Натурные исследования окон нового поколения из ПВХ профилей Rehau geneo® в Москве

НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОКОН НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ИЗ ПВХ ПРОФИЛЕЙ REHAU GENEO В МОСКВЕ

NEW GENERATION WINDOWS FROM REHAU GENEO PVC PROFILES FIELD STUDY IN MOSCOW

А.Ю. Белоедов, A.B. Карявкин, H.A. Пантюхов, С.И. Тихомирнов

A.Y. Beloedov, A.V. Karyavkin, N.A. Pantyukhov, S.I. Tikhomirnov

ООО «Рехау», НИИСФ PAACH

Проведены натурные испытания по определению теплотехнических характеристик оконных блоков, установленных в реальной стеновой конструкции здания в холодный период года.

Field study by definition thermo technical characteristics of the window, pasted in real building wall construction during the cold period of year are conducted.

В силу природно-климатических особенностей России, проблема энергосбережения и энергоэффективности в строительстве и ЖКХ стоит наиболее остро. Внедрение новых энергосберегающих технологий, материалов, изделий и конструкций, модернизация оборудования, являются для России стратегической задачей на средне- и долгосрочную перспективу, что является гарантом национальной безопасности.

По экспертным оценкам строительная отрасль и ЖКХ являются наиболее энергозатратными и потребляют более 60% всего добываемого жидкого, твердого, газообразного топлива, идущего на внутренние нужды.

В оболочке здания самым слабым звеном по теплотехническим свойствам являются светопрозрачные конструкции (СПК) оконные и балконные дверные блоки (окна), витражи, системы фасадного остекления.

По мнению экспертов, доля теплопотерь через СПК может составлять от 30 до 70% от общих теплопотерь здания, в зависимости от типа и конструкции наружных стен и от района строительства здания.

В России здания работают в условиях суровых зим и требуют в несколько раз большего расхода энергии, чем в Европе и Америке.

Расчеты показывают, что потенциал энергосбережения в городском строительстве например Москвы составляет около 30-35% всего энергопотребления города.

Необходимо отметить, что ведущие российские предприятия стекольной промышленности, заводы-производители непрозрачной части СПК (профили ПВХ, из алюминиевых сплавов, нержавеющей стали, древесины и др. материалов), фурнитуры и других компонентов СПК в настоящее время способны к применению энергосберегающих технологий для изготовления светопрозрачных конструкций с реализацией приведенного сопротивления теплопередаче на уровне 0,8-1,0 м2 °С/Вт. Но к этому не

ВЕСТНИК 3/2011

готов рынок. Открытым остается вопрос об экономических показателях готовой продукции, ценах на сырье, т.к. без этого невозможно появление этих товаров на рынке стройотрасли.

Стеклопакеты (остекление) с применением низкоэмиссионных стекол при заполнении прослоек между стеклами инертными газами (аргон, криптон), а также с применением «теплых» дистанционных рамок уверенно позволяют реализовать значения сопротивления теплопередаче центральной зоны остекления на уровне 1,0-1,1 м2 °С/Вт.

Современные профили рамы при системной глубине профиля 6° мм имеют значение 0,6 м2 °С/Вт, 7° мм - 0,7-0,75 м2 °С/Вт, 80мм и более свыше 0,8 м2 °С/Вт.

Эти данные подтверждены исследованиями и испытаниями этих конструкций за последние 5 лет.

Целью настоящей работы являлось проведение исследований теплотехнических свойств (коэффициент теплопередачи и температурный режим по выпадению (невыпадению) конденсата) оконных блоков из профилей ЯеЪаи ОБ№БО, установленных в административном и жилом зданиях, в натурных условиях города Москвы и при реальных условиях по микроклимату помещения.

Данная работа проводилась в два этапа.

На первом этапе оконные блоки были установлены в жилой квартире и эксплуатировались при реальных условиях микроклимата в помещениях (кухня, спальня и др.). Исследования проводились в холодный период года (декабрь 2009-апрель 2010). В ходе исследования контролировались параметры наружного воздуха, параметры микроклимата в помещении, температуры на светопрозрачной и непрозрачной частях оконных блоков. Более подробная информация описана в [1].

На втором этапе для исследований был выбран оконный блок системы ЯеЪаи

ОБКБО из ПВХ-профилей со строительной глубиной 86 мм. Бабаритные размеры окна 1730 х 1720 мм (Ш х В). Оконный блок имеет две поворотно-откидные створки с запирающими приборами (фурнитурой) «Siegenia-Aubi». В качестве светопрозрачного заполнения использовались двухкамерные стеклопакеты с двумя низкоэмиссионными покрытиями и с заполнением межстекольного пространства инертным газом (аргон): 4 Бпе^уКТ-16Аг-4-16Аг-4ТорК+. Болщина стеклопакета составляет 44 мм. Общий вид оконного блока приведен на рисунке 1.

Рис. 1. Общий вид оконного блока

Исследования проводились с конца ноября по конец марта, т.е. в холодный период года. При проведении натурных исследований фиксировались следующие парамет-

ры: температура и влажность наружного воздуха, температура и влажность в помещении, температура на внутренней и наружной поверхностях оконного блока, плотность теплового потока через конструкцию.

Для определения температуры и относительной влажности наружного воздуха, температуры на наружной поверхности оконного блока были установлены термогиг-рохроны - датчики iBDL производства американской фирмы Dallas Semiconductor. Технические характеристики датчиков:

- диапазон измерения температуры -20...+85 °С;

- диапазон регистрации температуры 0,5 °С;

- диапазон измерения относительной влажности 0.100%;

- погрешность регистрации относительной влажности ±5%.

Для измерения температуры на внутренней поверхности оконного блока и плотности теплового потока использовался 100-канальный измеритель плотности тепловых потоков и температуры ИТП- МГ4.03-100 «ПОТОК». Характеристики системы:

- диапазон измерения температуры -30...+70°С;

- диапазон измерения плотности тепловых потоков 10.999%;

- абсолютная погрешность измерения температуры не более ±0,2°С;

- относительная погрешность измерения плотности тепловых потоков не более

±6%.

Датчики устанавливались как на светопрозрачной части конструкции (центральная и краевая зоны стеклопакета), так и на непрозрачной части (рама, створка, импост).

Для контроля температуры и относительной влажности помещения использовался гигрометр психрометрический, а также приборы оперативного контроля.

Съем данных осуществлялся в непрерывном режиме (ночное и дневное время) в течение всего срока наблюдений. Режимы проветривания исключались из рассмотрения, т.е. при обработке данных выбирались только те временные промежутки, в которых окно было в закрытом положении. Так как наблюдения являлись натурными, то параметры наружного (улица) воздуха принимались естественными на данный момент, а микроклимат в помещении, где установлен оконный блок, обеспечивался штатными обогревающими элементами.

Для контроля качества монтажных работ, а также для сравнения теплотехнических свойств данного оконного блока с другими, ранее установленными окнами, была проведена наружная и внутренняя тепловизионная съемка при температуре наружного воздуха text= -0,7°C и температуре внутри помещения tint= 22°C.

Как хорошо видно из рисунка 2 оконный блок из профилей Rehau GENEO (вверху слева) имеет значительно более высокие теплотехнические характеристики, нежели другие оконные блоки из ПВХ-профилей. На рисунке 3 показана внутренняя тепловизионная съемка. Как легко заметить распределение температур носит равномерный характер. На стеклопакете краевая неоднородная по температуре зона незначительна. Температура на внутренней поверхности профиля в среднем составляет 18,5-19,0°C, на поверхности светопрозрачной части в центральной зоне 19,5-20,0°C, в краевой нижней зоне 16,5-17,0°C, в углах откосов 15,5°C и более.

Для последующей обработки и анализа были рассмотрены дни в декабре и январе с наиболее характерными значениями теплофизических параметров, т.е. в каждом месяце были выбраны наиболее холодный день и ночь, наиболее теплый день и ночь.

ВЕСТМГСУ 3/2011

Рис. 2. Наружная тепловизионная съемка

'С

?п

м

АЕ <1.1.

4.1

г

п 1

гща

143

ни ж»

1М 1Ы 14.-1

Рис. 3. Внутренняя тепловизионная съемка

В таблице 1 представлены предварительные данные по расчету приведенного сопротивления теплопередаче оконного блока.

Таблица 1

Дата и время ^ ор 1ехЬ ^ Фшь % Я"™, м2 °С/Вт »0 .,2 К ^ М °С/Вт

светопрозрач-ная часть непрозрачная часть

1 2 3 4 5 6 7

Декабрь 2010

09.12 (17:58-21:58)-10.12 (8:58-12:58) 21,9 1,9 38 1,34 0,89 1,32

09.12 (22:58)-10.12 (7:58) 21,5 3,7 37 1,36 0,91 1,34

Декабрь 2010

18.12 (9:00)-18.12 (16:00) 17,0 -10,2 36 1,31 0,88 1,3

Январь 2011

11.01 (9:00)-11.01 (16:00) 21,2 1,4 47 1,3 0,84 1,27

10.01 (23:00)-11.01 (08:00) 19,6 0,5 47 1,28 0,95 1,32

Январь 2011

19.01 (9:00)-19.01 (22:00) 21,0 -11,5 41 1,24 0,92 1,28

16.01 (23:00)-17.01 (8:00) 16,1 -14,2 44 1,2 1,0 1,29

В настоящее время большая часть экспериментальных данных (февраль-март) находится в стадии обработки с учетом статистического анализа. Тем не менее, полученные предварительные данные показывают, что исследуемая конструкция имеет очень высокие теплотехнические характеристики.

Незначительные различия в значении приведенного сопротивления теплопередаче конструкции обусловлены не стационарностью теплофизических процессов, протекающих как снаружи (на улице), так и внутри помещения, а также погрешностью измерительного оборудования, которая не была исключена из расчета предварительных данных.

В период проведения исследований температуры на внутренней поверхности оконного блока были положительные, появления конденсата в виде капельной или мелкодисперсной влаги не наблюдалось.

Полученные результаты могут быть рассмотрены как базовые для дальнейшего расчета теплотехнических характеристик по [2] с учетом коэффициента пропускания суммарной солнечной радиации.

Литература

1. Белоедов А.Ю., Карявкин А.В., Тихонов А.Ю., Пантюхов Н.А. Новые оконные профильные системы: разработка, апробация, внедрение// Академия. 2010. № 3, с.328-340

2. ИСО 15099. Теплотехнические свойства окон, дверей и солнцезащитных устройств -процедуры подробного расчета. 2002

References

1. Beloedov A.U., Karyavkin A.V., Tikhonov A.U., Pantyukhov N.A. New profile systems for windows: development, approbations, implementation// Academy. 2010. № 3, p.328-340

2. ISO 15099. Thermal Performance of Windows, Doors and Shading Devices - Detailed Calculation. 2002

Ключевые слова: натурные исследования, ПВХ-профиль, стеклопакет, приведенное сопротивление теплопередаче, энергосбережение, расчет, теплопотери, теплопередача

Keywords: field study, PVC-profile, IG unit, reduced total thermal resistance, energy saving, calculation, heat losses, thermal transmittance

127238, Москва, Локомотивный проезд, 21 Белоедов А.Ю., +7(495)6633388 доб.201, Andrej.Beloedow@rehau.com Карявкин А.В., +7(495)6633388 доб.345, Anton.Karjawkin@rehau.com Пантюхов Н.А., +7(495)4823590, barcelona85@yandex.ru Тихомирнов С.И., +7(495)4823590, stas2044@mail.ru