Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность

НП "Энергоэффективный город" представляет портал "Энергосовет" - всё об энергосбережении в интернете

Эта статья опубликована в журнале Энергосовет № 4 (23) за 2012 г

Скачать номер в формате pdf (7583 kБ)

Энергоэффективное остекление: какой путь выберет Россия



Рубрика: Мировой опыт энергосбережения
Автор: А.Ю. Куренкова
Технология: Остекление лоджий и балконов
Эффект от внедрения:
- для объекта мероприятие позволяет уменьшить теплопотери здания за отопительный период на 8-10%, а при утеплении "темной" части до 13-15% (срок окупаемости 9-20 лет);
- для муниципального образования снижение расхода топлива, уменьшение тарифов, снижение энергопотребления (тепловой и электрической энергии) в наиболее холодные дни, высвобождение дефицитных мощностей.
Объекты внедрения: Частные дома, Квартиры.

А.Ю. Куренкова, директор, НИУПЦ «Межрегиональный институт окна», г. Санкт-Петербург

 

Выполнение требований Закона об энергосбережении потребует от проектировщиков - выбора новых конструктивных решений, от оконных компаний пересмотра подхода к изготовлению конструкций и комплектующих, от потребителей - увеличения затрат.

 

Анализ статей в журнале «Светопрозрачные конструкции» [1,7,8] показывает, что на данный момент существуют два основных направления развития светопрозрачных конструкций. Назовем их «европейский» и «скандинавский».

 

«Европейский» путь

Данное направление можно охарактеризовать такими параметрами как, увеличение ширины коробки-створки оконного блока; использование низкоэмиссионного стекла в стеклопакете с коэффициентом эмиссии до 0,01; переход к производству вакуумных стеклопакетов.

В конструкциях из ПВХ профиля за последнее десятилетие прослеживается переход от коробки шириной 58-62 мм к 68-76 мм в стандартном варианте и более 88 мм в разработках последних лет. Улучшение теплотехнических характеристик профиля достигается сегодня различными способами, например, увеличением количества камер с применением усилительных вкладышей из алюминия вместо стали (рис. 1).

В последнее время в усилительном вкладыше вместо стали используется стеклопластик (рис. 2, 3). В отечественных разработках применяются два вида усилителя: только в коробке (рис. 2) или в коробке и створке (рис. 3).

Применение в ПВХ-профилях вместо стальных усилителей – алюминия

В целях повышения энергоэффективности профиля путем снижения лучистой составляющей теплопотерь решается также заполнением камеры усилителя вспененным ПВХ (рис. 4) или применением композитного армирующего профиля (рис. 5).

Кроме этого, наметилась тенденция использования в наружных камерах ПВХ-профиля вспененного ПВХ (рис. 6).

В конструкциях оконных блоков из древесины также начали использовать вспененный ПВХ, но внутри деревянного профиля (рис. 7).

Разработкой последних лет является специальный пропил бруска с созданием дополнительных воздушных камер (рис. 8).

В светопропускающей части конструкции оконных блоков все большее распространение получают двухкамерные стеклопакеты с установкой 1-2 стекол с низкоэмиссионным покрытием, коэффициент эмиссии которых уже приблизился к минимальным значениям, практически исчерпав возможности стекол с покрытием. Материалы рамки стеклопакета стали также весьма разнообразны, но ввиду малого влияния на теплотехнику светопрозрачных конструкций, по мнению автора, этими разработками можно пренебречь. Однако все эти нововведения не меняли принципа производства стеклопакетов, поэтому с перспективой массового производства вакуумных стеклопакетов связаны значительные изменения в технологии, а значит и значительные затраты, что тормозит в определенной степени это направление увеличения сопротивления теплопередаче окна. Однако нужно отметить компанию LG, которая начала их производство на территории России.

Следует отметить, что следование по «европейскому пути» для российского строительства и реконструкции может иметь определенные негативные моменты, связанные с тем, что теплая конструкция устанавливается в зону отрицательных температур. Это связано с тем, что климатические условия эксплуатации в России отличаются от европейских, где даже при «очень холодной» зиме оконный блок всегда будет стоять в теплой зоне. К тому же, установка более теплых конструкций не гарантирует снижения потерь тепла через оконные откосы.

 Применение в ПВХ-профилях вместо стальных усилителей, усилителя с заполнением вспененным ПВХ

«Скандинавский» путь

 Деревянные оконные блоки с наружной створкой из дерева

Под «скандинавскими» конструкциями в нашей стране понимают конструкции, имеющие коробку из дерева, деревянную внутреннюю створку со стеклопакетом, при этом наружная створка со стеклом может быть изготовлена как из дерева, так и из алюминия [3,4] (рис. 9-10).

Такие конструкции являются преобладающими в Финляндии, Швеции, Норвегии. Так, в Финляндии можно отметить три стандарта по ширине коробки - 130, 170 и 200 мм, причем применение уширенной коробки до 200 мм стимулируется государством.

Для увеличения значений сопротивления теплопередаче стеклопакет во внутренней створке может быть однокамерным с применением стекла с низкоэмиссионным покрытием и рамками с меньшей теплопроводностью, чем у алюминия.Прослеживается та же тенденция, что и в европейском пути развития, которая основывается на тех же технологиях, что и в Германии (как родоночальнице), с той только разницей, что за счет применения наружной створки со стеклом, теплотехнические параметры такого оконного блока намного лучше «европейского». Кроме того, смещение створки со стеклопакетом при установке в стеновой проем в зону «теплых» температур значительно повышает эффективность такого оконного блока и исключает вероятность появления конденсата на внутреннем стекле конструкции оконного блока.  

Кирпичная стена с двумя четвертями, двумя нитками остекления с разными деревянными коробками

Также следует отметить, что в большинстве скандинавских стран деревянные оконные блоки со стеклом и стеклопакетом устанавливаются заподлицо с внутренней плоскостью стены, тем самым тепло от прибора отопления, установленного под таким окном, беспрепятственно обтекает оконный блок, создавая наиболее оптимальные условия эксплуатации.

С точки зрения цены, скандинавские окна значительно дороже окон из ПВХ-профиля, но ненамного превышают стоимость изготовления деревянных окон со стеклопакетами.

Скандинавское окно также требует всех работ по демонтажу и монтажу, что весьма дорого в старом фонде. Оно имеет проблемы с выпадением конденсата во внутреннем пространстве. Основное неудобство в эксплуатации - единственный режим открывания створок - распашной.

 Рис. 12. Кирпичная стена со стандартной четвертью и двумя нитками остекления в одной коробке


Применение европейского и скандинавского подходов в российском строительстве

Учитывая специфику российского строительства и климатические условия эксплуатации, возникает идея объединить оба направления: взяв за основу скандинавский способ и дополнить его двумя нитками остекления по европейскому типу.

Данная идея в первую очередь целесообразна для реконструкции «старого фонда», где демонтаж деревянной рамы может привести к значительным разрушениям стен. При замене окон в «старом фонде» львиная доля затрат приходится на демонтаж конструкций, подготовку проемов, восстановление наружных откосов и установку внутренних откосов, подоконников, отливов.

Рассмотрим два варианта замены оконной конструкции в кирпичной стене:

Вариант 1 (рис. 11) - кирпичная стена с двумя четвертями, двумя нитками остекления с двумя оконными коробками из древесины.

Вариант 2 (рис. 12) - кирпичная стена со стандартной четвертью и двумя нитками остекления (створками) в одной коробке.

Вариант 1. При демонтаже удаляются только створки, коробки в двух нитках остекления не извлекаются (возможен подпил бруска до более удобных размеров для дальнейшего монтажа). Между старыми коробками может быть установлен нащельник (чтобы закрыть зону сопряжения конструкций). Новые конструкции устанавливаются с креплением в бруски старых коробок (что значительно дешевле и проще). Первая (наружная) нитка остекления выполняется с одним контуром уплотнения и с заполнением стеклом, причем его толщина варьируется в зависимости от требуемой звукоизоляции. Вторая (внутренняя) нитка - со стеклопакетом, конструкция которого может меняться в зависимости от региона применения и класса энергетической эффективности здания. Монтажная пена (или другой утеплитель) в узлах примыкания закрывается нащельниками или штукатурным раствором. Со стороны помещения сохраняется отделка откоса штукатурным раствором, подоконники и отливы сохраняются. Наружный откос не разрушается.

Вариант 2 практически повторяет вариант 1 за исключением того, что крепление внутренней нитки остекления производится к конструкции стены и может произойти ее частичное разрушение.

 

Преимущества и недостатки нового способа установки окон

С одной стороны, при такой установке конструкций можно достичь высоких показателей по энергоэффективности, снижению шума. В таком случае не возникает проблем, связанных с восстановлением разрушенных проемов, что существенно уменьшает стоимость демонтажа и монтажа и позволяет установить более дорогую (фактически две), но более энергоэффективную конструкцию.

Главным преимуществом такого способа установки оконных блоков является то, что вторая нитка остекления находится в теплой зоне, исключается промерзание конструкции со стеклопакетом, выпадение конденсата, образование плесени и прочие проблемы, характерные для ПВХ конструкций в одну нитку. В результате мы всегда имеем теплый откос и гарантированное выполнение требований СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»  п.5.10 [10]. Потери тепла снижаются не только через оконный блок, но и через оконные откосы.

Рис. 13. Пример установки оконного блока по варианту 1

С другой стороны отметим и существенный недостаток: уменьшение площади светопрозрачного заполнения, что снижает коэффициент естественного освещения (КЕО). Но вопрос этот решаем. Если расчетное значение КЕО оказывается меньше требуемого, непрозрачная часть наружной нитки остекления может быть выполнена из алюминия с меньшей шириной коробки и створки. Также для повышения КЕО в старом фонде можно рекомендовать двухстворчатые оконные блоки небольших размеров выполнять одностворчатыми, обеспечивая архитектурные требования приклеиванием фальшнакладки вместо импоста.

Другой недостаток - возможность образования конденсата в межстворочном пространстве. Проблема может быть решена путем установки одного контура уплотнения с разрывами снизу и сверху, чтобы обеспечить проветривание межстворочного пространства. Пример установки оконного блока по варианту 1 приведен на рис. 13. Опыт эксплуатации положительный.

Остается отметить, что предлагаемая конструкция имеет коэффициент теплопередачи более 1,0 м2·ºС/Вт, что значительно выше требуемой в настоящее время для Москвы нормы 0,8 м2·°С/Вт.

 

ДЛЯ СПРАВКИ

Современные виды энергосберегающих стекол

Твердое энергосберегающее покрытие (K-стекло)

Для придания флоат-стеклу энергосберегающих свойств на поверхность еще горячего стекла методом пиролиза в процессе производства на флоат-линии наносится тонкий слой специального металлооксидного покрытия. Такое покрытие, «спекаясь» со стеклом, отличается особой прочностью, и поэтому называется «твердое покрытие».

Величина излучательной способности K-стекла обычно имеет значение около 0,2. К-стекло получило распространение благодаря своему нейтральному цвету, простоте обработки и исключительным теплоизолирующим характеристикам. К-стекло может быть ламинировано и закалено. К-стекло (Low-Е) применяется там, где требуется оптимизировать энергозатраты. К-стекло обычно входит в состав стеклопакетов в качестве стекла «на помещение», а низкоэмиссионное покрытие K-стекла обращено в межстекольное пространство.

Таким образом, преимущества К-стекла очевидны: K-стекло (Low-Е) улучшает теплоизоляцию, существенно сокращает потери тепла, снижает затраты на отопление, на порядок уменьшает вероятность конденсации влаги на поверхностях стекла, предусматривает возможность остекления вместе с солнцезащитным стеклом. К-стекло обладает высокой светопроницаемостью и визуально практически ничем не отличается от обычного прозрачного стекла. К-стекло имеет прозрачное покрытие (Low-Е) нейтрального цвета и его влияние на светопроницаемость и отражение едва заметно.

Еще раз следует отметить, что K-стекло предназначено для сокращения потерь тепла, и в особенности, через площади оконного остекления. Покрытие K-стекла пропускает солнечную энергию в коротковолновом диапазоне в помещение, но не пропускает тепловое излучение в длинноволновом диапазоне, например, от приборов и систем отопления.

Мягкое энергосберегающее покрытие (I-стекло)

Следующим серьезным шагом в изготовлении энергосберегающих стекол стало появление I-стекла, по своим характеристикам превосходящее вышеописанное K-стекло. Отличия между I-стеклом и К-стеклом заключаются как в технологии производства, так и в значении коэффициента излучательной способности.

Получение I-стекла предполагает нанесение на его поверхность оптического низкоэмиссионного покрытия на основе окислов металлов с использованием высоковакуумного производственного оборудования, оснащенного системой магнетронного распыления. Низкоэмиссионное Double Low-Е покрытие I-стекла толщиной в несколько десятков нанометров прозрачно, обладает великолепной светопропускающей способностью и еще более низким (Е=0,04) коэффициентом излучательной способности в сравнении с К-стеклом.

Применение стеклопакетов с I-стеклом в составе позволяет не только добиться снижения энергозатрат, но и заметно повысить комфорт в помещении. За время отопительного сезона энергосберегающий эффект от оконной конструкции средних размеров, остекленной стеклопакетами с I-стеклом в составе, эквивалентен сжиганию жидкого топлива (мазут, солярка) общей массой до 300 кг.

Недостатком I-стекла в сравнении с К-стеклом является его пониженная абразивная стойкость, что представляет определенные затруднения при транспортировке. Однако, с учетом того, что энергосберегающее покрытие I-стекла всегда располагают внутрь стеклопакета, данный недостаток не сказывается на эксплуатационных характеристиках I-стекла.

Достоинства энергосберегающих стекол

  • однокамерный стеклопакет с любым (K-стекло, I-стекло) низкоэмиссионным стеклом обладает большим эффектом энергосбережения, чем двухкамерный стеклопакет с обычными стеклами;
  • однокамерный стеклопакет с энергосберегающим стеклом легче двухкамерного на 10 кг/м2 (при толщине стекла - 4мм), что обеспечивает более продолжительный срок эксплуатации оконного переплета и уменьшает нагрузку на оконную фурнитуру;
  • однокамерный стеклопакет с низкоэмиссионным имеет даже большее светопропускание, чем двухкамерный с обычными стеклами;
  • при массовом производстве цена однокамерного стеклопакета с энергосберегающим стеклом в составе практически не отличается от цены двухкамерного с обычными стеклами.

Источник: http://www.nanometer.ru/

 

  

ДЛЯ СПРАВКИ

Если вы покупаете энергосберегающий стеклопакет, проверить, действительно ли в нем стоят энергосберегающие стекла довольно легко. Для этого зажгите возле него зажигалку. Количество отраженных язычков пламени будет равняться количеству отражающих поверхностей - по два на каждое стекло. В стеклопакете с обычными стеклами цвет будет одинаковым во всех отражениях. Отражение от поверхности с энергосберегающим покрытием изменит цвет. К сожалению, так же легко проверить, действительно ли в стеклопакет закачан инертный газ, невозможно.

Энергосберегающее окно

 

http://www.152okna.ru/articls/energosberezhenie

Литература

1. Асеев А.В., Дмитриев М.С., Миков В.Л. Повышение теплотехнических характеристик ПВХ-оконных блоков при применении стеклопластикового армирования // Светопрозрачные конструкции. 2010. №5-6. - с. 28-30

2. ГОСТ 23166-99 «Блоки оконные. Общие технические условия». М.: ГУП ЦПП, 2000

3. ГОСТ 25097-2002 «Блоки оконные деревоалюминиевые. Технические условия». М.: ГУП ЦПП, 2003

4. ГОСТ 24699-2002 «Блоки оконные деревянные со стеклами и стеклопакетами. Технические условия». М.: ГУП ЦПП, 2003

5. ГОСТ 30674-99 «Блоки оконные из поливинилхлоридных профилей. Технические условия». М.: ГУП ЦПП, 2000

6. Закон РФ № 261-ФЗ от 23 ноября 2009 г. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» № 261-ФЗ от 23 ноября 2009 г.

7. Куренкова А.Ю., Никитин А.К., Шовковый А.И. Проектирование и конструирование окон. Мысли вслух по результатам поездки в Финляндию // Светопрозрачные конструкции. 2007. №2. - с. 24-28

8. Куренкова А.Ю. Уроки 2010 года, или особенности изготовления оконных блоков из ПВХ-профилей шириной более 68 мм // Светопрозрачные конструкции. 2011. №1-2. - с. 10-12

9. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология». М: ГУП ЦПП, 2004

10. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». М.: ГУП ЦПП, 2003

 

Все статьи рубрики Мировой опыт энергосбережения

Посмотреть данную технологию более подробно,
Вы можете в Каталоге энергосберегающих технологий

Статьи по темам

Архив номеров

Выпуски за 2009 год: №1 (1), №2 (2), №3 (3), №4 (4), №5 (5),

Выпуски за 2010 год: №1 (6), №2 (7), №3 (8), №4 (9), №5 (10), №6 (11), №7 (12), №8 (13),

Выпуски за 2011 год: №1 (14), №2 (15), №3 (16), №4 (17), №5 (18), №6 (19),

Выпуски за 2012 год: №1 (20), №2 (21), №3 (22), №4 (23) , №5 (24), №6 (25),

Выпуски за 2013 год: №1 (26), №2 (27), №3 (28), №4 (29), №5 (30), №6 (31),

Выпуски за 2014 год: №1 (32), №2 (33), №3 (34), №4 (35), №5 (36), №6 (37),

Выпуски за 2015 год: №1 (38), №2 (39), №3 (40), №4 (41), №5 (42),

Выпуски за 2016 год: №1 (43), №2 (44), №3 (45), №4 (46),

Выпуски за 2017 год: №1 (47), №2 (48), №3 (49), №4 (50),

Выпуски за 2018 год: №1 (51), №2 (52), №3 (53), №4 (54).


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-76-40 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2019
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей