Методика розрахунку теплових характеристик вікон та дверей в Україні

На сьогоднішній день в Україні діють дві методики розрахунку теплових характеристик вікна: спрощена і більш точна.
Спрощена методика, яка здійснюється згідно ДСТУ Б В.2.6-17-2000, дає менш точний результат (частіше в бік завищення результатів), тому що не враховує вплив крайової зони склопакетів. Через це при спрощеній методиці втрачається сенс використання теплих рамок. Крім того, не у повній мірі враховуються розміри та архітектура вікна та його теплові характеристики.

Більш точна методика здійснюється згідно з ДБН В.2.6–31:2006. Вона є математичним аналогом європейської методики (базується на тих самих формулах) згідно норми EN ISO 10077–1:201Х. Ця методика враховує усі необхідні параметри: крайову зону склопакетів, архітектуру та розміри вікна. Перевагами EN ISO 10077–1:201Х є лаконічність і чіткість викладення методики.

Теплоізоляційні вимоги до вікон та балконних дверей, а також до вхідних дверей, викладені у Зміні № 1 ДБН В.2.6–31:2006 [1], де відповідно для світлопрозорих конструкцій опір R_o=0,75 K·м²/Вт для першої кліматичної зони України та R_o=0,6 K·м²/Вт — для другої.

Як показано нижче у Прикладі 1, визначення R_o потрібне для кожного типу і розміру конструкції, оскільки значення для тепловтрат досить суттєво (до 5-10% відсотків) залежить від архітектури СПК з тими самими комплектуючими. Застосування показників для стандартного вікна (наприклад, 1,28×1,48 м) для всіх інших конструкцій можуть незаплановано підвищити загальні тепловтрати будівлі на 4–6% (наприклад, при відносно великих площах скління).

Слід зауважити, що це мінімальні вимоги до R₀ вікна. Для енергоефективних будинків, а тим більше для пасивних, значення R₀ має бути вищим.

Формула для визначення коефіцієнту теплопередачі світлопрозорої огороджувальної конструкції зазначена у EN ISO 10077 [2], або аналогічна формула для опору М1 Додаток ДБН В.2.6–31:2006 [4]:

• Share

Коефіцієнт теплопередачі U_w, що використовується в европейських нормах [2], пов’язаний з

• Share

A_f — площа, яку займає профільна система (рама, стулка, штапик, імпост) у площині конструкції, перпендикулярній вулиці/приміщенню.

A_g — площа, яку займають видимі частини склопакетів.
I_g — периметр видимої частини склопакету.
U_f — коефіцієнт теплопередачі профільної системи, включаючи армування і фурнітуру. Згідно з [2], обчислюється розрахунковими методами.
U_g — коефіцієнт теплопередачі склопакету у центральній точці виконується розрахунковими методами згідно з національними стандартами ДСТУ EN 673 2009 "Скло будівельне. Методика визначення коефіцієнта теплопередавання багатошарових конструкцій" [3].
Ψ_g — розрахунковий лінійний коефіцієнт теплопровідності, що враховує вплив скла, дистанційної рамки і рами на теплотехнічні властивості вікна. У таблицях Table E.1 та Table E.2, представлених у додатку E EN ISO 10077–1:201Х [2], надано табличні дані для різних профільних систем та дистанційних рамок.

Розрахунок теплових характеристик вікон згідно ДБН В.2.6–31:2006 та EN ISO 10077 з врахуванням клімату по всіх регіонах України реалізовано для більшості поширених профільних систем в  "Енергокалькуляторі вікон OKNA.ua".

Приклад 1.
Приклад розрахунку вікон розміром 1,4×1,2 м з металопластиковою профільною системою товщиною 70 мм (U_f=1,3) та склопакетом 4-14Ar-4-14Ar-4i товщиною 40 мм для Києва з орієнтацією на південь для варіантів з однією та двома стулками:

	Зекономлено*	Витрати	Зміна у витратах
Одностулкове вікно	212.3 кВт·год/рік	251.85 кВт·год/рік
Двостулкове вікно	193.67 кВт·год/рік	266.18 кВт·год/рік	+ 5.7%

*у порівнянні з металопластиковим вікном з однокамерним склопакетом

• Share

Фото: OKNA.ua

Приклад 2.
Порівняння розрахунків коефіцієнту термічного опору вікна R для двостулкового вікна розміром 1,4×1,2 м з металопластиковою профільною системою товщиною 70 мм та склопакетом 4-14Ar-4-14Ar-4i товщиною 40 мм:

	Ro	Uw	Порівняльна похибка у розрахунках
Згідно з ДБН В.2.6-31:2006 EN ISO 10077	0,70 < 0,75 м2·К/Вт	1.41 Вт/(м2·К)
Згідно з ДСТУ Б В.2.6-17-2000	0,87 > 0,75 м2·К/Вт	1.12 Вт/(м2·К)	+ 24,3%

З прикладу видно, що за спрощеною методикою вікно ніби відповідає нормам для першої кліматичної зони (R_o=0,75), але в дійсності воно їм не відповідає.
Спрощена методика за ДСТУ Б В.2.6-17-2000 дає значно завищені результати, які суттєво відрізняються від більш точних методик розрахунку, і відрізняються тим більше, чим меньші розміри склопакетів.

1. Методика розрахунку згідно рекомендацій по ДБН В.2.6–31:2006, ДСТУ EN 673 2009 відповідає методиці EN ISO 10077–1:201Х та EN ISO 673 і дає більш точний результат, а ніж ДСТУ Б В.2.6-17-2000, який не враховує вплив розмірів склопакетів на теплові характеристики вікна.

2. Розрахунок по ДСТУ Б В.2.6-17-2000 дає завищений результат, який є занадто неточним для оцінки відповідності вікна нормативним вимогам щодо коефіцієнту опору теплопередачі.

[1] Зміна №1 ДБН В.2.6-31:2006 “Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель”
[2] EN ISO 10077-1:201Х (EN ISO 10077-1:2006, ІDТ) “Теплотехнічні властивості вікон, дверей і віконниць. Розрахунок коефіцієнта теплопередачі” — EN ISO 10077-1:2006 Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation of thermal transmittance - Part 1:General
[3] ДСТУ EN 673 2009 “Скло будівельне. Методика визначення коефіцієнта теплопередавання багатошарових конструкцій”
[4] ДБН В.2.6-31:2006 “Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель”