Методика расчета тепловых характеристик окон и дверей в Украине

На сегодняшний день в Украине действуют две методики расчета тепловых характеристик окна: упрощенная и более точная.
Упрощенная методика, которая осуществляется согласно ДСТУ Б В.2.6-17-2000, дает менее точный результат (чаще в сторону завышения результатов), поскольку не учитывает влияние краевой зоны стеклопакетов. Поэтому при использовании упрощенной методики теряется смысл применения теплых рамок. Кроме того, не в полной мере учитываются размеры и архитектура окна и его тепловые характеристики.

Более точная методика осуществляется согласно ДБН В.2.6-31:2006. Она является математическим аналогом европейской методики (базируется на тех же формулах) согласно нормы EN ISO 10077-1:201Х. Эта методика учитывает все необходимые параметры: краевую зону стеклопакетов, архитектуру и размеры окна. Преимуществами EN ISO 10077-1:201Х является лаконичность и четкость изложения методики.

Теплоизоляционные требования к окнам и балконным дверям, а также к входным дверям, изложенные в Изменении № 1 ДБН В.2.6-31:2006 [1], где соответственно для светопрозрачных конструкций сопротивление теплопередачи R_o=0,75 K·м²/Вт для первой климатической зоны Украины и R_o=0,6 K·м²/Вт — для второй.

Как показано ниже в Примере 1, определение R_o необходимо для каждого типа и размера конструкции, так как значение для теплопотерь достаточно существенно (до 5-10% процентов) зависит от архитектуры СПК с теми же комплектующими. Применение показателей для стандартного окна (например, 1,28×1,48 м) для всех других конструкций могут запланировано повысить общие теплопотери здания на 4-6% (например, при относительно больших площадях остекления).

Следует отметить, что это минимальные требования к R₀ окна. Для энергоэффективных домов, а тем более для пассивных, значение R₀ должно быть выше.

Формула для определения коэффициента теплопроводности светопрозрачной ограждающей конструкции (окон, балконных дверей, балконов...) указанна в EN ISO 10077 [2], или аналогичная формула для сопротивления М1 Приложение ДБН В.2.6-31:2006 [4]:

• Share

Коэффициент теплопередачи U_w, применяемый в европейских нормах [2], связан с

• Share

A_f — площадь, которую занимает профильная система (рама, створка, штапик, импост) в плоскости конструкции, перпендикулярной улице/помещению.

A_g — площадь, которую занимают видимые части стеклопакетов.
I_g — периметр видимой части стеклопакета.
U_f — теплопередача профильной системы, включая армирование и фурнитуру. Согласно [2], определяется расчетными методами.
U_g — коэффициент теплопередачи стеклопакета в центральной точке (!) выполняется расчетными методами в соответствии с национальными стандартами ДСТУ EN 673 2009 «Стекло строительное. Методика определения коэффициента теплопередачи многослойных конструкций» [3].
Ψ_g — расчетный линейный коэффициент теплопроводности, учитывающий влияние стекла, дистанционной рамки и рамы на теплотехнические свойства окна. В таблицах Table E.1 и Table E.2, представленных в приложении E EN ISO 10077-1:201Х [2], указаны табличные данные для различных профильных систем и дистанционных рамок.

Расчет тепловых характеристик окон согласно ДБН В.2.6-31:2006 и EN ISO 10077 с учетом климата по всем регионам Украины реализован для большинства распространенных профильных систем в  "Энергокалькуляторе окон OKNA.ua".

Пример 1.
Пример расчета окон размером 1,4×1,2 м с металлопластиковой профильной системой толщиной 70 мм (U_f = 1,3) и стеклопакетом 4-14Ar-4-14Ar-4i толщиной 40 мм для Киева с ориентацией на юг для вариантов с одной и двумя створками:

	Сэкономлено*	Расходы	Изменение в расходах
Одностворчатое окно	212.3 кВт·ч/год	251.85 кВт·ч/год
Двухстворчатое окно	193.67 кВт·ч/год	266.18 кВт·ч/год	+ 5.7%

*по сравнению с металлопластиковыми окнами с однокамерным стеклопакетом

• Share

Фото: OKNA.ua

Пример 2.
Сравнение расчетов коэффициента термического сопротивления окна R для двустворчатого окна размером 1,4×1,2 м с металлопластиковой профильной системой толщиной 70 мм и стеклопакетом 4-14Ar-4-14Ar-4i толщиной 40 мм:

	Ro	Uw	Сравнительная погрешность в расчетах
Согласно з ДБН В.2.6-31:2006 EN ISO 10077	0,70 < 0,75 м2·К/Вт	1.41 Вт/(м2·К)
Согласно з ДСТУ Б В.2.6-17-2000	0,87 > 0,75 м2·К/Вт	1.12 Вт/(м2·К)	+ 24,3%

Из примера видно, что по упрощенной методике окно вроде бы соответствует нормам для первой климатической зоны (R_o=0,75), но в действительности оно им НЕ соответствует.
Упрощенная методика по ДСТУ Б В.2.6-17-2000 дает значительно завышенные результаты, которые существенно отличаются от более точных методик расчета, и отличаются тем больше, чем меньше размеры стеклопакетов.

1. Методика расчета согласно рекомендациям по ДБН В.2.6-31:2006, ДСТУ EN 673 2009 соответствует методике EN ISO 10077-1:201Х и EN ISO 673 и дает более точный результат, чем ДСТУ Б В.2.6-17-2000, который не учитывает влияние размеров стеклопакетов на тепловые характеристики окна.

2. Расчет по ДСТУ Б В.2.6-17-2000 дает завышенный результат, который является слишком неточным для оценки соответствия окна нормативным требованиям коэффициента сопротивления теплопередаче.

[1] Изменение №1 ДБН В.2.6-31:2006 «Конструкции зданий и сооружений. Тепловая изоляция зданий»
[2] EN ISO 10077-1:201Х (EN ISO 10077-1:2006, ІDТ) «Теплотехнические свойства окон, дверей и ставень. Расчет коэффициента теплопередачи» — EN ISO 10077-1:2006 Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation of thermal transmittance - Part 1:General
[3] ДСТУ EN 673 2009 «Стекло строительное. Методика определения коэффициента теплопередачи многослойных конструкций»
[4] ДБН В.2.6-31:2006 «Конструкции зданий и сооружений. Тепловая изоляция зданий»