Комплекс нормативных актов Украины в области строительства одной из основных
задач выделяет проблему энергосбережения. Утвержденный в прошлом году
ДБН В 2.6-2006 «Тепловая изоляция зданий» — существенно повышает требования
к светопроницаемым ограждающим конструкциям — окнам, дверям, зенитным
фонарям, и т.п.
В зависимости от климатической зоны сопротивление теплопередачи светопроницаемых
ограждающих конструкций должен составлять не менее 0,45 (4 зона) … 0,6
(1 зона) м2К/Вт.
Современные оконные технологии развиваются в направлениях усовершенствования
как самих светопроницаемых конструкций, так и их теплотехнических показателей.
В частности, совершенствуются конструкции окон и балконной двери в деревянных
переплетах с целью повышения их атмосферо- и фунгицидостойкости. Для этого
материал рам (дерево) пропитывается специальными гидрофобными и антисептическими
смесями, которые значительно продлевают срок эксплуатации деревянных конструкций.
Из всех существующих на сегодня конструкций деревянные окна и двери имеют
наилучшие теплозащитные (0,55 … 0,85 м2К/Вт) и экологические показатели.
Как показывает мировой опыт, лучшее конструктивное решение с учетом стоимости
материалов, трудозатрат на монтаж и энергосбережения — окно с одинарным
остеклением и однокамерным стеклопакетом (см. рис. 1 а), б)).
Более технологичным вариантом заполнения деревянного окна есть применения
двухкамерного стеклопакета (рис. 1, в). Такую конструкцию предложили в
России (СП Арктикииви). Испытание этой конструкции в климатическом центре
КиевЗНИИЭП доказало, что термическое сопротивление трехслойного окна с
раздельным оконным переплетом и окна с двухкамерным стеклопакетом приблизительно
одинаково и составляет 0,6 м2К/Вт.
Окна существующих зданий с деревянными рамами, которые изготовлены из
сплавного лесоматериала и не прошли предыдущей обработки имеют ограниченный
(12 … 15 лет) срок эксплуатации. Под влиянием внешней среды древесина
со временем деформируется с образованием щелей шириной от 1,5 до 5 мм
по всему периметру окна. При этом существенно возрастает количество холодного
воздуха, поступающего в отапливаемые помещения за счет инфильтрации. Так,
по данными Андриевского А. К., через неплотности (до 1,5 мм) деревянных
притворов окон в помещение в зависимости от расчетной скорости ветра поступает
от 1,55 до 4,86 кг воздуха в час на каждый метр длины щели. Общая длина
притворов в существующих оконных конструкциях достигает 15 … 20 м. Таким
образом, например, в Киеве при расчетных скорости ветра до 5 м/с и перепаде
температур ?t = 40°C дополнительно тратится около 2940 кДж/ч (817 Вт)
теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха. Эта величина сопоставима
с потерями тепла помещений за счет теплопередачи через другие ограждения.
Бесспорно, в условиях дефицита энергоносителей и постоянного роста цены
тепловой энергии старые деревянные окна и балконные двери в ближайшее
время должны быть заменены на более современные.
Особое место занимают дерево-алюминиевые конструкции окон и дверей. В
Советском Союзе этот тип изделий применялся, в основном, в общественных
зданиях элитного класса. В массовом гражданском строительстве их применение
было ограничено из-за дороговизны. Сейчас же применение металлодеревянных
конструкций приобрело массовый характер. Наиболее широко производство
металлодеревянных окон и балконных дверей налажено в странах Скандинавии
(Финляндия, Швеция) и России. Металлодеревянные окна представляют собой
конструкцию, состоящую из оконной рамы и переплета, закрытых с наружной
стороны алюминиевым профилем. Применение такой комбинации наряду с достоинствами
деревянных окон позволило существенно повысить их теплотехнические свойства
и увеличить срок эксплуатации.
Металлопластиковые окна и балконные двери, которые интенсивно внедряются
в новом строительстве и при реконструкции старых зданий, наряду с преимуществами
технологического характера имеют приемлемые акустические и теплотехнические
характеристики. В зависимости от конструкции сопротивление теплопередачи
таких окон находится в диапазоне значений от 0,28 м2К/Вт (для однокамерного
стеклопакета) до 1,35 м2К/Вт (для двухкамерного, с наличием мягких теплозащитных
слоев и с заполнением камер инертными газом).
Рис.1. Варианты заполнений деревянных окон
а) окно с тройным остеклением, б) окно с однокамерным стеклопакетом и
стеклом,
в) окно с двухкамерным стеклопакетом
На теплозащитные свойства металлопластиковых окон и дверей существенно влияют как конструктивные, так и климатические факторы. Важнейшими среди них являются:
Как показали исследования, выполненные в КиевЗНИИЭП и КНИИСК, наиболее подходят для первой климатической зоны металлопластиковые окна с заполнением стеклопакетов аргоном, воздухом или углекислотой.
Причем известно, что диоксид углерода СО2 — трехатомный газ — имеет специфические излучающие свойства и активно участвует как в конвективном, так и радиационном теплообмене. В зависимости от параметров окружающей среды он может поглощать, рассеивать или излучать тепло.
Оптимизация расстояния между стеклами, выбор правильного расположения пакетов по отношению к внешней среде, уплотнение стеклопакетов и притворов, нанесение теплозащитных слоев позволяют металлопластиковым окнам и дверям успешно конкурировать с деревянными.
Основные недостатки, которые возникают в процессе установки и эксплуатации металлопластиковых окон:
Все эти факторы снижают теплозащитные свойства окон и дверей и делают их непригодными для дальнейшей эксплуатации.
Важный недостаток технологии установки металлопластиковых окон, которая сложилась в Украине, — использование полиуретановой пены в качестве уплотнителей швов между окнами и стенами зданий без наружного оштукатуривания. Открытый слой пены со временем из-за влияния внешней среды разрушается и, таким образом, возникает угроза уменьшения теплозащитных свойств оконной конструкции. Чтобы этого избежать, необходимо включить не только внутреннее, но и наружное оштукатуривание в состав работ по установке окон как обязательную работу.
Подводя итог вышесказанному, можно отметить следующее:
1. Для массового гражданского строительства следует рекомендовать применение
металлопластиковых окон и балконных дверей.
2. Чисто деревянные конструкции можно применять только из специально подготовленных
материалов.
3. Для индивидуального строительства наиболее перспективным является применение
металлодеревянных конструкций.
Во всех случаях следует строго соблюдать технологические правила монтажа
и эксплуатации окон и дверей с целью сохранения ими теплозащитных свойств.
руководитель Центра судебной экспертизы Киевского национального университета строительства и архитектуры.
По материалам доклада на Международном конгрессе
«Стекло. Производство и технологии» в рамках V Международной специализированной выставки «ПРИМУС: Архитектурное стекло»,
Киев, 24 января 2008 г.