Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член
Описание:

Продолжая цикл статей о новых подходах к повышению энергоэффективности зданий, подготовленный специалистами НИИСФ, обратимся к светопрозрачным конструкциям, которые являются самым слабым элементом ограждающей оболочки здания с точки зрения теплотехнических характеристик

Энергоэффективные вентилируемые светопрозрачные ограждающие конструкции

Продолжая* цикл статей о новых подходах к повышению энергоэффективности зданий, подготовленный специалистами НИИСФ, обратимся к светопрозрачным конструкциям, которые являются самым слабым элементом ограждающей оболочки здания с точки зрения теплотехнических характеристик (см. справку на с. 63). Поэтому снижение теплопотерь через светопрозрачные конструкции – одна из важнейших задач энергосбережения. 

Совершенствование оконных конструкций

В последние годы происходит достаточно активное развитие светопрозрачных конструкций и фасадов – как с точки зрения повышения функциональных и эксплуатационных показателей, так и по использованию современных технологий (рис. 1 и 2).

Развитие светопропускающего заполнения оконных конструкций

Рисунок 1.

Развитие светопропускающего заполнения оконных конструкций

Развитие конструкций деревянных окон

Рисунок 2 (подробнее)

Развитие конструкций деревянных окон

На сегодняшний день большинство серьезных компаний, изготавливающих светопрозрачные конструкции, могут без значительных проблем массово производить окна и фасады с приведенным сопротивлением теплопередаче 0,8–0,9 м2•°C/Вт [5]. Однако для того, чтобы добиться значений этого показателя, характеризующего теплотехническую эффективность конструкций, выше 1,0 м2•°C/Вт, необходимо использование новых (и довольно дорогостоящих) технологических решений.

В то же время известны [6, 7] светопрозрачные конструкции, разработанные в последние годы, приведенное сопротивление теплопередаче которых достигает 1,5–2,0 м2•°C/Вт.

СПРАВКА

Для условий Москвы минимально необходимые значения приведенного сопротивления теплопередаче стен, а также окон и балконных дверей отличались:

• в 2,94 раза (1,0 и 0,34 м2•°C/Вт) в соответствии со строительными нормами и правилами СНиП II-3–79* «Строительная теплотехника» (1995 год);

• в 5,80 раза (3,13 и 0,54 м2•°C/Вт) согласно Своду правил СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (актуализированная редакция СНиП 23-02–2003), принятому в 2012 году.

Правда, это соотношение в соответствии с требованиями Государственной программы города Москвы «Градостроительная политика на 2012–2016 годы», предназначенными для проектирования зданий начиная с 2016 года, несколько уменьшено и составляет «всего» 3,80 раза (3,80 и 1,00 м2•°C/Вт).

Для экономии энергии на эксплуатацию зданий кажется более выгодным вообще не использовать светопрозрачные конструкции, однако применение естественного освещения требуется санитарными нормами – Сводом правил СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» (актуализированная редакция СНиП 23-05–95*), кроме того, нерациональность строительства безоконных зданий была доказана еще в 40–60-х годах прошлого века [1–4].

Современные технологии

В качестве вариантов улучшения ряда функциональных показателей традиционных светопрозрачных конструкций и их остекления в настоящий момент используется много различных технологических новинок:

  • электрохромные стекла. Эта технология разрабатывалась довольно длительное время, однако сегодня она уже доведена до массового промышленного производства. Эффективность при остеклении оконных и фасадных конструкций подтверждена и особенно актуальна в регионах с жарким климатом, а также на южных и западных фасадах зданий. Суть технологии заключается в возможности изменения светопропускания остекления за счет использования специальных покрытий под воздействием электрического тока, что позволяет обеспечить в помещениях комфортный микроклимат;
  • новые поколения теплоотражающих и многофункциональных стекол. Такие стекла получают с использованием как традиционного магнетронного напыления специальных покрытий на стекла, так и с применением наливных и других технологий. Это позволяет улучшить теплотехнические и светотехнические характеристики стеклопакетов и обеспечить их эффективную работу в зимних и летних условиях эксплуатации;
  • стекла с фотоэлектрическим эффектом. Только в последние несколько лет удалось разработать специальные полупрозрачные покрытия стекол с удовлетворительным КПД, обладающие способностью преобразования солнечного излучения в электрическую энергию. Это позволяет использовать в инженерных системах зданий практически не применявшиеся ранее фасады зданий и обеспечить дополнительную энергетическую эффективность светопрозрачных и фасадных конструкций;
  • вакуумные стеклопакеты. Впервые появились на рынке в начале 1990-х годов и первоначально имели помимо хороших теплотехнических характеристик серьезные ограничения по применению в большинстве зданий. В последние годы был достигнут значительный прогресс в доведении этих перспективных конструкций до промышленного производства, поэтому следует ожидать резкого увеличения предложения подобных стеклопакетов во многих странах – США, Китае, Японии, странах Европы и, может быть, в России, что позволит обеспечить значительное повышение теплотехнических характеристик традиционных оконных конструкций (рис. 1);
  • стеклопакеты с электронагревом. В последнее десятилетие стали довольно распространенными светопрозрачные покрытия крыш, перекрытия атриумов, стеклянные козырьки и т.п., которые в условиях РФ требуют удаления снеговых отложений. Для таких конструкций, а также для удаления конденсата в ограждениях бассейнов оправданно использование стеклопакетов с электрообогревом, изготавливаемых, как правило, из стекол с твердым теплоотражающим покрытием. За счет подведения к теплоотражающему покрытию электрического тока возможно обеспечение регулирования температуры стекол в достаточно широких пределах. Также эффективным является применение подобных стеклопакетов в северных климатических зонах России для увеличения зоны комфорта в жилых и рабочих помещениях;
  • заполнение межстекольного пространства стеклопакетов аэрогелем. Попытки заполнения проводятся с конца 1970-х годов и связаны с уникальными теплотехническими характеристиками аэрогеля, открытого американским химиком Стивеном Кистлером в 1931 году. Однако несмотря на потрясающе низкую теплопроводность аэрогеля и его высокую прочность при практическом его использовании возникает целый ряд технологических проблем, связанных как с заполнением полости между стеклами, так и с его высокой гигроскопичностью. Кроме того, этот материал полупрозрачен и довольно дорог, что также препятствует его широкому применению. В последние годы был достигнут значительный прогресс в использовании аэрогелей в оконной промышленности;
  • композитные материалы рамных конструкций. Для повышения прочности, исключения стальных усилителей в стандартных ПВХ профилях, а также для повышения теплотехнических характеристик окон в целом было разработано целое поколение оконных профилей из различных композитных материалов, в том числе стекловолокна, комбинации ПВХ и стеклопластика, смеси деревянных опилок и ПВХ-крошки и многих других. Правда, большинство из них пока имеют ограниченное использование, однако в связи c повышением теплотехнических и экологических требований к оконным конструкциям, а также с необходимостью утилизации отходов от производства ПВХ и других видов оконных конструкций, в последние годы многие крупные фирмы обратили свое внимание на эти материалы, что позволяет надеяться на расширение их использования в ближайшие годы.

Другие способы повышения теплотехнических характеристик окон

Следует отметить, что повышение теплотехнических характеристик светопрозрачных конструкций происходит в настоящее время в основном за счет пассивных мероприятий: увеличения числа камер в стеклопакете и числа стекол с селективным покрытием, использования более эффективных инертных газов, повышения толщины рамных профилей и пр. Однако, как и в ситуации с непрозрачными
ограждениями [8], такой подход к повышению сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций в большинстве случаев неэффективен с экономической точки зрения.

Кроме того, переход в массовом строительстве на современные герметичные окна со стеклопакетами, наряду с положительными факторами, такими как удобство эксплуатации, снижение теплопотерь и улучшение акустических характеристик, привел к ухудшению воздушного режима помещений. Практически все оконные и фасадные конструкции европейского образца не обеспечивают нормативного воздухообмена в помещениях. Это приводит как к неблагоприятным условиям микроклимата в них, так и к появлению на внутренних откосах и стенах грибка и плесени.

Предлагаемые многими фирмами-производителями окон залповые проветривания помещений некомфортны и нивелируют все усилия по повышению теплотехнических характеристик светопрозрачных конструкций, а также дискредитируют саму политику энергосбережения. Для улучшения вентиляции помещений (особенно в многоэтажных зданиях с естественной вентиляцией, которая в большинстве из них практически не работает) стали популярными так называемые вентиляционные клапаны (устройства для проветривания помещений) [9]. Однако и они, очевидно, несколько увеличивают стоимость светопрозрачных конструкций.

Литература

  1. Гусев Н. М. Основы строительной физики. М. : Стройиздат, 1975.
  2. Лицкевич В. К. Жилище и климат. М. : Стройиздат, 1984.
  3. Соловьев А. К. Физика среды. М. : АСВ, 2011.
  4. Спиридонов А. В., Шубин И. Л. Развитие светопрозрачных конструкций в России // Светотехника. 2014. № 3.
  5. Спиридонов А. В. Выгодно ли устанавливать энергосберегающие окна? // Энергосбережение. 2013. № 3.
  6. Carmody J., Selkowitz S., Arasteh D., Heschong L. Residential Windows – A Guide to New Technologies and Energy Performance,  New York, W.W.Norton, 2007.
  7. Carmody J., Selkowitz S., Lee E., Arasteh D., Willmert T. Window Systems of High-Performance Buildings, W.W.Norton&Company, 2003.
  8. Ахмяров Т. А., Спиридонов А. В., Шубин И. Л. Создание наружных ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты //
    Энергосбережение. 2014. № 6.
  9. СТО НОСТРОЙ 2.23.61–2012 «Окна. Часть 1. Технические требования к конструкциям и проектированию». М. : БСТ, 2013.

АНОНС
В следующем номере читайте продолжение статьи, в котором будут приведены варианты энергоэффективных вентилируемых светопрозрачных ограждающих конструкций, разработанные специалистами НИИ строительной физики.

купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “Энергосбережение” за №8'2014

распечатать статью распечатать статью PDF pdf версия


Реклама
Реклама на нашем сайте
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Яндекс цитирования



Кондиционирование, отопление, вентиляция

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте