Коэффициент теплосопротивления стеклопакетов

   Наиболее распространённым видом световых проёмов являются окна и двери со стеклопакетами. Бывают ещё всякие световые туннели, световоды и может быть ещё что-то. Но в этой статье я не буду углубляться в технологию производства и различные бренды окон и стеклопакетов. Статья будет в контексте расчёта теплопотерь своего дома.

    Ещё не так давно бытовало мнение, что любое окно - это, считай, дыра в стене, которая обходится владельцу дома гораздо дороже, чем сама стена! Причём как на этапе строительства, так и на этапе эксплуатации строения. Если обратить внимание на деревенские дома - окошки всегда довольно маленькие - это самая холодная и продуваемая часть дома. Я отлично помню, как много лет назад мы заклеивали бумажной лентой всю раму перед каждой зимой, а по весне отдирали всё обратно, чтобы открыть окно и повыметать между рам тушки замороженых мух. Сейчас времена уже другие, в окнах стоят герметичные стеклопакеты, никаких мух, бумажных лент на клейстере, возле окон не гуляют ветры. Но насколько изменились тепловые характеристики окон? Почему они вдруг стали теплее и самое важное - насколько именно они стали теплее?

     Согласно норм строительной теплотехники, действовавших до 1993 года, заполнения световых проёмов должны были иметь нормативное сопротивление теплопередаче не ниже R = 0,6 м²­·°С/Вт (для Беларуси).

     Современные требования (ТКП 45-2.04-43-2006) к этому коэффициенту заполнения световых проёмов возросли до R = 1 м²­·°С/Вт для Беларуси. Для России всё сложнее из за большого количества климатических регионов, но всегда меньше из за того, что Россия - энергетическая страна. В зависимости от градусо-суток отопительного периода коэффициент требуемого сопротивления теплопередаче для окон, балконных дверей, витрин и витражей изменяется от R = 0,3 до R = 0,8 м²­·°С/Вт (СП 50.13330.2012).

      Теплопотери в окнах складываются из трёх величин:

  • теплопередача самого стеклопакета;

  • теплопередача оконной рамы и места примыкания стекла к раме;

  • теплопотери на нагрев инфильтрующегося через уплотнители воздуха.

 Оконных рам существует великое множество как по профилю, так и по бренду, но материалом для изготовления рам в основном служат:

  • ПВХ пластик;

  • Древесина;

  • Алюминий.

ПВХ и Алюминевые профили для оконных рам - это отдельная большая тема! Рассматривая конструкции этих профилей понимаешь, что инженеры потрудились на славу. Деревянные немного проще, но не менее интересны.

Величина теплопотерь через оконную раму зависит не столько от материала, сколько от конструктивного решения самого профиля. Сколько воздушных замкнутых камер, каковы способы борьбы с конвекцией воздуха в этих камерах, отведение конденсата из пазов и прочее. Теоретически, если сделать весь профиль из самого теплонепроницаемого утеплителя на строительном рынке (экструдированный графитовый пенополистирол "Carbon Prof 400" с коэффициентом λ=0,032 Вт/м*°С) толщиной 60 мм, мы едва доберёмся до R = 2, поэтому оставим обзор оконных профилей инженерам и рассмотрим гораздо большую по площади штуку - сам стеклопакет.

 

Стеклопакеты

   Стеклопакеты состоят из двух и более стёкол, скреплённых (склеенных) между собой по контуру с помощью дистанционных рамок и герметиков. Рамки бывают металлическими или пластиковыми и, конечно, тоже влияют на общую катрину теплопотерь, но в теплотехнике дистанционные рамки относятся к элементу оконной рамы, хоть по факту и являются элементом стеклопакета, поэтому оставим рамки на будущие статьи и приступим, наконец, к рассмотрению очень простой конструкции центральной части стеклопакета!

      Стеклопакет представляет собой одну или несколько герметичных камер, заключённых между стёклами.  Согласно ГОСТ 24866 стеклопакеты можно классифицировать:

  • По количеству камер. Между каждыми двумя стёклами образуется пространство, называемое камерой. В связи с этим стеклопакеты подразделяют на однокамерные (два стекла), двухкамерные (три стекла) и т. д.

  • По ширине. Ширина стеклопакета - это полная ширина блока вместе со стеклянной и воздушной частью. Встречаются стеклопакеты шириной 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36, 40, 42, 44 мм и др.

  • По типам применяемого стекла:

    • обычное

    • энергосберегающее - стёкла с низкоэмиссионным покрытием (с твёрдым или мягким покрытием - также известны как К или I-тип)

    • шумозащитное - триплекс

    • солнцезащитное - тонированное стекло в массе или тонированное пленкой

    • ударопрочное - стекло триплекс с высоким классом защиты.

 

Маркировка стеклопакета

     Маркировка стеклопакета - стекло/марка - дистанция/наполнение - стекло/марка. Маркировка всегда начинается с внешнего стекла, обращённого на улицу.

     Пример: 4M0-16-4M1-12Ar-4K — 4 мм стекло марки М0, 16 мм воздушная камера, 4 мм стекло М1, 12 мм дистанция, заполнение камеры аргоном, 4 мм К-стекло.

  • Стёкла марки М изготавливают методом вытяжки. Цифра после М - допустимые дефекты, чем меньше цифра - тем меньше дефектов.

  • Стёкла марки F - флоат стёкла, которые производятся при помощи раскалённого олова, в результате чего получается идеально гладкая поверхность с двух сторон.

  • Стёкла с обозначением К - энергосберегающие низкоэмисионные стёкла с твёрдым покрытием, нанесённым непосредственно в процессе изготовления стекла.

  • Стёкла с обозначением I - энергосберегающие низкоэмисионные стёкла с мягким покрытием, нанесённым цпецоборудованием в условиях вакуума.

  • Стёкла марки S - это окрашенные в массе стёкла, производимые путём флоат-процесса при помощи добавления в сырьё оксидов металлов. Интенсивность цвета и солнцезащитные характеристики варьируются в зависимости от толщины стекла. Такое стекло бывает следующих оттенков: бронзовый, зелёный, серый, голубой.

  • Триплекс - это многослойное стекло, склеенное между собой полимерной плёнкой. Преимущество этого стекла в том, что при ударе такое стекло не разлетается на мелкие осколки, а удерживается на плёнке.

       

Ширина камеры (звукоизоляция)

      Если однокамерное стекло обычно рассчитывается по формуле 4-16-4 (где 4 мм — стекло, 16 мм межстекольное пространство), то для двухкамерного стеклопакета формула уже другая, не 4-16-4-16-4. Тут вступает в действие вопрос шума: чтобы шум гасился наиболее эффективно, расстояния между стеклами в одном блоке должны быть разными. То есть дистанционные рамки для двойного или тройного стеклопакета должны быть разной ширины.

    На шумозащиту ширина дистанции оказывает большое влияние; чем шире, тем выше звукоизоляционные свойства стеклопакета. Ощутимый результат дает применение триплекса и более толстых стёкол.

 

Энергосберегающие стёкла

       Энергосберегающие стёкла подразделяются на 2 вида:

  • К-стекло (Low-E) твёрдое покрытие;

  • I-стекло (Double Low-E) мягкое покрытие.

 

К-стекло (твёрдое покрытие)

    Данный тип оконного стекла имеет более высокую твёрдость покрытия. Высокая прочность достигается за счёт того, что напыление оксидов металлов, которое наносится на плоскость горячего стекла, сплавляется с этим стеклом. При этом нередко К-стекло ещё и ламинируют. Энергосберегающее К-стекло по своим светопроницаемым характеристикам не имеет серьезных отличий от обычного стекла. В большинстве случаев оно устанавливается в стеклопакетах с внутренней стороны помещения. При этом его теплосберегающее напыление сосредоточено в межстекольной зоне. Установлено, что однокамерные стеклопакеты с мягким покрытием на 17% слабее способны проводить ультрафиолетовое излучение, их теплоизоляционные характеристики оказываются выше на 20%, а фурнитура обычно служит на 30% дольше. Недостатком К-стекол является тот факт, что при ярком солнечном освещении может наблюдаться небольшая дымка от напыления.

 

I-стекло (мягкое покрытие)

     Современная тенденция развития сектора оконных конструкций все больше отдает предпочтение использованию |-стекол, которые несколько превосходят стекла с твердым покрытием по своим свойствам. Данный тип стекол производится методом напыления специального энергосберегающего покрытия, преимущественный состав которого состоит из окисей металлов, посредством применения высоковакуумного оборудования, снабженного уникальной системой производства магнетронного распыления. Это делает I-стёкла более прозрачными в отличие от K-стекол. Напыление стёкол данного типа не препятствует пропускным световым характеристикам таких стёкол, оно полностью прозрачно и имеет более низкий показатель излучательной восприимчивости. При анализе нейтральности подобного типа стекла по бальной шкале от 0 (означает черный цвет) до 100 баллов (нейтральное значение) энергосберегающее I-стекло обладает коэффициентом на уровне 98 баллов. Для сравнения: значение простого обыкновенного стекла имеет значение 99. Таким образом, I-стекло по своим светопропускающим характеристикам практически ничем не отличается от обыкновенных стекол. Однако при этом стёкла мягкого покрытия отличаются более лучшими теплозащитными показателями. Так, например, при температуре окружающей среды в -26°С и при температуре внутри помещения +20°С, температура энергосберегающего стекла с мягким покрытием будет равна +14°С, в то время как температура простого обыкновенного стекла не превысит +5°С, а температура низкоэмиссионного К-стекла составит +11°С. Значительным недостатком селективных I-стекол считается их сниженная абразивная стойкость, что усложняет их транспортировку. Однако, поскольку подобный тип стекол чаще всего монтируются внутри стеклопакета, то такой недостаток практически не оказывает влияния на эксплуатационные характеристики. Применение энергосберегающих стекол с мягким покрытием наиболее распространенно в современной практике.

 

Теплопотери

Теплопотери стеклопакетов происходят по всем трём направлениям:

  • Тепловое излучение;

  • Теплопроводность;

  • Конвекция. 

Рассмотрим влияние каждого вида теплопотерь поподробнее.

 

Тепловое излучение и выбор стекла

     При нагревании какого-либо тела часть тепловой энергии превращается на его поверхности в энергию лучистую. Излучение теплоты поверхностью тела аналогич­но световому излучению и отличается от него длиной волн. Видимые световые лучи имеют длины волн от 0,4 до 0,8 μ, а тепловые (инфракрасные) лучи - от 0,8 до 800 μ. Законы распространения, отражения и преломления, установленные для видимых световых лучей, справедливы и для тепловых.

   Строительные материалы обладают большей или меньшей способностью излучать теплоту, но всегда меньшей, чем абсолютно черное тело; такие тела называются серыми. Количество теплоты Qи, Вт/м² , излучаемой единицей поверхности тела в единицу времени, определяется формулой Q = С ­· (Т/100)^4,  где С - коэффициент излучения поверхности, Вт/(м² • К^4 ); Т - температура поверхности, К. Формула носит название закона Стефана-Больцмана.

   Строго говоря, этот закон справедлив только для абсолютно черного тела. Однако опытами ряда исследователей было показано, что этот закон применим также и к серым телам (коими являются все строительные материалы). Формула показывает, что количество теплоты, излучаемой поверхностью тела, пропорционально четвертой степени ее абсолютной температуры, т.е. интенсивность излучения резко возрастает с повышением температуры поверхности тела.

   Величина коэффициента излучения зависит от химического состава излучающего вещества, а также в значительной степени от характера обработки излучающей по­верхности. Полированные поверхности имеют значительно меньший коэффициент излучения, чем шероховатые поверхности того же материала. Так, например, обычная кровельная сталь имеет С = 4,0 Вт/(м^2 • К^4 ), бетон имеет С = 3,6. Малый коэффициент излучения имеет алюминий С = 0,26 Вт/(м^2 • К^4 ). Именно поэтому при обклейке алюминиевой фольгой одной из поверхностей воздушных замкнутых прослоек в ограждающих конструкциях её теплосопротивление увеличивается вдвое! (Об этом сделана специальная сноска в СП и ТКП, и это учитывает мой теплотехнический калькулятор). Коэффициент излучения стекла С = 5,41 Вт/(м^2 • К^4)
    Что же касается стёкол, то основным показателем, характеризующим способность стекла отражать тепловое излучение, является его излучающая способность (Е) или – коэффициент эмиссии. Этот термин означает отношение мощности излучения поверхности стекла к мощности излучения абсолютно черного тела.  У обычных стекол коэффициент эмиссии составляет 0,83, у низкоэмиссионных i-стёкол может доходить до 0,03, у k-стёкол - 0,2 при этом свыше 90% накопленного тепла будет отражаться назад в помещение. Чем меньше коэффициент эмиссии, тем эффективнее материал отражает тепло, тем выше его теплосберегающие свойства. Именно поэтому энергосберегающие окна называют также низкоэмиссионными.

       Чтобы навести некоторый порядок в терминах, ещё раз два похожих определения:

  • излучательная способность (нормальный коэффициент эмиссии): Характеристика способности стекла отражать нормально падающее излучение. Коэффициент вычисляют как разность между единицей и коэффициентом отражения в направлении нормали к поверхности стекла.

  • коэффициент эмиссии (откорректированный коэффициент эмиссии): Отношение мощности излучения поверхности стекла к мощности излучения абсолютно черного тела.

   Потери, вызванные тепловым излучением составляют 2/3 всех тепловых потерь в стеклопакетах. Их можно уменьшить на 96% при использовании энергосберегающих низкоэмиссионных стёкол, суть которых состоит в том, что на их внутреннюю поверхность нанесено тончайшее покрытие из оксидов металлов (толщиной в десятки нанометров), которое практически незаметно на глаз, но весьма эффективно отражает инфракрасное излучение.
     В зависимости от коэффициента эмиссии стёкла подразделяют на классы энергосбережения:

  • класс i-1, коэффициент эмиссии до 0,025;

  • класс i-2, коэффициент эмиссии от 0,026 до 0,06;

  • класс i-3, коэффициент эмиссии от 0,061 до 0,085;

  • класс i-4, коэффициент эмиссии от 0,086 до 0,110.

      Для наглядности эффекта я подготовил сравнительную табличку зависимости сопротивления теплопередачи от  коэффициента эмиссии для однокамерного стеклопакета с дистанцией между стёклами 12 мм  (больше - лучше):

Из графика видно, что класс энергосбережения стекла влияет на сопротивление теплопередаче R стеклопакета значительно меньше, чем заполнение газом и в целом: разница между классами стекла не превышает 4% от итогового теплосопротивления стеклопакета. Но так же ясно видно, что стеклопакет с обычным стеклом с коэффициентом эмиссии 0,83 в среднем вдвое холоднее низкоэмиссионных аналогов!

Теплопроводность и выбор газа

       Стандартное оконное стекло имеет коэффициент теплопроводности λ = 0,76 Вт/(м·°С), однако в теплотехнических расчётах световых проёмов его принимают равным единице λ = 1 Вт/(м·°С) (СП 50.13330.2012, приложение К.2) в силу того, что при толщине 0,004 м это практически не имеет никакого значения при расчёте величины теплосопротивления. Величина теплосопротивления для стекла толщиной 4 мм R = 0,004/0,76 = 0,005 м²­·°С/Вт. При требуемой величине R = 1 стекло практически не оказывает никакого влияния.

      Камера между стёклами - это и есть основной и единственный утеплитель в стеклопакетах. Чаще всего в камерах находится воздух, однако для улучшения характеристик сопротивления теплопередаче внутрь стеклопакета могут быть закачаны другие газы, имеющие меньшую теплопроводность - углекислый газ, аргон, ксенон, криптон, их смеси и др. Одноатомные газы с большим молекулярным весом резко снижают теплопроводность стеклопакета, но увеличивают его цену. Существует технология по изготовлению стеклопакетов с вакуумной прослойкой, но она достаточно редка. При такой технологии два стекла отстоят друг от друга на расстоянии менее миллиметра, а для предотвращения их слипания между стёклами находятся распорки (пиллары) из металла или стеклокерамики с шагом 2–4 см. Вакуумные стеклопакеты в последнее время стали потихоньку появляться на рынке (впервые они были выпущены в 1997 году Японской компанией «Nippon Sheet Glass». В настоящий момент производство данного продукта осуществляется во многих странах, в том числе и в России, вот только оно не носит массовый характер - слишком дорого). 

    Коэффициент теплосопротивления камеры стеклопакета, кроме зависимости от заполняющего его газа, зависит ещё и от температуры воздуха (газа) в ней! Интересно заметить, что теплопроводность при любом заполнении при повышении температуры растёт, а при понижении, соответственно, растёт теплосопротивление.    
     Чтобы представить себе, насколько влияет газ и его температура на теплопроводность камеры, я составил сравнительную табличку на основе данных госстандарта (меньше - лучше) :

    Из графика видно, что воздух в пять раз лучше проводит тепло (в 5 раз хуже теплоизоляция), чем ксенон. Однако, учитывая высокую стоимость ксенона, заполнение даже самым дешёвым вариантом инертного газа - аргоном - всё равно оказывает значительное влияние на теплопроводность.
    При повышенной влажности теплопроводность повышается в несколько раз, поэтому в дистанционных рамках по периметру стеклопакетов обычно устанавливают осушители в виде силикагеля. Ну не только поэтому, ещё и с конденсатом нужно бороться - ведь в стеклопакете обычно всегда присутствует точка росы.

Конвекция и выбор дистанции в стеклопакете

   Существует распространённое заблуждение, что чем больше будет ширина воздушной (газовой) прослойки, тем теплее стеклопакет. Это не совсем так! С ростом межстекольного пространства до ~12 мм (в каждой камере) теплоизоляционные характеристики стеклопакета растут, но свыше 24 мм начинают быстро ухудшаться, в силу роста конвективной теплопередачи в межстекольном пространстве. Воздух, нагреваясь возле внутреннего стекла поднимается вверх, а охлаждаясь возле наружнего стекла опускается вниз. Чем больше будет дистанция между стёклами, тем слабее будут взаимодействовать оба этих потока воздуха (газа) в центральной части стеклопакета. Это значит, что воздух будет сильнее нагреваться возле внутреннего стекла и больше отдавать тепла наружному стеклу - это и есть явление конвекции. До 16 мм явление конвекции, конечно, тоже присутствует, но его вклад в общие теплопотери перекрывается величиной теплосопротивления самого воздуха.
   При обмене теплоты между воздухом и поверхностью твердого тела одновременно с конвекцией происходит и передача теплоты теплопроводностью в газообразной среде. Совместное воздействие конвекции и теплопро­ водности носит название «конвективного теплообмена». При конвекции передача теплоты связана с молярным переносом воздуха, что сильно усложняет явление этого вида теплопередачи. Количество теплоты, передаваемой конвекцией, зависит от характера движения газообразной среды, ее плотности, вязкости и температуры, состояния поверхности твердого тела, величины температурного перепада между воздухом и поверхнос­тью и пр. Применение математического анализа в большинстве случаев ограничивается лишь составлением дифференциальных уравнений и установлением граничных условий. Решение этих уравнений возможно лишь для некоторых частных случаев и при целом ряде упрощающих предпосылок. Поэтому при изучении процессов конвективного теплообмена большое значение имеют эксперимент и обработка его результатов на основании теории подобия. В практических расчетах для определения теплового потока Qк, Вт, передаваемого при конвективном теплообмене между жидкостью или газом и поверхностью твердо­ го тела, пользуются формулой: Qк = dк f (t1 - t2)

где dк - коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м² • °С); f - площадь поверх­ности твердого тела, м², t1 - температура воздуха (газа), °С, t2 — температура поверхности, °С.

     Коэффициент теплоотдачи конвекцией dк показывает количество теплоты в Дж, передаваемой в течение секунды от жидкости или газа к 1 м² поверхности твердого тела при разности температур в 1 °С между газом и поверхностью. Простота формулы только кажущаяся, она не разрешает задачи, а только переносит их на выбор значений dк.

     Как я уже упоминал, количество теплоты, передаваемой конвекцией, зависит от плотности газообразной среды (помимо прочего). Для нас это имеет значение в контексте выбранного газа для заполнения стеклопакета, поскольку передача тепла в плотной газовой среде замедляется.

  • Воздух имеет наименьший атомный вес  - 28,96 кг/моль и наименьшую плотность  - 1,2 кг/м³;

  • Аргон имеет атомный вес 39,94 кг/моль и плотность 1,8 кг/м³;

  • Криптон - 83,8 кг/моль  /  3,7 кг/м³;

  • Ксенон - 131,29 кг/моль  /  5,85 кг/м³.

  Всё это вместе (конвекция и плотность газов) приводит к тому, что для разных газов будет разное значение дистанции, при которой достигается наибольший эффект! 
    Для демонстрации этого эффекта я составил табличку зависимости сопротивления теплопередачи для разных газов от величины дистанционной рамки в стеклопакете с одним низкоэмиссионным стеклом (е=0,08) (больше - лучше):

       Из графика видно, что для воздуха и аргона оптимальная дистанция будет 10 мм, после чего теплосопротивление плавно падает. Но для криптона и ксенона оптимальная дистанция составляет 6 - 8 мм! 
   Может быть интересен аналогичный график для двухкамерного стеклопакета с двумя низкоэмиссионными стеклами  (е=0,04):

   Здесь картинка похожая, но для воздуха и аргона оптимальная дистанция увеличивается до 12 мм, а разница в теплосопротивлении при 8 мм становится уже весомой! Для криптона и ксенона уже не столь выражено, но по прежнему дистанция чем меньше - тем лучше!

  Чтобы всё вышесказанное как-то обобщить Свод Правил в своём "приложении К" предлагает использовать данные  по стеклопакетам в соответствии с табличкой ниже: 

   Даже простой стеклопакет из двух стёкол уменьшает потери тепла по сравнению с традиционным двойным остеклением на 30-40% и снижает уровень шума в полтора раза. Так-же интересно видеть, что однокамерный стеклопакет с одним I-стеклом заметно теплее, чем двухкамерный, но с обычными стёклами! Ну и как отмечено в примечаниях к таблице - заполнение аргоном или другим инертным газом практически не даёт эффекта без использования энергоэффективных стёкол, что мы ясно видели на первом графике!

      Табличка К.1 из СП 50.13330.2012 содержит далеко не полный перечень возможных стеклопакетов. Наиболее полным, по-моему, будет документ СТО СППП 4.3-2013, и кстати, как всегда, между ними есть нестыковки которые, видимо, объясняются учётом диффузии и процентом заполнения газом.

Сопротивление воздухопроницанию   

   Интуиция подсказывает, что пластиковые окна герметичны и никакого воздуха они не пропускают. Однако, это не совсем так! Они не пропускают достаточного для естественной вентиляции объёма воздуха, но пропускают существенное для теплотехнических показателей его количество. Пропускают, конечно, не через стекло или раму, - пропускают через уплотнители в створках, через неплотности прилегания стеклопакетов к раме. Сопротивление воздухопроницанию в меньшей мере зависит от материала рамы, но значительно зависит от материала уплотнительных прокладок и количества уплотнённых притворов. Вот соответствующая табличка:

Чем выше сопротивление, тем меньше пропускает окно воздух. Например: окно размером 1,5 х 2 м с одним уплотнённым притвором из губчатой резины в час пропускает 1,5 * 2 / 0,16 = 18,75 кг воздуха, что примерно соответствует 15 кубометрам воздуха! При обычном стеклопакете 4М-8-4М инфильтрация составляет 36% от общих теплопотерь окна! 
И такое же окно без открывающихся створок 1,5 * 2 / 1 = 3 кг (2,4 м.куб) воздуха. Что составит около 7% от общих теплопотерь окна.
  Конечно, более правильно было бы считать инфильтрацию не от площади окна, а от длины собственно уплотнителей. Однако, практика показывает, что такое приближение вполне достаточно для инженерных теплотехнических расчётов, что и закреплено в нормативных документах.

Солнечная радиация   

  Листая модные дизайнерские журналы по архитектуре я не раз натыкался на картинки красивых энергоэффективных и энергопассивных домов с огромными окнами от пола до потолка, во всю стену. А в голове навязчивый голос твердил:

- это не для нашего региона, не для нашего климата, мы живём на крайнем севере в самом худшем на планете месте.

Всплывали навязанные кем-то мысли:

- любое окно, это дыра в стене, через которую будет уходить всё тепло, окна нужно делать маленькими, как можно меньше, а лучше не делать вообще!
     Однако, я уже не раз убеждался, что не стоит верить мнению большинства, а лучше почитать чего-нибудь умного. Например, ТКП 45-2.04-196-2010 "Тепловая защита зданий". В этом документе приведён метод расчета энергоэффективности здания, который в обязательном порядке учитывает поступление тепла от солнечной радиации в зимний (отопительный) период! И вот какая там приведена таблица:

Эта таблица показывает, сколько в среднем За Отопительный Период поступает тепла через квадратный метр окна. Иными словами, окно не только теряет тепло, но и пропускает солнечное тепло в дом. Расчёт вынудил меня написать узкоспециализированный калькулятор, в котором можно подобрать такую комбинацию параметров стеклопакета, рамы и их площадей, при котором окно в НАШЕМ КЛИМАТЕ будет эффективнее самой тёплой стены. Т.е., таки возможно у нас сделать огромное окно во всю стену и при этом назвать дом в целом энергопассивным!

     Для большей наглядности я составил график распределения солнечной активности, переведённой в кВт*ч, по месяцам на основе СНБ 2.04.02-2000 "Строительная климатология" для широты 52° (с более-менее приемлемой погрешностью его можно рассматривать, как для всей Беларуси) для условий ясного неба и для условий средней облачности:

Солнечная активность при ясном небе
Солнечная активность при облачности
 

Интересно отметить, что в летние месяцы количество солнечной энергии на южную вертикальную поверхность попадает меньше, чем на западную или восточную! А в зимнее - на горизонтальную поверхность меньше, чем на южную. Отсюда вывод, что большие западные и восточные окна летом сильнее нагревают помещение, чем южные, и зимой сильнее его охлаждают.

Энергетический калькулятор окон

      Этот калькулятор будет отличным дополнением (или продолжением) к теплотехническому калькулятору, который рассчитывает теплопотери непрозрачных ограждающих конструкций. Окна - неотъемлемая часть любого дома, которая требует такого же расчёта, как стены или крыша.
    В последней версии я добавил очень интересную функцию расчёта энергетических характеристик окна по месяцам, включая месяцы тёплого периода года, чтобы можно было представить, сколько тепла поступает от Солнца летом. Кроме того, в СНБ 2.04.02-2000 "Строительная климатология" имеются таблицы суммарной солнечной радиации для ясного неба и для средних условий облачности. Мне показалось это тоже любопытным, и теперь калькулятор умеет учитывать облачность тоже!  (В меню "Единицы измерения теплопотерь" выбрать один из последних двух пунктов).

Для работы калькулятора необходим установленный флеш-плеер. Установить его бесплатно можно на сайте https://get.adobe.com/ru/flashplayer/
Последнее время появились проблемы с флеш-плеером из-за обновлений браузеров и плагина, не зависящие от автора сайта. Решение проблем здесь.

Спасибо всем, кто помогает проекту! Любая ваша помощь значима!

Российский руб.

© 2015 «Project - House».  

Сайт Дмитрия Петрова