Теплоизоляция с R=1,3 для серийного окна возможна?

Новый ДБН В.2.6-31 «Теплова ізоляція будівель» проходит стадию утверждения. Тенденция постепенного увеличения минимального значения сопротивления теплопередаче R, м²·К/Вт наблюдается во всем мире. Для окон, дверей и фасадов с большой площадью остекления минимальное значение R = 1,3 для первой климатической зоны. Сейчас минимальная норма R >= 0,75.

Увеличение минимальных изоляционных требований к окнам на 73% (с 0,75 до 1,3 м²·К/Вт) в случае больших площадей остекления выглядит резким переходом. Такое окно становится теплее стен зданий по нормам с 60-х по 80-е года. И для сравнения, окно теряет меньше на 30 %, чем наружная стена панельного дома 90-го года.

Оправданы такие изменения? Давайте посмотрим, а возможно ли достичь R = 1,3 с помощью применяемых на рынке материалов и технологий? Или потребуется использование новых более дорогих технологий? Например, более широких профильных систем, армирования с терморазрывом, трехкамерных или вакуумных стеклопакетов…

Исключаем из рассмотрения окна с маленькими стеклопакетами, так как результат предсказуем из-за «краевого эффекта». Чем меньше площадь отдельных стеклопакетов, тем ниже R окна. Огромные витрины тоже не будем рассматривать. Краевой эффект влияет меньше и высокие показатели R обеспечить относительно легче.

Рассмотрим одностворчатое окно с открыванием, шириной 1,3 м и высотой 1,5 м.

• Share

Окно типового размера Фото: OKNA.ua

Проверяем на R >= 1,3 окно с трехкамерным стеклопакетом с криптоном

Начнем с экзотики. И экзотик будет сразу три: трехкамерный стеклопакет, криптон и стальное армирование с терморазрывом. Остальные комплектующие окна доступные.

Комплектация окна 1,3х1,5:

1. Стеклопакет трехкамерный с тремя low-e стеклами (i-стеклами) с криптоном, шириной 52 мм: 4i-T12Kr-4i-T12Kr-4-T12Kr-4i
2. Теплая дистанционная рамка Super Spacer TriSeal/T-Spacer Premium Plus
3. VEKA SOFTLINE 82 passiv — широко применяемый ПВХ профиль 82 мм, но со стальным армированием с терморазрывом

R окна = 1,64, что значительно превышает 1,3. Значит, все очень хорошо с термоизоляцией. Детальные расчеты приведены в конце статьи.

Проверяем окно с аргоном, рамами и створками с повышенной термоизоляцией

Упростим стеклопакет и перейдем к более знакомым двухкамерным стеклопакетам с аргоном.

Комплектация окна 1,3х1,5:

1. Стеклопакет двухкамерный с двумя low-e стеклами (i-стеклами) с аргоном, шириной 52 мм: 4i-T20Ar-4-T20Ar-4i
2. Теплая дистанционная рамка Super Spacer TriSeal/T-Spacer Premium Plus
3. VEKA SOFTLINE 82 passiv — широко применяемый ПВХ профиль 82 мм, но со стальным армированием с терморазрывом

R окна = 1,35 и тоже превышает 1,3. И с привычным, правда широким, стеклопакетом. Однако, у нас остается не совсем доступное стальное армирование с терморазрывом.

Проверяем окно с распространенными комплектующими

Упростим армирование в ПВХ профиле и используем обычное стальное.

Комплектация окна 1,3х1,5:

1. Стеклопакет двухкамерный с двумя low-e стеклами (i-стеклами) с аргоном, шириной 52 мм: 4i-T20Ar-4-T20Ar-4i
2. Теплая дистанционная рамка Super Spacer TriSeal/T-Spacer Premium Plus
3. VEKA SOFTLINE 82 — широко применяемый ПВХ профиль 82 мм со стальным армированием

R окна = 1,27 и уже немного не хватает до уровня 1,3.

Мы использовали все доступные на рынке комплектующие и технологии, но немного не дотянули до заданной планки. Не будем отчаиваться. Вспомним, что норму 1,3 предлагают применять к самым большим площадям остекления. Т.е. когда вся или почти вся стена состоит из остекления.

Проверяем соответствие R >= 1,3 для глухого окна

Упрощать казалось бы некуда, но нет. Удалим створку и посмотрим параметры неоткрывающегося окна.

Комплектация та же, но для глухого окна:

1. Стеклопакет двухкамерный с двумя low-e стеклами (i-стеклами) с аргоном, шириной 52 мм: 4i-T20Ar-4-T20Ar-4i
2. Теплая дистанционная рамка Super Spacer TriSeal/T-Spacer Premium Plus
3. VEKA SOFTLINE 82 — широко применяемый ПВХ профиль 82 мм со стальным армированием

R окна = 1,37 и опять все замечательно. R окна больше 1,3.

Среднее R для группы окон

А теперь рассмотрим систему из двух рядом стоящих окон. Ведь с увеличением доли остекления фасадов широко стали применяться глухие окна с большой (2,5 м² и более) площадью стеклопакетов и на практике неоткрывающиеся окна не редкость, особенно для остекления односемейных домов.

• Share

Фото: OKNA.ua

Среднее R остекления двумя одинаковыми по площади окнами будет:
(R глухого окна + R открывающегося окна)/2 = (1,27 + 1,37)/2 = 1,32.

R двух стоящих рядом окон = 1,32, что удовлетворяет предлагаемые нормы.

Еще раз акцентируем. В примере рассмотрена распространенная серия профильных систем 82 мм, двухкамерный стеклопакет с теплой рамкой с обычными энергоэффективными стеклами. Да, стеклопакет толще, чем обычно. Да, теплая рамка не самая дешевая. Но это примерно тот набор, из которого должно состоять окно.

Отличие от окон, удовлетворяющих требование 0,75, только в толщине стеклопакета — не 40 или 44 мм, а 52 мм или 54 мм с теплой рамкой.

Не слишком дорогой переход для сокращения затрат на отопление и сокращение выбросов CO₂. Не так ли?

• Share

Фото: Veka

Выводы

1. Окна из распространенных на рынке комплектующих можно сделать такими, чтобы удовлетворяли требованию R >= 1,3. Это хорошо, потому что не приводит к удорожанию окон и дверей.
2. Для достижения R >= 1,3 необходимо оптимизировать окна на этапе проектирования дома. Архитекторы, при относительно больших площадях остекления, должен учитывать технические ограничения систем и теплопотери остекления и оптимизировать под них разбивку.
3. Изготовители окон (по крайней мере их часть) готовы производить окна с R >= 1,3, при условии их оптимального проектирования. Нет острой необходимости в кардинальной смене технологий.
4. Повышение требований может положительно сказаться на дальнейшем внедрении новых технологий не только в изготовлении окон, но и в монтаже. Например, монтажный шов должен соответствовать требованиям предъявляемым к окну по тепловому сопротивлению.

Расчеты для рассмотренных примеров

Проверка 1.

U_w = (A_p * U_p + A_g * U_g + Ψ * P) / (A_p + A_g) = (0,563616 * 0,95 + 1,236384 * 0,33222591362126 + 0,033 * 4,488) / (0,563616 + 1,236384) = 0,60794333554817 Вт/(м²·К)
R = 1 / U_w = 1 / 0,60794333554817 = 1,6448901427603 = 1,64 м²·К/Вт

Проверка 2.

U_w = (A_p * U_p + A_g * U_g + Ψ * P) / (A_p + A_g) = (0,563616 * 0,95 + 1,236384 * 0,52083333333333 + 0,034 * 4,488) / (0,563616 + 1,236384) = 0,73998733333333 Вт/(м²·К)
R = 1 / U_w = 1 / 0,73998733333333 = 1,3513744829866 = 1,35 м²·К/Вт

Проверка 3.

U_w = (A_p * U_p + A_g * U_g + Ψ * P) / (A_p + A_g) = (0,690404 * 1 + 1,109596 * 0,52083333333333 + 0,034 * 4,256) / (0,690404 + 1,109596) = 0,7850125462963 Вт/(м²·К)
R = 1 / U_w = 1 / 0,7850125462963 = 1,2738649907164 = 1,27 м²·К/Вт

Проверка 4.

U_w = (A_p * U_p + A_g * U_g + Ψ * P) / (A_p + A_g) = (0,448916 * 1 + 1,351084 * 0,52083333333333 + 0,034 * 4,688) / (0,448916 + 1,351084) = 0,7288875462963 Вт/(м²·К)
R = 1 / U_w = 1 / 0,7288875462963 = 1,371953746612 = 1,37 м²·К/Вт