В стандарте ГОСТ 24866-99 "Стеклопакеты клееные строительного назначения", в Приложении А, приводятся сравнительные данные теплотехнических характеристик одно- и двухкамерных стеклопакетов, заполненны. Расчетные свойства стеклопакетов: бывают ли они верны?

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 Rопр = 0,67 м2-°С/Вт (коэффициент теплопередачи U = 1 ,49 Вт/(м2 °С). Среднее значение температуры 9,8-°С. Погрешность метода ±3%. Сопротивление теплопередаче Rопр = 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 Rопр = 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 = Rопр/Rо, 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.

Таблица 2 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 Таблица 3 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)