Как можно улучшить теплоизоляционные характеристики навесных фасадных систем?

Большая часть тепла, отходящего от навесной стены, не проходит сквозь стекло.

Тепло проходит сквозь алюминий. Металл проводит электричество примерно в тысячу раз лучше, чем газ внутри герметичного стеклопакета, поэтому рама без надлежащего терморазрыва разрушит дорогостоящую тройную остекленную конструкцию, и это произойдет бесшумно, без видимых симптомов, пока кто-нибудь не измерит температуру поверхности или не обнаружит конденсат, стекающий по оконной раме в январе.

Это самое важное, что нужно понимать, прежде чем что-либо указывать. Стекло привлекает внимание, потому что оно составляет большую часть видимой поверхности. Рама, распорка и край плиты — это те места, где обычно теряются эксплуатационные характеристики.

В этой статье подробно описан весь процесс сборки в том порядке, который действительно имеет значение. Производитель: PRANCE стеклянные навесные фасадные системы с алюминиевыми профилями с терморазрывом.

Что на самом деле измеряет коэффициент теплопередачи (U-значение) навесной стены?

Коэффициент теплопередачи выражается в виде U-значения в Вт/м²К или U-фактора в БТЕ/ч·фут²·°F в североамериканской практике. Чем ниже значение, тем лучше в обоих случаях.

Важен показатель стоимости сборки, а не стоимости стекла, и эти два параметра существенно различаются.

• Коэффициент теплопередачи (U-значение) в центре стекла: только для остекления, без учета краев и рамы.

• Коэффициент теплопередачи U по краю стекла: полоса шириной 63 мм по периметру, где проходит теплопроводность разделительной прокладки.

• Коэффициент теплопередачи (U-значение) каркаса: профили стоек и поперечных балок.

• Общий коэффициент теплопередачи (U-значение) сборки, Ucw: все три параметра взвешиваются по площади, что и проверяется в соответствии с нормами.

Двухкамерный стеклопакет с низкоэмиссионным покрытием и заполнением аргоном может достичь коэффициента теплопередачи U в центре стекла около 1,1 Вт/м²К. При использовании в цельной алюминиевой раме этот показатель может превысить 3,0 Вт/м²К, что примерно соответствует характеристикам однослойного остекления на большей части фасада.

В Европе стандартом EN 13830 для навесных фасадных систем является стандарт, а EN ISO 12631 регулирует расчет теплопередачи. В Северной Америке метод оценки теплопроводности регулируется стандартом NFRC 100, а стандарт ASHRAE 90.1 устанавливает предписанные предельные значения для каждой климатической зоны.

Конструкция теплоизоляционного барьера навесной стены

Терморазрыв представляет собой изоляционную планку, разделяющую наружный и внутренний алюминиевый профиль и прерывающую путь теплопроводности внутри профиля.

Материал и глубина

Полиамид 6.6, армированный примерно 25% стекловолокна, является стандартным материалом в коммерческих системах. Его теплопроводность составляет около 0,3 Вт/мК, в то время как у алюминия она составляет примерно 160 Вт/мК, что и является его главным преимуществом.

Глубина игрового процесса оказывает наибольшее влияние на результативность во время перерыва:

• 14–18 мм: базовые системы с терморазрывом, умеренный климат.

• 20–28 мм: стандартные коммерческие характеристики

• 30–40 мм и более: высокоэффективные системы, ориентированные на пассивный дом.

• Многокамерные тормоза с изоляционными вставками из пеноматериала: лучшие в своем классе.

Увеличение глубины разрыва вдвое не удваивает эффективность, но на фасаде любого размера разница между разрывом в 18 мм и 34 мм проявляется как в коэффициенте теплопередачи (U-значении) всей конструкции, так и в температуре внутренней поверхности.

Почему важна температура внутренних поверхностей?

Коэффициент теплопередачи (U-значение) — это показатель энергии. Конденсация — это проблема, связанная с температурой поверхности, и это не одно и то же.

Коэффициент сопротивления конденсации, измеряемый в соответствии со стандартом AAMA 1503, и температурный коэффициент fRsi, используемый в европейской практике, описывают, насколько холодной становится самая теплая внутренняя поверхность в холодный день. Там, где температура этой поверхности опускается ниже точки росы внутри помещения, образуется вода, независимо от того, насколько хорошо выглядит коэффициент теплопередачи U на бумаге.

Поддержание внутренних поверхностей выше точки росы. Это определяющее требование в климате, где преобладает отопление, и оно часто приводит к более глубокому тепловому разрыву, чем это было бы возможно только на основе расчета энергопотребления.

Образование налета на остеклении

Стекло по-прежнему составляет около 70-80% площади типичной навесной стены, поэтому оно несет реальный вес, хотя именно в каркасе чаще всего возникают повреждения.

Четыре переменные, в приблизительном порядке влияния на себестоимость единицы продукции:

• Низкоэмиссионное покрытие: мягкое напыляемое покрытие существенно снижает теплопередачу за счет излучения и является наиболее выгодным вариантом модернизации.

• Газовая прослойка: заполнение аргоном с концентрацией 90% улучшает характеристики центральной части стекла по сравнению с воздухом при незначительных затратах.

• Ширина полости: приблизительно от 12 до 16 мм является практически оптимальным значением для аргона, при этом более широкие полости дают незначительные преимущества, а более узкие — ощутимые.

• Количество стекол: тройное остекление значительно улучшает коэффициент теплопередачи (U-значение), но увеличивает вес, стоимость и толщину рамы.

Расположение покрытия имеет такое же значение, как и его тип. Нумерация поверхностей идет снаружи внутрь, поэтому в стеклопакете поверхность 1 — это внешняя сторона внешнего стекла, а поверхность 4 — внутренняя сторона внутреннего стекла.

В климате с преобладанием охлаждения покрытие обычно располагается на поверхности 2, перехватывая солнечную энергию до того, как она попадет в полость. В климате с преобладанием нагревания часто используется поверхность 3, которая удерживает внутреннее тепло внутри. Как стекло с покрытием регулирует поглощение солнечной энергии подробно рассматривает этот вариант.

Проставки для теплого края

Наиболее часто игнорируемый компонент в сборке, и один из самых дешевых для модернизации.

По всему периметру каждого стеклопакета проходит обычная алюминиевая распорная планка, которая передает тепло непосредственно между стеклами именно в том месте, где рама уже ослаблена. На фасаде с большим количеством небольших стеклопакетов эта кромочная планка составляет значительную часть общей площади.

Теплоизоляционные прокладки из нержавеющей стали, термопластика или композитных материалов значительно снижают теплопроводность. Улучшение общего коэффициента теплопередачи (U-значения) незначительно для крупного изделия и существенно для небольшого, а влияние на температуру внутренней кромки больше, чем влияние на основной показатель.

Для предотвращения образования конденсата замена дистанционных вставок часто окупается больше, чем аналогичные затраты на остекление.

Тепловые мосты навесной стены по периметру

Даже идеально спроектированная навесная стена может плохо функционировать, если соединения выполнены неправильно, а соединения чаще всего выходят за рамки возможностей поставщика системы, чем кто-либо планирует.

Три повторяющихся моста:

Край плиты. В месте соединения плиты перекрытия с навесной стеной бетон проходит близко к наружной поверхности. Без непрерывности теплоизоляции плита превращается в ребро, проводящее тепло наружу по всей своей длине.

Анкеры и кронштейны. Стальные анкеры, крепящие стойки к конструкции, проходят сквозь линию изоляции. Для решения этой проблемы используются термоизолированные кронштейны или структурные терморазрывные прокладки.

Зоны сводов. В непрозрачных панельных участках между этажами часто используется изоляция с разрывами по краям или негерметичные задние панели, что позволяет воздуху циркулировать за изоляцией, сводя на нет ее эффективность.

Эти стыки следует отобразить на скоординированном детальном чертеже на раннем этапе. Решение этих проблем после завершения проектирования фасада обычно означает компромисс, а не исправление ошибок.

Сводчатая и непрозрачная зона

В зонах, прилегающих к фасаду, можно разместить гораздо больше теплоизоляции, чем в зонах, где виден фасад, и эта возможность часто упускается.

Типичная конструкция с выступающим стеклом или металлической панелью включает в себя наружное остекление или металлическую панель, воздушную полость, минераловатную теплоизоляцию, задний слой и внутреннюю отделку. При качественном выполнении она обеспечивает значения U-фактора значительно ниже, чем у смотрового остекления. При некачественном выполнении, с зазорами в изоляции или негерметичным задним слоем, она обеспечивает показатели, близкие к показателям остекления, которые она должна была улучшить.

В местах со значительной непрозрачностью модернизация теплоизоляции сводов обычно обходится дешевле в пересчете на единицу улучшения, чем замена стекла. Кроме того, она незаметна, поэтому ее часто исключают из списка экономически целесообразных решений.

Целевые значения по климату

Приведены ориентировочные диапазоны для ознакомления. Фактические требования определяются действующим энергетическим кодексом, который различается в зависимости от юрисдикции и типа здания.

В регионах, где преобладает охлаждение, значение U редко является ограничивающим фактором. Коэффициент солнечного теплопритока — это, и спецификация с учетом экстремальной солнечной нагрузки Применяет иную логику, чем при работе в условиях холодного климата.

Герметичность является частью тепловых характеристик.

Тепло, отводимое за счет утечки воздуха, не учитывается при расчете коэффициента теплопередачи (U-значения), а на плохо герметизированном фасаде оно может превышать теплопроводность.

Воздухопроницаемость навесных фасадных систем проверяется в соответствии со стандартом ASTM E283 в Северной Америке и EN 12152 в Европе. Качество уплотнителей, угловые уплотнения и целостность полости вентилируемого фасада, выравнивающей давление, — все это имеет значение, и качество выполнения работ так же важно, как и технические характеристики.

Герметичность также влияет на образование конденсата. Теплый воздух из салона, проникающий в холодную полость, откладывает влагу внутри конструкции, где ее никто не видит, пока что-нибудь не испачкается или не подвергнется коррозии.

Где бюджет используется наиболее эффективно?

Приблизительная оценка основана на показателе улучшения на единицу затрат при проектировании типичного коммерческого фасада.

Низкоэмиссионное покрытие с мягким слоем на соответствующей поверхности. Максимальная отдача от любого отдельного решения по остеклению.

Заполнение аргоном. Минимальные затраты, измеримая выгода.

Теплоизолирующая прокладка. Недорогая, но оказывает существенное влияние на температуру кромки и образование конденсата.

Более глубокий теплоизоляционный барьер. Умеренная стоимость, значительное влияние как на коэффициент теплопередачи (U-значение), так и на температуру поверхности.

Непрерывность теплоизоляции свода. Низкая стоимость за единицу улучшения при значительной площади непрозрачной поверхности.

Тройное остекление. Значительное улучшение, высокая стоимость и, как следствие, ухудшение глубины, веса и удобства в обращении с рамой.

Какой вклад в бюджет вносят теплоизоляционные улучшения? В документе описывается, как эти решения влияют на стоимость фасада.

Часто задаваемые вопросы

1. Что важнее для тепловых характеристик навесной стены: рама или стекло?

И то, и другое, но обычно потери производительности происходят в раме. Алюминий проводит тепло гораздо лучше, чем газ в герметичном стеклопакете, поэтому высококачественный стеклопакет в раме без адекватного теплоизоляционного разрыва может обеспечить коэффициент теплопередачи (U-значение) для всей конструкции, близкий к коэффициенту для одинарного остекления, на большей части фасада.

2. Какой глубины должен быть терморазрыв навесной стены?

Обычно толщина уплотнителя составляет от 20 до 28 мм для стандартных коммерческих систем, увеличиваясь до 30-40 мм и более для высокоэффективных систем. Базовые системы с толщиной уплотнителя от 14 до 18 мм подходят для умеренного климата. В холодном климате более глубокий уплотнитель обычно определяется не расчетом энергопотребления, а контролем конденсации.

3. Стоит ли указывать тройное остекление в конструкции навесной стены?

Иногда, и в основном в холодном климате. Это существенно улучшает коэффициент теплопередачи (U-значение), но увеличивает вес, стоимость и глубину рамы, а также оказывает существенное влияние на управляемость и конструкцию. В регионах с преобладанием охлаждения деньги обычно лучше потратить на солнцезащитные покрытия, чем на третье стеклопакет.

4. Что вызывает образование конденсата на навесной стене?

Температура внутренней поверхности, опускающаяся ниже точки росы, является проблемой, связанной скорее с температурой поверхности, чем с энергопотреблением. Обычно это происходит из-за использования алюминиевых распорок, неглубоких тепловых разрывов и тепловых мостов на краях плит и анкерах, а использование теплоизолирующих распорок позволяет экономически эффективно решить эту проблему.

5. Влияет ли утечка воздуха на тепловые характеристики?

Да, и это полностью исключается из расчетов коэффициента теплопередачи (U-значения). Тепло, отводимое утечками воздуха, может превышать теплопроводность плохо герметизированного фасада, а теплый воздух из помещения, проникающий в холодные полости, также способствует отложению влаги внутри конструкции, где и скрывается повреждение.

Улучшение работы Ассамблеи в целом.

Рассматривайте навесную стену как единую теплоизоляционную систему, а не как конструкцию остекления с рамой вокруг нее. Глубину теплоизоляционного разрыва следует определять с учетом климатических условий и риска образования конденсата. Наносите низкоэмиссионное покрытие на поверхность, соответствующую климатическим требованиям. Усовершенствуйте распорки. Решите вопросы, касающиеся кромки плиты, анкеров и теплоизоляции простенка, в рамках согласованного конструктивного решения.

Если это сделать, то выбор материалов для остекления станет последним, а не первым решением.

Компания PANCE производит алюминиевые навесные фасадные системы с терморазрывом и оконные и дверные системы с поддержкой теплового моделирования, специфичного для проекта, и разработкой рабочих чертежей. Отправьте ваши высотные отметки, климатические данные и целевое значение U-фактора. запросить тепловую экспертизу .