Технології теплоізоляції в склінні та будівництві

До цих пір в Німеччині понад 40% первинної енергії, спожитої для опалення в житловому секторі, втрачається при вентиляції. Близько 30% з цієї кількості припадає на такі елементи будівель як вікна, двері та фасади. Тому перед галуззю стоять наступні завдання і цілі:

• подальше підвищення вимог до коефіцієнту теплопровідності (U) вікон і фасадів передбачає, що коефіцієнт UW повинен становити 0,8 - 2 W/(m2K);
• частка тепловтрат при провітрюванні, яка все більше збільшується по відношенню до втрат при теплопередачі, повинна бути зведена до мінімуму;
• ефективні системи теплозахисту повинні запобігти споживання цінної енергії для охолодження приміщення влітку;
• за допомогою вікон і фасадів необхідно зробити внесок у заощадження енергії.

Багато з цих вимог вже враховані в нормах стандарту DIN 18599 « Енергетична оцінка будівель; розрахунок корисної, кінцевої і первинної енергії, спожитої для опалення, кондиціонування, вентиляції, нагрівання питної води та освітлення». Так що в нежитловому будівництві для вікон і фасадів враховується крім коефіцієнта U також споживання енергії для освітлення і кондиціонування. Однак при санації будівель виникає небезпека, що дискусії будуть вестися виключно навколо коефіцієнта U вікон і скла, а такі переваги як виграш в енергії або поліпшення комфорту опиняться на задньому плані. Ця галузь повинна підкреслювати енергетичні властивості вікон і фасадів і враховувати можливий виграш в енергії, представляючи його у вигляді зрозумілої величини, наприклад, у вигляді реального коефіцієнта U. Активна дискусія про енергозбереження, удосконалення характеристик будівель та їх ремонт дає хороші шанси для завоювання більшої частки ринку шляхом створення потужних і економічних продуктів. Програми ЄС з підтримки ефективного енергозбереження в будівництві стимулюють споживачів і інвесторів.



При оцінці енергетичних характеристик вікон, фасадів і скла визначальними є наступні показники:

• втрата тепла при трансмісії відбувається як через елемент будівельної конструкції, так і через теплові мости, які виникають після монтажу вікна в зовнішню стіну; параметрами вимірювання є коефіцієнт теплопровідності вікна UW, фасаду Ucw, а також лінійний коефіцієнт теплових мостів V;
• пасивне накопичення сонячної енергії та використання денного світла характеризуються такими величинами, як ступінь пропускання енергії g, а також ступінь світлової трансмісії Tv. При оцінці пасивного накопичення сонячної енергії слід враховувати, що поряд з бажаним накопиченням під час опалювального сезону також відбувається накопичення влітку, тому необхідно не допустити перегрів будівлі і, як наслідок, використання енергії для кондиціонування (слід враховувати взаємозв'язок між наявністю денного світла і засобами захисту від нього);
• тепловтрати від вентиляції з допомогою вікна характеризуються таким показником, як клас герметичності. Звичайні конструкції володіють високим рівнем герметичності, тому вони майже не впливають на споживання енергії для опалення. Згідно з німецькою «Постановою про енергозбереження» для вікон будинків висотою до двох поверхів як мінімум передбачений клас герметичності 2, а в триповерхових - клас 3. Згідно DIN 4108 для місць з'єднання конструкцій коефіцієнт a повинен бути менше, ніж 0,1 m3/(lfm (daPa) 2 /3).

Діапазон коефіцієнта U в Німеччині зросте для новобудов від Uw = 1,4 W/(m2K) - 1.5 W/(m2K) в даний час до Uw = 1,0 - 1,2 W/(m2K) в 2009 р. і до

Uw = 0,8 - 1,2 W/(m2K) в 2012 р. Це серйозний виклик сучасним конструкціям, оскільки вони вже зараз досягли своїх кордонів. Наприклад, для вікна стандартних розмірів (1,23 mx 1,48 m) з коефіцієнтом Uf = 1,4 W/(m2K) з високоякісним двокамерним склопакетом з Ug < 0,7 W/(m2K) в цілому Uw може досягти тільки 1, 21 W/(m2K) (з алюмінієвою рамою) і Uw = 1,14 W/(m2K) (з « теплою кромкою»).

При використанні двокамерного склопакета вимоги першого рівня (Uw = 1,0 - 1,2 W/(m2K)) можна порівняно легко задовольнити за допомогою сучасних дерев'яних і поліхлорвінілових вікон. Для виконання вимог другого рівня з коефіцієнтом Uw = 0,8 - 1,2 W/(m2K) необхідно подальше вдосконалення конструкції рам і профілів.

При плануванні та оцінці фасадів мається набагато більше можливостей для поліпшення їх теплоізоляційних властивостей. Завдяки використанню тришарового (двокамерного) склопакета великих розмірів і вакуумних панелей частка коефіцієнта тепло- втрати U профілів стає менша, а показник U для всього фасаду в цілому можна широко варіювати. Цікаво також, як буде змінюватися коефіцієнт U, якщо брати до уваги вплив сонячної енергії. Звичайно ж, цей вплив враховується при розрахунках енергетики по будівлі в цілому, але ж прозорі елементи будівлі використовують сонячну енергію інакше, ніж непрозорі стіни.



Як видно на малюнку, при будь-яких розкладах склопакет забезпечує прогрес у теплозбереженні. Тому використання двокамерних склопакетів з двома захисними покриттями, аргоновим наповнювачем і коефіцієнтом теплопровідності Ug 0,7 W/m2K незабаром стане стандартом в Німеччині, оскільки теплотехнічні характеристики стоять на першому плані з точки зору енергозбереження. Але склопакети, а також вікна і фасади повинні виконувати і інші функції. Тому слід враховувати й інші аспекти, наприклад, при використанні склопакетів, захищених від випадання.

Крім теплотехнічних показників будівельних елементів вирішальну роль для енергозбереження, а також для запобігання утворення конденсату і цвілі відіграє правильне виконання монтажу і запобігання утворенню теплових мостів. Теплові мости - це слабкі в теплотехнічному відношенні місця в оболонці будівлі, що мають форму крапки, лінії або плоскі. Вони виникають, наприклад, в місцях з'єднання різних будівельних елементів або при використанні будматеріалів з різною теплопровідністю. При постійному поліпшенні теплотехнічних властивостей зовнішніх стін і зовнішніх будівельних конструкцій слабкі місця (теплові мости в області з'єднання конструкцій) все більше виступають на перший план. Проходження тепла в місцях з'єднання істотно залежить від рівня розташування вікна, а також правильного розподілу теплоізоляційного шару в місці з'єднання. « Положення про енергозбереження» у Німеччині передбачає в якості підтвердження три альтернативних варіанти:

• без спеціального підтвердження до коефіцієнта теплопровідності всій теплопередачі - Реда площі охоплення додана сумарна величина ΔUWB = 0,10 W/(m2 - K);
• у разі застосування деталей конструкцій, перелічених у Списку 2 до стандарту DIN 4108, додаткову величину можна скоротити до ΔUWB = 0,05 W/(m2 - K); цим самим згадані вище втрати теплопередачі скорочуються наполовину;
• коефіцієнти V можна визначити за стандартом DIN V 4108-6 за допомогою каталогів теплових мостів або спеціальних багатовимірних методів обчислення (обчислення ізотерми) за DIN EN ISO 10211-2. При цьому слід враховувати, що коефіцієнт V залежить також від обраного способу розгляду (на зовнішній поверхні або на внутрішній). Головним принципом планування має бути наступне: в конструкції повинно бути якомога менше теплових мостів. Як правило, підвищення коефіцієнта V в області з'єднання (примикання) вище 0,1 W/(mK) можна уникнути шляхом удосконалення використованих деталей.