Окна: полный технический расклад на стеклопакеты

Окна: полный технический расклад на стеклопакеты

Окна – неотъемлемая часть жилых, хозяйственных, производственных зданий. Эксплуатация построек с окнами даёт массу преимуществ. Солнечный свет внутри помещений, просмотр наружной территории, естественная вентиляция. Окна – надёжная часть конструкции здания в плане защиты от потенциальных потерь тепловой энергии или, напротив, увеличения солнечного тепла. Между тем помимо системы остекления, качественно выполненная оконная рама способствует улучшению энергетических характеристик объекта. Это вдвойне актуально для современных проектов социальных и коммерческих строений, где объёмная доля стекла сравнима с долей бетона. Конструктивные вариации окон используются разные. Поэтому оценка одного модельного варианта против другого – естественный момент выбора.

Материалы на изготовление оконных рам

Традиционными и стандартными материалами современных оконных рам, коими оснащаются социальные и коммерческие строительные объекты, выступают:

  • винил,
  • алюминий,
  • стеклопластик,
  • чистое дерево,
  • композит.

Виниловые рамные элементы

Винил (ПВХ) является наиболее экономичным вариантом производства. Цена виниловых стеклопакетов составляет 8000 — 120 000 руб., в зависимости от качества и размера оконных блоков.

Виниловый стеклопакет в доме
Примерно таким выглядит продукт, изготовленный на основе виниловых рамных элементов. С виду вполне приятное и привлекательное сооружение

Виниловые рамы, при относительно экономичном производстве, отличаются низким уровнем потребностей в обслуживании, так как винил рам не нуждается в покраске, а стеклопакетам не нужна дополнительная герметизация.

Рамы из экструдированного алюминия

Рамные каркасы из экструдированного алюминия, в первую очередь, привлекают лёгким весом. Факторы прочности и долговечности на втором месте.

Такие изделия оцениваются рынком от 20 000 до 70 000 руб. Окна на алюминиевых рамах подходят к применению в зонах умеренного климата.

Следует учесть: алюминиевые оконные рамы имеют высокий коэффициент теплопроводности, что чревато потерями либо усилением тепла, в зависимости от погоды.

Поэтому алюминиевые конструкции нередко дополняют тепловым мостом, частично компенсирующим энергетические потери.

Стеклопластиковые рамные конструкции

Стекловолокно (армированный волокном пластик) отличается высокой степенью прочности. Этот материал примерно в восемь раз прочнее винила. Поэтому стеклопластиковые окна, несмотря на большие габариты, содержат тонкие легкие элементы рам.

Стоимость окон, изготовленных на стекловолоконном каркасе, варьируется от 22 000 до 80 000 руб. Также как винил, этот материал не требует частого обслуживания.

Окна, обрамлённые деревом

Деревянные оконные рамы пока что покупаются относительно редко, тем более для установки в зданиях социального сектора. Чаще окна в деревянных рамах ставят коммерческие структуры, но высокая цена и здесь ограничивает аппетиты.

Окна в древесных рамах
Стёкла в древесных рамах смотрятся более привлекательно в любом случае. Внешний вид дерева не оставляет вариантов конкурентам. Правда, цена даёт о себе знать

Рыночные ценники окон на деревянных рамах могут варьироваться от 15 000 до 120 000 руб. за единицу продукта. При этом деревянные окна требуют частого обслуживания для сохранения надлежащего внешнего вида.

Рамы окон «под дерево» выступают экономически выгодным аналогом. Это своего рода композит, включающий стекловолоконную, алюминиевую или виниловую внешнюю основу и деревянную облицовку только на внутренней стороне.

Преимущества – меньшие затраты и редкое обслуживание по сравнению с чистой конструкцией.

Энергетическая эффективность оконных систем

Прохождению энергии сквозь оконный блок любой конструкции способствуют три физических явления:

  1. Проводимость.
  2. Конвекция.
  3. Радиация.

Проводимость – способность энергетических потоков проникать сквозь твердое тело. Конвекция – передача энергии движением газов или жидкостей. Радиация (термальная) – движение энергии через пространство, но без привязки проводки через воздух или движением воздуха.

Физические явления для стеклопакета
Перечень физических явлений, оказывающих действие на функциональность стеклопакета, состоит из трёх главных пунктов : 1 — проводимость; 2 — конвекция; 3 — термальная радиация

Когда эти основные механизмы теплообмена рассматриваются по отношению к оконным системам, отмечается их взаимодействие сложными способами. Такое взаимодействие обычно не обсуждается и не измеряется отдельно.

Вместо этого, три характеристики энергетической эффективности окон используются для описания передачи энергии и формирования основы под количественную оценку энергетической эффективности в рамках следующих критериев:

  1. Изолирующая ценность. При разнице температур внутри и снаружи, тепло утрачивается или наращивается через оконную раму и остекление при комбинированном воздействии проводимости, конвекции, радиации. Этот фактор указывается параметром U-фактора для сборки окна.
  2. Усиление тепла от солнечной радиации. Независимо от наружной температуры, нагрев через окно происходит за счёт прямого или косвенного солнечного излучения. Возможность контролировать коэффициент усиления нагрева даёт параметр – коэффициент усиления солнечного тепла (SHGC).
  3. Инфильтрация. Тепло также теряется и достигается за счет утечки воздуха через трещины в оконном блоке. Этот эффект измеряется с точки зрения количества воздуха, проходящего через единицу площади окна при заданных условиях давления. В действительности, инфильтрация изменяется незначительно с изменениями давления, обусловленными ветром и температурой.

Каждый стеклопакет промышленного производства имеет сертифицированную метку свойств энергетической эффективности, где указывается:

  • оценка U-фактора (U),
  • коэффициент усиления солнечного тепла (SHGC),
  • коэффициент пропускания видимого света (VT)
  • уровень утечки воздуха (AL),
  • уровень сопротивления конденсации (CR).
Метка характеристик стеклопакета
Все фирменные стеклопакеты, как правило, оснащаются технической меткой, где указываются значимые параметры конструкции, связанные с физическими природными явлениями

Составляющие сертифицированной метки стеклопакета

Основной энергетической проблемой при эксплуатации окон является неспособность стеклопакетов контролировать потери тепла.

Очевидно: тепловая энергия обладает свойствами переходить от нагретой области к охлаждённой.

Таким образом, утечка тепла от внутренней стороны стеклопакета к его внешней стороне отмечается в зимнее время года. И, напротив, летний период меняет направление перехода.

Оценка U-фактора стеклопакета

Общий тепловой поток, текущий от более теплой к более холодной области оконного блока – это сложное взаимодействие всех трех основных механизмов теплопередачи — проводимости, конвекции, длинноволновой радиации.

Способность оконного блока противостоять такой передаче тепла называют U-фактором. Этот параметр выражается единицей измерения: ватт /м2Сº.

По сути, чем ниже параметр  U-фактора окна, тем больше сопротивление стеклопакета тепловому потоку. Соответственно, тем лучше изоляционные свойства конструкции.

Метод оценки U-фактора применяется ко всей конструкции окна, включая остекление, раму, прокладки. Часто имеет значение U-фактор центральной части стекла, которым описываются характеристики только стекла без влияния элементов рамы.

Большинство энергосберегающих оконных систем имеют U-фактор рамы выше (хуже по теплопередаче), чем U-фактор центральной области стекла.

Потери тепла сквозь окно
Эффект потерь тепла за счёт существенной разницы температур между наружной и внутренней областями. Кратко этот эффект называют U-фактором

U-фактор используется для выражения значения изоляции окон. Также существует родственный параметр: R-значение, используемое для выражения значения изоляции частей здания (стен, полов, потолка, кровли).

Чтобы сопоставить параметры R-значения и U-фактора, достаточно разделить единицу (1) на значение U-фактора.

Коэффициент усиления солнечного тепла

Этим параметром определяется прямое и диффузное излучение, получаемое от солнца и атмосферы, включая отражение волн от земли и других поверхностей.

Частично излучение непосредственно передаётся сквозь остекление внутрь здания, и частично поглощается конструкцией окна, опосредованно поступая внутрь.

Часть излучения, поглощаемая оконной рамой, дополнительно способствует увеличению общего коэффициента усиления солнечного тепла для стеклопакета.

По сути, чем ниже коэффициент усиления солнечного тепла (SHGC) окна, тем меньше солнечного тепла передаёт конструкция стеклопакета.

Коэффициент усиления солнечного тепла (SHGC) выражается безразмерным числом в диапазоне 0 — 1. Тип остекления, количество стекол и любые покрытия на стекле оказывают влияние на коэффициент солнечного тепла.

Объёмы солнечного тепловыделения остекления колеблются от 80% для непокрытого прозрачного стекла, до 20% и менее для высокоэффективных отражающих тонированных покрытий.

Типичный двухслойный стеклопакет (IGU) имеет коэффициент усиления солнечного тепла около 0,70.

Коэффициент пропускания видимого света стеклопакетом

Этим параметром характеризуется оптическое свойство окна, которым указывается количество передаваемого видимого света сквозь стеклопакет.

Теплопритоки и степень видимости
Тепловой приток от солнечной термальной радиации и степень видимости, которую способен обеспечить стеклопакет — это также значимые технико-эксплуатационные параметры

Коэффициент пропускания видимого света (VT) теоретически измеряется значениями от 0 до 1. Большая часть конструкций двойных и тройных стеклопакетов имеют VT = 0,30-0,70.

Степень остекления, количество стекол и любые покрытия на стеклопакете влияют на уровень VT. Это значение несколько уменьшается при добавлении покрытия с низким эмиттансом (способность подавлять излучение).

Существенно уменьшается коэффициент пропускания видимого света при добавлении тонировки. Каждый следующий слой стекла также уменьшает VT. Чем выше коэффициент VT, тем лучше передача дневного света.

Уровень пропускания воздуха стеклопакетом

Потери или наращивание тепла достигаются путем проникновения сквозь трещины в оконной сборке. Параметр, определяющий уровень пропускания тепла, обозначается AL (европейский стандарт).

Выражается параметр кубическими метрами воздуха, проходящего через 1 м2 площади окна. Чем ниже значение AL, тем меньше утечки воздуха сквозь трещины даёт оконная сборка. Оптимальное значение AL = 0,30 или ниже.

Стеклопакеты и сопротивление конденсату

Параметр сопротивляемости конденсату обозначается в европейской классификации аббревиатурой CR. Применяется для измерения сопротивляемости стеклопакета по отношению к образованию конденсата на внутренней поверхности стекол.

Параметр CR для стеклопакетов выражается числом от 1 до 100. Чем выше значение, тем выше способность оконной конструкции противостоять образованию конденсата.

Тонкости выбора стеклопакета


По материалам: Osti


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *