Vdomvse.ru

Ремонт и Стройка
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как уходит тепло через окна

Очевидно, что чем больше площадь оконного проёма, тем больше тепла через него может покинуть комнату. Но совсем без окон нельзя… Площадь окон должна обосновываться расчётом: почему выбрали именно такую ширину и высоту окна?

Отсюда вопрос: какая площадь окон оптимальна в жилых домах?

Если обратиться к ГОСТ’ам, то получим чёткий ответ:

— площадь оконного проёма должна обеспечивать коэффициент естественной освещённости (КЕО), значение которого зависит от района строительства, характера местности, ориентации по сторонам света, назначения помещения, типа оконных переплётов.

Считается, что света поступает в помещение достаточно, если площадь всех стеклянных поверхностей в сумме составляет 10…12% от общей площади комнаты (рассчитанной по полу). По физиологическим показаниям считается, что оптимальное условие освещения достигается при ширине окон, равной 55% от ширины комнаты. Для котёльных площадь светового проёма 0.33 м2 на 1 м 3 объёма помещения.

Для отдельных помещений (например, котёльных) имеются свои требования, о которых нужно узнавать в соответствующих нормативных документах.

Конвекционная теплопередача

Принцип такой теплопередачи довольно прост. Воздух, находящийся внутри стеклопакета, постоянно циркулирует. Нагреваясь у теплой (внутренней) стороны стеклопакета воздух с большей температурой поднимается вверх. С другой стороны происходит обратный процесс, холодная сторона (внешняя) стеклопакета остужает воздух и он опускается. Данное движение воздушной массы приводит к потере тепла. Специалисты «Модерн-ХХІ» нашли решение этой проблемы. Заполнив стеклопакет инертным газом, который будет более тяжелым и с меньшей теплопроводностью. Для данных целей используются такие газы, как аргон и криптон.

Потребление энергии при использовании эффективных методов нагрева

В дополнение к минимизации потерь тепла, инвестиции в эффективный метод отопления также уменьшат потребление энергии. Чем ниже ваши тепловые потери, тем меньше отопления вам потребуется, и тем меньше вы понесете финансовых потерь.

Также следует обратить внимание на открытие окон. Оставление открытых окон является одним из основных источников потери тепла, так как люди обычно открывают окна, тогда воздух в помещении становится душным или просто слишком горячим. Все это тратит впустую энергию и деньги, поэтому имеет смысл иметь систему отопления, которая не перегревается. Теплые полы наполняют дом «мягкой» энергией, не способствуют созданию душной атмосферы, поэтому вам не нужно открывать окна, которые позволяют жаре и деньгам уходить.

Подогрев полов идеален в областях с низкими потерями тепла, где он обеспечивает нежное, энергоэффективное тепло, не создавая душную атмосферу.

Энергосберегающие стекла

Энергосберегающие стекла существуют двух типов и I-стекло и К-стекло.

К-стекло (твёрдое покрытие)

Энергосбережение стекла с твёрдым покрытием на основе прозрачных окислов металлов основано на снижении тепловых потерь путём излучения за счёт прямой зависимости электропроводности от излучательной способности (E). Особый состав покрытия позволяет отражать тепловую энергию длинноволнового диапазона обратно в помещение. Для сравнения, Eобычного стекла=0,84, а Ек-стекла=0,2, то есть потери тепла путём излучения снижаются почти в 4 раза. (Под ред. А. Е. Шейндлина. Излучательные свойства твердых материалов – М.; Энергия, 1975 – 471 с.)

Этот тип стекла отличается стойкостью к абразивам, высокими показателями прочности и твердостью покрытия. По светопроницаемым характеристикам К-стекло схоже с обычным стеклом. Недостатком К-стекол является появление лёгкой дымки на стёклах в условиях яркого солнечного освещения.

I -стекло (мягкое покрытие)

Данный тип стекол производится на высоковакуумном оборудовании методом магнетронного распыления металлсодержащих веществ, обладающих селективными свойствами. Обычно осуществляется нанесение двух покрытий: серебряного и оксидно-титанового.

По светопропускным и энергосберегающим свойствам они превосходят К-стёкла, но обладают минимальной стойкостью к внешним повреждениям. (Охрана труда и основы энергосбережения. Учебное пособие для ВУЗов – Э.М. Кравченя, Р.Н.Козел, И.П. Свирид. Мн. 2004). Поэтому стёкла в стеклопакете располагают таким образом, чтобы покрытие располагалось вовнутрь конструкции.
Современный сектор оконных конструкций отдает большее предпочтение I -стеклам из-за более высокого коэффициента теплопередачи.

Как известно, основным источником теплопотерь в зданиях являются стены, крыша, полы, вентиляция, однако наиболее существенные потери все-таки приходятся на окна.

О том, как уменьшить потери тепла через окна и тем самым сэкономить на отоплении и дополнительном обогреве помещения, нам рассказал заместитель директора эксперты компании «Модерн-XXI» Михаил Гейбович.

— В последнее время в связи с ужесточением требований ДБН Украины относительно тепловой изоляции строений и пересмотра тарифов на газ особенно актуален вопрос энергосбережения и экономии за счет уменьшения тепловых потерь в жилых помещениях. Наша компания уже не первый год работает над вопросом энергосбережения. При изготовлении оконных конструкций любого типа и степени сложности мы применяем передовые энергосберегающие технологии, — отмечает Михаил Гейбович.

По словам директора компании, необходимость снижения теплопотерь через оконные конструкции одинаково актуальна как для домов и коттеджей с индивидуальным отоплением, так и для квартир в многоэтажных домах.

Что же представляют собой теплопотери и как с ними бороться? Как объяснил Михаил Гейбович, в зимнее время возникает тепловой поток из помещения наружу — это и есть потеря тепла из помещения. Распространение тепловых потоков осуществляется тремя путями: теплопроводностью, конвекцией и излучением. В процессе передачи тепла через светопрозрачные конструкции берут участие все три вида теплообмена. Остановимся на каждом из них более детально.

Читать еще:  Как разобрать механизм пластикового окна

Этот вид теплопередачи характерен для твердых материалов.

— Для уменьшения потерь тепла, связанного с этим видом теплопередачи, специалисты нашей компании предлагают прежде всего исключить «мостик холода», которым является алюминиевая дистанционная рамка внутри стеклопакета, — рассказывает Михаил Гейбович. — Необходимо заменить алюминиевую дистанцию на так называемую «теплую» полимерную дистанцию Super Spacer. В этом случае температура на внутренней поверхности стеклопакета (в краевой зоне) значительно повышается, за счет чего значительно снижается вероятность образования конденсата и, как следствие, плесени и грибка на окнах. Для уменьшения теплопотерь в металлопластиковых окнах и увеличения термического сопротивления не помешает использовать профильные системы с увеличенным количеством воздушных камер. Еще один способ — применить металлопластиковые профильные системы с теплоизолирующими вставками в воздушных камерах.

Что касается деревянных окон, то для увеличения сопротивления теплопередаче эксперт советует использовать либо более массивный брус, либо «теплый» брус — с термовставкой.

— Тепловые характеристики такого бруса значительно выше характеристик простого евробруса. При этом окно из бруса с термовставкой имеет более элегантный вид, нет большой нагрузки на фурнитуру, — аргументирует Михаил Гейбович. — Например, сопротивление теплопередаче бруса с термовставкой толщиной 78 мм, который мы применяем в системе Modern Thermo Wood, соответствует показателям сопротивления теплопередаче соснового бруса толщиной 138 мм.

Теплопередача излучением

Этот вид теплоотдачи представляет собой поток инфракрасного излучения от более теплых предметов и конструкций. С внешней стороны окна источником инфракрасного излучения является солнце, с внутренней — обогревательные приборы и предметы интерьера. Для защиты от проникновения в помещение излишнего теплового потока летом и сохранения тепла зимой Михаил Гейбович советует остановить свой выбор на стеклопакетах с энергосберегающими свойствами.

— Например, применение энергосберегающих стекол (i-стекол) в стеклопакетах значительно снижает потери тепла и позволяет экономить энергоносители при индивидуальном отоплении, а также приводит к повышению температуры в помещениях с централизованным отоплением, — подсказывает эксперт. — Весьма эффективны и стеклопакеты с мультифункциональными стеклами. Благодаря способности отражать не только длинноволновую, но и коротковолновую часть инфракрасного излучения, они позволяют уменьшить потери тепла в зимний период и значительно снизить затраты на кондиционирование в летнее время.

Теплопередача конвекцией

Этот вид теплопередачи подразумевает перенос тепла внутри стеклопакета. Воздух внутри стеклопакета около теплого (со стороны помещения) стекла нагревается и поднимается вдоль стекла вверх. Одновременно вдоль холодного (со стороны улицы) стекла воздух охлаждается и опускается вниз. Таким образом, тепло переносится молекулами воздух от теплого стекла к холодному.

Для уменьшения потерь этого вида компания «Модерн-ХХІ» предлагает заменить воздух внутри стеклопакета инертными газами аргоном или криптоном. Эти газы более тяжелые и имеют меньшую теплопроводность.

Супертеплое окно защитит от жары и спасет от холода

При условии использования перечисленных мероприятий возможно не только значительно увеличить сопротивление теплопередаче оконных конструкций, но и сэкономить до 80% на компенсации теплопотерь через окна.

— Специалистами нашей компании было разработано «супертеплое» окно Modern Thermo Wood, способное максимально защитить дом от жары или холода — в зависимости от времени года, — говорить Михаил Гейбович. — Такое окно изготавливается из евробруса с термовставкой, стеклопакетом с энергосберегающим (со стороны помещения) и мультифункциональным (со стороны улицы) стеклопакетом с применением «теплой» полимерной дистанции Super Spacer и наполнением инертным газом аргоном. Лабораторные испытания, проведенные для деревянного окна Modern Thermo Wood (1200х1500мм, двухкамерный стеклопакет) показали, что сопротивление теплопередаче составляет 1,24 м2⁰С/Вт, при норме для нашего региона 0,75 м2⁰С/Вт. Это означает, что потери тепла через такие окна на 40% меньше, чем требуется по стандарту.

Как уменьшить теплопотери через окна

Одним из направлений работы по сохранению тепловой энергии в домах, являются исследования проблем, связанных с потерями тепла через окна. Потери тепла через окна можно разделить на две группы: трансмиссионные и вентиляционные.

Группы потерь тепла

Трансмиссионные потери через стекло примерно в четыре-шесть раз выше, чем через стены. Вентиляционные потери могут также достигать достаточно больших значений, если окна недостаточно уплотнены. Эти проблемы решаются при использовании оконных конструкций со стеклопакетами.

Теплозащита стеклопакетов

Теплозащитные свойства стеклопакетов, заполненных инертными газами, увеличиваются на 12-13 процентов. Трехслойное остекление имеет значительную тепловую эффективность, которая основана на снижении теплопотерь за счет теплопроводности и конвективных (по 15 %). Но более 70 % теплоты расходуется через стекло за счет излучения.

Снижение лучевой составляющей теплопотерь происходит благодаря нанесению на стекло теплоотражающего покрытия. Сопротивление теплопередаче двухкамерного стеклопакета составляет Rост=0,61 м2 0С/Вт, а однокамерного с нанесением теплоотражающего покрытия Rост=0,65 м2 0С/Вт. Отсюда вывод, что выгоднее применять не третье стекло, а покрытие, которое отражает тепло, поскольку применение третьего стекла приводит к перерасходу материала на оконную конструкцию, уменьшению светопропускающих свойств за счет третьего стекла, а также увеличению веса окна.

Стекло с отражающим покрытием

Теплоотражающие покрытия на стекле характеризуются низким уровнем черноты ε в инфракрасном интервале длин волн 2,5 — 25 мкм. Стекло с таким покрытием на 5 % меньше пропускает света и обратно отражает в помещение до 90 процентов тепла, что происходит за счет излучения. В летнее время такое покрытие отражает инфракрасные лучи на улицу, тем самым не допускается перегрев помещения.

Читать еще:  Блокиратор открывания створки окна

Современная конструкция рамы

Оконная рама занимает 15-35 % площади окна, поэтому теплотехнические параметры оконного профиля также должны отвечать требованиям энергосбережения. Рамы изготавливают из многокамерного профиля из различных материалов: поливинилхлорида (ПВХ), дерева или металла (алюминия). Высокие теплоизоляционные свойства обеспечивают 3-х камерные профили, с двумя контурами внешнего уплотнения: один — по внешнему периметру рамы, второй — по внешнему периметру створки (в помещении).

Таким образом, современные конструкции стеклопакетов (двухкамерных или однокамерных со специальным покрытием) обеспечивают необходимые теплоизоляционные свойства. Основные проблемы при использовании таких оконных конструкций возникают при монтаже их в железобетоне или кирпичных ограждающих конструкциях.

Зависимость теплопотерь от правильного монтажа

Теплотехнические свойства, даже самой лучшей оконной конструкции, могут быть потеряны при неправильном ее монтаже. К теплотехническим характеристикам монтажных швов (в месте сопряжения оконной и строительной конструкции) предъявляются следующие требования — высокое сопротивление теплопередаче, звукоизоляции, влажного переноса, фильтрации воздуха, механическая прочность и возможность компенсировать тепловые деформации оконной конструкции.

При этом механические нагрузки в зоне сопряжения должны компенсироваться свойствами шва. В результате множества проведенных исследований на сегодняшний день разработаны оптимальные параметры монтажных швов (геометрические, теплофизические и массообменные), которые обусловливают эффективность применения современных оконных конструкций.

Как уменьшить теплопотери и экономить на отоплении

Экономия на энергоресурсах приобретает все большую значимость. И не только потому, что частные дома в последнее время все больше по площади, следовательно, и по теплопотерям. Главная причина в том, что на правительственном уровне нам обещают цены на энергоносители в скором будущем такие же, как в Европе.

А там занимаются экономией энергии весьма тщательно… Вводят законы направленные на энергосбережение, например предусматривающие строительство лишь энергоэкономичных домов и применение только конденсационных котлов (с вторичным теплообменником)…

Следовательно, в нашем климате вопрос энергосбережения должен стать еще более существенным, чем в странах запада.
Отсюда задача строить действительно энергосберегающий дом уже сейчас. Или добиваться таких качеств путем проведения ремонта.
Что нужно сделать для лучшей экономии тепла?

Как нормативы регламентируют теплопотери

Окна, двери, крыша, стены…. — все это ограждающие конструкции. У каждой из них свое сопротивление теплопередаче. Через каждую проходит какое-то количество тепла, которое зависит от указанного сопротивления, площади, разности температур и др.

Нормативом регламентируется для каждой ограждающих конструкций дома определенное сопротивление теплопередаче, в зависимости от количества градусо-суток, т.е. от региона проживания.

Также указываются максимальные возможные удельные теплопотери за отопительный сезон.

При этом в нормативе указывается, что сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций могут быть ниже требований, если это целесообразно экономически, но суммарные теплопотери при этом не должны превышать нормативных.

В каждом конкретном случае предлагается проверять экономическую целесообразность тех или иных решений по теплосбережению, и отыскивать наиболее экономичное решение в зависимости от региона, цен на топливо и др.

Теплые стены целесообразно не утеплять

Действительно, зачастую доутеплять стены, которые «теплые» сами по себе, до нормативных требований, весьма затратно. Например, однослойная стена из поризованной керамики может иметь сопротивление теплопередаче немногим меньше чем нормативное значение.

Доутепление слоем минеральной ваты толщиной 3 — 5 см потребует больших дополнительных затрат, уменьшит надежность, долговечность конструкции. Чем лучше однослойные стены из теплых материалов

Оказывается, что экономически выгодней в данном проекте достичь требований по энергопотерям оптимизацией вентиляции, и применением энергосберегающих стекол, например. Но на практике подобное решение игнорируют, и эту экономическую выгоду упускают. Почему?

Простые проекты

Проекты сейчас в основном делаются исходя из требований нормативов относительно сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Такой проект сделать намного проще. Усложнять расчеты энергопотерями, которые происходят по разным причинам, многие не хотят, или не могут. Поэтому энергосберегающие мероприятия и экономическая целесообразность в полной мере не просчитываются.

Какие мероприятия по теплосбережению могут быть разработанными в проектах, и реализовываться на практике?

Меры по снижению теплопотерь

  • Увеличивать сопротивление теплопередаче конструкций. В первую очередь тех, которые выгодней утеплять. Например, если стены достаточно теплые, то дешевле с большим эффектом увеличить толщину утеплителя в кровле над мансардой, в полу, а также установить более энергосберегающие окна. Но у конкретного проекта, могут быть свои решения.
  • Рассмотреть возможность строительства одноэтажного дома вместо двухэтажного. У двухэтажных на 10% больше потерь тепла при прочих равных обстоятельствах.
  • Упростить форму здания, приблизить ее к правильному четырехугольнику, убрать навесные элементы, контактирующие с несущими ограждающими конструкциями. «Лишние » углы дают увеличение утечек тепла от 3%.
  • Применять «теплые» окна, защищенные снаружи рольставнями.
  • Предусмотреть современную автоматизированную вентиляционную систему с фиксированным количеством воздуха, и рекуперацией тепла.
  • Применить рекуперацию тепла канализационных стоков.
  • Запроектировать пристройку к наружным стенам других неотапливаемых помещений, — летней кухни, веранды, закрытой террасы, гаража, мастерской, склада…
  • Стремиться запроектировать максимальную площадь остекления с южной стороны. Чтобы нивелировать нагрев летом, предусмотреть дополнительные меры, например, затеняющий сад с опадающей листвой. жалюзи, карнизы.
  • Применить эффективные приемы отопления, — теплый пол с конденсационным котлом, программируемое регулирование температуры для каждой комнаты. Снижение температуры на 2 градуса экономит не менее 5% энергоносителя.
Читать еще:  Как крепить римские шторы на пластиковые окна

Важность вентиляции

Существенные теплопотери могут быть не только за счет непосредственной передачи тепла от предмета к предмету. Но и за счет выноса теплого воздуха вместе с вентиляцией, потерей энергии со сливаемой горячей водой, вследствие ухода лучевой энергии через стекла, обдувом (усиленным теплообменом) ветром…

Если ограждающие конструкции будут иметь требуемое сопротивление теплопередаче, то все равно, дом может терять энергию в гораздо большем количестве, чем это указано в нормативе.

Выход только в комплексном подходе к теплосбережению.
Вопросу вентиляции помещения нужно придать столько же важности, как и вопросу утепления.

Подбор проекта и комплексное теплосбережение

Стремление достичь значительного теплосбережения для всего здания с помощью полного устранения одной части теплопотерь, при игнорировании других, приведет лишь к повышенным затратам на такие мероприятия. Например, наращивание толщины утеплителя на стене, в кровле, под полом, свыше обычных нормативных значений, значительно дороже.

Важно найти такой проект дома, где вопрос энергосбережения рассматривался бы в комплексе, а не только как утепление ограждающих конструкций.

Подбору такого проекта и соответствующих специалистов-строителей нужно уделить максимум усилий.

Воздухообменом может удаляться половина генерируемого в доме тепла. Вопрос не только в наличии сквозняков, но и главным образом, — в неконтролируемой вытяжной вентиляции.

Зимой естественная тяга значительно увеличивается за счет разницы температур, этому значительно может способствовать ветер. Решить вопрос можно только созданием регулируемой вентиляции, при достаточно низкой воздухопроницаемости всех конструкций. Подробней о вопросе создания вентиляции в доме

Как снизить теплопотери дома: утепление крыши и подвала

Кроме того, стены, крышу и подвал необходимо утеплить. При этом надо заметить, что утеплять дом надо не изнутри, а снаружи. Если сделать это со стороны помещения, то между стеной и внутренней теплоизоляцией будет скапливаться конденсат, что не только ухудшит теплоизоляцию дома, но и приведет к повреждению отделки и размножению грибов. Для внешней теплоизоляции подходит такой материал, как экструдированный пенополистирол; хорошо себя зарекомендовало устройство вентилируемого фасада и т.д.

Для теплоизоляции крыш, как правило, используют каменную или минеральную вату, которые реализуются в виде плит. При этом нельзя забыть о пароизоляции (желательно, чтобы ее сторона, обращенная внутрь, была покрыта алюминиевой фольгой, что предотвратит потери тепла от излучения).

Если дом еще только в проекте, то необходимо заранее подумать о том, как уменьшить периметр внешних холодных стен (чем больше квадратура наружных стен, тем значительнее потери тепла; дом, украшенный многочисленными выступающими элементами, теряет много тепла), не допустить образования мостиков холода.

Основным источником теплопотерь в доме являются окна

Как показывает практика, сквозь окна может уходить до 10% тепла. Утечка тепла из помещения посредством оконных конструкций происходит по нескольким направлениям:

  • сквозь блок и элементы переплета;
  • за счет теплопроводности воздушных масс и конвекции между стеклами;
  • вследствие теплового излучения.

Величина тепловых потерь непосредственно зависит от типа и особенностей конструкции окна, качества ПВХ, других используемых материалов, фурнитуры, правильности монтажа. Поэтому бороться с таким явлением следует с учетом основных каналов утечки тепловых потоков.

Как уменьшить теплопотери окна?

В энергетическом балансе любого здания светопрозрачные элементы играют далеко не последнюю роль. Поэтому повышение их энергоэффективности является частью комплекса мероприятий по энергосбережению.

Чем больше площадь проема, тем больше тепла может уйти сквозь него. Это следует помнить при выборе размера металлопластиковой конструкции. Чтобы обеспечить оптимальный режим естественного освещения, площадь остекленных поверхностей должна составлять примерно 10% от площади комнаты. При этом оптимальная ширина окна равняется 55% от ширины помещения.

Если же в доме предусмотрено панорамное остекление, то поверхность стекла можно покрыть специальным составом, который пропускает солнечный свет и препятствует утечке тепловой энергии.

Как показала практика, увеличение воздушного слоя между стеклами не приносит желаемого результата. Намного эффективней с задачей теплосбережения справляется многослойный стеклопакет. При этом вполне достаточно расстояния между стеклами в 1,6 см. Для улучшения теплосберегающих характеристик из пространства между стеклами откачивают воздух и закачивают в камеры аргон, ксенон или газовую смесь.

Если постройка дома только планируется, то в проекте необходимо продумать расположение окон. Это связано с тем, что стекло обладает односторонней проводимостью, т.е. снаружи поступает больше тепла, чем может выйти изнутри. Поэтому в некоторых комнатах зимой может быть тепло и без активного обогрева, а летом – в них будет слишком жарко. И в таком случае останется только использовать специальные защитные пленки или жалюзи.

Также большое значение имеет и качество уплотнителей, исправность фурнитуры. При выявлении неплотного прилегания или в случае поломки подъемных механизмов, петель, фиксаторов, их необходимо заменить на новые комплектующие.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×