Fenêtres pour bâtiments économes en énergie. Données sur la résistance au transfert de chaleur des fenêtres, portes de balcon et lanternes de différentes conceptions

Pour garantir que votre maison bénéficie toujours d'un climat optimal en hiver comme en été, vous devez installer des fenêtres à double vitrage de haute qualité sur vos fenêtres. Cela permettra d'économiser de la consommation énergie électrique sur le:

• conditionnement;
• chauffage.

Il est important de prendre en compte tous les critères pour choisir des fenêtres à double vitrage qui vous conviennent. Pourquoi faut-il connaître leur coefficient de transmission thermique pour choisir des fenêtres à double vitrage ?

Si l’on considère le concept de transfert de chaleur, il s’agit alors du transfert de chaleur d’un milieu à un autre. De plus, la température dans celui qui dégage de la chaleur est plus élevée que dans le second. L'ensemble du processus s'effectue à travers la structure entre eux.

Le coefficient de transfert thermique d'une fenêtre à double vitrage est exprimé par la quantité de chaleur (W) traversant m2 avec une différence de température dans deux environnements de 1 degré : Ro (m2. ̊C/W) - cette valeur est valable sur le territoire Fédération Russe. Il sert à évaluer correctement les propriétés de protection thermique des structures du bâtiment.

K ou coefficient de conductivité thermique est exprimé par la quantité de chaleur en W traversant 1 m2 de l'enveloppe du bâtiment avec une différence de température dans les deux environnements de 1 degré sur l'échelle Kelvin. Et cela se mesure en W/m2.

La conductivité thermique d'un vitrage montre l'efficacité de ses propriétés isolantes. Une petite valeur k signifie peu de transfert de chaleur et donc peu de perte de chaleur à travers la structure. Dans le même temps, les propriétés d'isolation thermique d'une telle fenêtre à double vitrage sont assez élevées.

Cependant, une conversion simplifiée de k en Ro (k=1/Ro) ne peut pas être considérée comme correcte. Cela est dû à la différence entre les méthodes de mesure utilisées en Fédération de Russie et dans d’autres pays. Le fabricant fournit aux consommateurs un indicateur de conductivité thermique uniquement si le produit a passé la certification obligatoire.

Les métaux ont la conductivité thermique la plus élevée et l'air la plus faible. Il s'ensuit qu'un produit comportant de nombreuses chambres à air a une faible conductivité thermique. Il est donc optimal pour les utilisateurs utilisant des structures de bâtiments.

Tableau de résistance au transfert de chaleur des fenêtres à double vitrage

*Les principaux types (populaires) de fenêtres à double vitrage sont surlignés en rouge.

Caractéristiques techniques des fenêtres à double vitrage

Le nombre de chambres d'un produit affecte la résistance thermique d'une fenêtre à double vitrage, même si le verre a la même épaisseur. Plus la conception prévoit de chambres, plus elle permettra d'économiser de la chaleur.

Les dernières conceptions modernes se distinguent par les caractéristiques thermiques plus élevées des fenêtres à double vitrage. Pour obtenir la valeur maximale de résistance au transfert de chaleur, les entreprises manufacturières modernes de l'industrie des fenêtres ont rempli les chambres de produits à l'aide d'un remplissage spécial de gaz inertes et ont appliqué un revêtement à faible émissivité sur la surface du verre.

Des entreprises de fabrication fiables de structures translucides font dépendre le coefficient de résistance au transfert de chaleur d'une fenêtre à double vitrage non seulement de la qualité de la structure elle-même, mais également de l'utilisation de matériaux spéciaux. opérations technologiques dans le processus de fabrication de produits, par exemple en appliquant un revêtement spécial magnétron, de protection solaire et d'économie d'énergie sur la surface du verre, technologies spéciales scellement, remplissage de l'espace entre les verres avec des gaz inertes, etc.

Transfert de chaleur dans un tel Design moderne entre les verres se produit en raison du rayonnement. L'efficacité de la résistance au transfert de chaleur augmente de 2 fois si l'on compare cette conception avec une conception conventionnelle. Un revêtement doté de propriétés réfléchissant la chaleur peut réduire considérablement le transfert de chaleur des rayons qui se produit entre les verres. L'argon utilisé pour remplir les chambres permet de réduire la conductivité thermique par convection dans la couche entre les verres.

En conséquence, le remplissage de gaz associé au revêtement à faibles émissions augmente la résistance au transfert de chaleur des fenêtres à double vitrage de 80 %, par rapport aux fenêtres à double vitrage classiques, qui ne sont pas économes en énergie.

Tendances émergentes dans l'industrie de la fenêtre

Fenêtre à double vitrage occupant au moins 70 % de conception de fenêtre, a été amélioré pour minimiser les pertes de chaleur. Grâce à l'introduction de nouveaux développements dans la production, des verres sélectifs avec un revêtement spécial sont apparus sur le marché :

• Verre K, caractérisé par un revêtement dur ;
• i-glass caractérisé par un revêtement doux.

Aujourd'hui, de plus en plus de consommateurs préfèrent les fenêtres à double vitrage avec des verres i, dont les caractéristiques d'isolation thermique sont 1,5 fois supérieures à celles des verres K. Si l'on regarde les statistiques, les ventes de fenêtres à double vitrage avec revêtements économiseurs de chaleur ont augmenté jusqu'à 70 % de toutes les ventes aux États-Unis, à 95 % aux États-Unis. Europe de l'Ouest, jusqu'à 45% en Russie. Et les valeurs du coefficient de résistance au transfert thermique des fenêtres à double vitrage varient de 0,60 à 1,15 m2 *0C\W.

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Analyse structurelle perte de chaleur totale dans les bâtiments résidentiels montre que jusqu'à 15 à 30 % de la chaleur est perdue par les ouvertures lumineuses. Dans le même temps, une partie importante de celui-ci sort par la jonction des fenêtres et des murs et par les pentes. Le niveau des propriétés de protection thermique des clôtures est caractérisé par la valeur de la résistance réduite au transfert de chaleur.

Transfert de chaleur - le transfert de chaleur à travers la structure enveloppante depuis un environnement avec plus haute températureà un environnement à température plus basse. Le coefficient de transfert thermique caractérise la quantité de chaleur en watts (W) qui traverse un mètre carré structures avec une différence de température des deux côtés d'un degré - Ro (m²°C/W) - une valeur adoptée en Russie pour évaluer les caractéristiques de protection thermique des matériaux ou des structures, inverse du coefficient de conductivité thermique k, ce qui est accepté dans les normes DIN.

Résistance réduite au transfert de chaleur, Ro m²·°C/W, les structures d'enceinte, ainsi que les fenêtres et lanternes (avec vitrage vertical ou avec un angle d'inclinaison supérieur à 45°) doivent être prises au moins aux valeurs normalisées, Rétro m²·°C/W, déterminé selon le tableau 4 du SNiP 23/02/2003 en fonction du degré-jour de la zone de construction.

L'indicateur degrés-jours est calculé à l'aide de la formule suivante: GSOP = (TV - Tot.trans.) Zot.trans., Où la télé- température moyenne calculée de l'air intérieur du bâtiment, °C, acceptée pour le calcul des structures enveloppantes d'un groupe de bâtiments selon le point 1 du tableau 4 selon valeurs minimales température optimale bâtiments concernés conformément à GOST 30494 et à l'annexe SanPiN 2.1.2.2645-10 (dans la plage de 18 à 24°C), les mêmes, dans les zones de la période de cinq jours la plus froide (- 31°C et moins)

C'est par. Et Zde.per.- température moyenne de l'air extérieur, °C, et durée, jours, de la période de chauffage, adoptée selon le SNiP 23-01-99 "Climatologie du bâtiment" pour une période avec une température quotidienne moyenne de l'air extérieur ne dépassant pas 10 °C - lorsque dans la conception d'institutions médicales et préventives, d'institutions pour enfants et de maisons de retraite pour personnes âgées, et pas plus de 8 °C - dans les autres cas.

Calculons l'indicateur « degrés-jour » pour la région de Moscou : GSOP= (20-(-3.1))x214= 4943

Maintenant, en utilisant la méthode d'interpolation, nous allons déterminer la valeur de la résistance au transfert de chaleur pour Moscou : Ro= 0,45+ (4943-4000)/(6000-4000)x((0,6-0,45)/1)= 0,45+0,071= 0,52 m²°C/W

À partir de 2011 à Moscou, il existe le MGSN 2.01-99 "Économie d'énergie dans les bâtiments", selon lequel la résistance réduite au transfert de chaleur pour les fenêtres doit être prise en compte 0,54 m²°C/W Pour les fenêtres, portes de balcon et vitraux; 0,81 m²°C/W pour la partie aveugle des portes de balcon.

Tableau 4

La résistance au transfert de chaleur des fenêtres est influencée par plusieurs facteurs :

1. dimensions de la fenêtre dans son ensemble et de ses cadres et châssis ;
2. matériaux pour blocs de fenêtres (PVC, bois, aluminium);
3. type de vitrage (y compris la largeur du cadre éloigné de la fenêtre à double vitrage, la présence de verre I et de gaz spécial dans la fenêtre à double vitrage) ;
4. nombre et emplacement de l’isolant dans le système cadre/ouvrant.
5. appareil couture d'assemblage selon GOST 30971-02 "Coutures de montage des jonctions des blocs de fenêtres aux ouvertures murales"

Le transfert de chaleur dans l’enveloppe des bâtiments est un processus complexe impliquant la convection, la conduction et le rayonnement. Tous se produisent ensemble avec la prédominance de l’un d’entre eux. Propriétés d'isolation thermique les structures de clôture qui se reflètent à travers la résistance au transfert de chaleur doivent être conformes au courant règlement de construction.

Comment se déroule l’échange thermique entre l’air et les structures enveloppantes ?

Dans la construction, ils demandent exigences réglementaires en fonction de la quantité de chaleur qui traverse le mur et à travers celui-ci, son épaisseur est déterminée. L'un des paramètres de calcul est la différence de température entre l'extérieur et l'intérieur de la pièce. La période la plus froide de l'année est prise comme base. Un autre paramètre est le coefficient de transfert de chaleur K - la quantité de chaleur transférée en 1 s à travers une surface de 1 m2, avec une différence de température de l'environnement externe et interne de 1 ºС. La valeur de K dépend des propriétés du matériau. À mesure qu'elle diminue, les propriétés d'isolation thermique du mur augmentent. De plus, le froid pénétrera moins dans la pièce si l’épaisseur de la clôture est plus importante.

La convection et le rayonnement de l’extérieur et de l’intérieur affectent également les pertes de chaleur de la maison. Des écrans réfléchissants sont donc installés sur les murs derrière les batteries. feuille d'aluminium. Une protection similaire est également réalisée à l’intérieur des façades ventilées depuis l’extérieur.

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L'analyse de la structure des pertes thermiques totales dans les bâtiments résidentiels montre que jusqu'à 15 à 30 % de la chaleur est perdue par les ouvertures lumineuses. Dans le même temps, une partie importante de celui-ci sort par la jonction des fenêtres et des murs et par les pentes. Le niveau des propriétés de protection thermique des clôtures est caractérisé par la valeur de la résistance réduite au transfert de chaleur.

Le transfert de chaleur est le transfert de chaleur à travers l’enveloppe d’un bâtiment depuis un environnement à température plus élevée vers un environnement à température plus basse. Le coefficient de transfert thermique caractérise la quantité de chaleur en watts (W) qui traverse un mètre carré de structure avec une différence de température d'un degré des deux côtés - Ro (m²°C/W) - une valeur adoptée en Russie pour évaluer les caractéristiques de protection thermique des matériaux ou des structures, inverse du coefficient de conductivité thermique k, ce qui est accepté dans les normes DIN.

Résistance réduite au transfert de chaleur, Ro m²·°C/W, les structures d'enceinte, ainsi que les fenêtres et lanternes (avec vitrage vertical ou avec un angle d'inclinaison supérieur à 45°) doivent être prises au moins aux valeurs normalisées, Rétro m²·°C/W, déterminé selon le tableau 4 du SNiP 23/02/2003 en fonction du degré-jour de la zone de construction.

L'indicateur de degrés-jours est calculé à l'aide de la formule suivante : GSOP = (TV - Tot.trans.) Zot.trans., Où la télé- température moyenne calculée de l'air intérieur du bâtiment, °C, acceptée pour le calcul des structures enveloppantes d'un groupe de bâtiments selon le point 1 du tableau 4 selon les valeurs minimales de la température optimale des bâtiments correspondants conformément à GOST 30494 et SanPiN 2.1.2.2645-10 (dans la plage de 18 à 24 °C), la même chose dans les zones de la période de cinq jours la plus froide (- 31 °C et moins)

C'est par. Et Zde.per.- température moyenne de l'air extérieur, °C, et durée, jours, de la période de chauffage, adoptée selon le SNiP 23-01-99 "Climatologie du bâtiment" pour une période avec une température quotidienne moyenne de l'air extérieur ne dépassant pas 10 °C - lorsque dans la conception d'institutions médicales et préventives, d'institutions pour enfants et de maisons de retraite pour personnes âgées, et pas plus de 8 °C - dans les autres cas.

Calculons l'indicateur « degrés-jour » pour la région de Moscou : GSOP= (20-(-3.1))x214= 4943

Maintenant, en utilisant la méthode d'interpolation, nous allons déterminer la valeur de la résistance au transfert de chaleur pour Moscou : Ro= 0,45+ (4943-4000)/(6000-4000)x((0,6-0,45)/1)= 0,45+0,071= 0,52 m²°C/W

À partir de 2011 à Moscou, il existe le MGSN 2.01-99 "Économie d'énergie dans les bâtiments", selon lequel la résistance réduite au transfert de chaleur pour les fenêtres doit être prise en compte 0,54 m²°C/W pour fenêtres, portes de balcon et vitraux ; 0,81 m²°C/W pour la partie aveugle des portes de balcon.

Tableau 4

La résistance au transfert de chaleur des fenêtres est influencée par plusieurs facteurs :

1. dimensions de la fenêtre dans son ensemble et de ses cadres et châssis ;
2. matériaux pour blocs de fenêtres (PVC, bois, aluminium);
3. type de vitrage (y compris la largeur du cadre éloigné de la fenêtre à double vitrage, la présence de verre I et de gaz spécial dans la fenêtre à double vitrage) ;
4. nombre et emplacement de l’isolant dans le système cadre/ouvrant.
5. construction d'un joint d'assemblage conformément à GOST 30971-02 "Coutures d'installation des jonctions des blocs de fenêtres aux ouvertures murales"

Isolation thermique (protection thermique)

L'isolation thermique est l'une des fonctions principales d'une fenêtre, qui assure conditions confortablesà l'intérieur.
La déperdition thermique d'une pièce est déterminée par deux facteurs :

• Pertes de transport, qui sont constitués de flux de chaleur que la pièce dégage à travers les murs, les fenêtres, les portes, le plafond et le sol.
• Pertes de ventilation, c'est-à-dire la quantité de chaleur nécessaire pour réchauffer l'air froid entrant par les fuites des fenêtres et résultant de la ventilation à température ambiante.

En Russie, pour évaluer les caractéristiques de protection thermique des structures, il est accepté résistance au transfert de chaleur R o(m² · °C/W), l'inverse du coefficient de conductivité thermique k, ce qui est accepté dans les normes DIN.

Coefficient de conductivité thermique k caractérise la quantité de chaleur en watts (W) qui traverse 1 m² de structure avec une différence de température de part et d'autre d'un degré sur l'échelle Kelvin (K), unité de mesure W/m² K. Than moins de valeur k, moins il y a de transfert de chaleur à travers la structure, c'est-à-dire ses propriétés isolantes sont plus élevées.

Malheureusement, un simple recalcul k V R o(k=1/R o) n'est pas entièrement correct en raison des différences dans les techniques de mesure en Russie et dans d'autres pays. Toutefois, si le produit est certifié, le fabricant est tenu de fournir au client un indicateur de résistance au transfert de chaleur.

Les principaux facteurs influençant la valeur de la résistance réduite au transfert de chaleur d'une fenêtre sont :

• taille de la fenêtre (y compris le rapport entre la surface vitrée et la surface du bloc de fenêtre);
• coupe transversale du cadre et du châssis ;
• matériau pour blocs de fenêtre;
• type de vitrage (y compris la largeur du dormant de la fenêtre à double vitrage, la présence de verre sélectif et de gaz spécial dans la fenêtre à double vitrage) ;
• nombre et emplacement des joints dans le système dormant/ouvrant.

À partir des valeurs des indicateurs R o La température de la surface de la structure enveloppante faisant face à l'intérieur de la pièce dépend également. À grande différence températures élevées, la chaleur est rayonnée vers la surface froide.

Les mauvaises propriétés d'isolation thermique des fenêtres conduisent inévitablement à l'apparition de rayonnement froid dans la zone des fenêtres et à la possibilité de condensation sur les fenêtres elles-mêmes ou dans la zone où elles jouxtent d'autres structures. De plus, cela peut se produire non seulement en raison de la faible résistance au transfert de chaleur de la structure de la fenêtre, mais également en raison d'une mauvaise étanchéité des joints du cadre et du châssis.

La résistance au transfert de chaleur des structures enveloppantes est standardisée SNIP II-3-79*"Construction Heat Engineering", qui est une réédition SNIP II-3-79« Génie thermique de la construction » avec modifications approuvées et mises en vigueur le 1er juillet 1989 par décret du Comité national de la construction de l'URSS du 12 décembre 1985 241, amendement 3, mises en vigueur le 1er septembre 1995 par décret du ministère de la Construction de Russie du 11 août 1995. 18-81 et amendement 4, approuvés par la résolution du Comité national de la construction de Russie du 19 janvier 1998 18-8 et entré en vigueur le 1er mars 1998.

Conformément à ce document, lors de la conception de la résistance réduite au transfert de chaleur des fenêtres et des portes-fenêtres R o ne doit pas être pris moins que les valeurs requises, R o tr(voir tableau 1).

Tableau 1. Résistance réduite au transfert de chaleur des fenêtres et des portes de balcon

Degrés-jours de la saison de chauffage(GSOP) doit être déterminé par la formule :

GSOP = (t dans - t de.trans.) · z de.trans.

Où
t dans- température de conception de l'air intérieur, °C (selon GOST 12.1.005-88 et normes de conception pour les bâtiments et structures concernés) ;
t de.trans.- température moyenne de la période avec une température moyenne journalière de l'air inférieure ou égale à 8°C ; °C ;
z de.trans.- durée de la période avec une température moyenne journalière de l'air inférieure ou égale à 8°C, Jours (selon SNIP 2.01.01-82"Climatologie et géophysique du bâtiment").

Par SNIP 2.08.01-89* lors du calcul des structures d'enceinte des bâtiments résidentiels, il convient de prendre en compte : la température de l'air intérieur est de 18 °C dans les zones où la température de la période de cinq jours la plus froide (déterminée selon le SNiP 2.01.01-82) est supérieure à -31 ° C et 20 °C à -31 °C et moins ; humidité relative air égal à 55%.

Tableau 2. Température extérieure(de manière sélective, voir entièrement SNiP 2.01.01-82)

Faciliter le travail des designers dans SNIP II-3-79*, l'annexe contient également un tableau de référence contenant les résistances thermiques réduites des fenêtres, portes-fenêtres et lanterneaux pour divers modèles. Il est nécessaire d'utiliser ces données si les valeurs R. pas dans les normes ou conditions techniques sur la structure. (voir note du tableau 3)

Tableau 3. Résistance réduite au transfert de chaleur des fenêtres, portes de balcon et lucarnes(informatif)

En plus du tout russe documents réglementaires Il en existe également des locales, dans lesquelles certaines exigences pour une région donnée peuvent être renforcées.

Par exemple, selon les codes du bâtiment de la ville de Moscou MGSN2.01-94"Approvisionnement en énergie dans les bâtiments. Normes pour la protection thermique, l'approvisionnement en chaleur et en eau.", résistance réduite au transfert de chaleur (R o ) doit être d'au moins 0,55 m²·°C/W pour les fenêtres et les portes-fenêtres (0,48 m²·°C/W est autorisé en cas d'utilisation de fenêtres à double vitrage avec revêtements réfléchissant la chaleur).

Le même document contient d'autres précisions. Pour améliorer la protection thermique des remplissages des ouvertures lumineuses pendant les périodes froides et de transition de l'année sans augmenter le nombre de couches de vitrage, il convient d'utiliser des verres à revêtement sélectif, en les plaçant du côté chaud. Tous les cadres de portes de fenêtres et de portes de balcon doivent contenir des joints d'étanchéité en silicone ou en caoutchouc résistant au gel.

En parlant d’isolation thermique, il ne faut pas oublier qu’en été, les fenêtres doivent faire le contraire. conditions hivernales fonction : protéger la pièce de la pénétration de la chaleur solaire dans une pièce plus fraîche.

Il faut également tenir compte du fait que les stores, volets, etc. fonctionnent comme des dispositifs temporaires de protection contre la chaleur et réduisent considérablement le transfert de chaleur à travers les fenêtres.

Tableau 4. Coefficients de transmission thermique des dispositifs de protection solaire
(SNiP II-3-79*, Annexe 8)