На главную страницу Продукция Полезные советы Контакты                        Советы

Производство окон

Окна - каким им быть

После распада Советского Союза многие государства, в том числе и Украина, отрезанные от традиционных источников энергии, вступили в полосу энергетического кризиса. Поскольку это происходило на фоне общего спада промышленного производства и, следовательно, снижения абсолютных энергозатрат в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте, доля энергопотребления в строительстве и при эксплуатации зданий в общих энергозатратах государства начала неуклонно повышаться и составляет сегодня более 40 %. При этом значительная доля этих энергозатрат (в некоторых объектах более 50 %) приходится на окна.В этой ситуации по заданию Госстроя Украины были разработаны новые нормативы сопротивления теплопередаче наружных ограждений жилых и общественных зданий. Впервые в практике бывшего СССР было введено понятие количества градусо-суток отопительного периода (ГСОП), что позволило при нормировании теплозащиты учесть не только температуру зимой в данном районе, но и продолжительность холодного периода. По этому критерию территория Украины была разделена на 4 температурные зоны с дискретностью 500 ед. ГСОП.Для каждой зоны были определены значения сопротивления теплопередаче ограждений разного вида: стен из различных материалов, чердачных перекрытий, перекрытий подвалов, окон и др. При этом конкретные значения выбирались по двум основным критериям:
-исходя из минимума приведенных энергозатрат на производство и эксплуатацию ограждения за весь срок службы;
- не более максимально возможных значений, обеспечиваемых строительной индустрией на момент введения нормативов.Так были определены нормативные значения, которые в 1996 г. внесли в новую редакцию СниП 11-3-79** «Строительная теплотехника», а затем в перечень позиций, проверяемых при обязательной сертификации. Они сразу стали одними из самых жестких в Европе, особенно в отношении окон.До введения новых нормативов на территории Украины использовались в основном деревянные окна с двойным остеклением в спаренных или раздельных переплетах, сопротивление теплопередаче которых составляло 0,39-0,42 м²·°С/Вт, что было выше старых общесоюзных норм. С введением новых нормативов для большей территории Украины понадобилось внедрение новых энергоэффективных окон.Уменьшение поступления холодного воздуха в помещение через неплотности окон снижает теплопотери, однако ограничено гигиеническими требованиями по вентиляции. Снижение теплопотерь за счет теплопередачи ничем не ограничено, поэтому теплопотери должны сводиться к минимуму. При этом наибольший эффект может быть получен за счет уменьшения теплопотерь через остекление, доля которого составляет в конструкции окон не менее 80-85%.Наиболее простой способ снижения теплопотерь через окна — механическое увеличение числа стекол. В этом направлении можно двигаться тремя путями.Первый путь (традиционный для северных регионов бывшего СССР) — трехстекольное окно в раздельно-спаренном переплете. Практически такие окна не нашли распространения в Украине.Второй путь —приминение конструкции «стекло + стеклопакет». По этому пути пошли некоторые старые деревообрабатывающие комбинаты, так как это позволяет практически не менять конструкцию окна. Стеклопакет в этом случае устанавливается вместо внутреннего стекла.Третий путь —применение двухкамерных стеклопакетов. По нему пошли многие предприятия, изготавливающие окна по евростандартам. Конструкцией окон с двухкамерным стеклопакетом предусмотрена одна деревянная створка, что на 30-35% снижает затраты материалов на изготовление и на 10-15% — трудоемкость изготовления окон по сравнению с первыми двумя способами. Кроме этого, такие конструкции позволяют получить наивысший показатель светопропускания, т.е. обеспечивают дополнительную экономию энергии на освещение.Однако опыт показывает, что путь повышения теплозащиты окон за счет увеличения числа стекол является тупиковым не только из-за значительной массы данных конструкций.

Рынок требует максимально энергоэффективных, но и недорогих, следовательно, тонких конструкций оконных переплетов. Уменьшать толщину двухкамерного стеклопакета ниже 28 мм нецелесообразно из-за резкого снижения его теплозащитных свойств. Увеличение числа стекол более трех является просто абсурдным.

Определенный прорыв в вопросе создания энергоэффектитвных окон был сделан после появления на рынке теплоотражающих (Low-E) покрытий. Применение таких покрытий позволяет резко повысить теплозащитные свойства остекления. Их можно наносить как на стекла, так и на пленки, комбинировать с простыми стеклами .

Например, применение запатентованной американской компенией Southwall tehnologies конструкции Heat mirror с пленкой, на которую покрытие нанесено с двух сторон, позволяет достигнуть сопротивления теплопередач и стеклопакета 0,85 м²·°С/Вт и более. Аналогичных результатов можно добиться, применяя стеклопакет с двумя стеклами с Low-E покрытием или средним простым стеклом пленкой, с двух сторон покрытой теплоотражающим слоем, как предлагает канадская компания Visiohwall.

Поскольку Low-E покрытие снимет лучистую составляющую теплопередачи через окно, дальнейшее повышение теплозащиты может быть достигнуто путем заполнения стеклопакетов инертными газами, более тяжелыми и с меньшей теплопроводностью, чем воздух.

Даже в пасмурную погоду днем через окно поступает солнечная энергия. Теоретически возможно сопротивление теплопередаче, при котором в среднем за отопительный сезон теплопотери равнялись бы теплопоступлениям. Для территории Украины этот показатель составляет 0,8-0,9 м²·°С/Вт. Если сопротивление теплопередаче выше, окно подает в помещение больше тепла, чем тратит. Такие окна называются «суперокнами». Они в принципе могут сами стать отопительными приборами. Уже известные зарубежные перспективные разработки вакуумных окон и окон с прозрачной изоляцией, имеющих сопротивление теплопередаче больше единицы.

Существенным каналом теплопотерь стеклопакета является его край. В этом направлении также ведутся интенсивные работы по повышению теплозащиты. Первоначально в стеклопакетах, как правило, применялись алюминиевые дистанции, которые непосредственно соприкасались со стеклом через тонкую клейкую ленту. В последнее время все больше производителей переходят на нанесение бутилового герметика на раму. Все чаще применяются дистанции из стали и пластмассы, имеющие меньший коэффициент теплопроводности.

Существуют пути снижения теплопотерь через переплеты. Для деревянных переплетов это сопряжено с увеличением толщины элементов рамы и коробки. Для металлических и пластиковых профилей это прежде всего уменьшение толщины стенок профилей. В металлических конструкциях необходимо предусматривать разрывы мостиков холода термовкладышами. Целесообразно заполнять полости заливочными утеплителями, комбинировать металлические, деревянные и пластмассовые элементы.

Важным фактором теплозащиты окон является их герметичность. Однако в последнее время выявился ряд проблем, связанных с простой герметизацией окон. Это в значительной степени определено тем, что существующие строительные нормы предполагают около 40% вентиляции за счет неплотностей примыкания оконных конструкций. Соответственно другие способы вентиляции не обеспечивают необходимого воздухообмена в помещениях. Таким образом, с повышением герметизации окон повышается влажность в помещениях, образуется конденсат, развивается плесень, не поддерживается комфортный состав воздуха, что сразу ощущают гипертоники и сердечники. Поэтому основой энергосбережения при инфильтрации воздуха в помещении должно быть не отсутствие его поступления, а строгое дозирование. Для этого разработаны различные конструкции вентиляционных клапанов, которые пока не нашли достаточного распространения в Украине.

Оконные технологии быстро продвигаются вперед. Тот производитель, который не хочет отставать от прогресса и быть выброшенным из рынка, должен постоянно следить за развитием теплофизики окна и работать над повышением теплофизических свойств своих конструкций.

М. А. Айзен, кандидат технических наук (УкрНИИПГСС, г. Киев)

Пишите:sae@sae.kiev.ua Звоните: +380 (67) 504-64-49 или +380 (50) 377-85-09