НАВЕСНАЯ, СВЕТОПРОЗРАЧНАЯ, ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Техническое решение относится к области строительства и может быть использовано для повышения энергетической эффективности в оконных блоках зданий и сооружений различного назначения, а также на транспорте.
Известен энергоактивный оконный блок (патент RU №86973 МПК Е06В 3/24, Е06В 3/64 опубл. 20.09.2009), имеющий, как минимум один двухкамерный стеклопакет и встроенный в него, как минимум один теплонасосный модуль с фотоэлектрическими преобразователями.
Недостатками данного энергоактивного оконного блока его значительная стоимость, а также большие сложности замены или ремонта если теплоносный модуль выйдет из строя.
Задачей, предложенной полезной модели, является создание навесной светопрозрачной конструкции, которая послужит эффективным дополнением к уже установленным стеклопакетам для существенного улучшения теплозвукоизоляции, предотвращения образования конденсата, исключение разлета осколков разбитого стекла при случайных ударах, а также как часть дизайнерского решения в отдельных проектах.
Указанная техническая задача решается за счет того, что оконный блок, включающий как минимум однокамерный стеклопакет, состоящий из обращенного наружу здания внешнего стекла и обращенного внутрь здания внутреннего стекла, снабжен навесным легкосъемным, по меньшей мере одним светопрозрачным элементом, размер элемента соответствует размеру просвета оконного проема, оконной рамы или оконного стекла, при этом по меньшей мере, два светопрозрачных элемента, соединены между собой и имеют воздушную прослойку и представляют собой навесную светопрозрачную конструкцию, где их крепление выполняется как с наружной, так и с внутренней стороны, или между стеклами оконного блока, а крепление как светопрозрачного элемента так и светопрозрачной конструкции производится легкоразъемным или легкомонтируемым соединением.
Предложенная навесная светопрозрачная конструкция позволяет существенно и при минимальных затратах улучшить теплозвукоизоляцию обычных однокамерных окон и является эффективным дополнением к уже установленным стеклопакетам, а при нанесении на нее различного рода прозрачных и непрозрачных деталей дизайна, окно будет выглядеть как декоративный элемент интерьера. При достаточно прочной навесной светопрозрачной конструкции, возможно крепление легких предметов в виде кашпо, полочек, крючков. Использовании навесного светопрозрачного элемента из такого материала как монолитный поликарбонат или органическое стекло, можно получить ударопрочную защиту окна от случайного попадания мяча в спортзалах или детских учреждениях, а в случае разрушения позволяет исключить разлет осколков разбитого стекла.
Светопрзрачная конструкция представляет собой, по меньшей мере, два светопрозрачных элемента, которые скреплены между собой легкосъемными соединениями типа липучка «вэлкро», двухсторонний скотч, болты, шурупы, кнопки, крючки, магниты и т.д., таким образом, что между элементами остается воздушная прослойка выполняющая роль теплоизолятора.
Оконный блок включающий однокамерный стеклопакет показан на фиг.1 На фиг.2 представлен оконный блок 1, который включает в себя однокамерный стеклопакет состоящий из обращенного наружу здания внешнего стекла 3 и обращенного внутрь здания внутреннего стекла 2, на внутреннее стекло 2 с внешней стороны крепится быстросъемным соединением 5 светопрозрачный элемент 4, размер элемента соответствует размеру просвета оконного проема. На фиг.3 светопрозрачный элемент 4 крепится быстросъемным соединением 5 к внутренней стороне внутренней рамы стекла 2. На фиг.4, к внутреннему стеклу 2 оконного блока крепятся быстросъемным соединением 5 с двух сторон светопрозрачные элементы 4.
В таб.1 показаны изменения температуры для двухкамерного стеклопакета без навесного светопрозрачного элемента и с навесным светопрозрачным элементом
При экспериментальных замерах значение температуры при различной установке навесного светопрозрачного элемента показали результаты отраженные в таб.2
Измерения проводились контактным термометром марки Testo 905-t2 (Погрешность ±1 (-50…+99.9°С); ±1% от измеренного значения в остальном диапазоне Разрешение 0.1°С Влияние солнечного света, батареи, штор и пр. незначительно и можно пренебречь. Измерения произведены в нижней четверти стекла.
Таб.1
Значения температуры для разных типов окон (°С). Двухкамерный стеклопакет
Т температура помещения
Т температура внутренней стороны стекла
Т температура наружной стороны стекла
Т температура воздуха с наружной стороны стекла
ΔT=Твн.ст.-Тнар.ст.
V скорость ветра (м/с)
Без навесного элемента
21
14
1.7
-2
12,3
1,5
С навесным светопрозрачным элементом
21
16,5
-1,2
-2
17,7
1,5
Таб.2
Значения температуры для разных типов окон (°С). Однокамерный стеклопакет
Т температура помещения
Т температура внутренней стороны стекла
Т температура наружной стороны стекла
Т температура воздуха с наружной стороны стекла
ΔT=Твн.ст.-Тнар.ст.
V скорость ветра (м/с)
Фиг.1
24
18,5
7
2
11,5
0
Фиг.2
24
20,8
5,7
2
15,1
0
Фиг.3
24
21,7
5
2
16,7
0
Фиг.4
24
22,5
4,2
2
18
0
Классическая формула для расчета теплового сопротивления
Общая формула:
где:
Rt - тепловое сопротивление на участке тепловой цепи, К/Вт
Т2 - температура начала участка, К (температуры в Кельвинах)
T1 - температура конца участка, К (температуры в Кельвинах)
Р - тепловой поток, протекающий через участок цепи, Вт
где в числителе находится разница между температурой внутреннего и наружного стекла.
Очевидна прямая зависимость теплового сопротивления от баланса температур стеклопакета. Эффективность теплосбережения навесного элемента можно оценить как повышение (ΔТфиг4/ΔТфиг1-1)*100=%; (18°С/11,5°С-1)*100=56% в среднем. Особенно ощутим эффект в зимние морозы, когда баланс между температурой в помещении и на улице максимальный. Применение теплоотражающей пленки позволяет значительно сократить потери лучистой энергии и эффективно дополнить навесной элемент.
Навесная светопрозрачная конструкция способна эффективно бороться с шумами проникающими с улицы и из помещения. Правильно подобранная толщина светопрозрачного элемента и воздушной камеры влияет на поглощение звука во всем диапазоне акустических частот и позволяет «настраивать» оконный проем на определенный акустический диапазон шумовых загрязнений. Согласно существующей практики расчетов, можно предполагать шумоизоляцию в пределах от 3-10 децибел на один навесной элемент в разных частотных диапазонах.
В летнее время когда интенсивность солнечного излучения максимальная и через окна в помещения попадает много лишней энергии встает необходимость защиты от инфракрасного, ультрафиолетового излучения и спектра видимого света. И здесь навесной элемент дополненный теплоотражающей пленкой может значительно сократить расходы на кондиционирование помещений. В данной ситуации его целесообразнее устанавливать снаружи окна, это обусловлено лучшей степенью охлаждения поверхности стекла и меньшим поглощением энергии промежуточными слоями.
Достойное применение навесного светопрозрачного элемента можно получить при предотвращении образования конденсата на окнах во влажных помещениях и на транспорте, особенно это может быть востребовано в зимний период, когда стекла покрываются инеем и становятся непрозрачными.
Одним из недостатков применения многокамерных стеклопакетов является снижение светопропускания окна, но этот недостаток можно минимизировать снижением толщины прозрачных элементов и применением материалов с лучшими оптическими свойствами.
Применение навесной светопрозрачной конструкции или элемента может решить проблему благоустройства помещений массовому кругу потребителей в самых разных климатических условиях.