Енергозберігаючі конструкції вікон



жүктеу 89.36 Kb.
Дата21.02.2019
өлшемі89.36 Kb.
түріКонкурс

Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет

ІнБТЕГП

Енергозберігаючі конструкції вікон



Робота на конкурс

«Науково-технічні ідеї з напрямку «Енергозбереження»»

Науковий керівник:

к. т. н., доц. Кучеренко Л.В.

Розробив:

ст. гр. БМ-13мі. Плазій І. І.

Вінниця 2014

Вступ
У наш час нестабільної кліматичної ситуації, усе більш актуальним стає питання облаштування будинку, як єдиного місця, де можна врятуватися від непередбачуваності погоди.



Придбання дорогого устаткування для підтримки штучного клімату не приносить очікуваного ефекту? Висновок очевидний – дорогий обігрівач не в змозі обігріти весь будинок. За даними досліджень, найбільша питома вага втрати тепла належить вікнам. Не так давно було підраховано, що через вікна відбувається від 50% до 80% загальних втрат тепла в будівлі. Тут годиться тільки заміна старих рам на сучасні віконні системи з герметичними склопакетами, ущільненнями між рамою і стулками та іншими енергозберігаючими рішеннями. Якщо говорити про економію конкретних грошей в конкретній сім'ї, то з'ясовується, що при заміні старих вікон на нові пластикові, економія по збереженню тепла в квартирах може скласти від 30 до 50%.

Енергозберігаючі конструкції вікон


Сучасні технології на сьогоднішній день відкрили перед виробником можливість виготовлення енергоефективних вікон, які можуть дозволити в значній мірі скоротити втрати тепла.

 Втрати тепла - не єдиний недолік, пов'язаний з вікнами. Зворотним явищем є те, що вони пропускають в квартиру спекотне повітря влітку. Це у свою чергу приводить до збільшення витрат на використання кондиціонера.





Рис. 1 – Втрати тепла через огороджуючи конструкції
Якщо стратегічне рішення міняти вікна вже прийнято, залишилося вибрати - на яких саме зупинитися? Сьогодні ринок пропонує безліч варіантів сучасних віконних конструкцій на основі різних матеріалів, з яких найбільш поширені дерево, алюміній і ПВХ (металопластикові вікна). На перший погляд саме дерев'яні вікна здаються найкращим вибором. Адже дерево володіє високими теплоізоляційними властивостями, стійке до морозів (що не маловажно в наших кліматичних умовах) і до того ж досить естетично. Але у всіх цих позитивних аспектів є й зворотна сторона. Будучи досить гігроскопічним матеріалом, дерево сильно залежить від вологості, яка може призвести до зміни його властивостей не в кращий бік. Набухаючи і деформуючись під впливом вологи та температури, дерев'яні віконні профілі можуть змінювати свою форму і розміри і як результат - ось вони, щілини, через які ми знову втрачаємо дорогоцінне тепло.

  Крім того, деревина має такий істотний недолік як горючість, знизити значущість якого можна за рахунок спеціальних антіпіреновим просочень і вогнезахисних покриттів, проте екологічність обробленої таким чином деревини залишається під великим питанням. А якщо говорити про заощадження природних ресурсів, вирубка цінних порід деревини аж ніяк не покращує екологічну ситуацію і навіть більше того - здатна вплинути на зміну кліматичних умов в регіоні.

  Предмети, виготовлені з алюмінію, відомі своєю довговічністю і міцністю, не дарма цей матеріал застосовують при виробництві літаків. Те ж саме можна сказати і про вікна з алюмінію. Такі вікна прослужать не одному поколінню, до того ж за ними нескладно доглядати, і вони стійкі до різного роду негативних впливів.

  В Україні все більшої популярності набувають вікна з ПВХ. Такі конструкції дозволяють домагатися високих показників по термоопору, особливо в поєднанні з двокамерними склопакетами, в яких використане спеціальне теплозберігаюче скло. У результаті економія енергії на опаленні при використанні якісних і правильно встановлених вікон з ПВХ досягає 70%.

Максимального результату в збережені тепла в приміщені, можна добитися, використовуючи енергозберігаючі склопакети, що діють за принципом теплового щита (дзеркала).

Склопакет — це найважливіша частина металопластикового вікна. Чому? Він становить біля 70% всієї площі конструкції. Саме через скло у помешкання проходить вуличний шум і виходить безцінне тепло. Тому перед замовленням металопластикової конструкції варто замислитись над енергозберігаючими властивостями склопакету. Загалом склопакети мають високі тепло- та звукоізоляційні властивості. Однак, щоб підвищити такі показники використовуються так звані теплі склопакети — енергозберігаючі.



Принцип створення енергозберігаючого склопакета полягає в нанесенні твердого або м'якого покриття на поверхню звичайного віконного скла методом магнітного напилення. Виготовлений за такою технологією енергозберігаючий пакет з твердим (К-скло) або м'яким (i-скло) напиленням, працює як своєрідний тепловий клапан - пропускає тепло зовні в дім і відображає його як дзеркало, не даючи залишити приміщення і таким чином зберігає тепло і сімейний бюджет.

 При цьому деякі виробники склопакетів (і низькоемісійного скла) можуть комбінувати різні шари при напиленні, щоб зменшити втрати тепла. Даний спосіб також вигідний тим, що він може дозволити зменшити кількість ультрафіолетового випромінювання, яке потрапляє в будинок. Це випромінювання є причиною вигорання гардин, килимів і тому подібне, але вікна із спеціальним покриттям дозволять цього уникнути.

Тому можна сказати, що використання енергозберігаючих склопакетів дає можливість:

• економити на опаленні взимку та кондиціонування повітря влітку;

• захистити від ультрафіолетового випромінювання що позитивно позначається на здоров'ї очей, а також допомагає уникнути вигоряння предметів інтер'єру, стін, картин, шпалер;

• встановити однокамерний енергозберігаючий склопакет замість звичайного двокамерного, економлячи на вартості конструкції;

• зменшити вагу склопакета, таким чином знизити навантаження на фурнітуру і продовжити термін її служби.

Для прикладу, якщо надворі температура повітря -20, а температура всередині приміщення +20, то всередині будинку температура на поверхні скла в звичайного склопакета 4-16-4 буде +5, а у склопакета з і-покриттям +15. А влітку енергозберігаючий склопакет відбиває тепло зі сторони вулиці. Отже, він підтримує тепловий баланс: влітку зберігає прохолоду, а взимку - тепло.

Енергозберігаючий склопакет  в три рази краще зберігає температуру ніж звичайний склопакет та в шість разів краще ніж одинарне скло! Крім того, склопакет з енергозберігаючим склом не пітніє в будь-яку погоду.



Рис.2 - Витік тепла з будинку взимку

Рис. 3 - Витік тепла з будинку влітку.

Енергозберігаючі вікна мають інноваційну конструкцію (рис.4) :


  1. Спеціально розроблена термокамера з використанням нових утеплювальних і герметизуючих матеріалів, забезпечує неперевершені показники енергозбереження.

  2. Терморамка - дистанційна рамка з ПВХ, як альтернатива традиційної алюмінієвої рамки. Знижує тепловтрати і виключає утворення містка холоду.

  3. Ширина коробки 200-250мм, яка адаптується до товщини стін будинку. Завдяки цьому ніяких добірних елементів з внутрішньої або зовнішньої сторони не вимагається

  4. Ексклюзивна прихована фурнітура, дозволяє виконати дворамна конструкцію без зменшення світлового прорізу, також дозволяє виконати відкривання назовні і додати вікну стильний зовнішній вигляд.

Як саме здійснюється енергозбереження? В склопакетах використовується низькоемісійне скло. Сонячні промені мають довгохвильовий спектр. Предмети, що знаходяться в приміщенні нагріваючись, випромінюють короткохвильовий спектр променів, які проникають через склопакет назовні. Принцип роботи першого енергозберігаючого скла полягає у відображенні тепла короткохвильового спектра променів назад в приміщення. Друге енергозберігаюче скло відбиває частину теплових променів, що залишилася, в термокамеру. Таким чином термокамера наповнена теплим, сухим повітрям, яке працює як теплоізолятор.

Рис.4 - Конструкція енергозберігаючого вікна



Підрахунок економії коштів при використанні енергозберігаючих склопакетів.
Поліпшення теплоізоляційних властивостей вікон, за рахунок використання енергозберігаючих склопакетів, дозволить Вам значно знизити витрати на підтримку штучного клімату впродовж всього року, забезпечити комфорт і затишок у Вашому будинку.

Представимо наочно, яка економія виходить в результаті. Якщо для вхідних даних розглядати приміщення з площею застеклення 15 м², що обігрівається за допомогою газового котла, що працює на  природному  газі, з середньою температурою усередині приміщення +25°, і -10° на вулиці.  Віконні конструкції чинять опір витокам тепла, тому їх теплозахисні властивості оцінюють величиною, званої опором теплопередачі. Опір теплопередачі показує, яка кількість тепла піде через квадратний метр конструкції,  при заданому перепаді температур.

При температурі в приміщенні +25°,  і температурі на вулиці -10°, різниця температур складе +25-(-10)=35. Подальші розрахунки проводяться по формулі Q=ΔT/R, де Q – кількість тепла, що пропускається вікном, ΔT - різниця температур, R – опір теплопередачі. Для звичайного вікна з подвійною  рамою, коефіцієнт опору теплопередачі складає 0,37:

Q=35/0.37=94,6Вт/м, використовуючи наші дані, через вікна в годину виходить 94,6*15=1,42 кВт теплової енергії.

З розрахунку на весь опалювальний сезон отримуємо1,42(кВт втрат)*24(години в добі)*30(днів в місяці)*7(місяців опалювального сезону)= 7156,8 кВт тепла. Орієнтовно, для здобуття 1 кВт тепла потрібно 0,1 м³ газу, при його ціні 2,24 грн (ціна взята згідно Постанови НКРЕ від 13.07.2010 №812 для помешкань, обладнаних газовим лічильником, та за умови, що річний обсяг споживання газу не перевищує 12000 м³.)



7156,8*0,22= 1574,5 грн. додаткових витрат, на обігрів приміщення при обліку енерговтрат.

В разі енергозберігаючого склопакета, коефіцієнт опору теплопередачі складає 0,71, при дотриманні умов: Q=35/0.71=49.2Вт/м, 49,2*15=0,73кВт тепла. З розрахунку на опалювальний сезон 0,73*24*30*7=3679,2 кВт тепла, отже, щоб отримати таку кількість тепла потрібно: 3679,2*0,22=809,4 грн.



Сума чистої економії лише за один опалювальний сезон експлуатації енергозберігаючих склопакетів складає  1574,5грн-809,4грн=765,1 грн.

Якщо врахувати, що гарантійний термін Вашого вікна складає 5 років,

Економія близько 3800 грн.

Висновок


Енергозберігаючі вікна - це вироби нового покоління, розроблені на основі застосування сучасних матеріалів та інноваційних технологій. Вікна мають різні ступені енергоефективності. І як в нові, так і в старі квартири бажано встановлювати вікна з максимальним показником енергоефективності. Так, такі вікна коштують дещо дорожче, ніж традиційні, які не мають ні енергозберігаючого склопакета, ні спеціально конструкції профілів і якісних систем ущільнення, але при цьому економія витрат на енергії вже в найближчій перспективі дозволить оцінити вигоду від установки сучасних енергоефективних вікон.

Література




  1. Нагорний М.В. Енергоефективні енергозберігаючі конструкції малоповерхових житлових будинків / М.В. Нагорний. - Харків, 2001

  2. Колієнко А.Г. Практичний посібник. «Енергоефективний будинок крок за кроком». Книга 3. «Крок третій: Капітальний ремонт і термомодернізація будинку»/ А. Г. Колієнко, Д. М. Левицький, В. В. Погорєлова – Київ, 2011. – 144 стор.

  3. Сайт інтернет-магазин проектів «Osobnyak» [Електронний ресурс]. – Режим доступу до ресурсу.: http://www.osobnyak.com.ua/spip.php?article302

  4. Сайт «ALLS.IN.UA» [Електронний ресурс]. – Режим доступу до ресурсу.: http://alls.in.ua/22390-sklyani-fasadi.html

  5. Сайт «ППУ ХХІ століття. Технології енергозбереження» [Електронний ресурс]: Енергетичний паспорт будіві – Режим доступу до ресурсу.: http://www.ppu21.com.ua/uk/energozberejennya/page-11.html


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет