Как снизить теплопотери через окна

Теплопотери окон – причины потери тепла, методы снижения

Более половины теплопотерь дома или квартиры зимой приходится на окна. При постоянном росте цен на энергоносители, замена устаревшего окна на эффективные, практичные пластиковые рамы – решение проблемы. От выбора зависит комфорт, уровень трат на отопление, кондиционирование.

Типы стекла

Стеклопакеты

Центральный элемент окна. Стеклопакеты составляют 90% площади – 2 – 3 листа, параллельно вставленные в металлическую раму из алюминия или нержавеющей стали. Конструкция герметизируется бутилом, заполняется под давлением выше атмосферного осушенным воздухом, инертным газом. Внутри рамки размещают гранулированный поглотитель водяных паров — для предупреждения запотевания.

Если при изменении температуры происходит внутреннее запотевание стеклопакета, это означает поломку. Внутрь проникает воздух, увеличивает теплопотерю.

Функции стеклопакета:

Теплоизоляция. Выполняется благодаря отсутствию циркуляции воздуха внутри (как в традиционном деревянном окне), наполнению осушенным или инертным газом, использованию материалов с тончайшим напылением, отражающим тепловое излучение, уменьшающим теплопотерю.

Коэффициент эффективности по теплосбережению пластикового окна (ПВХ—профиль) равен показателям теплопотери стены из кирпича толщиною около метра!

Шумоизоляция. Осуществляется двумя камерами, заполненными газом с плотностью, отличной от атмосферного воздуха. Расстояние между стенками камер в 1.5—2 раза больше обычного. Размеры первого со стороны улицы промежутка превышают второй. Достигается эффективное поглощение, отражение звуковых волн, при снижении теплопотери.
Солнцезащита. Осуществляется с помощью покрытия пленкой, напыления веществ (металлов или пластика). Величина пропускаемого светового потока снижается. Есть возможность нанесения солнцезащитного покрытия разных цветов — зеленого, серого, бронзового. Тонирование можно сделать плотным, с уличной стороны окна будут иметь зеркальную поверхность.
Антивандальная. Заключается в защите от повреждения окна, вплоть до защиты от попадания пуль. Делается нанесением бронирующей пленки, изготовлением окна из триплекса. Стоимость подобных стеклопакетов выше остальных вариантов, увеличивается вес конструкции. Важно учитывать при установке в окна на балконах, лоджиях.

Маркировка стеклопакета

На каждом сертифицированном изделии имеется маркировка. Она содержит информацию о типе, толщине, пространстве между листами, количестве камер, составе газа, уровне теплопотерь.

В России применяется два стандарта маркировок — международная (для импортных изделий) и ГОСТ (отечественного производства).

Международная маркировка:

Для однокамерных — “ХХ—Х—ХХ”
Для двухкамерных — “ХХ—Х—ХХ—Х—ХХ”

Вместо буквы “Х” применяются:

Сорт, толщина листа обозначаются как в приведенной ниже таблице
Тип газа внутри пакета

Газонаполнение

Размер внутренних камер — обозначается цифрами, может колебаться от 0.6 до 3.6 см

ГОСТовская маркировка:

СП — сокращенное обозначение пакета
О и Д — однокамерный и двухкамерный СП

УД, Э, С, М, Ш — ударостойкие, энергосберегающие, солнцезащитные, морозостойкие, шумозащитные.

Сорта используемого материала обозначаются следующим образом:

Типы стекол по ГОСТ

Ширина камеры (звукоизоляция)

Важная функция окна – шумозащита. Предельно допустимая сила звука для человека днем – 40 дБ, ночью — 30 дБ. Оживленная улица города шумит на 80—90 дБ. Необходимость защиты от избыточного шума очевидна.

Делается с помощью утолщения одного из стекол (наружного), увеличением внутреннего пространства. В стеклопакете может быть две камеры.

Конструктивно, для эффективной звукоизоляции, чаще используют (мм):

Однокамерный: внутреннее 4 — пространство 16 — внешнее 6
Двухкамерный: комнатное 4 — промежуток 10 — среднее 4— промежуток 10 — внешнее 6
Двухкамерный: внутреннее 4 — полость 10 — среднее 4— полость 16 — внешнее 6
Двухкамерный: комнатное 4 — зазор 16 — среднее 4 — зазор 6 — внешнее 6

Сравнительные характеристики распространенных видов стекол для окон

Кроме количества камер, размеров, толщины листов в пакете, могут применяться материалы, защищающие от теплопотерь – “триплекс” – сандвич из двух закаленных стекол, между которыми проложена пленка. Вариантом конструкции, с декоративным видом, является применение в качестве “начинки” сандвича трех пленок — двух упрочняющих, одной цветной.

Установка пластикового окна со стандартным пакетом снижает уровень шума на 25—35 дБ, теплопотери – в разы.

Окна способны снижать уличный шум до 3—5 раз. Перед установкой нужно замерить уровень шума в месте расположения окна, провести сравнительные расчеты, выбрать конструкцию.

Стеклопакет триплекс

Энергосберегающие стёкла

Для уменьшения теплоотдачи путем инфракрасного излучения разработаны энергосберегающие стекла. Часто их называют теплосберегающими, селективными, низкоэмиссионными. Это обозначает низкую теплопроводность, защиту от теплопотерь.

Тонированное стекло для окна

Качества достигаются тем, что для производства используются высококачественные листы, отливаемые в горизонтальные формы. По сравнению с вытягиваемыми из расплава вертикально, они более оптически чистые, однородные, прозрачные. После полировки лист помещают в камеру, где наносят тончайший слой оксида металла, полимерные соединения. По различию в нюансах изготовления, выделяют виды с “твердым”, “мягким” покрытиями.

Ударопрочное стекло для окна

К – стекло (твёрдое покрытие)

Материал с твердым покрытием называют К—стекло. Разработано первым, более дорогое в производстве. Слой металла наносится во время отлива листа. Используют соединения олова. Преимущество материала – защита от теплопотерь, высокая механическая прочность, стойкость металлического включения к износу. Можно применять в однокамерных пакетах.

Устройство 1—камерного и 2—камерного стеклопакетов

I—стекло (мягкое покрытие)

Отличается большей степенью снижения теплопотерь, дешевле. Минус — низкая прочность покрытия (соединения серебра, сложные органические полимеры). Материал используют в двухкамерных пакетах. Помещают в середину конструкции. I—стекло более распространено, чем его аналог — К—стекло.

Шумоизоляционное стекло для окна

Теплопотери

Теплота может уходить из помещения по трем причинам:

Инфракрасное излучение помещения, обстановки
Конвекция внутренних газов
Теплопроводность стекла, рамы окна

Качественный, герметичный профиль, правильно смонтированные рамы окон могут оказаться бесполезны для снижения теплопотерь, если в них установлен низкокачественный, большой по площади стеклопакет.

Энергосберегающее стекло для окна

Тепловое излучение и выбор стекла

Не менее 65% теплопотерь через стекло происходят за счет теплового (инфракрасного) излучения. Правильно подобранный вид стекол для пакета поможет снизить цифру теплопотерь. Наиболее действенно – использование энергосберегающих стекол. Благодаря покрытию оксидами металлов отражают большую часть инфракрасного потока.

Увеличение толщины стекол в пакете не приносит пользы, растет вес окна, стоимость. Использование энергосберегающего материала, профиля для окна позволяет экономить до 30% расходов на отопление. Минус — высокая цена, но быстро окупится, если рассчитать.

Энергосберегающие окна

Теплопроводность и выбор газа

Стандартный СП для окна наполняют осушенным воздухом. Дешевое, надежное решение. Если применяется инертный газ, уменьшается теплопроводность. Чаще используется аргон, реже — криптон, неон, гексафторид серы. Наиболее эффективен в снижении теплопотерь криптон, стоимость в разы выше аргона. Чаще, бюджетным, практичным будет выбор аргона — не так дорог, более эффективен для теплосбережения, чем осушенный воздух (в 2 раза).

Конвекция и выбор дистанции в стеклопакете

Между листами в пакете выставляется дистанция. Максимальное значение — 1.6 см. В промежутке минимально наблюдается движение внутреннего газа, перенос тепловой энергии. Если дистанция больше, возникают конвективные потоки, теплопотери станут расти.

Сопротивление воздухопроницаемости

Неизбежная в старых окнах циркуляция воздуха во внутреннем пространстве, полностью исключена в современных СП. Достигается герметичной конструкцией, накачкой внутрь подготовленного газа. Помещается под давлением, немного превышающим атмосферное, что препятствует диффузии внешнего воздуха вовнутрь. Применение в качестве наполнителей инертных газов снижает уровень теплопотерь от 10% до 25%.

Солнечная радиация

Солнечной радиацией называют поток энергии излучаемой солнцем. Состоит из видимого, невидимого излучения. Важные невидимые составляющие – ультрафиолетовое, инфракрасное излучения. Первое имеет бактерицидные свойства, вызывает загар, второе – тепло, к примеру, как от чайника с горячей водой, теплопередача от радиатора отопления.

СП задерживают внутри помещения, не допускают с улицы до 60% инфракрасного излучения. Снижаются теплопотери помещений зимой, перегрев летом. Снижаются расходы на отопление, кондиционирование.

Стекла в старых деревянных рамах поглощают ультрафиолет. Стеклопакеты пропускают безопасное количество излучения. Способствуют очищению помещений от болезнетворных микроскопических организмов, спор.

Заключение

Использование современных стеклопакетов — правильный, выгодный выбор. Способны заменить устаревшие деревянные конструкции, обеспечить комфорт для жильцов, снижение трат на отопление, техническое обслуживание окон.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Как рассчитать тепловые потери через Windows | Руководства по дому

От 12 до 30 процентов вашего годового счета за отопление идет на компенсацию потерь тепла через окна, по оценке Университета Висконсина Cooperative Extension. Знание стоимости тепла, ежегодно теряемого через стекло каждого окна, может помочь вам принять меры по сокращению счетов за отопление. Опытный домовладелец может рассчитать эти потери и, в сочетании с надлежащей обработкой окон, существенно изменить стоимость отопления дома.Как отмечает министерство энергетики США, надлежащая обработка окон может снизить счет за отопление до 25 процентов.

Измерьте и запишите ширину и длину окна в дюймах. Вычислите площадь окна в квадратных футах, умножив ширину на длину и разделив на 144.

Найдите стоимость единицы отопительного продукта из вашего счета за отопление. Например, стоимость электроэнергии указана за киловатт-час или кВт · ч, нефть - за галлон, а природный газ - за 100 кубических футов. Запишите это число.

Определите градусо-дни отопления, или DD, для вашего района. Это количество градусов, на которое средняя дневная температура ниже 65 градусов по Фаренгейту. Поставщик топлива для отопления, метеорологическая служба или аэропорт обычно может предоставить эту цифру. Например, один день с 20-градусной погодой обеспечивает 45 DD.

Рассчитайте стоимость потери тепла на квадратный фут окна, умножив стоимость топлива за единицу на количество градусо-дней. Умножьте результат на 38.82 для электроэнергии, 1,57 для нефти и 2,03 для природного газа и разделите результат на 10 000. Конечная цифра - это стоимость потери тепла на квадратный фут окна с двойным остеклением. Например: Стоимость электроэнергии: 98 центов, умноженных на 5000 DD, равняется 4900, умноженным на 38,82, получится 190 218, разделенным на 10 000, получится 19,02 доллара США за квадратный фут окна в год. Для окон с тройным остеклением умножьте результат на 0,65. Для окна с одним стеклом умножьте результат на 2,27.

Сохраняйте тепло: как уменьшить потери тепла в вашем доме

Собираетесь ли вы купить новую постройку, отремонтировать существующий дом или просто хотите отремонтировать комнату в своем доме, уменьшение потерь тепла является одним из самых важных факторов, когда речь идет о том, чтобы сделать ваш дом теплее и дешевле в эксплуатации. . Чем меньше потери тепла, тем меньше тепла вам потребуется, что позволит сэкономить энергию и деньги, а также снизить счета за отопление.

ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОПОТЕРЯ?

Потеря тепла - это утечка тепла изнутри здания наружу, обычно через крышу, стены, окна и пол.Знание потерь тепла помогает определить наиболее эффективную систему отопления и обеспечить надлежащий обогрев вашего дома.

Глядя на полы с подогревом, можно понять, насколько теплопотери в вашей комнате или доме будет достаточно, чтобы правильно обогреть вашу комнату или дом. Если теплопотери невелики, весьма вероятно, что будет достаточно теплого пола. Но если потери тепла велики, вам может потребоваться поиск способов снижения потерь тепла, чтобы обеспечить эффективную работу системы.Потери тепла также подтвердят соответствие здания требованиям регулирующих органов и, что более важно, определят потребности в энергии и эксплуатационные расходы вашего дома.

ПОЧЕМУ СНИЖАТЬ ТЕПЛОПотери?

Дом с высокими потерями тепла стоит вам больше денег, но хорошая новость заключается в том, что есть несколько простых шагов, которые вы можете предпринять, чтобы уменьшить потери энергии из-за утечки тепла из вашего дома, чтобы уменьшить ваши счета за отопление.

Проще говоря, для того, чтобы система отопления обеспечивала помещение достаточным количеством тепла, мощность системы должна быть больше, чем потери тепла.

Окна и тепловые потери | EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды

Окна обычно занимают от 15 до 20 процентов площади поверхности стен. Окна не только добавляют эстетический вид и часто являются очень важным аспектом дома, но также являются очень важным компонентом расходов на отопление и охлаждение дома. Окна теряют больше тепла на квадратный фут площади зимой и получают больше тепла летом, чем любая другая поверхность в доме.

Мы уже обсуждали в Уроке 5, что простое стекло (1/8 дюйма) имеет очень низкое значение R (0.03). Таким образом, даже если стены хорошо изолированы до значения R от 13 до 19, а окна имеют низкое значение R, большая часть тепла уходит через окна, и цель создания хорошо изолированной стены теряется.

Подсчитано, что только в 1990 году энергия, используемая для компенсации нежелательных потерь тепла и получения тепла через окна в жилых и коммерческих зданиях, стоила Соединенным Штатам 20 миллиардов долларов (четверть всей энергии, используемой для отопления и охлаждения помещений). Однако при правильном выборе и установке окна могут помочь минимизировать расходы на отопление, охлаждение и освещение дома.

Потери тепла через окна

Инструкции: Нажмите кнопку воспроизведения, чтобы увидеть, как происходит потеря тепла через окно.

Потери тепла через окна

Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание действия

«Потери тепла через Windows»

Потери тепла через Windows

Теплый внутренний воздух отдает энергию через окно и становится холодным, опускаясь на дно комнаты. Холодный наружный воздух попадает в оконное стекло, набирает энергию, а затем поднимается теплый воздух.Так происходит потеря тепла через окно.

Хотя энергия расходуется на нагревание воздуха в комнате, окна могут снизить температуру. Однако, сделав окна эффективными, можно сэкономить значительное количество энергии и денег.

Вот график, на котором сравниваются затраты на отопление для разных типов окон. Цифры основаны на типичном доме в Бостоне, Массачусетс, в месте с относительно интенсивным отоплением.

Стоимость отопления для разных типов окон
Тип окна	Стоимость отопления ($)
Одинарное стекло, прозрачное стекло, алюминиевая рама	875
Однослойное стекло, тонированное, алюминиевая рама	650
Двойное стекло, прозрачное стекло, рамка из дерева / винила	600
Двойное остекление, прозрачное стекло, низкий SHGC, покрытие Low -e, деревянная / виниловая рамка	575

Точно так же плохие окна позволяют солнечной энергии проникать через окна и нагревать пространство.Поступающее солнечное излучение состоит из инфракрасных (ИК), ультрафиолетовых (УФ) и видимых волн.

Инфракрасное излучение, которое также называют тепловым излучением, чрезмерно нагревает пространство и способствует кондиционированию воздуха в летнее время. Поэтому энергоэффективные окна имеют решающее значение в летнее время или даже в местах, где требования к охлаждению высоки.

Инструкции: Нажмите кнопку «Играть», чтобы понаблюдать за воздействием солнечной энергии на окна.

Влияние солнечной энергии на Windows

Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание влияния солнечной энергии на активность Windows

Влияние солнечной энергии на Windows

Поперечный разрез комнаты с окном на левой стене и кондиционером на правой стене.Солнечный свет, проникающий через окно, нагревает комнату до тех пор, пока не поднимется температура вокруг кондиционера. Когда это происходит, кондиционер включается и охлаждает комнату, возвращая тепло наружу. Процесс повторяется до тех пор, пока солнце греет комнату через окно.

Вот график, на котором сравниваются затраты на охлаждение для разных типов окон. Цифры основаны на типичном доме в Фениксе, штат Аризона.

Затраты на охлаждение для различных типов окон
Тип окна	Стоимость охлаждения ($)
Одинарное стекло, прозрачное стекло, алюминиевая рама	800
Однослойное стекло, тонированное, алюминиевая рама	750
Двойное стекло, прозрачное стекло, рамка из дерева / винила	675
Двойное остекление, прозрачное стекло, низкий SHGC, покрытие Low -e, деревянная / виниловая рамка	550

Тепловые потери от зданий

Общие тепловые потери от здания могут быть рассчитаны как

H = H _t + H _v + H _i (1)

где

H = общие тепловые потери (Вт)

H _т = теплопотери из-за передачи через стены, окна, двери, полы и др. (Вт)

H _v = потери тепла из-за вентиляции (Вт)

H _i = потери тепла из-за инфильтрации (Вт)

1.Потери тепла через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д.>

Потери тепла или нормативная тепловая нагрузка через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д. Могут быть рассчитаны как

H _t = AU (t _i - t _o) (2)

где

H _t = потери тепла при передаче (Вт)

A = площадь открытой поверхности (м ²)

U = общий коэффициент теплопередачи (Вт / м ² K)

т _i = внутренняя температура воздуха (^o C )

t _o = температура наружного воздуха (^o C)

Необходимо добавить теплопотери через крыши 15% дополнительно из-за излучения в пространство.(2) можно изменить на:

H = 1,15 AU (t _i - t _o) (2b)

Для стен и полов против земли (2) следует изменить с температура земли:

H = AU (t _i - t _e) (2c)

где

t _e = температура земли (^o) C)

Общий коэффициент теплопередачи

Общий коэффициент теплопередачи - U - можно рассчитать как

U = 1 / (1 / C _i + x ₁ / k ₁ + x ₂ / k ₂ + x ₃ / k ₃ +.. + 1 / C _o) (3)

где

C _i = поверхностная проводимость для внутренней стены (Вт / м ² K)

x = толщина материала (м)

k = теплопроводность материала (Вт / мК)

C _o = поверхностная проводимость для внешней стены (Вт / м ² K)

Электропроводность строительного элемента может быть выражена как:

C = k / x (4)

где

C = проводимость, тепловой поток через единица площади в единицу времени (Вт / м ² K)

Термическое сопротивление строительного элемента обратно пропорционально проводимости и может быть выражено выражается как:

R = x / k = 1 / C (5)

где

R = тепловое сопротивление (м ² K / W)

С (4) и (5), (3) можно изменить на

1 / U = _и + ₁ + ₂ + ₃ +.. + R _o (6)

где

R _i = удельное тепловое сопротивление внутренней поверхности стены (м ² K / Вт)

R _{1 ..} = тепловое сопротивление в отдельных слоях стены / конструкции (м ² K / Вт)

R _o = термическое сопротивление поверхности за пределами стены (м ² K / W)

Для стен и полов относительно земли (6) - можно изменить на

1 / U = R _i + R ₁ + R ₂ + R ₃ +.. + R _o + R _e (6b)

где

R _e = тепловое сопротивление земли (м ² K / W)

2. Потери тепла за счет вентиляции

Потери тепла за счет вентиляции без рекуперации тепла можно выразить как:

H _v = c _p ρ q _v (t _i - t _o) (7)

где

H _v = тепловые потери вентиляции (Вт)

c _p = = теплый воздух (Дж / кг · К)

ρ = плотность воздуха (кг / м ³)

q _v = объемный расход воздуха (м ³ / с)

t _i = внутренняя температура воздуха (^o C)

t _o = температура наружного воздуха (^o C)

Тепловые потери из-за вентиляции с рекуперацией тепла могут быть выражены как:

H _v = (1 - β / 100) c _p ρ q _v (t _i - t _o) (8)

где

β = эффективность рекуперации тепла (%)

Эффективность рекуперации тепла примерно 50% обычно для обычного теплообменника с поперечным потоком.Для вращающегося теплообменника КПД может превышать 80% .

3. Потери тепла за счет инфильтрации

Из-за протечек в конструкции здания, открытия и закрытия окон и т. Д. Воздух в здании перемещается. Как правило, количество воздушных смен часто устанавливается равным 0,5 в час. Значение трудно предсказать и зависит от нескольких переменных - скорости ветра, разницы между температурой снаружи и внутри, качества конструкции здания и т. Д.

Тепловые потери, вызванные инфильтрацией, можно рассчитать как

H _i = c _p ρ n V (t _i - t _o) (9)

где

H _i = инфильтрация потерь тепла (Вт)

c _p = удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг / K)

ρ = плотность воздуха (кг / м ³)

n = количество смен воздуха, сколько раз воздух заменяется в помещении за секунду (1 / с) (0.5 1 / час = 1,4 10 ^-4 1 / с на практике)

V = объем помещения (м ³)

т _i = температура внутреннего воздуха (^o C)

t _o = температура наружного воздуха (^o C)