Как выбирать навесные фасадные системы для проектов в Центральной Азии, где преобладает холодный климат?

Определяющим фактором является конденсация, а не расчет энергии.

Именно в этом заключается ошибка большинства проектных решений для фасадов в Астане, Алматы, Ташкенте или Бишкеке. Проектная группа устанавливает целевой показатель U-значения в соответствии с энергетическими нормами, выбирает систему, которая ему соответствует, а затем обнаруживает, что вода стекает с внутренней стороны стоек в январе, когда температура воздуха снаружи опускается ниже минус 25 градусов Цельсия.

Требование к коэффициенту теплопередачи U было выполнено. Требование к температуре внутренней поверхности не было выполнено, а это разные расчеты, отвечающие на разные вопросы.

Зимы в Центральной Азии действительно суровые. В Астане регулярно бывают температуры ниже минус 30 градусов Цельсия, а континентальные экстремумы приводят к годовым колебаниям температуры, превышающим 70 градусов. Спецификация фасада, которая работает в Западной Европе, просто так не подойдет. Производители PRANCE стеклянные фасадные и навесные стеновые системы разработан для этих условий.

Целевые значения коэффициента теплопередачи (U-значения) для навесных фасадных систем в условиях холодного климата.

Важен коэффициент теплопередачи (U-значение) при монтаже, а не в центре стекла, и именно это проверяют нормы.

• Стандартный коммерческий режим, умеренная температура: от 1,4 до 2,0 Вт/м²К

• Коммерческое использование в условиях холодного климата: от 0,9 до 1,5 Вт/м²К

• Сильные морозы, континентальные экстремальные значения: от 0,7 до 1,1 Вт/м²К

• Высокоэффективный и пассивно-ориентированный: менее 0,8 Вт/м²К

Региональные нормы основаны на системе СНиП советской эпохи и в настоящее время развиты в национальные стандарты, такие как серия СП в Казахстане и аналогичные документы в Узбекистане и Кыргызстане. Требования выражены в терминах сопротивления теплопередаче и различаются в зависимости от региона внутри каждой страны, поэтому необходимо уточнить действующий документ для конкретного города.

Для достижения показателя теплоизоляции ниже 1,0 Вт/м²К в масштабах всей конструкции обычно требуется тройное остекление, глубокий терморазрыв и теплоизолирующие дистанционные прокладки, работающие в комплексе. Ни одно отдельное усовершенствование само по себе не позволяет этого добиться.

Конденсация навесных стен, контроль холодного климата

Это определяющее требование, которое направляет разработку спецификаций за пределы того, что потребовалось бы при расчете энергопотребления.

Почему происходит конденсация?

Конденсат образуется, когда температура внутренней поверхности опускается ниже точки росы воздуха внутри помещения. В отапливаемом здании при температуре 21 градус Цельсия и относительной влажности 40% точка росы составляет около 7 градусов Цельсия. При влажности 50% она повышается примерно до 10 градусов.

При температуре наружного воздуха минус 30 градусов плохо поврежденная алюминиевая стойка может легко удерживать температуру внутренней поверхности ниже этого порога. Вода образуется, стекает, скапливается на подоконниках и со временем повреждает отделку и способствует росту плесени.

Как это измеряется?

Два показателя, в зависимости от практики.

• Коэффициент сопротивления конденсации , измеряемый в соответствии со стандартом AAMA 1503, выражает соотношение между температурой внутренней поверхности и разницей температур внутри и снаружи помещения. Более высокие значения указывают на лучшее сопротивление конденсации.
• Температурный коэффициент fRsi , используемый в европейской и все чаще региональной практике, выражает отношение температуры самой высокой внутренней поверхности относительно температуры наружного воздуха к общей разности температур. Более высокое значение означает более теплую внутреннюю поверхность.

Тепловое моделирование в соответствии со стандартом EN ISO 10077-2 или эквивалентным ему позволяет получить эти значения, и производитель, способный провести такой анализ, относится к другой категории, чем тот, кто указывает значения коэффициента теплопередачи из каталога.

Что им управляет?

• Глубина терморазрыва — самый важный фактор при проектировании рамы.

• Теплоизолирующие прокладки , которые существенно повышают температуру поверхности по краям стекла.

• Образование налета на стекле происходит из-за того, что третье стекло повышает температуру внутренней поверхности.

• Движение воздуха внутри помещения важно , поскольку застоявшийся воздух у линии стеклопакета охлаждается сильнее, поэтому расположение системы отопления по периметру имеет значение.

• Влажность в помещении , поскольку точка росы меняется вместе с ней.

Последний пункт заслуживает внимания в зданиях с высоким уровнем внутренней влажности, таких как гостиницы, жилые дома и развлекательные комплексы, где точка росы выше, и, соответственно, возрастают требования к фасадам.

Требования к теплоизоляции навесных стен для холодного климата

Более глубокий подход, чем в случае с умеренным климатом, и обусловлен скорее конденсацией, чем энергозатратами.

• 20–28 мм: стандартный коммерческий диаметр, обычно недостаточный для сильного холода.

• 30–40 мм: типичные характеристики для холодного климата.

• При толщине более 40 мм, многокамерная конструкция с поролоновыми вставками: суровые континентальные условия.

Полиамид 6.6 с примерно 25% армированием стекловолокном остается стандартным материалом, его проводимость составляет около 0,3 Вт/мК по сравнению с примерно 160 Вт/мК у алюминия.

Многокамерные разрывы с изоляционными вставками из пеноматериала в полости демонстрируют лучшие характеристики, чем разрывы из сплошного полиамида той же глубины, поскольку они прерывают конвекцию внутри самого разрыва. Улучшение как рамы, так и стекла. Описывает логику ассемблера.

Остекление для защиты от сильных морозов

Тройное остекление становится стандартной опцией, а не дополнительной.

Типичная конструкция, предназначенная для холодного климата, включает две полости, два низкоэмиссионных покрытия, заполнение аргоном или криптоном и теплоизолирующие прокладки по всей длине. Достижимы значения U-фактора в центре стекла ниже 0,7 Вт/м²К, что позволяет получить значения U-фактора ниже 1,0.

Положение покрытия

Поверхность 3 в стеклопакете или поверхности 2 и 5 в стеклопакете. Какое покрытие подходит для отопительного климата? Это решение, которое меняется в зависимости от региона, и ошибка в этом случае является подлинной ошибкой в ​​спецификации, а не предпочтением.

В климате, где преобладает отопление, покрытие должно отражать внутреннее тепло обратно в помещение. Это противоречит практике стран Персидского залива, где покрытие располагается на поверхности 2, чтобы отражать солнечное тепло до того, как оно проникнет внутрь.

Контроль солнечного излучения в регионах с преобладанием охлаждения Это объясняет инверсию. Неправильный выбор поверхности в Центральной Азии приводит к увеличению затрат на отопление и снижению температуры внутренней поверхности, что усугубляет риск образования конденсата.

В данном случае полезно использовать солнечное излучение.

Стоит отметить, потому что это меняет привычку.

В климате, где преобладает отопление, солнечное излучение через окна, выходящие на юг, компенсирует тепловую нагрузку. Очень низкий коэффициент пропускания солнечной энергии (SHGC) отводит энергию, необходимую зданию. Типичные целевые значения для холодного климата составляют около 0,40–0,55, что значительно выше, чем на практике в жарком климате.

Необходимо учитывать проблему перегрева летом, особенно в Ташкенте и Алматы, где лето действительно жаркое, поэтому баланс следует рассчитывать скорее с учетом сезонных колебаний, чем с целью оптимизации на один сезон.

Заправка газом

Аргон является стандартным материалом. Криптон лучше работает в узких полостях и стоит значительно дороже, поэтому его стоит рассматривать только в тех случаях, когда ширина полости ограничена глубиной корпуса.

Тепловые мосты в местах соединений

Сильные морозы выявляют слабые места, которые допустимы в умеренном климате.

Края плиты. В месте приближения плиты перекрытия к фасаду бетон проводит тепло наружу по всей своей длине. Непрерывность теплоизоляции в этом месте соединения имеет гораздо большее значение при температуре минус 30 градусов, чем при нуле.

Анкеры и кронштейны. Стальные анкеры проникают сквозь изоляцию. Теплоизоляционные прокладки между кронштейном и конструкцией прерывают этот путь.

Зоны в сводах. Прерывистая изоляция или негерметичные задние панели позволяют воздуху циркулировать, что полностью сводит на нет эффективность изоляции, и в сильные морозы это приводит к образованию холодных участков, в которых скапливается конденсат.

Соединения по периметру. Детали верхней, нижней и нижней частей фасада в местах его соприкосновения с конструкцией. Утечка воздуха в этих местах приводит к проникновению влаги внутрь здания, где она замерзает и оттаивает.

Для этих соединений необходима скоординированная проработка деталей и, в идеале, тепловое моделирование на этапе проектирования, поскольку исправление ошибок впоследствии обычно означает компромисс.

Монтаж в условиях низких температур (ниже нуля).

Строительные работы зимой в этом регионе — скорее нормальное явление, чем исключение, и методы работы должны это учитывать.

Применение герметика. Для большинства конструкционных и атмосферостойких герметиков минимальная температура нанесения составляет около 5 градусов Цельсия, а время отверждения значительно увеличивается при более низких температурах. Поверхности должны быть сухими и безморозными, что на практике означает временное ограждение и отопление.

Поведение прокладок. Эластомерные прокладки затвердевают при сильном холоде, что затрудняет правильную посадку и увеличивает риск защемления при зацеплении узла.

Погрузочно-разгрузочные работы и подъем. Ограничения по ветру при подъеме панелей в сочетании с холодом создают узкий рабочий диапазон.

Планирование последовательности работ. Работы, зависящие от герметика, следует по возможности планировать на более теплые периоды, при этом последовательность монтажных работ должна быть спланирована с учетом этих периодов, а не вопреки им.

Монтаж в условиях низких температур. Это проблема не только техническая, но и плановая, и её следует включать в программу на этапе тендера, а не обнаруживать на месте.

Материальные соображения

Характеристики алюминия. Алюминий сохраняет пластичность при низких температурах и не подвержен хрупкости, характерной для некоторых сталей, поэтому выбор легирующей добавки сам по себе не является проблемой, связанной с низкими температурами.

Термическое расширение. Годовые колебания температуры, превышающие 70 градусов Цельсия, вызывают значительные деформации. Алюминий расширяется примерно на 23,6 × 10⁻⁶ на градус Цельсия, поэтому 4-метровый элемент смещается примерно на 6,6 мм в этом диапазоне. Деформационные швы должны рассчитываться на весь годовой диапазон колебаний, а не на типичные суточные колебания.

Термическое напряжение стекла. Большие перепады температур по всей поверхности стекла, особенно в местах, где внутренние жалюзи удерживают тепло у стекла, создают напряжение, которое закаленное стекло может не выдержать. Обычно используется термоупрочненное стекло.

Завершенные работы, выполненные в различных климатических условиях, задокументированы в нашей базе данных. галерея проектов .

Часто задаваемые вопросы

1. Каким должен быть коэффициент теплопередачи (U-значение) навесной стены в Центральной Азии?

Обычно для суровых континентальных условий достаточно 0,7–1,1 Вт/м²К на единицу мощности, а в более мягких районах региона — 0,9–1,5 Вт/м²К. Региональные нормы, разработанные на основе рамочной программы SNiP, устанавливают обязательные требования и различаются в зависимости от города, поэтому руководящий документ следует уточнять для каждого проекта.

2. Почему в холодном климате контроль образования конденсата важнее, чем коэффициент теплопередачи (U-значение)?

Потому что они измеряют разные вещи. Коэффициент теплопередачи (U-значение) описывает передачу энергии по всей конструкции, в то время как конденсация зависит от температуры самой холодной внутренней поверхности. Фасад может соответствовать целевому показателю энергоэффективности, но при этом поверхность стойки может опускаться ниже точки росы внутри помещения, образуя видимую влагу.

3. Какой глубины должен быть терморазрыв при сильном холоде?

Обычно толщина составляет от 30 до 40 мм, а в самых экстремальных условиях может превышать 40 мм при использовании многокамерной конструкции и поролоновых вставок. Стандартная коммерческая толщина в 20–28 мм, как правило, недостаточна при температуре наружного воздуха до минус 30 градусов Цельсия.

4. Следует ли минимизировать солнечное излучение в холодном климате?

Нет. В регионах с преобладанием отопления солнечное излучение, проникающее через окна, выходящие на юг, компенсирует тепловую нагрузку, поэтому целевые значения коэффициента пропускания солнечной энергии составляют от 0,40 до 0,55, что значительно выше, чем принято в жарком климате. В летних условиях таких городов, как Ташкент, баланс по-прежнему необходимо рассчитывать с учетом сезона.

5. Можно ли устанавливать навесные стены в условиях центральноазиатской зимы?

Да, при условии планирования. Минимальная температура нанесения герметиков составляет около 5 градусов Цельсия, а при более низких температурах они медленно затвердевают, прокладки затвердевают и хуже прилегают, а подъемные работы выполняются в условиях сочетания ветра и холода. Часто используются временные ограждения и отопление, а работы, требующие применения герметиков, следует планировать на более теплые периоды.

Спецификация для условий сильного холода

Проведите анализ конденсации, а не полагайтесь только на коэффициент теплопередачи (U-значение), поскольку решающее значение имеет температура поверхности. Укажите достаточно глубокий теплоизоляционный разрыв для проектных условий. Используйте тройное остекление с теплоизолирующими дистанционными прокладками по всей конструкции. Нанесите низкоэмиссионное покрытие на соответствующие поверхности в зависимости от климатической зоны отопления. Продумайте расположение кромок плиты перекрытия, анкеров и теплоизоляции простенков с учетом всех деталей. Затем спланируйте программу монтажа, исходя из того, на что способны герметики зимой.

Компания PRANCE производит системы навесных фасадов с терморазрывом, тройным остеклением, глубокими многокамерными терморазрывами, моделированием риска образования конденсата и поддержкой монтажа в условиях холодного климата. Укажите местоположение вашего проекта, расчетные зимние температуры и требования строительных норм. запросить спецификацию для холодного климата .