Теплоизоляция.

Достаточно сложные климатические условия, характерные для России, заставляют наших соотечественников немалое внимание уделять теплоизоляции своих квартир, и в частности - окон.

Так как одинарное остекление у нас практически не применяется при жилищном строительстве, и подходит лишь для хозяйственных и нежилых помещений, мы подробнее остановимся теплоизоляции окон, оснащенных стеклопакетом.

Терминология

Сохранность тепла в помещении (для оконной конструкции) зависит от площади окна, разницы внутренней и наружной температур  и способности окна сопротивляться передаче тепла. Это сопротивление характеризуется коэффициентом передачи тепла, которое проходит через 1кв. метр конструкции при разности температур по обе стороны в один градус. Единицей измерения коэффициента теплопередачи служит Вт/м2°С.

В Российской Федерации используется обратная величина, называемая коэффициентом сопротивления теплопередаче (ед. изм. - м2°С/Вт). Чем выше значение данного коэффициента, тем лучшими теплоизоляционными характеристиками обладает окно.

Для средней полосы России нецелесообразно применять окна с коэффициентом сопротивления теплопередаче ниже 0,55 м2°С/Вт.

Основные причины утечки тепла

Утечка тепла через стеклопакет происходит по трем причинам - путем инфракрасного излучения, из-за конвекции воздуха (или газа) в межстекольном пространстве и теплопроводности материалов (см. рис).

При этом толщина стандартного оконного стекла не оказывает существенного влияния на улучшение или ухудшение теплозащитных показателей оконной конструкции в целом.

Основная теплопотеря происходит из-за инфракрасного излучения. Именно таким образом теряется до 70% всей уходящей через оконный проем тепловой энергии. Уменьшения этого показателя можно достигнуть, применяя внутреннее стекло с более низкой излучательно-поглощательной способностью. Иными словами, используя "энергосберегающее" низкоэмиссионное (от англ. emission - испускание), стекло. Для сравнения - излучательная способность обычного стекла составляет 0,84, а у низкоэмиссионных стекол она варьируется в пределах от 0,04 до 0,2. Что позволяет снизить процент данного вида теплопотери с 70 до 15-20%.

Происходит это по причине того, инфракрасное длинноволновое излучение от отопительных и бытовых приборов отражается от низкоэмиссионного покрытия обратно в помещение, а не уходит наружу. Такое покрытые практически не оказывает влияния на пропускание видимой части светового спектра и не влияет на освещенность.

Существует два типа низкоэмиссионных покрытий для стекол - "мягкое" (i-стекло) и "твердое" (к-стекло).

"I-стекло" получают с помощью вакуумного напыления покрытия на готовое флоат-стекло. Оно отражает до 90% инфракрасного излучения, однако "i-покрытие" восприимчиво к температурным перепадам и механическим повреждениям. Это значительно усложняет как производство, так перевозку, монтаж и эксплуатацию таких стекол.

"К-стекло" производят покрывая оксидом олова поверхность горячего стекла, получаемого по флоат-технологии. Его прочностные характеристики намного выше, чем у "i-стекла" за счет того, что покрытие и сама поверхность стеклянного полотна в итоге представляют собой одно целое. Однако "к-стекло" возваращет примерно 70% теплового излучения, уступая "i-стеклу" по этому показателю.

Теперь расскажем о том, как происходит теплопотеря, связанная с конвекцией. Слои воздуха, имеющие разную температуру, постоянно перемешиваются - теплые поднимаются наверх, а холодные опускаются вниз. В холодную погоду в межстекольном пространстве теплый воздух поднимается вдоль поверхности более теплого внутреннего стекла, а холодный опускается вдоль наружного. По мере остывания теплый слой занимает место нагревающегося холодного и т.д. Таким образом, тепло "утекает" наружу а холод "просачивается" внутрь.

С увеличением толщины воздушной прослойки конвенция протекает более интенсивно, и тепловые потери за счет теплопередачи уменьшаются. При толщине воздушной камеры до 8 мм конвекция нарушается, что приводит и дополнительным теплопотерям. Теплоизолирующие свойства стеклопакета растут с расширением межстекольного пространства до определенной величины. Однако зазор толщиной 12-16 мм является верхним пределом, и дальнейшее его увеличение нецелесообразно, так как не дает никакого результата или приводит к обратному эффекту.

Распространено мнение, что заполнение простого стеклопакета инертным газом значительно повышает его теплоизоляционные характеристики. На самом деле заполнение межстекольного пространства аргоном или ксеноном даст ощутимый эффект только в сочетании с энергосберегающими стеклами. Теплоизоляция же стандартного стеклопакета улучшится не более чем на 5% и не оправдает затраченных на нее средств.

Третий вид теплопотери связан с передачей тепла от одного элемента оконной конструкции к другому, происходящей через воздух или напрямую.