Category Archives: Окна для реконструируемых зданий

Коэффициент K

Значение коэффициента k характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1 м2 конструкции при раз­ности температур по обе ее стороны в один градус по шкале Кельвина (К) [единица измерения Вт/(м2 -К)].

Чем меньше значение k, тем меньше теплопередача через конструкцию, т. е. тем выше ее изоляционные свойства. У окон в зависимости от материала переплетов и остекления значение k колеблется в интервале от 1,6 до 3,3 Вт/(м2 • К)-

Точка росы, образование конденсата

В зависимости от температуры воздух может содержать в себе определенное количество воды (табл. 3). Если в воздухе содер­жится максимально возможное количество воды, говорят о на­сыщенном воздухе; относительная влажность такого возду­ха 100%.

Если воздух в помещении имеет высокую относительную влажность и при этом происходит его охлаждение на поверх­ности наружной конструкции (стены или остекления), то он приобретает способность удержать в виде пара еще меньшее количество воды. И если при этом температура опускается ниже точки росы, образуется конденсат.

Таблица 3. Влажность воздуха в зависимости от его температуры

Температура

Количество воды в виде

Воздуха, град

Водяного пара, г/м3

0

~5

20

17

80

300

4.1.4. Диффузия пара

В соответствии с законами физики воздух может находиться в насыщенном состоянии настолько долго, насколько находя­щиеся в нем предметы (материалы, цветы и т. п.) способны отдавать влагу, или до тех пор, пока два слоя воздуха с раз­личной влажностью оказываются разделенными перегородкой, через которую могут проникать молекулы воды. Такая ситуация создается, например, когда внутренний и наружный воздух отделены друг от друга стеной дома. Поэтому почти всегда

Происходит проникание влаги через стену, всевозможные стыки и швы, причем, как правило, от теплой к холодной стороне, х. е. изнутри наружу

4.2. ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЛУЧШЕЙ ТЕПЛОЗАЩИТЫ

Улучшение теплозащиты эксплуатируемых зданий как следствие энергетического кризиса 70-х годов стало одним из основных требований, о котором должны помнить проектировщики и эксплуатационники.

Для отопления примерно 25 квартир в Федеративной Рес­публике Германии в 1970 г. требовалось 25%, для отопления остальных зданий (таких, как школы, больницы, общественные здания и т. д.) затрачивалось еще 25% общего количества расходуемой энергии. Другими словами, на отопление прихо­дилось расходовать примерно половину всей требующейся для страны энергии, т. е около 90 млн т сырой нефти. 50% всей энергии получали от нефти, 90% которой импортировалось, 32% покрывалось углем, 13%—газом, а остальное — гидро­электростанциями и атомной энергетикой.

Примерно такие же соотношения характерны и для других стран. Этим большим техническим и экономическим затратам правительство Федеративной Республики Германии решило положить конец, приняв закон об экономии энергии и соответ­ствующие постановления, в частности постановление о тепло­защите. Сегодня уже можно говорить о хорошем результате, так как по последним данным потребность в энергии, расхо­дуемой на отопление 1 м2 жилой площади, снизилась к 1980 г. (по сравнению с 1970 г ) примерно на 20%.

В многочисленных публикациях правительством ФРГ и пра­вительствами Земель обращалось внимание на цель мероприя­тий по экономии энергии, в том числе и роли окон.

В новом постановлении по теплозащите приводятся также и требования по теплозащите эксплуатируемых зданий. Это относится прежде всего к пристройкам отапливаемых помеще­ний и оборудованию отапливаемых помещений в чердачном этаже. Кроме того, постановление по теплозащите регламенти­рует требования к установке или замене окон, балконных Дверей и других важных с точки зрения теплозащиты конструк­ций, например наружных стен При модернизации крыш и покрытий зданий также должна предусматриваться установка Достаточно эффективного теплоизоляционного материала. Тре­бования постановления по защите формулируются исходя из современного состояния техники и подкрепляются экономичес­кой оценкой

При переоборудовании старых зданий требование к уровню Коэффициента теплопередачи А всей оболочки здания не предъяв-

Ляется, однако его значение для окон при этом во всех случаях должно быть не меньше 3,1 Вт/(м2 • К).

Теплозащита окон в значительной степени связана с тепло — потерями, вызываемыми вентиляцией. Имеется в виду тепловая энергия, которая необходима для того, чтобы подогреть посту­пающий в помещения холодный воздух от низкой наружной до желательной внутренней температуры. Чтобы ограничить при этом так называемые теплопотери на вентиляцию, следует привести требования норм (в частности, DIN 18055) по воздухо­проницаемости оконных швов, разработанные еще в 60-е годы в соответствии с постановлением по теплозащите. Следует указать, что эти нормы исходили не из абсолютно воздухо­непроницаемых окон и в них при условии закрытых окон огра­ничено максимально допустимое значение воздухообмена.

По этим нормам воздухопроницаемость окон должна быть такой, чтобы через каждый метр оконных швов в помещение проникало за 1 ч не более 1—2 м3 воздуха. Таким образом, для обеспечения теплозащиты окон имеет значение степень их уплотнения, поскольку при наличии в окнах неплотностей через них в течение всех 24 ч в сутки проникает холодный воздух, т е и тогда, когда потребности в вентиляции нет, что увели­чивает теплопотери.

Хорошее уплотнение окон препятствует такому нежелатель­ному воздухообмену. Однако при этом требуется определенная дисциплина в организации вентиляции, чтобы путем периоди­ческого открывания соответствующих отверстий в окнах обеспе­чить гарантированное поступление внутрь помещений требую­щегося количества свежего воздуха

Теплозащитные свойства наружных конструкций (в том числе окон) имеют также большое значение для создания комфорт­ных условий в помещениях. Плохие теплозащитные свойства окон неизбежно приводят к снижению температуры на их по­верхности и, тем самым, к появлению холодного излучения в зоне окон. Это касается не только окон с низким значением коэффициента теплопередачи /г, но и окон с некачественным уплотнением швов когда из-за проникания холодного воздуха возникает ощущение дискомфорта

Таким образом, теплозащитные свойства окон это не только проблема экономии энергии, но и условие обеспечения комфортных условий внутри помещений.

В зависимости от ожидаемой температуры поверхности окон находится и возможность образования в этой зоне конденсата. Низкие температуры поверхности окон приводят к образованию конденсата на самих окнах или в зоне их примыкания к другим конструкциям здания При неудовлетворительном решении в зоне окон может произойти повреждение конструкций здания Поэто­му теплозащита важна и с точки зрения сохранения целост­ности конструкций здания.

72

Для теплозащиты конструкций окон имеют значение так называемые временные теплозащитные устройства. Речь идет об эффективности жалюзей. ставней, раздвижных ставней и т. п. Зхи элементы не только предохраняют конструкции окон от азрушения, но и существенно уменьшают теплопередачу ерез окна в ночные часы, когда окнами не пользуются (табл. 4)

Таблица 4 Потребность в энергии в зоне окон при наличии жалюзей и занавесей (в ночное время) и без них

Без защиты

Занавес в ночное время

Жалюзи

Жалюзи и занавес в ночное время

Занавес в ночное время при панельном отоплении в наружной стене

100%

90%

65—75%

50- 70%

140%

Комфортность помещения зависит от температуры поверх­ности наружного ограждения, обращенной к помещению. Чем выше значение коэффициента теплопередачи /г, тем выше температура внутренней поверхности ограждения. При темпера­туре воздуха в помещении 20 °С температура внутренней поверхности наружного ограждения должна быть не ниже 16 °С. Большая разность температур, особенно при отсутствии отопительных приборов, которые создают как бы завесу из теп лого воздуха, приводит к излучению тепла в сторону холодной поверхности, перемешиванию холодного и теплого воздуха и, как следствие, нарушению комфорта (табл. 5).

Летняя теплозащита. Заботясь об экономии энергии в зимнее время, нельзя забывать об условиях работы конструкций в летнее время То, что желательно в отопительный период зимой и является основной целью при правильном проектировании,

Таблица 5. Пример расчета соотношения температуры наружного воздуха и внутренней поверхности ограждения

Температуре наружного воздуха — |0°С

Значение коэффициента теплопередачи k

Вт/(м2 • К)

Температура внутренней поверхности. 0 С

Температура воздуха в помещении +20 "С

Двойное остекление изолирующим

Стек

2,9

9

Лом

Тройное остекление изолирующим

Стек-

1.7

13,5

Лом с заполнением стеклопакета

Газом

Двойное остекление в сочетании со сло­

0,5

18

Истой теплозащитой стены

Летом может вызвать обратный эффект и привести к перегреву Помещения. Поэтому в такой же мере необходимы правила, которые бы регулировали так называемую летнюю теплозащиту.

73

4.3. ВЕНТИЛЯЦИЯ И ВОЗДУХОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ ОКОН — ПРОТИВОПОЛОЖНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ?

Проблема воздухообмена через окна и воздухонепроницае­мости окон в настоящее время особенно актуальна. Изготови­телей окон, как правило, упрекают в том, что создаваемые ими окна с высокой степенью уплотнения вместе с тем отрица­тельно воздействуют на условия микроклимата в жилых поме­щениях. С этим связана неправильная оценка требований по воздухонепроницаемости окон, установленных нормами проек­тирования.

Требования к уплотнению окон, важнейшие функциональ­ные требования, устанавливаются нормами не только по воздухо­непроницаемости, но и с точки зрения предотвращения не­контролируемого проникания дождевой воды через швы в окнах, которое может привести к повреждению кирпичной кладки. От степени уплотнения окон зависят в дальнейшем уровень комфорта в жилище и самочувствие человека, находящегося в помещении вблизи окна.

Степень уплотнения окна непосредственно влияет на сохра­нение зданием тепла, а также на звукоизоляцию. Поэтому при неконтролируемом воздухообмене теплопотери могут возрасти на 30—40% по сравнению с окнами с хорошим уплотнением.

От степени уплотнения окон в большей степени, чем теплоза­щита, зависит изоляция помещений от шума. Многие исследова­ния показали, что звукоизоляция с помощью системы остекления и переплетов лишь тогда может составлять 100%, когда коэф­фициент проницаемости швов а будет менее 1. При увеличении коэффициента проницаемости швов а до 3 изоляция звука с помощью остекления снижается до 60—70%. Это означает, , что окно, остекление которого может изолировать шум до 40 дБ, при неплотных окнах со значением коэффициента а от 3 до 4, может обеспечить изоляцию шума не более 28—30 дБ.

В ходе переоборудования окон старых зданий наблюдается отрицательное явление: вследствие высокой степени уплотнения в новых современных окнах большей частью в первые зимние месяцы в помещениях могут образовываться пятна от сырости и плесени. Это • чаще всего связано с высокой степенью уплот­нения окон.

Часто в старых зданиях, особенно построенных после вто­рой мировой войны, в нишах кирпичных стен образуются так называемые мостики холода, которые до сих пор, в том числе в результате неплотностей в окнах, не оказывали отрицатель­ного воздействия. При установке новых окон, имеющих боль­шую степень уплотнения и, следовательно, снижающих воздухо­обмен в нишах наружных стен, эти мостики холода становятся зоной, где могут развиться грибки или выцвести окраска. В таких случаях следует улучшать теплозащиту всего здания,

А владелец дома, в котором устанавливаются новые окна, должен очень тщательно следить за вентиляцией всех поме­щений.

При установке новых окон экономия энергии не означает отказ от свежего воздуха. Правильная организация воздухо­обмена означает обеспечение необходимой соответствующей потребностям вентиляции через стыки или подачу в помещения кислорода и отказ от необдуманного, длящегося часами откры­вания окон.

Проблему воздухообмена, как уже говорилось, следует рассматривать с учетом воздухопроницаемости швов, так как большинство специалистов считает, что между двумя этими факторами существует непосредственная связь.

Задача воздухообмена (вентиляции) — гарантировать ка­чество воздуха в зависимости от назначения помещения, обес­печить достаточный приток воздуха при включенных горелках и создать определенное движение воздуха, исключающее возможность образования конденсата.

Под показателем воздухообмена понимают замену воздуха в помещении за 1 ч. Для жилых помещений значение пока­зателя воздухообмена должно составлять 2—3, т. е. воздух эксплуатируемого жилого помещения должен за 1 ч обновляться 2—3 раза. Остальные требования вытекают из потребности в свежем воздухе в зависимости от рода деятельности и коли­чества людей, находящихся в помещении. В первом прибли­жении можно сказать, что за 1 ч в расчете на одного человека в помещение должно поступать примерно 20 м3 свежего воз­духа (по приближенной оценке через окна может поступать примерно такой объемный поток воздуха). Под объемным потоком понимают такое количество воздуха (в м3), которое в зависимости от вентиляционной установки может за 1 ч поступать в помещение через окно.

В письме Федерального министерства экономики в разделе «Требования по ограничению теплолотерь вследствие неплотностей» наряду с другими положениями сказано следующее: k *

«Чтобы гарантировать в соответствии с условиями гигиены и отопления требующееся обновление воздуха, следует применять легко регулируемые на всем диапазоне вентиляционные установки. Эти вентиляционные установки для закрытого помещения должны удовлетворять требованиям, которые в соот­ветствии с нормами DIN 18055 предъявляются к степени уплотнения закры­тых окон. Поскольку в других указаниях, в особенности в строительных нормах Земель, также определяются требования к вентиляции, они настоящим письмом не отменяются».



.