Сопротивление теплопередаче окон – что это такое, виды стеклопакетов, улучшение энергосбережения, советы по выбору стеклопакета

Почти до половины тепла жилое помещение теряет через оконные проемы. Единственный способ предотвратить это – установить правильно подобранные окна. Разберем, что такое сопротивление теплопередаче окон, от чего оно зависит и как определяется, какие виды стеклопакетов существуют и в чем особенности каждого из них, как повысить энергосбережение и правильно подобрать стеклопакет.

Сопротивление теплопередаче – что это такое, от чего зависит и как определяется

Жилое помещение включает несколько видов ограждающих от внешнего воздействия конструкций – это стены, полы, потолки, двери и окна. С точки зрения формулировки ГОСТа, способность к сопротивлению теплопередаче пластиковым окном или иной частью дома задается специальным коэффициентом.

Чем больше его абсолютное значение, тем лучше теплоизолирующие свойства. Величина показывает количества тепла, которое уйдет через 1м² конструкции, при определенной разнице температуры улицы и помещения. Также его можно выразить в перепаде температур, который возникнет при выходе заданного количества тепла через аналогичную площадь.

Расчет производится по следующей формуле:

К = (Т_п-Т_у)/Д
К – коэффициент, измеряется в м²_*°C/Вт,
Т_п-Т_у – разница температур между помещением и улицей,
Д – количество тепла, теряемое м. кв. площади.

При этом в реальности данный параметр является обобщенным, так как складывается из нескольких составляющих – характерных для каждого элемента оконной конструкции:

• Светопропускного заполнителя – разного вида стекол, покрытий, пленок.
• Профиля и рамы.
• Крепежных элементов и фурнитуры.

По этой причине на практике применяется некая усредненная величина – приведенное сопротивление теплопередаче окон (К_пр), включающая коэффициенты для выше приведенных узлов. Его значение задается ГОСТом, и потому производители обязаны задавать своим изделиям соответствующие свойства.

В стандартном случае К_пр для стеклопакетов имеет следующее значение:

1. 1-камерные – 0,34-0,64.
2. 2-камерные – 0,5-0,57.
3. 2-х-камерные с покрытием – 0,58-0,73.

Примечательно, что на практике у отечественного производителя используются величина обратная показателю термосопротивления:

Т = 1/К

По сути, она отражает теплопроводность – способность отдавать тепло. Поэтому чем она меньше, тем лучше теплоизоляция конструкции. Так как это более доступно для понимания покупателю.

Факторы, влияющие на теплопроводность окна

Теплопроводность современного пластикового окна задается следующими факторами:

1. Вид стекла и количества его рядов в стеклопакете.
2. Ширина дистанционных рамок.
3. Количество газово-воздушных камер и типа их наполнителя.
4. Особенности ПВХ-профиля – ширина, толщина материала, армирование и количество полостей.

Большая часть теплопотерь из помещения происходит посредством инфракрасного излучения – то есть через стекло. Если учесть, что остекление занимает основную часть оконной конструкции, для повышения энергоэффективности разумно применять комплекс мер по предотвращению утечки тепла этим путем. Это могут быть отражающие ИК-излучение пленки, наполнение инертным газом камер и проч.

Обратите внимание! Значительная часть тепловых потерь может происходить из-за нарушения герметичности. Поэтому большое значение для теплоизоляции имеет и качество сборки окна, и соблюдение технологии монтажа.

Виды стеклопакетов и их особенности

Ввиду того что стеклопакет составляет порядка 80% общей поверхности окна, коэффициент теплопроводности конструкции будет во многом зависеть от его характеристик. Различаются следующие виды стеклоблоков:

• Однокамерные. Состоят из 2-х стекол, разделительной рамки и камеры. Звуко- и теплоизоляция обеспечивается герметизацией. Это в совокупности с осушителем препятствует скоплению сырости в полости, а значит, устраняются места промерзания, через которые холод мог бы проникать в помещение.
• Двухкамерные. Отличаются наличием 3-х рядов стекол и 2-х воздушных камер. Причем расстояние между остеклением, как и толщина листов, может варьироваться. Этим достигаются лучшие показатели тепло- и шумоизоляции.
• Трехкамерные. Это наиболее защищенный от утечек тепла вариант стеклоблока. В нем 4-ре ряда стекол сочетается с 3-мя герметичными полостями. Однако ввиду сложности изготовления, высокой стоимости и увеличения веса и габаритов, они редко применяются.

• Энергосберегающие. К данному классу относятся изделия, на поверхность остекления которых нанесено специальное покрытие. Это так называемое «i-стекло» – тончайшее многослойное напыление из разных металлов. Благодаря этому длинноволновое тепловое излучение отражается и остается в помещении.
• Функциональные. В этой категории объединяются стеклопакеты с одним или несколькими дополнительными свойствами – по сфере применения. Например, противоударное с триплексом, солнцезащитное, с тонировкой, узорное, витражное и т. д.

Коэффициент теплопроводности также может существенно варьироваться в зависимости от набора тех или иных свойств стеклопакета, что наглядно видно из следующей сравнительной таблицы:

На заметку! Наращивание толщины стекол, ширины и количества камер приводит к росту стоимости, габаритов и массы изделия. Это в свою очередь ведет к сложностям в ходе монтажа и эксплуатации. Поэтому используются различные технологии по усилению защитных свойств – заполнение камер инертным газом, ИК-отражающее покрытие и проч.

Способы повышения энергосбережения

Для снижения теплопотерь применяются такие технологические решения:

1. Заполнение камер инертным газом.
2. Напыление на стекло специального отражающего слоя.
3. Альтернативные способы.
4. Увеличение ширины и камерности ПВХ-профиля.

Разберем специфику каждого варианта более детально.

Заполнение камер инертным газом

Значительно улучшить теплоизоляцию стеклоблока можно путем заполнения его камер инертным газом. Как правило, применяется аргон или криптон. Они плотнее воздуха и улучшают тепло- и шумоизолирующие свойства конструкции. В таком стеклопакете значительно возрастает сопротивляемость к теплопотерям.

В обычном случае тепло передается по следующему алгоритму:

• Внутреннее стекло нагревается теплыми потоками в помещении.

• Интенсивность переноса тепловой энергии зависит от температуры на улице – чем холоднее, тем сильнее остывают стекла и лучше отводят тепло изнутри.
• Далее от стекла тепло передается атмосфере 1-ой камеры. От нее 2-му ряду остекления и т. д.
• Интенсивность переноса тепла между рядами остекления определяется шириной дистанционной рамки. При малом ее значении тепло практически беспрепятственно переходит на соседние ряды. Поэтому широкие стеклоблоки лучше теплоизолируют.

При закачке в полости инертного газа механизм несколько изменяется:

1. Ввиду большей плотности и меньшей теплопроводности по сравнению с воздухом, тепло от 1-го стекла медленнее передается 2-му.
2. Так как газовая смесь закачивается очищенной, она практически не содержит воды. Это устраняет возможность выпадения конденсата с последующим его промерзанием и образованием мостика холода.

Производители гарантируют повышение энергоэффективности газозаполненных стеклоблоков минимум на 10-12%.

Напыление на стекло специального слоя

Тепло распределяется по помещению от прибора нагревания как через воздух, так и на прямую – излучением. Большая часть излучаемого спектра приходится на длинноволновую инфракрасную часть. Обычное стекло не является для них помехой – тепловая энергия достигает остекления и беспрепятственно покидает помещение.

Чтобы максимально снизить теплопотери этим путем и при этом повысить коэффициент сопротивления теплопередаче ПВХ-окна в целом и стеклопакета в частности, на стекло наносится специальная защита. Применяются 2 технологии:

• k-остекление. Различные соединения металлов тонким слоем наносятся с внутренней стороны стеклянного листа. В результате создается своеобразная зеркальная поверхность – пропускающая свет, но отражающая ИК-лучи обратно в помещение.
• i-остекление. Многослойная пленка наносится методом опыления в безвоздушном пространстве. Как правило, слой оксидов металлов чередуется с чистым серебром. Стеклоблоки с таким покрытием стоят дороже, чем выше приведенный вариант.

По стойкости к механическим повреждениям остекление k-типа лучше, чем i-типа. Однако на практике условий для такого воздействия практически не возникает, их вероятность высока только на производстве – при сборке стеклоблока.

Преимущества энергосберегающих стекол со специальными покрытиями выражаются в следующем:

• Отражение волн тепла в сторону их источника. Зимой это снижает потери тепла и расходы на отопление, а летом – на кондиционирование. Помещение не нагревается проходящими сквозь остекление солнечными лучами.
• Улучшение комфорта жилища. Энергоэффективное покрытие существенно повышает сопротивление теплопередаче, благодаря чему ПВХ-окно не охлаждается с внутренней стороны, как в обычном случае, а также не создается «зона сквозняка» в приоконном пространстве. Это не только улучшает комфорт быта, но и снижает нагрузку на систему отопления.
• Снижение веса конструкции. Так как сберегающее тепло покрытие позволяет применять вместо 2-х-камерного 1-камерный вариант. Это дает возможность устанавливать остекление большей площади, а также снижает нагрузку на опорные элементы и фурнитуру.

• Устранение негативного воздействия от прямых солнечных лучей на предметы интерьера. Окно с защитным покрытием не снижает естественной освещенности, но при этом препятствует выгоранию обоев, штор, мебели и т. п.

Справка! Без специальных приспособлений в быту невозможно установить, на каком стекле нанесено i-покрытие, а на каком k-слой. Так как эксплуатационные характеристики у них практически идентичны. Однако i-вариант все же эффективнее. Это видно из примера – на одинаковых по конструкции стеклоблоках при уличном морозе в -30°C и внутренней среде +25°C, температура в комнате у k-стекла составит порядка +11°C, а i-версии около +15°C.

Альтернативные способы

Снизить теплопроводность пластиковых окон также можно следующими альтернативными методами:

• Нанесением на стандартное остекление специальной IR-оболочки. Это аналог заводского покрытия, отражающего ИК-волны. Отличается тем, что дает возможность сделать энергосберегающим любое стекло без замены стеклопакета. Пленка наклеивается по аналогии с автотонировкой. Гарантия службы – не менее 10 лет.

• Электрохромная технология. На внутренней стороне остекления напыляется электропроводящее керамопокрытие. При подключении к нему тока заданных характеристик стекло в течение нескольких минут приобретает отражающую способность. Восстановление в обычное состояние происходит через четверть часа после отключения питания.

Улучшить теплоизоляцию также можно, если по краям стеклопакета установить обрамление из пластика. Так как такой материал хуже передает тепло, чем стандартная металлическая рамка.

Увеличение камерности ПВХ-профиля

Потери тепла через оконный профиль могут достигать 20-25% от общего значения. При этом чем больше его ширина, тем более многокамерный стеклопакет можно в него установить. Кроме того, широкий профиль сам может иметь множество полостей – что существенно повышает теплоизоляцию.

В стандартных случаях применяют следующие варианты ПВХ-профиля:

1. 3-камерные на 58-64 мм с армировкой.
2. 4-5-камерные на 70-76 мм.
3. 6-камерные до 90 мм.

Однако на практике коэффициент теплопроводности у профилей для ПВХ-окон равной ширины с разным количеством камер почти одинаков. Это означает, что теплоизоляция 5-камерной конструкции на 76 мм не намного лучше, чем 4-камерной аналогичных размеров. Но стоить она будет несколько дороже.

Поэтому решающий фактор – ширина профиля. Кроме того, наличие металлического армокаркаса ухудшает его теплоизолирующие свойства. Поэтому некоторые современные производители перешли на более совершенную технологию – изготовление профиля с большим числом полостей из особо прочного пластика.

Рекомендация! Традиционное оштукатуривание откосов – далеко не лучший способ повышения энергоэффективности оконной конструкции. Оптимальной теплоизоляции можно добиться, если изнутри применить многослойный утеплитель, а снаружи – специальный фасадный отделочный материал.

Советы по выбору стеклопакета

Для того чтобы установленное окно действительно оказалось энергоэффективным на протяжении всего срока эксплуатации, при его выборе рекомендуется учесть следующие аспекты:

• Для жилого помещения желательно подбирать двухкамерный стеклопакет с низкой теплопроводностью и показателем теплового сопротивления от 0,45. Это также будет соответствовать минимальным требованиям строительных норм.
• При обустройстве домов на территории с холодными зимами предпочтение нужно отдавать в пользу максимального количества камер – как в профиле, так и в стеклоблоках.

• Если стеклопакет не идет в сборке с профилем, то необходимо заранее предусмотреть, чтобы он соответствовал ему по всем параметрам – в первую очередь ширине и наружным размерам.
• Оптимальным с точки зрения цены, рабочих характеристик и теплоизоляции является 2-х-камерный стеклоблок. Так как 3-х-камерный обойдется дороже, устанавливать и эксплуатировать его будет сложнее, а 1-камерный, хотя и самый дешевый, не обеспечит защиту от холода.
• Дополнительный и не затратный способ значительно повысить сопротивляемость окна к потери тепла – это установка по периметру стеклоблока специальной рамки из теплого пластика.
• Если помимо теплоизоляции нужна также хорошая защита от шума, то лучше выбирать стеклопакеты с наибольшей толщиной стекол, а также разной шириной дистанционных рамок.

Совет! При выборе теплосберегающего окна не нужно забывать о фурнитуре. Лучше всего остановиться на полнофункциональной версии, а не эконом варианте. Так как это обеспечит не только открывание во всех доступных положениях, но и лучшую и более долговечную работу, ввиду надежности и повышенной прочности основных элементов.

Коротко о главном

Коэффициент сопротивления теплопередаче определяется, как способность окна защищать помещение от наружного холода. Чем он выше, тем лучше теплоизоляция. Для его расчета применяется специальная формула. При этом показатель зависит от типа стекла, ширины камер и их газового содержания, а также особенностей ПВХ-профиля.

Стеклопакеты подразделяются на 5 видов:

• 1-камерные.
• 2-камерные.
• 3-камерные.
• Энергосберегающие.
• Функциональные.

Для улучшения теплосберегающих функций применяются такие способы, как закачка в камеры инертной среды, нанесение на стекло отражающего ИК-волн слоя, некоторые альтернативные технологии, а также повышение числа камер в профиле. Чтобы правильно выбрать энергоэффективный стеклопакет, нужно следовать специальным рекомендациям.