Коэффициент теплопередачи стекла

Терминология (стекло)

При обычном остеклении через окно в холодное время года теряется до половины тепла, а пространство непосредственно рядом с окном имеет более низкую температуру по сравнению с остальной частью помещения. Специалисты называют это явление «эффектом холодной стены». Запотевание, а нередко и обледенение стекол при резком понижении температуры — еще одно отрицательное свойство обычного остекления, ухудшающее обзор и освещенность помещений, а также требующее постоянного удаления конденсата с подоконников и стекол.

Для количественной оценки теплопередачи через барьер из твердого материала (стена или стекло) используется коэффициент U другое общепринятое название: К), который определяет количество стекла в ваттах (Вт), проходящее через 1м2 стекла в час при разнице температур по обе его стороны в 1оК (0оС = 273оК).

Для оконного стекла толщиной 3мм коэффициент К = 5,8 Вт/(м2 * оК).

Устранение «эффекта холодной стены» делает температуру в помещении более равномерной, так как исчезает поток холодного воздуха с поверхности стекла внутрь помещения. Это позволяет использовать пространство непосредственно рядом с окнами более целесообразно, а также дает возможность воплощения смелых архитектурных решений с использованием больших застекленных поверхностей.

Коэффициент теплопередачи (U-value)

Коэффициент теплопередачи (U-value или K-value) представляет собой количество тепла в ваттах (Вт) за единицу времени, которое проходит через 1м2 поверхности стекла на разницу в градусах между внутренней и внешней температурами. Коэффициент теплопередачи рассчитывается для коэффициентов обмена тепла поверхностью остекленной стены:

внутренний: 8 Вт/(м2 * оК);
внешний: 23 Вт/(м2 * оК).

Относительный коэффициент теплопритока (RHG) — полное количество тепла, полученное через конструкцию остекления при определенных расчетных условиях. RHG рассчитывается следующим образом:

[коэффициент солнечного теплопритока 630 Вт/м2 * коэффициент затемнения стекла] + [7,8оС * коэффициент теплопередачи (лето)]

Американское значение:
1 Вт/(м2 * оК) = 0,317 BTU/sq.ft
1 Вт/(м2 * оК) = 0,176 BTU/sq.ft oF

где BTU — британская температурная единица

Функция: СВЕТОПРОПУСКАНИЕ

Под светопропусканием подразумевается защита внутренних помещений от излишнего проникновения солнечного излучения через оконное стекло. В зависимости от длины волны, излучение солнца принято делить на три составляющие: ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение. Стекло пропускает излучение с длиной волны от 300нм до 2150нм. Интенсивность солнечного излучения, пропускаемого в помещение через стекло, можно регулировать, для чего используются светоотражающие и окрашенные в массе стекла. Определенная часть солнечного излучения проникает через стекло, другая отражается, а остаток поглощается массой стекла, нагревая его. Тепловая энергия нагретого стекла в виде инфракрасного излучения переходит в воздушную среду по обе его стороны. Процентное соотношение этих частей солнечного излучения зависит от угла их падения. Этот угол меняется в зависимости от географического положения объекта и времени года.

Светопропускание (LT) — отношение светового потока, проходящего сквозь стекло, к падающему световому потоку, выражаемое иллюминентом D65 со спектральной плотностью между 380 и 780 нм.

Светоотражение (LR) — отношение светового потока, отраженного от стекла, к падающему световому потоку, выражаемое иллюминентом D65.

Пропускание ультрафиолетового излучения (UV) — пропорция ультрафиолетового излучения (спектр от 280 до 380 нм), пропускаемая внутрь здания.

Прямое пропускание энергии (DET) — процент солнечной энергии, непосредственно проходящей сквозь стекло со спектральной плотностью между 300 и 2150 нм.

Отражение энергии (ER) — процент солнечной энергии, отраженной от стекла.

Поглощение энергии (EA) — количество энергии светового потока, поглощенное массой стекла, выраженное в процентах от общего количества энергии светового потока, падающего на поверхность стекла.

Солнечный фактор (SF) — или общая пропускаемая энергия — для остекленной стены это соотношение всей солнечной энергии, поступающей в помещение через стекло к энергии падающего солнечного потока. Общая энергия представляет собой сумму поступающей солнечной энергии, непосредственно проходящей сквозь стекло (DET), и энергии, излучаемой стеклом внутрь помещения, после поглощения стеклом части энергии (ЕА).

Коэффициент затемнения (SC) — коэффициент получается при делении солнечного фактора на 0,87, что представляет собой солнечный фактор для бесцветного полированного стекла толщиной 3мм.

Коэффициент коротковолнового затемнения (SWSC) — прямое пропускание энергии, деленное на 0,87.

Коэффициент затемнения длинных волн (LWSC) — процентное отношение поглощенной энергии к пропущенной, деленное на 0,87.

Данные светопередачи (LT), солнечного фактора (SF) и пропускание ультрафиолетового излучения (UV) основываются на лабораторных спектрофотометрических измерениях с использованием аппроксимирующих методик. Определение оптических и тепловых характеристик стекол производится в соответствии со следующими нормативными документами:

ГОСТ 26302-93 «Стекло. Методы определения коэффициентов направленного пропускания и отражения света»;

ИСО 9050:1990 «Стекло в строительстве: определение светопропускания, прямого солнечного пропускания, общего пропускания солнечной энергии и ультрафиолетового пропускания, и соответствующие параметры остекления»;

ИСО 10292:1994 «Стекло в строительстве: правила расчета величины U (коэффициента термического пропускания) для многослойного остекления».

Функция: Шумоизоляция

Уровень шума, генерируемого городскими источниками, обычно составляет 60-80 Дб, но в некоторых случаях, например, при взлете пассажирского лайнера, может достигать 100-130 Дб. Окна с обычным остеклением являются плохим барьером для уличного шума. Вызвано это тем, что обычное окно представляет собой конструкцию, состоящую из стекол и рамы с жестким негерметичным соединением. В акустике звукоизоляция, осуществляемая конструкцией, состоящей из нескольких элементов, определяется свойствами наименее изолирующего из них. В этом смысле, качество рамы и то, как установлено в ней стекло, может ухудшить или улучшить звукоизоляцию стекла.

Шумоизоляция стеклопакета зависит от следующих факторов:
— использование более широкой дистанционной рамки увеличивает внутреннюю камеру и, соответственно, звукоизолирующий слой воздуха или газа в ней;
— использование специального газа (аргон), обладающего более высокой звукоизоляцией по сравнению с воздухом, для заполнения внутренней камеры стеклопакета;
— использование звукоизолирующего ламинированного стекла.

Rw — индекс (Дб): вычисляется в соответствии со стандартом DIN 52 210 (Германия), который на практике аналогичен международному индексу ISO 717. Этот термин наиболее часто применяется для определения уровня шума, генерируемого движением железнодорожного транспорта.

Ra — (Дб(А)) — индекс: применяется преимущественно во Франции и Нидерландах для оценки уровня шума и частичной его характеристики (низко- и среднечастотной составляющей). Шум с подобной характеристикой генерируется дорожным движением на городских автострадах.

Коэффициент теплопередачи U для окон

Есть много факторов, характеризующих отдельные окна, а теплоизоляция — это главная особенность, которая существенно повышает качество продукта. Окна представляют собой самое слабое с точки зрения применения пространства в наружной конструкции здания. На них приходится до 41% потерь тепла, которые происходят в результате движения воздуха через существующие щели, так называемые «мостики холода» и проникновение тепла через конструкцию окна. Холодный воздух снаружи проникает внутрь дома, а теплый воздух из помещения уходит наружу.

Коэффициент теплопередачи

Коэффициентом теплопередачи U называется размер, определяющий количество тепла, которое выходит из дома через окно. Чем значение U меньше, тем лучше. Решив купить окна, именно коэффициент теплопередачи U должен быть одним из самых важных параметров, который мы должны рассмотреть. Коэффициент У в настоящее время производимых, стандартных окон ПВХ составляет в среднем 1,1-1,5 вт/(м2·K). Если мы строим дом энергоэффективный, стоит инвестировать в энергосберегающие окна стоимостью не более 1,0 вт/(м2*K). Окна в пассивных зданиях должны иметь общий коэффициент теплопередачи не выше 0,8 вт/(м2*K) и проницаемость солнечной энергии через окна выше 50%.

Значения коэффициента теплопередачи У окон применяются стекла, рам и всего окна. Коэффициент Ug касается теплопередачи через стекло ( Ug = от слова glass – стекло), коэффициент Uf касается проникновения тепла через рамы ( Uf = от слова frame – рамка), в свою очередь, коэффициент Uw определяет проникновение тепла через все окно ( Uw = window – окно)

На рынке окон предлагается широкий выбор типов окон. Окна ПВХ характеризуются строительством элементов, т. е. в поперечном сечении имеют несколько перегородок, которые делят его на камеры. Чем больше камер имеет оконный профиль, тем жестче окно, а, следовательно, меньше коэффициент теплопередачи U. Окна с малым коэффициентом теплопередачи дороже от других видов окон. Окна звуконепроницаемые имеют коэффициент U, который колеблется в пределах 1,5 — 2,0 вт/(м2*K), в окнах четырех — и пятикратные коэффициент колеблется от 1,2 до 1,5 вт/(м2*K), в свою очередь, в случае окон с большим количеством камер, используемых в строительстве энергосберегающих и пассивных – коэффициент теплопередачи U составляет всего 0,6 — 0,9 Вт/(м2*K).

В настоящее время, для традиционных домов, стандартных, наиболее часто приобретаются окна четырех — и пяти каменные, которые характеризуются хорошими показателями и доступными ценами. Окна в зданиях пассивных уже требуют приобретения окон очень высокого качества шести камеры очень часто заполнены дополнительным изоляционным материалом (например, окна из профилей REHAU Clima-Design).

От типа стекла, используемого для производства окон (так называемый пакет шахтной печи) зависит коэффициент теплопередачи U для всего окна.

Традиционные, производимые когда-то окна имели очень низкое тепловое сопротивление, потому что для их производства использовались одинарные стекла толщиной от 3 до 5 миллиметров. В настоящее время применяется стеклопакет, с заполнением пространства между стеклами воздухом или специальными газами, такими как: аргоном, ксеноном.

В производстве окон применяются наиболее часто флоат-стекло. На рынке имеются также окна со стеклом powleczonym покрытиями. Коэффициент теплопередачи в такого рода окнах меньше коэффициента стекол примерно на 30%, так что потери тепла значительно снижаются.

Для одного стекла 4 мм, коэффициент теплопередачи составляет 5,0 Вт/(м2*K). Для стеклопакета из стекла float, 4/12/4, коэффициент имеет значение 3,0 вт/(м2*K). В случае стеклопакета 4/15/4 с покрытием низкоуглеродистой и заполненной специальным газом, коэффициент теплопередачи составляет только 1,1 вт/(м2*K).

Если речь идет об оконные профили, в настоящее время изготавливаются из дерева, пластика (ПВХ), алюминия или из стекловолокна. Все их виды, близкие с точки зрения долговечности и качества. Коэффициент теплопередачи рам деревянных и из ПВХ составляет обычно около 2,0 вт/(м2*K). Улучшены технологически рамы окон из ПВХ с пупырышками воздушными, заполненных пенопластом характеризуются коэффициентом теплопередачи даже примерно 0,7 Вт/(м2*K).

Проницаемость тепла, отвечает, в первую очередь, на вопрос, в какой степени окно, предохраняет от потери энергии, необходимой для обогрева помещений. Чем ниже коэффициент теплопередачи Uw, выраженный в Вт/(м2*K), тем окно лучше защищает от нежелательных потерь тепла.

Теплопроводность материалов. Как считают? Сравнительная таблица на сайте Недвио

Теплопроводность строительных материалов стала популярной темой в последние годы. Это связано с тем, что люди стали чаще задумываться о том, как сэкономить на отоплении дома зимой, либо сделать их более экологичными (если они отапливаются на угле, мазуте или другом неэкологичном топливе).

Полагаем, многие из вас уже слышали, что одни материалы хорошо проводят тепло, а другие — не очень. Соответственно из одних дома получаются сразу теплыми, а из других — их обязательно нужно утеплять. Но как же все это считают? По каким критериям и формулам? Об этом мы расскажем вам в данной статье.

Коэффициент теплопроводности Лямбда. Что это такое?

Коэффициент λ (лямбда) — это, пожалуй, наиболее важный параметр всех теплоизоляционных материалов. Его значение указывает на то, сколько тепла материал может пропускать через себя. То есть его показатель теплопроводности.

Чем ниже значение коэффициента λ (лямбда), тем меньше проводимость материала и, следовательно, он лучше изолирован от тепловых потерь. Это означает, что при одинаковых условиях больше тепла будет проходить через вещество с большей теплопроводностью.

Как же высчитывается этот коэффициент? Согласно второму закону термодинамики, тепло всегда уходит в область более низкой температуры. Для тела в форме теплопроводного кубоида в стационарных условиях количество передаваемого тепла зависит от вещества, пропорционально поперечному сечению тела, разности температур и времени теплопередачи.

Таким образом формула расчет будет выглядеть так:

• λ (лямбда) — коэффициент теплопроводности;
• ΔQ — количество тепла, протекающего через тело;
• t — время;
• L — длина тела;
• S — площадь поперечного сечения корпуса;
• ΔT — разность температур в направлении теплопроводности;
• d — толщина перегородки.

За единицу измерения теплопроводности принимается система СИ — [Вт / (м · К)]. Она выражает количество теплового потока через единицу поверхности материала заданной толщины, если разница температур между двумя его сторонами составляет 1 Кельвин. Измеряют все эти показатели в специальных строительных лабораториях.

От чего зависит теплопроводность?

Итак, как мы уже убедились, коэффициент теплопроводности λ (лямбда) характеризует интенсивность теплопередачи через конкретный материал.

Так, например, наиболее теплопроводными являются металлы, а самыми слабыми — газы. Еще все проводники электричества, такие как медь, алюминий, золото или серебро, также хорошо пропускают через себя тепло, в то время как электрические изоляторы (дерево, пластик, резина) наоборот задерживают его.

Что может повлиять на этот показатель, кроме самого материала? Например, температура. Теплопроводность изоляционных материалов увеличивается с повышением температуры, а у металлов — напротив, уменьшается. Еще может повлиять наличие примесей. Сплавы разнородных металлов обычно имеют более низкую теплопроводность, чем их легирующие элементы.

В целом, теплопроводность веществ зависит, в основном, от их структуры, пористости, и прежде всего от их плотности. Поэтому, если производитель заявляет о низком значении лямбда при низкой плотности материала, — эта информация, как правило, не имеет ничего общего с действительностью и просто рекламный ход.

Значения теплопроводности для различных материалов

Сравнить, насколько тот или иной материал может пропускать тепло, вы можете воспользовавшись данной таблицей:

Теплопроводность [Вт / (м · К)]

Войлок, маты и плиты из минеральной ваты

0,16 — 0,3 (сосна и ель), 0,22 — 0,4 (дуб)

Н ержавеющая сталь

Применение коэффициента теплопроводности в строительстве

В строительстве действует одно простое правило — коэффициенты теплопроводности изоляционных материалов должны быть как можно ниже. Все потому, что чем меньше значение λ (лямбда), тем меньше можно сделать толщину изоляционного слоя, чтобы обеспечить конкретное значение коэффициента теплопередачи через стены или перегородки.

В настоящее время производители теплоизоляционных материалов (пенополистирол, графитовые плиты или минеральная вата) стремятся минимизировать толщину изделия за счет уменьшения коэффициента λ (лямбда), например, для полистирола он составляет 0,032-0,045 по сравнению с 0,15-1,31 у кирпича.

Что касается строительных материалов, то при их производстве коэффициент теплопроводности не имеет столь большого значения, однако в последние годы наблюдается тенденция к производству строительных материалов с низким показателем λ (например, керамических блоков, структурных изоляционных панелей, блоков из ячеистого бетона). Такие материалы позволяют построить однослойную стену (без утеплителя) или с минимально возможной толщиной утеплительного слоя.

Важно: коэффициент теплопроводности лямбда зависит от плотности материала, поэтому при покупке, к примеру, пенополистирола, обратите внимание на вес продукта. Если вес слишком мал, значит плиты не имеют заявленной теплоизоляции. Добавим, что производитель обязан указывать заявленное значение коэффициента теплопроводности на каждой упаковке.

Какой же строительный материал самый теплый?

В настоящее время это пенополиуретан (ППУ) и его производные, а также минеральная (базальтовая, каменная) вата. Они уже зарекомендовали себя как эффективные теплоизоляторы и сегодня широко применяются в утеплении домов.

Для наглядности о том, насколько эффективны эти материалы, покажем вам следующую иллюстрацию. На ней отображено какой толщины материала достаточно, чтобы удерживать тепло в стене дома:

А как же воздух и газообразные вещества? — спросите вы. Ведь у них коэффициент Лямбда еще меньше? Это верно, Но если мы имеем дело с газами и жидкостями, помимо теплопроводности, здесь надо также учитывать и перемещение тепла внутри них — то есть конвекции (непрерывного движения воздуха, когда более теплый воздух поднимается вверх, а более холодный — опускается).

Подобное явление имеет место в пористых материалах, поэтому они имеют более высокие значения теплопроводности, чем сплошные материалы. Все дело в том, что небольшие частички газа (воздух, углекислый газ) скрываются в пустотах таких материалов. Хотя такое может случится и с другими материалами — в случае если воздушные поры в них будут слишком большими, в них может также начать происходить конвекция.

Разница между теплопроводностью и теплопередачей

Помимо коэффициента теплопроводности Лямбда существует также коэффициент теплопередачи U . Они звучат похоже, но обозначают совершенно разные вещи.

Так, если коэффициент теплопроводности является характеристикой определенного материала, то коэффициент теплопередачи U определяет степень теплоизоляции стены или перегородки. Проще говоря — коэффициент теплопроводности является исходным и напрямую влияет на значение коэффициента теплоотдачи U.

Если вам интересно получить больше информации на эту тему, а также узнать: какими материалами лучше всего утеплить ваш дом, в чем отличия между разными типами утеплителей, мы советуем прочитать эту статью.

Была ли эта статья для вас полезной? Пожалуйста, поделитесь ею в соцсетях:

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

Теплопередача стеклопакетов: что это такое и какими коэффициентами с нею бороться

Главный показатель стеклопакета – его способность удерживать тепло в помещении . В отзывах пользователей пластиковых и пр. окон часто можно встретить чисто субъективные характеристики: «Поставили окна ПВХ, сразу стало теплее»; «С пластиковыми стеклопакетами даже зимой жарко» и т.п.

«Как правильно выбрать пластиковое окно и профиль?» – эта статья подскажет вам не только какой профиль будет самым красивым, но и какое окно будет самым тёплым

Почему лопаются стеклопакеты? Не от мороза ли? И что надо предусмотреть во избежание данных ЧП? Ответы на эти вопросы ждут вас на нашем сайте

Как лучше остеклить балкон или лоджию? Чтобы там было тепло и уютно? Советы бывалых домохозяев ищите по ссылке: https://oknanagoda.com/balkony-lodzhii/osteklenie/luchshe-osteklit-balkon.html

А есть ли какие-либо объективные критерии, характеризующие способность стеклопакета противостоять оттоку тепла из помещения? О них мы и расскажем далее в статье на нашем сайте.

Сопротивление теплопередаче стеклопакетов

Для определения теплопередачи той или иной преграды используют формулу:

U = W/(S*T), где

W – мощность проходящего через преграду потока энергии, Вт;

S – площадь преграды, м²;

Изображение, демонстрирующее утечку тепла через окна по сравнению с утечкой через стены

T- разница температур за и перед преградой, при которой происходит отток тепла.

Физический смысл этой формулы прост. Она показывает мощность энергетического потока, покидающего помещение через преграду площадью 1 кв. м при разнице температур за и перед преградой в 1° С. Чем меньше величина U, тем лучше термоизоляционные свойства преграды.

Но эта формула не слишком удобна для пользователей. В особенности, для россиян, привыкших к тому, что «чем больше, тем лучше». Поэтому в оборот была введена величина, названная «сопротивление теплопередаче». Ее обозначают буквой R.

R = 1/U

Статья на нашем сайте «Теплое остекление фасада: мифы и трюки» расскажет вам о том, можно ли в действительности сделать масштабное остекление алюминиевым профилем тёплым

Как поменять холодное остекление балкона на теплое? Читайте в инструкции по адресу: https://oknanagoda.com/balkony-lodzhii/osteklenie/kholodnogo-ostekleniya-teplo.html

О раздвижных пластиковых окнах для балконных ограждений вам расскажет обзорный материал, посвященной теме остекления лоджий и балконов

На примере одного дома – разница между окнами с хорошей и плохой теплоизоляцией

Чем эта величина больше, тем, следовательно, лучше преграда, в частности, стеклопакет, сопротивляется оттоку тепла от помещения.

Часто для обозначения R используется термин коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета. Это не совсем верно. Обычно, коэффициент – это безразмерная величина, показывающая соотношение двух параметров. Но к данному термину все привыкли и используют его в обиходе даже чаще, чем правильную формулировку: «сопротивление теплопередаче».

А сколько это будет в цифрах?

Окно с однокамерным стеклопакетом

В РФ сопротивление теплопередаче стеклопакета ГОСТ 24866-99 нормирует в следующих пределах (имеются ввиду стеклопакеты общестроительного назначения):

• для однокамерного стеклопакета сопротивление теплопередаче минимально равно 0,32 м² *°С/Вт; , сопротивление теплопередаче – минимально 0,44 м²*°С/Вт.

Нетрудно подсчитать, что максимально допустимый коэффициент теплопередачи стеклопакета однокамерного

U1 = 1/0,32 =3,125 Вт/м²*°С;

Максимально допустимая теплопередача двухкамерного стеклопакета

U2 = 1/0,44 = 2, 273 Вт/м²*°С.

Понятно, что производителя интересует не сопротивление теплопередаче стеклопакета самого по себе, а то, как будет сопротивляться оттоку тепла всё окно в совокупности – стеклопакет, рама. Поэтому была введена еще одна величина: приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета. Рассчитывают ее по следующей формуле:

Ro = [(1-B)/Rp + B/Rsp]-1,

Утечка тепла через стеклопакет и через раму

где Ro – приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета;

B – отношение площади остекления к площади всего оконного проёма;

Rp – сопротивление теплопередаче профиля;

Rsp – сопротивление теплопередаче стеклопакета.

Поиграем в классы! Стеклопакетов…

Для того, чтобы потребителю было легче ориентироваться на рынке окон, был введен еще один параметр – класс сопротивления теплопередаче стеклопакета. Он определяется в зависимости от приведенного сопротивления теплопередаче. Всего имеется 10 классов:

Чем ниже средние годовые температуры, тем выше коэффициент сопротивления теплопередаче должен быть

Увы, для неспециалиста приведенная выше таблица малоинформативна. Вряд ли по ней рядовой потребитель разберется, какой стеклопакет ему для климатических условий его проживания следует покупать. Поэтому надзорные организации и производители начали придумывать дополнительные таблицы сопротивления теплопередаче стеклопакета в зависимости от тех или иных климатических условий местности.

Например, СНиП II-3-79 (https://www.know-house.ru/info.php?r=win&uid=21) предлагает таблицу, коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов в которой поставлен в зависимость от градусо-суток отопительного сезона.

Проще говоря, от того, сколько дней продолжается отопительный сезон и какова при этом средняя разница температур на улице и в отапливаемом помещении, надо и выбирать стеклопакет. Например, при показателе «градусо-суток» в 2000 можно применять стеклопакеты с Ro = 0,3 м²*°С/Вт. А при показателе в 12000 (200 дней при разнице температур в 60° С) – 0,8 м²*°С/Вт.

Подробнее о трехкамерных стеклопакетах читайте здесь: https://oknanagoda.com/steklo/osteklenie-steklo/steklopaketi/trekhkamernyjj-steklopaket.html

О том, как утеплить пластиковое окно к зиме своими руками, узнайте из советов бывалых на нашем сайте

«Ремонт и утепление мансардного окна» – эта заметка поможет вам справиться и с этой задачей!

Так что меряйте температуру в доме и «за бортом», и считайте сутки отопительного сезона! Воздастся стеклопакетами с самым подходящим сопротивлением теплопередаче!