри помещения.
Тепловые потери помещения определяются двумя факторами:

• Трансмиссионными потерями , которые складываются из потоков тепла, которое помещение отдает через стены, окна, двери, потолок и пол.
• Вентиляционными потерями , под которыми понимается количество тепла, необходимое для нагрева до температуры помещения холодного воздуха, проникающего через негерметичности окна и в результате вентиляции.

В России для оценки теплозащитных характеристик конструкций принято сопротивление теплопередаче R o (м²· °C/Вт) , величина, обратная коэффициенту теплопроводности k , который принят в нормах DIN.

Коэффициент теплопроводности k характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1м² конструкции при разности температур по обе стороны в один градус по шкале Кельвина (К), единица измерения Вт/м² К. Чем меньше значение k , тем меньше теплопередача через конструкцию, т.е. выше ее изоляционные свойства.

К сожалению, простой пересчет k в R o (k=1/R o) не вполне корректен из-за различия методик измерений в России и других странах. Однако, если продукция сертифицирована, то производитель обязан представить заказчику именно показатель сопротивления теплопередаче.

Основными факторами влияющими на значение приведенного сопротивления теплопередаче окна являются:

• размер окна (в т.ч. отношение площади остекления к площади оконного блока);
• поперечное сечение рамы и створки;
• материал оконного блока;
• тип остекления (в т.ч. ширина дистанционной рамки стеклопакета, наличие селективного стекла и специального газа в стеклопакете);
• количество и местоположение уплотнителей в системе рама/створка.

От значения показателей R o зависит и температура поверхности ограждающей конструкции, обращенная во внутрь помещения. При большой разнице температур происходит излучение тепла в сторону холодной поверхности.

Плохие теплозащитные свойства окон неизбежно приводят к появлению холодного излучения в зоне окон и возможности появления конденсата на самих окнах или в зоне их примыкания к другим конструкциям. Причем это может происходить не только, в следствие, низкого сопротивления теплопередачи конструкции окна, но также и плохого уплотнения стыков рамы и створки.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций нормируется СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника", который является переизданием СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника" с изменениями, утвержденными и введенными в действие с 1 июля 1989 г. постановлением Госстроя СССР от 12 декабря 1985 г. 241, изменением 3, введенным в действие с 1 сентября 1995 г. постановлением Минстроя России от 11 августа 1995 г. 18-81 и изменением 4, утвержденным постановлением Госстроя России от 19 января 1998 г. 18-8 и введенным в действие 1 марта 1998 г.

В соответствии с этим документом, при проектировании приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей R o следует принимать не менее требуемых значений, R o тр (см. таблицу 1).

Таблица 1. Приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле:

ГСОП = (t в - t от.пер.) · z от.пер.

где
t в - расчетная температура внутреннего воздуха, °C (согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений);
t от.пер. - средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°C; °C;
z от.пер. - продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°C, Сут (по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика").

По СНиП 2.08.01-89* при расчете ограждающих конструкций жилых зданий следует принимать: температуру внутреннего воздуха 18 °C в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (определяемой согласно СНиП 2.01.01-82) выше -31°C и 20°C при -31°C и ниже; относительную влажность воздуха равной 55 %.

Таблица 2. Температура наружного воздуха (выборочно, полностью см. СНиП 2.01.01-82)

Для облегчения работы проектировщиков в СНиП II-3-79* , в приложении приведена также справочная таблица, содержащая приведенные сопротивления теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей для различных конструкций. Пользоваться этими данными необходимо в том случае, если значения R отсутствуют в стандартах или технических условиях на конструкции. (см. примечание к табл. 3)

Таблица 3. Приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей (справочное)

Кроме общероссийских нормативных документов существуют еще и местные, в которых определенные требования для данного региона могут быть ужесточены.

Например, согласно Московским городским строительным нормам МГСН 2.01-94 "Энергоснабжение в зданиях. Нормативы по теплозащите, тепловодоэлектроснабжению.", приведенное сопротивление теплопередаче (R o) должно быть не менее 0,55 м²·°C/Вт для окон и балконных дверей (допускается 0,48 м²·°C/Вт в случае применения стеклопакетов с теплоотражающими покрытиями).

В этом же документе содержатся и другие уточнения. Для улучшения теплозащиты заполнений светопроемов в холодный и переходный периоды года без увеличения числа слоев остекления следует предусматривать применение стекол с селективным покрытием, размещая их с теплой стороны. Все притворы рам окон и балконных дверей должны содержать уплотнительные прокладки из силиконовых материалов или морозостойкой резины.

Говоря о теплоизоляции необходимо помнить, что летом окна должны выполнять противоположную зимним условиям функцию: защищать помещение от проникновения солнечного тепла в более прохладное помещение.

Следует также принимать во внимание, что жалюзи, ставни и т.п. работают как временные теплозащитные устройства и существенно уменьшают теплопередачу через окна.

Таблица 4. Коэффициенты теплопропускания солнцезащитных устройств
(СНиП II-3-79*, приложение 8)

Мне нравится

Анализ структуры общих теплопотерь в жилых зданиях показывает, что через световые проемы теряется до 15 - 30 % тепла. При этом значительная его часть уходит через места примыкания окон к стенам и через откосы. Уровень теплозащитных свойств ограждений характеризуется величиной приведенного сопротивления теплопередаче.

Теплопередача - перенос теплоты через ограждающую конструкцию от среды с более высокой температурой к среде с более низкой температурой. Коэффициент теплопередачи характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через один квадратный метр конструкции при разности температур по обе стороны в один градус -Ro (м²·°C/Вт) - величина, принятая в России для оценки теплозащитных характеристик материалов или конструкций, обратная коэффициенту теплопроводности k , который принят в нормах DIN.

Приведенное сопротивление теплопередаче, Ro м²·°C/Вт, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45°) следует принимать не менее нормируемых значений,Rтро м²·°C/Вт, определяемых по таблице 4 СНиП 23-02-2003 в зависимости от градусо-суток района строительства.

Показатель градусосуток рассчитывается по следующей формуле: ГСОП = (Тв - Тот.пер.) Zот.пер, где Тв - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 и приложению СанПиН 2.1.2.2645-10 (в интервале 18-24°С), то же, в районах наиболее холодной пятидневки (- 31°С и ниже)

Тот.пер. и Zот.пер.- средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С - при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С - в остальных случаях.

Рассчитаем показатель "градусосуток" для Московского региона: ГСОП= (20-(-3,1))x214= 4943

Теперь методом интерполяции - определим значение сопротивления теплопередаче для Москвы: Ro= 0,45+ (4943-4000)/(6000-4000)x((0.6-0.45)/1)= 0.45+0.071=0.52м²·°C/Вт

По состоянию на 2011г. в Москве действует МГСН 2.01-99 ""Энергосбережение в зданиях" , в соответствии с которым приведенное сопротивление теплопередаче для окон следует принимать 0,54 м²·°C/Вт для окон, балконных дверей и витражей; 0,81 м²·°C/Вт для глухой части балконных дверей.

Таблица 4

На показатель сопротивления теплопередаче окон влияют несколько факторов:

1. размеры окна в целом и его рам и створок;
2. материалы блока окон (ПВХ, дерево, алюминий);
3. тип остекления(в том числе ширина дистанционной рамки стеклопакета, наличие И- стекла и специального газа в стеклопакете);
4. число и расположение утеплителей в системе рама/створка.
5. устройство монтажного шва по ГОСТ 30971-02 "Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам"

Стеклопакет является самым объемным элементом (поскольку занимает до 80 % площади) современного окна. И от его технических характеристик и энергосберегающих показателей напрямую зависят общие тепловые показатели всего изделия. Поэтому, при , обязательно уделите внимание изучению данного вопроса.

При этом, кто-то полагается на советы продавцов, а другим хочется разобраться самим, какими же будут размеры теплового рассеивания через стёкла, и какое значение сопротивления теплопередаче должно быть в установленных стеклопакетах. Основным понятием при расчётах является теплопередача – количество теплоты, которое переходит через единицу поверхности при разнице температур внешней и внутренней среды.

В ДБН В.2.6-31:2006 (с 2017 года уже ДБН В.2.6-31:2017) расчетной единицей тепловых показателей стеклопакета является Ro - коэффициент сопротивления теплопередаче .

Коэффициент теплопередачи означает степень сопротивления изделия переносу теплого воздуха и показывает, сколько тепла уходит из помещения, если разница температур с обеих сторон конструкции равна 1°С. Ro измеряется в м²°C/Вт. Чем выше расчётное значение, тем меньшими будут показатели теплопередачи и тем лучше теплосберегающие данные стеклопакета. Достигается это использованием энергосберегающих стекол, типы которых указываются в в паспорте или маркировочном стикере пластикового окна.

Значения сопротивления теплопередаче основных типов стеклопакетов можно увидеть в таблице «М» упомянутого ДБН. Но, нужно брать во внимание тот факт, что окно состоит не только из стеклопакета, а его учитывает тепловые показатели всех конструкционных составляющих. Причем он должен быть не меньше установленных нормативных значений, которые привязаны к . К примеру, для Киева или области Ro всей ПВХ конструкции по требованию ДБН - 0,75 м²°C/Вт.

Коэффициенты Ro и Ug

В западных странах по DIN EN 673 принято брать в расчёт другой параметр – коэффициент передачи тепла Ug (его еще называют коэффициент теплопроводности), измеряемый в 1 Вт/м²К. Надо сказать, что некоторые отечественные производители тоже указывают этот параметр в технических характеристиках стеклопакета и иногда вводят в заблуждение покупателей.

При расчете Ug, в отличие от Ro, не берутся во внимание тепловые характеристики дистанционной рамки в стеклопакете и, поэтому эти коэффициенты - не полностью обратно пропорциональны. Но существует формула, которая дает возможность сопоставить данные Ro и Ug:

Ro = 1 / (Ug + 0,3)