Теплопотери. Как рассчитать?
С ростом цен на энергоносители проблема теплоэффективности дома или отдельной квартиры встала особо остро. Следуя современному тренду на общее снижение затрат на отопление в России выпущены новые строительные нормы, ужесточающие требования к теплосберегающим параметрам отдельных конструкций и строительных материалов.
При оценке общих теплопотерь оцениваются суммарные потери тепла через стены, фундамент, крышу, оконные и дверные проемы, но так как известно, что через окна в некоторых случаях происходит до 30% процентов утечки тепла, остановимся подробнее на расчете энергоэффективности оконных и дверных конструкций.
Сопротивление теплопередаче и теплопроводность, в чем разница
Для того чтобы правильно оценивать реальные потери тепла через оконные конструкции или повышение теплоэффективности в результате их замены на более теплые, существует несколько контрольных величин, характеризующих способность окна сберегать тепло.
Коэффициент сопротивления теплопередаче ‒ показатель, отражающий количества тепла, которое проходит через один квадратный метр конструкции при разности температур по обе стороны в один градус. Иными словами, коэффициент сопротивления теплопередаче оценивает возможность конструкции препятствовать оттоку тепла из помещения наружу. Измеряется он в м²·°C/Вт. Чем выше этот показатель – тем лучше
Теплопроводность – понятие, обратное показателю сопротивления теплопередаче, оценивает скорость потери тепла при взаимодействии с минусовыми температурами. Чем меньше ее значение –тем лучше. Лучше понять физику процесса можно на бытовом примере, достаточно вспомнить как быстро остывает или нагревается чайная ложка, металлы обладают очень высокой теплопроводностью. Именно поэтому, даже при наличии терморазрывов и многочисленных внутренних камер, заполненных специальными вставками из пенополистирола, окна из алюминия будут на ощупь холодными даже в теплом помещении. Деревянные окна всегда будут иметь приятную теплую внутреннюю поверхность.
Для всех регионов Российской Федерации в соответствии с продолжительностью отопительного сезона и климатическими параметрами существуют нормативные показатели. Ознакомиться с ними можно в СП 50.13330.2012 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
Как определить насколько энергоэффективна оконная конструкция
Современные окна в качестве светопрозрачного заполнения, как правило, имеют стеклопакеты. До недавнего времени в России действовал ГОСТ 24866-99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения. ТУ», нормирующий коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов в зависимости от комбинации стекол . С введением в силу в 2014 году нового ГОСТа на стеклопакеты, регламентирующая таблица со значениями коэффициента сопротивления теплопередаче была удалена, но для справок и расчетов можно пользоваться данными Таблицы №3 из старого ГОСТа.
В зоне оконного переплета и в зоне светопрозрачного заполнения теплопотери отличаются. В суммарном распределении площадей в конструкции окна площадь стеклопакета значительно превышает площадь оконных переплетов, поэтому определяющей в энергоэффективности будет способность стеклопакета препятствовать проникновению холода.
Сопротивление теплопередаче рассчитывается по формуле:
Где:
- R p – коэффициент сопротивления теплопередаче оконного переплета (рамы, створок, импостов);
- R sp – коэффициент сопротивления стеклопакета;
- β –отношение площади остекления к площади светового проема.
Пример расчета сопротивления теплопередаче для деревянного окна высотой 1450 мм, шириной 1600 мм, разделенного вертикальным импостом на две части с одной поворотно откидной створкой с заполнение двухкамерным стеклопакетом с энергосберегающим стеклом:
- Rp для деревянного переплета равен 0,70 м²·°C/Вт;
- R sp двухкамерного стеклопакета с энергосберегающим стеклом ‒ 0,60 м²·°C/Вт;
- Площадь окна ‒ 1,45х1,6м = 2,32 м. кв.
Площадь оконных переплетов рассчитывается так:
Ширина рамы по периметру, умноженная на периметр окна + ширина импоста , умноженная на его высоту + ширина створки по периметру, умноженная на периметр. Приблизительно 0,87 м.кв. Величина зависит от выбранной серии деревянного окна.
Где
- Fос = 2,32 м . кв ;
- F пер = 0,87 м . кв
Подставив значения в формулу, получим значение β:
Таким образом, коэффициент сопротивления оконной конструкции будет равен:
Такой показатель энергоэффективности подойдет только для южных регионов страны, Ростовской области и Краснодарского края.
Для большей части центральных областей при тех же показателях коэффициента сопротивления теплопередаче оконных рам и переплетов потребуется:
- Использование более теплого стеклопакета, с заполнением обеих камер аргоном или другим инертным газом;
- Применение двух энергосберегающих стекол;
- Сборка стеклопакета на пластиковой дистанционной рамке для удаления краевого эффекта промерзания из-за использования дистанционных рамок из алюминия.
Неправильно выполненные при монтаже окон примыкания также серьезно увеличивают теплопотери.
Регламентирование коэффициента сопротивления передачи в зависимости от продолжительности отопительного сезона
Различная продолжительность отопительного сезона в зависимости от региональных климатических особенностей регламентирует необходимые показатели сопротивления теплопередаче для разных регионов.
При выборе оконных конструкций следует ориентироваться на значение коэффициента сопротивления теплопередаче, рекомендованное в СП 50.13330.2012 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» с учетом показателя градусо-суток отопительного периода (ГСОП).Кроме этого следует учитывать и влажностный режим эксплуатации помещения.
Проведя анализ формулы для определения теплоэффективности деревянных оконных конструкций, можно сделать вывод, что на потери тепла влияют:
- Габаритные размеры окна и соотношение его светопрозрачной части и оконных рам, и переплетов;
- Материал оконных рам, створок и его видимая ширина;
- Тип стеклопакета;
- Количество и расположение уплотнителей, для предотвращения утечки тепла через щели;
- Качество утепляющих материалов, использованных при монтаже.