Энергомодернизация с помощью стекла

В соответствии с докладом об эмиссии CO2 в строительстве Федерального министерства транспорта, строительства и развития городской инфраструктуры (BMVBS), строительная отрасль в Германии эмитирует примерно 40% выбросов CO2. И, таким образом, наилучший способ ограничить эмиссию CO2 — увеличить энергоэффективность существующих зданий. Исследования Германского энергетического агентства (dena) показывают, что величина потребленной существующими зданиями энергии может быть потенциально снижена на 85%. Замена старых, неэффективных в смысле энергосбережения окон и остекления — ключевой фактор в этом процессе.
Опираясь на упрощенные вычисления, примерно 1,2 л мазута можно ежегодно сэкономить на каждом метре площади окна на каждые 0,1 Вт/(м2.К) повышения показателя U — другими словами, в доме с площадью окон 30 м2 и окнами, у которых Uw снижается с 3,0 Вт/(м2.К) до 1,0 Вт/(м2.К), можно сберечь вплоть до 720 литров отопительного мазута. Согласно «Исследованию по повышению энергоэффективности старых окон», проведенному торгово-промышленной ассоциацией VFF & BF, датированному декабрем 2007 г., таким путем можно в одной лишь Германии сэкономить ежегодно до 8,6 млрд. л мазута.
Дополнительно к величине U — хорошо известному индикатору тепловых потерь — во многих случаях следует учитывать общий показатель передачи солнечной энергии (параметр g) стекла в соответствии с DIN EN 410.
Эта величина показывает, в какой пропорции солнечная радиация пропускается остеклением внутрь помещения, и какая ее часть может быть использована в качестве энергетической прибавки от энергии Солнца.

• Share

Установка новых ИСП взамен простого стекла также предотвращает появление нежелательных холодных поверхностей внутри помещения, со­здаваемых старым остеклением. Если температура внутренней поверхности стекла по сравнению с температурой примыкающих стен слишком мала, обитатель чувствует дискомфорт (ассиметричную тепловую радиацию), в частности тогда, когда градиент температур и поверхность остекления слишком велики.
Это также справедливо, если речь идет о возникновении эффекта «холодного ветра» от переохлажденной поверхности стекла, что заставляет быть подальше от окна и перегревать помещение. Часто после перезастекления или замены окна можно достичь комфорта при одновременном снижении температуры в комнате на 2–3°C — при этом энергопотребление снижается примерно на 6% на каждый градус. ИСП с высокими теплоизолирующими характеристиками, таким образом, могут повысить комфортность в помещении и при этом избежать образования конденсата по кромке стекол и на откосах.
Это действительно более правда, чем использование пресловутых «систем с теплой кромкой», которые обеспечивают повышенную теплоизоляцию в области вокруг стекла.
При разговоре об исследованиях с учетом подхода по достижению наилучшего соотношения стоимости к энергоэффективности владельцы недвижимости часто спрашивают, что имеет больший смысл — менять остекление или окно в целом? Первым шагом к ответу на этот вопрос есть информация о величине U для стекла — Ug — для того чтобы можно было определить величину, на которую можно потенциально повысить энергосбережение.
Следующий шаг — оценка пригодности рамы и обрамления, фурнитуры и узлов крепления окна, которые нужно обязательно проверить прежде, чем можно что-либо сказать об экономической целесообразности установки ИСП вместо замены всей оконной конструкции.

• Share

Оценка имеющейся величины Ug
Замена старого однослойного остекления всегда имеет смысл. Обычное однослойное стекло можно легко визуально отличить от одинарного толстого стекла (монолитное или витринное стекло). Использующееся стекло может быть просто флоат-стеклом, но оно может быть и безопасным стеклом (листовым или ламинированным безопасным стеклом, армированным стеклом).
Одинарная панель из стекла может иметь очень большой показатель Ug — до 5,8 Вт/(м2К). Ввиду высоких теплопотерь и дискомфортно низкой температуры на его поверхности, замена однослойного остекления на ИСП всегда разумна.
Если ИСП используется для установки в существующее окно, необходимо определить, используются ли в нем стекла с покрытием или без.
Сегодня обычно используется изолирующее покрытие на базе серебра в связи с существенно более низким показателем величины Ug. ИСП со стеклами без покрытия и без газонаполнения были пригодны вплоть до окончания действия 2-й версии и появления в 1995 г. 3-й версии германских регламентов по термоизоляции (WSchVo), которые назначили параметр U на уровне 2,7 Вт/(м2К).
Если нет документов о поставке, паспорта изделия или штампа на поверхности спейсера (проставки), обращенной внутрь стеклопакета, чтобы можно было увидеть значение величины Ug, можно прикинуть ее значение по году выпуска стеклопакета или по итогам «теста пламенем», где по числу отражений и цвету язычка пламени от сторон стеклопанелей, определить наличие стекла с покрытием, см. рис. 2. С его помощью не удастся сделать вывод о характеристиках покрытия. Но обратим внимание, что некоторые (а именно, пиролитические) покрытия не изменяют цвет пламени. Однако приглашенный специалист, оснащенный специальным прибором, всегда может определить величину U стеклопакета.

Таблица 1. Энергетические характеристики различного остекления с учетом хронологии

• Share

Критерии замены стекол
При замене стекла очень важно учитывать некоторые аспекты из области строительной физики, наличия термомостов и конденсации.
Если одиночное стекло заменяется на ИСП с лучшими показателями величины U-value, поверхность стекла не будет более оставаться самой холодной поверхностью в комнате, и конденсация может теперь происходить на какой-либо другой поверхности наружной стены, что даже может привести к ее разрушению. Настоятельно необходимо проконсультироваться со специалистом, который может сделать обоснованные выводы, сверяясь с чертежами общего плана и устройства наружных стен.
Говоря в терминах из области повышения теплоизолирующих характеристик, замена стекла на двойной ИСП (с тремя стеклами и двумя камерами, Ug ?  0,7 Вт/(м2К)) с показателем g около 60% — это лучший вариант. Однако это потребует проверки оконной конструкции на пригодность, поскольку пакет с толщиной минимум 36 мм обладает значительным весом.
Замена стекла современным двухкамерным стеклопакетом со стеклами с покрытиями (величина Ug ? 1,1 Вт/(м2К)) может также значительно повысить энергоэффективность окна. Замена же на ИСП с Ug ? 1,7–1,3 Вт/(м2К) имеет смысл только с оглядкой на другие соображения — возраст окна, нейтральность цвета остекления или другие специальные требования по функциональности (безопасность/защита, звуко­изоляция и т.д.) — все это факторы, влияющие на выбор.
Говоря о степени экономии энергии, величина g стекла всегда должна выбираться с учетом параметра U-value, поскольку пассивное проникновение солнечной энергии дает в результате более оптимальную величину значения g для остекления, заметно снижая общее энергопотреб­ление.

• Share

Требования по EnEV 2009
Пакет германских требований по энергосбережению EnEV 2009, вступивший в силу с 1 октября 2009 г., предписывает достигать максимального снижения параметра U, даже если речь идет о замене стекла. Для ИСП эта величина была снижена еще в EnEV 2007 с 1,5 Вт/(м2К) до 1,10 Вт/(м2К) в EnEV 2009, а в целом величина U для окна снизилась с 1,7 до 1,30 Вт/(м2К).
Если, исходя из технических соображений, окно не может нести ИСП с Ug  ? 1,10 Вт/(м2К), то, следуя Приложению 3, Примечание 2 в EnEV 2009, стеклопакет с теплопроводностью ? 1,30 Вт/(м2К) также может быть применен.
В соответствии с Примечанием 3, требования EnEV должны всегда применяться, если площадь изменяемых (модифицируемых компонентов) — другими словами, в этом случае, применительно к остеклению — занимает более 10% общей площади соответствующих компонентов (наружной площади стен дома). То есть простая замена существующего остекления не соответствует требованиям EnEV 2009. Условия в табл. 3 Приложения 3 в EnEV 2009 относительно специального остекления также должны быть выдержаны.

• Share

Замена окон
Не говоря уж об увеличении характеристик энергосбережения и удовлетворения специфических функциональных требований, ключевое преимущество при полной замене окон видится в терминах дизайна и конструкции. Новое окно может быть изготовлено из широкого ряда типоразмеров, формы и материалов, быть от пола до потолка, лучше выполнять функции дневного освещения и солнцезащиты.
При замене окна устраняются слабины в креплении самого окна, заделываются щели и трещины в стенах — словом, целиком улучшается система окно/фасад.
Однако оконный «апгрейд» путем их полной замены может нарушить баланс в существующих зданиях.
Например, независимый от обитателей постоянный воздухообмен, существовавший при конструктивно присущих неплотностях оконных соединений и притворов, может быть нарушен из-за существенно лучшего уплотнения створок в новой оконной конструкции, или может понадобиться дополнительная солнцезащита. Если площадь окон будет существенно увеличена.
Таким образом, требуется тщательный подход и проектирование при замене окна, проведенный консультантом по вопросам энергосбережения плюс архитектурный анализ, проведенный архитектором, или консультирование изготовителя/поставщика окон. Полная установка нового комплекта окон также может оказаться более сложным делом и потребовать дополнительных работ, например, по устройству принудительной вентиляции, она во всяком случае должна проводиться квалифицированными специалистами из авторитетных компаний, чтобы избежать устранения мучительных последствий ошибок или даже разрушений.

Таблица 2. Опросный лист для принятия решения по замене остекления или всего окна

Руководство по конструирова­нию, проектированию и установке окон и входных дверей, разработанное и опубликованное ift?Rosenheim (пока доступно только по-не­мец­ки), где имеется множество контрольных листов, диаграмм и разъяснений, может оказать неоценимую помощь.
Замена остекления может представлять собой интересную альтернативу замене окна при проведении реконструктивных или ремонтных работ, однако это требует тщательности и индивидуального проектирования. В то же время замена остекления или полная замена окон сейчас становится перспективным видом деятельности с учетом того, что направление реконструирования и модернизации существующего жилья и гражданских зданий приобретает все большую актуальность и финансирование, оно становится перспективным направлением развития всей строительной индустрии, включая, конечно, отрасль производства окон и дверей.

Михаэль Росса (Michael Rossa), д-р физ. наук.,
начальник отдела стекла, стройматериалов и строительной физики, Юрген Бенитц-Вильденбург, дипл. инж.,
директор отдела PR и связей с общественностью, ift Rosenheim.
По материалам доклада на 37-й международной конференции Roseheiner Fernstertage, г. Розенхайм, Германия, октябрь 2009 г.