Энергоэффективные окна. Показатели энергоэффективности и технологии

0
13 просмотров

В домах системы отопления, кондиционирования и освещения потребляют около 67% всей расходуемой электроэнергии. В условиях российского климата в обычном доме через окна теряется до 50% энергии, приходящейся на отопление. Правильная установка энергоэффективных окон может помочь устранить утечку воздуха и свести к минимуму необходимость отопления, охлаждения и искусственного освещения помещений.

На энергоэффективность окна влияют три основных элемента:

  1. рамная конструкция;
  2. стекло;
  3. конструкция, которая отделяет стекла друг от друга.

Каким образом происходят теплопотери через окна?

  • Теплопотери через стекло происходят за счет излучения.
  • Теплопотери через конструкцию, которая разделяет стекла и через оконную раму происходят за счет теплопроводности.
  • Из-за движения воздуха в пространстве между стеклами теплопотери происходят за счет конвекции.
  • Между подвижными или открывающимися элементами рамы теплопотери происходят за счет проникновения воздуха.

Энергоэффективные окна. Основные показатели

Существует такой показатель, как U-фактор (U-factor), при помощи которого можно оценить теплопотери через окно. Этот показатель может относиться ко всей оконной конструкции (стеклу, раме т. д.) или только к самому стеклу. Маленькое значение U-фактора говорит о том, что окно имеет хорошие теплоизоляционные свойства и, следовательно, более энергоэффективно. Значение U-фактора 0,30 или ниже считается очень хорошим.

Коэффициент усиления солнечного тепла (SHGC — Solar Heat Gain Coefficient) характеризует долю солнечной тепловой энергии, которая проходит через окно. Для местностей с холодным климатом больше подходят окна с высоким значением SHGC (> 0,55) (т. е. для России лучше всего использовать такие окна), в то время как в местностях с жарким климатом лучше использовать окна с низким значением SHGC (<0,40).

Утечка воздуха — оценивается в м3 воздуха, проходящего через м2 площади окна. Чем меньше число, тем меньше воздуха будет проходить через трещины в сборке. Производители низкокачественных окон могут опускать этот параметр. Окна должны иметь значение показателя утечки менее 0,02788 м3 в минуту на м2 окна.

Сопротивление конденсату — определяет способность окна противостоять образованию конденсата на внутренней стороне стекла. Чем выше число, тем лучше.

Коэффициент пропускания видимого света (VT — Visual Transmittance) – характеризует количество видимого света, которое может пройти через окно. VT может варьировать от 0 до 1, где 0 означает полностью затемненное окно, а 1 соответствует пропусканию всего видимого спектра. Высокое значение VT может улучшить естественное освещение и снизить потребность в искусственном освещении. Если тонировка или покрытие стекла не являются спектрально селективными (спектрально селективные покрытия пропускают видимый свет, но не пропускают инфракрасное излучение) то они могут уменьшить коэффициент пропускания видимого света. К спектрально селективным стеклам относятся низкоэмиссионные стекла Low-E о которых речь пойдет далее.

Коэффициент LSG (Light to Solar Gain) характеризует способность стекла пропускать солнечный свет и не пропускать тепловой поток. Коэффициент LSG – это отношение коэффициента пропускания видимого света VT к коэффициенту усиления солнечного тепла SHGC. Высокое значение LSG говорит о том, что через окно проходит много света и малое количестве тепла.

Технологии энергоэффективных окон

Для обеспечения комфорта и тепла, наиболее приемлемыми считаются окна с двумя и более стеклопакетами, при этом максимальное энергосбережение обеспечивают окна, в которых сделаны разные расстояния между стеклами.

Низкоэмиссионное стекла (Low-E — Low Emissivity) — это стекла с нанесенной на них покрытием из оксидов металлов, которое препятствует прохождению через него теплового излучения (излучение с более длинными длинами волн), при этом позволяя проходить видимому свету (излучение с более короткими длинами волн), Добавление покрытия Low-E создает дополнительную теплоизоляцию и может быть равноценно дополнительному оконному стеклу. Покрытие может защитить от конденсации влаги на внутренней поверхности окон, а также от выцветания ткани, бумагу или деревянную мебель.

Заполнение стеклопакетов инертными газами, таким как аргон или криптон позволяет значительно улучшить изоляционные свойства окна, поскольку они являются более хорошими теплоизоляторами и звукоизоляторами, чем воздух. Производители могут использовать смеси газов, поскольку аргон является более дешевым, а криптон является более эффективным изолятором.

Также в последнее время получила распространение технология электрохромных стекол или «умных» стекол, которая в будущем может стать очень популярна, поскольку позволяет лучше использовать солнечный свет. Стекла меняют свои оптические свойства при прохождении через них электрического тока, это позволяет управлять их затемненностью в зависимости от освещения и предпочтений человека.

Внешние факторы, влияющие на энергоэффективность окон

Меры по обеспечению энергоэффективности окон не ограничиваются установкой окна с хорошими характеристиками. Использование штор, жалюзи, растений может помочь сохранить прохладу летом, когда солнце находится высоко в небе. По возможности при проектировании окон в доме необходимо учитывать расположение и климатические особенности местности. Например, в более холодном климате, окна с высоким значением SHGC должны преимущественно выходить на юг, чтобы через них проникало больше тепла зимой, когда солнце находится низко над горизонтом.

С другой стороны, через окна, которые выходят на север, как правило, проникает больше света, чем тепла. Правильно расположенные окна могут уменьшить потребность в искусственном освещении, обеспечивая большее проникновение солнечного света. Также для естественного освещения помещений, там, где невозможно установить горизонтальные окна или необходимо повысить освещенность, можно рассматривать варианты различных систем, например, световодов и фонарей.