Расчетные свойства стеклопакетов: бывают ли они верны?
Расчетные свойства стеклопакетов: бывают ли они верны" // Витрина. 2002 . №3. C. 54-56
При оценке теплотехнических характеристик стеклопакетов многие производители руководствуются данными, полученными расчетным путем по методикам, принятым в международных стандартах. К сожалению, эти данные не учитывают влияния так называемых краевых зон, а также характеристик дистанционных рамок на теплоизоляционные свойства стеклопакетов.
В стандарте ГОСТ 24866-99 "Стеклопакеты клееные строительного назначения", в Приложении А, приводятся сравнительные данные теплотехнических характеристик одно- и двухкамерных стеклопакетов, заполненных осушенным воздухом или аргоном, как с применением стекол типа Мг, так и с применением стекол с твердым или мягким низкоэмиссионным покрытием. Для многих объектов требования к стеклопакетам по сопротивлению теплопередаче оказываются очень высокими, а в Приложении А данные для них отсутствуют. В статье приводятся характеристики двухкамерных стеклопакетов, в том числе, с высоким уровнем теплозащитных качеств.
Поводом для написания данной статьи послужил анализ протокола испытаний, выполненных в исследовательском центре VTT (Финляндия) по заказу одной российской фирмы. В протоколе (Test report № RTE 10039/99) приведены результаты экспериментальных испытаний (в соответствии со стандартом EN 12412) и сравнение полученных данных с расчетными характеристиками по модели, принятой в стандарте EN 673. Основные характеристики и данные однокамерного стеклопакета приведены в таблице 1.
Таблица 1
Тип стеклопакета |
Результаты эксперимента |
Результаты расчета по EN 673 |
Однокамерный стеклопакет СПО 6.1 6К-12Кr-К6 мм; снаружи триплекс с твердым низкоэмиссионным покрытием, дистанционная рамка - Thermix 12 мм; внутреннее стекло 6 мм - с твердым низкоэмиссионным покрытием; заполнение камеры стеклопакета - криптон. |
Приведенное сопротивление теплопередаче Rоsize=1>пр = 0,67 м2-"С/Вт (коэффициент теплопередачи U = 1 ,49 Вт/(м2 "С). Среднее значение температуры 9,8-"С. Погрешность метода "3%. |
Сопротивление теплопередаче Rsize=1>опр = 0,83 м2-"С/Вт (коэффициент теплопередачи U = 1,2 Вт/(м2"С). Среднее значение температуры 9,8"С. |
Проанализируем результаты, приведенные в таблице 1. Как и следовало ожидать, сопротивление теплопередаче стеклопакета, полученное расчетным путем (столбец 3 табл. 1), оказалось выше экспериментального значения на 0,16 м2 "С/Вт. Эта разница составляет 23,9% от экспериментального значения. Авторы провели дополнительный расчет сопротивления теплопередаче стеклопакета с учетом краевых эффектов и характеристик дистанционной рамки. Линейный размер краевой зоны был принят равным 300 мм. Приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета в этом варианте расчета составило Rоsize=1>пр = 0,70 м2 "С/Вт (коэффициент теплопередачи составил U = 1,43 W/м2 K), сопротивление теплопередаче центральной зоны стеклопакета Rо = 0,77 м2 "С/Вт (коэффициент теплопередачи составил U = 1,30 W/м2 K). Эти данные приближаются к результатам эксперимента, разница в значениях приведенного сопротивления теплопередаче равна 0,03 (м2 "С/Вт), что составляет 4,5% от экспериментального значения. При этом разница в значениях сопротивления теплопередаче в центральной зоне стеклопакета равна 0,06 (м2 "С/Вт) или 7,8% от расчетной величины по модели с учетом краевой зоны. Если для стеклопакета ввести понятие коэффициента теплотехнической однородности конструкции, определив его как отношение численного значения приведенного сопротивления теплопередаче к сопротивлению теплопередаче центральной зоны, то есть г = Rоsize=1>пр/Rsize=1>о, то для рассматриваемого типа стеклопакета этот показатель будет равен г = 0,91.
Сравнение экспериментальных данных и расчетных по модели стандарта EN 673 показывает, что расчетные значения существенно выше экспериментальных, поэтому такие данные могут быть использованы только для сравнительной оценки теплотехнических свойств стеклопакетов различной конструкции.
В ИЛ НИИСФ накоплен значительный опыт по проведению испытаний стеклопакетов в климатических камерах по методике ГОСТ 26602.1-99 "Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче". Геометрические размеры стеклопакетов составляют 900x900 мм или 1000 x 1000 мм. Диапазон температуры испытаний +20"С + 30"С. Испытания, как правило, проводятся при вертикальном положении образцов. Для имеющегося банка данных по результатам испытаний были проведены сравнительные расчеты по сертифицированным Госстроем России программам Windows 4.1 и Glas. В таблицах 2 и 3 приводятся описание и теплотехнические характеристики двухкамерных стеклопакетов, полученные в экспериментах и при расчетах. Испытывались стеклопакеты с заполнением камер осушенным воздухом, аргоном и криптоном. Стеклопакеты были выполнены с применением стекол, как полированных, типа М, так и с применением стекол с твердым или мягким низкоэмиссионным покрытием. В таблице 3 приводятся сравнительные данные для двухкамерных стеклопакетов с мягким низкоэмиссионным покрытием при различных вариантах расположения такого стекла.
Сравнительные характеристики двухкамерных стеклопакетов СПД 4М1 - 12- 4М1 - 12 - 4М1, мм
№п/п |
Заполнение стеклопакета |
Расчет по Windows 4. 1 |
Расчет по Glas |
Эксперимент по ГОСТ 26602. 1-99
Roпp |
Степень черноты покрытия в И К- диапазоне |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Сопротивление теплопередаче, м2-"С/Вт |
1 |
Воздух |
0,60/0,53 |
0,60 |
0,51 |
E1 = E2 = E3 = E4 =
= E5 =E6 = 0,84 |
2 |
Аргон |
0,65/0,57 |
0,62 |
0,54 |
3 |
Криптон |
0,66/0,60 |
0,63 |
0,57 |
4 |
Воздух |
0,75/0,65 |
0,74 |
0,61 |
E1 = E2 = E3 = 0,84;
E4 = 0,20;
E5 =E6 = 0,84 |
5 |
Аргон |
0,85/0,75 |
0,77 |
0,68 |
6 |
Криптон |
0,90/0,83 |
0,78 |
0,75 |
7 |
Воздух |
0,84/0,70 |
0,83 |
0,70 |
E1 = E2 = E3 = 0,84;
E4 = 0,04;
E5 =E6 = 0,84 |
8 |
Аргон |
0,99/0,81 |
0,87 |
0,76 |
9 |
Криптон |
1,10/0,90 |
0,88 |
0,80 |
10 |
Воздух |
0,86/0,76 |
0,85 |
0,76 |
E1 = E2 = E3 = 0,84;
E4 = 0,04;
E5 =E6 = 0,84 |
11 |
Аргон |
1,00/0,98 |
0,88 |
1,00 |
12 |
Криптон |
1,10/1,00 |
0,90 |
1,15 |
Сравнительные данные значений сопротивления теплопередаче двухкамерных стеклопакетов, заполненных воздухом, при различных вариантах расположения стекол с мягким низкоэмиссионным покрытием
Расчет по Windous 4-1,FVRonP |
Эксперимент по ГОСТ 2662. 1-99 |
Степень черноты покрытия в ИК-диапазоне |
3 |
4 |
5 |
0,79/0,69 |
0,61 |
E1 = E2 = E3 = 0,84;
E4 = 0,1;
E5 =E6 = 0,84 |
0,75/0,66 |
0,60 |
E1 = E2 = 0,84;
E3 = 0,1;
E4 = E5 =E6 = 0,84 |
0,82/0,73 |
0,83 |
E1 = E2 = E3 = 0,84;
E4 = E5 = 0,1;
E6 = 0,84 |
0,99/0,88 |
0,85 |
E1 = E2 = E4 = 0,84;
E3 = E5 = 0,1;
E6 = 0,84 |
0,78/0,69 |
0,65 |
E1 = 0,84;
E2 = E3 = 0,1;
E4 = E5 = E6 = 0,84 |
Читатель сам может проанализировать данные, приведенные в таблицах 2 и 3. Отметим лишь, что расчеты по программам Windows 4.1 и Glas, выполненные для центральных зон стеклопакетов, дают существенно более высокие значения показателей по сравнению с экспериментальным данными. При этом разница в значениях сопротивления может составлять 25 - 30%. Эти различия особенно ярко проявляются в данных таблицы 3.
Иллюстративный материал этой статьи говорит о необходимости осторожного подхода к рекламной информации, касающейся характеристик стеклопакетов, неподкрепленной экспериментальными испытаниями.
Испытания стеклопакетов в климатических камерах проведены сотрудниками ИЛ НИИСФ.
Расчеты по программам Windows 4.1 и Glas выполнены сотрудником НИИСФ
Верховским А.А. канд. тех. наук В.А.Могутов, канд.тех.наук А.А.Верховский,
н.с. Т.В.Рыкова, гл. метролог Г.А., Потапова, НИИСФ РААСН
По материалам журнала "Светопрозрачные конструкции" (Россия)
|
