Làm thế nào để lựa chọn vách kính cho các dự án ở vùng khí hậu lạnh tại Trung Á?
Quá trình ngưng tụ mới là yếu tố quyết định, chứ không phải phép tính năng lượng.
Đó là điều mà hầu hết các bản thiết kế mặt tiền cho Astana, Almaty, Tashkent hoặc Bishkek đều mắc sai lầm. Nhóm thiết kế đặt ra mục tiêu giá trị U từ quy định về năng lượng, chọn một hệ thống đáp ứng được mục tiêu đó, rồi phát hiện nước chảy xuống bên trong các thanh đỡ trong suốt tháng Giêng khi nhiệt độ ngoài trời xuống dưới -25 độ C.
Hệ số U đã đạt yêu cầu. Nhiệt độ bề mặt bên trong thì không, và đó là hai phép tính khác nhau trả lời các câu hỏi khác nhau.
Mùa đông ở Trung Á thực sự khắc nghiệt. Astana thường xuyên ghi nhận nhiệt độ âm 30 độ C hoặc thấp hơn, với những biến động nhiệt độ cực đoan trên lục địa khiến nhiệt độ hàng năm vượt quá 70 độ. Một tiêu chuẩn thiết kế mặt tiền phù hợp với Tây Âu sẽ không dễ dàng áp dụng ở đây. PRANCE sản xuất... hệ thống mặt tiền kính và tường rèm Được thiết kế cho những điều kiện này.
Giá trị U của tường rèm - Mục tiêu khí hậu lạnh
Giá trị U của hệ thống lắp ráp, chứ không phải giá trị ở giữa kính, mới là điều quan trọng và là điều mà các tiêu chuẩn kiểm tra.
Tiêu chuẩn thương mại, nhiệt độ ôn hòa: 1,4 đến 2,0 W/m²K
Nhiệt độ lý tưởng cho mục đích thương mại ở vùng khí hậu lạnh: 0,9 đến 1,5 W/m²K
Lạnh giá khắc nghiệt, điều kiện cực đoan trên lục địa: 0,7 đến 1,1 W/m²K
Hiệu suất cao và hướng đến khả năng tản nhiệt thụ động: dưới 0,8 W/m²K
Các quy chuẩn khu vực bắt nguồn từ khuôn khổ SNiP thời Liên Xô, hiện đã được phát triển thành các tiêu chuẩn quốc gia như loạt tiêu chuẩn SP ở Kazakhstan và các tài liệu tương đương ở Uzbekistan và Kyrgyzstan. Các yêu cầu được thể hiện dưới dạng điện trở truyền nhiệt và khác nhau tùy theo khu vực trong mỗi quốc gia, vì vậy cần xác nhận tài liệu quy định cụ thể cho từng thành phố.
Để đạt được hệ số dẫn nhiệt dưới 1.0 W/m²K trên toàn bộ hệ thống kính, thường cần đến kính ba lớp, lớp cách nhiệt sâu và các thanh đệm cách nhiệt. Không có một nâng cấp nào có thể tự mình đạt được điều đó.
Kiểm soát sự ngưng tụ hơi nước trong tường kính và khí hậu lạnh
Đây là yêu cầu chi phối, và là yếu tố thúc đẩy việc lập ra các thông số kỹ thuật vượt ra ngoài những gì mà phép tính năng lượng đòi hỏi.
Tại sao hiện tượng ngưng tụ xảy ra?
Hiện tượng ngưng tụ xảy ra khi nhiệt độ bề mặt bên trong giảm xuống dưới điểm sương của không khí bên trong. Trong một tòa nhà được sưởi ấm ở nhiệt độ 21 độ C và độ ẩm tương đối 40%, điểm sương nằm ở khoảng 7 độ C. Ở độ ẩm 50%, điểm sương tăng lên khoảng 10 độ.
Với nhiệt độ không khí bên ngoài ở mức âm 30 độ C, một thanh nhôm chắn cửa sổ bị vỡ không đúng cách có thể dễ dàng giữ nhiệt độ bề mặt bên trong ở dưới ngưỡng đó. Nước sẽ hình thành, chảy, đọng lại trên bệ cửa sổ và theo thời gian làm hỏng lớp sơn phủ cũng như tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển.
Nó được đo lường như thế nào?
Có hai chỉ số, tùy thuộc vào cách thức thực hiện.
- Hệ số kháng ngưng tụ , được đo theo tiêu chuẩn AAMA 1503, thể hiện mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt bên trong và sự chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời. Giá trị càng cao cho thấy khả năng kháng ngưng tụ càng tốt.
- Hệ số nhiệt độ fRsi , được sử dụng trong thực tiễn châu Âu và ngày càng phổ biến ở các khu vực, thể hiện tỷ lệ giữa nhiệt độ bề mặt bên trong cao nhất so với không khí bên ngoài và chênh lệch nhiệt độ toàn phần. Giá trị càng cao nghĩa là bề mặt bên trong càng ấm.
Mô hình hóa nhiệt theo tiêu chuẩn EN ISO 10077-2 hoặc tương đương sẽ tạo ra các số liệu này, và nhà sản xuất có khả năng thực hiện phân tích đó thuộc một nhóm khác so với nhà sản xuất chỉ trích dẫn giá trị U trong catalogue.
Cái gì kiểm soát nó?
Độ sâu lớp cách nhiệt , yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến khung.
Các miếng đệm cách nhiệt giúp nâng cao đáng kể nhiệt độ bề mặt mép kính.
Hiện tượng tích tụ lớp kính , do lớp kính thứ ba làm tăng nhiệt độ bề mặt bên trong.
Luồng không khí bên trong lưu thông tốt hơn , vì không khí tù đọng ở đường viền kính sẽ lạnh hơn, đó là lý do tại sao vị trí đặt hệ thống sưởi xung quanh lại quan trọng.
Độ ẩm bên trong , vì điểm sương di chuyển cùng với nó.
Điểm cuối cùng này cần được chú ý đối với các công trình có độ ẩm bên trong cao, chẳng hạn như khách sạn, khu dân cư và các cơ sở giải trí, nơi điểm sương cao hơn và yêu cầu về mặt tiền cũng tăng lên tương ứng.
Yêu cầu về cách nhiệt cho vách kính trong điều kiện khí hậu lạnh
Sâu hơn so với phương pháp luyện tập ở vùng ôn đới, và vì lý do ngưng tụ hơn là lý do tiết kiệm năng lượng.
20 đến 28 mm: tiêu chuẩn thương mại thông thường, thường không đủ cho thời tiết lạnh khắc nghiệt.
30 đến 40 mm: thông số kỹ thuật điển hình cho vùng khí hậu lạnh.
Trên 40 mm, nhiều ngăn với lớp lót xốp: điều kiện khắc nghiệt ở lục địa.
Polyamide 6.6 với khoảng 25% sợi thủy tinh gia cường vẫn là vật liệu tiêu chuẩn, có độ dẫn nhiệt khoảng 0,3 W/mK so với khoảng 160 W/mK của nhôm.
Các vách ngăn nhiều khoang với lớp xốp cách nhiệt bên trong hoạt động tốt hơn so với vách ngăn bằng polyamide đặc có cùng độ sâu, vì chúng ngăn chặn sự đối lưu bên trong chính vách ngăn đó. Cải thiện cả khung và kính. Bao gồm logic hợp ngữ.
Lớp phủ chống lạnh khắc nghiệt
Cửa kính ba lớp trở thành tiêu chuẩn chứ không còn là tùy chọn nâng cấp nữa.
Cấu trúc kính điển hình cho vùng khí hậu lạnh bao gồm hai khoang rỗng, hai lớp phủ Low-E, khí argon hoặc krypton, và các miếng đệm cách nhiệt ở mép kính. Giá trị U ở giữa kính có thể đạt dưới 0,7 W/m²K, điều này giúp cho giá trị lắp ráp dưới 1,0 trở nên khả thi.
Vị trí phủ
Mặt số 3 trong bộ cửa kính hai lớp, hoặc mặt số 2 và 5 trong bộ cửa kính ba lớp. Loại bề mặt phủ nào phù hợp với khí hậu có hệ thống sưởi? Đây là quyết định có thể thay đổi giữa các khu vực, và việc mắc sai lầm ở đây là một lỗi trong quá trình xác định thông số kỹ thuật chứ không phải là do sở thích cá nhân.
Trong điều kiện khí hậu chủ yếu cần sưởi ấm, lớp phủ nên phản xạ nhiệt từ bên trong trở lại phòng. Điều này trái ngược với cách làm của Gulf, nơi lớp phủ nằm trên bề mặt 2 để ngăn chặn sự hấp thụ nhiệt mặt trời trước khi nó đi vào.
Kiểm soát năng lượng mặt trời ở các vùng chủ yếu cần làm mát Điều này giải thích hiện tượng nghịch đảo nhiệt độ. Việc xác định sai bề mặt ở Trung Á sẽ làm tiêu tốn năng lượng sưởi ấm và làm giảm nhiệt độ bề mặt bên trong, làm tăng nguy cơ ngưng tụ.
Thu năng lượng mặt trời rất hữu ích ở đây
Điều này đáng được đề cập, bởi vì nó giúp đảo ngược một thói quen.
Trong điều kiện khí hậu chủ yếu cần sưởi ấm, lượng nhiệt mặt trời hấp thụ qua cửa kính hướng Nam sẽ bù đắp cho nhu cầu sưởi ấm. Hệ số truyền nhiệt mặt trời (SHGC) rất thấp sẽ làm mất đi năng lượng mà tòa nhà cần. Mục tiêu điển hình ở vùng khí hậu lạnh nằm trong khoảng 0,40 đến 0,55, cao hơn đáng kể so với thực tế ở vùng khí hậu nóng.
Hiện tượng quá nóng vào mùa hè vẫn cần được xem xét, đặc biệt là ở Tashkent và Almaty, nơi mùa hè thực sự rất nóng, vì vậy việc cân bằng là một tính toán theo mùa chứ không phải là tối ưu hóa chỉ trong một mùa.
Nạp xăng
Argon là loại khí tiêu chuẩn. Krypton hoạt động tốt hơn trong các khoang hẹp và có giá thành cao hơn đáng kể, do đó chỉ nên xem xét sử dụng loại khí này khi chiều rộng khoang bị hạn chế bởi độ sâu của khung.
Cầu nhiệt tại các mối nối
Thời tiết lạnh khắc nghiệt bộc lộ những điểm yếu mà khí hậu ôn hòa có thể chịu đựng được.
Các cạnh của tấm sàn. Tại vị trí tấm sàn tiếp giáp với mặt tiền, bê tông dẫn nhiệt ra ngoài dọc theo toàn bộ chiều dài của nó. Sự liên tục của lớp cách nhiệt tại điểm giao nhau này quan trọng hơn nhiều ở nhiệt độ âm 30 độ so với ở nhiệt độ 0 độ.
Neo và giá đỡ. Neo thép xuyên qua lớp cách nhiệt. Các tấm cách nhiệt kết cấu giữa giá đỡ và kết cấu làm gián đoạn đường dẫn nhiệt đó.
Vùng vách ngăn. Lớp cách nhiệt không liên tục hoặc tấm ốp tường phía sau không được bịt kín cho phép không khí lưu thông, làm mất tác dụng hoàn toàn của lớp cách nhiệt, và hậu quả là trong điều kiện lạnh khắc nghiệt sẽ tạo ra một điểm lạnh thu hút hơi nước ngưng tụ.
Các mối nối chu vi. Chi tiết đầu, bệ và khung cửa nơi mặt tiền tiếp giáp với kết cấu. Sự rò rỉ không khí ở đây mang hơi ẩm vào bên trong kết cấu, nơi nó đóng băng và tan chảy.
Các mối nối này cần được thiết kế chi tiết phối hợp và lý tưởng nhất là mô hình hóa nhiệt ngay từ giai đoạn thiết kế, vì việc sửa chữa chúng sau đó thường đồng nghĩa với việc phải thỏa hiệp.
Lắp đặt trong điều kiện nhiệt độ dưới 0 độ C
Việc xây dựng vào mùa đông là điều bình thường chứ không phải ngoại lệ trong khu vực này, và phương pháp thi công cần phải tính đến điều đó.
Thi công chất trám kín. Hầu hết các chất trám kín kết cấu và chống thấm thời tiết đều có nhiệt độ thi công tối thiểu khoảng 5 độ C, với thời gian đóng rắn kéo dài ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể. Bề mặt phải khô ráo và không bị đóng băng, điều này trên thực tế có nghĩa là phải che chắn tạm thời và sưởi ấm.
Tính chất của gioăng. Gioăng đàn hồi sẽ cứng lại trong điều kiện cực lạnh, khiến việc lắp đặt đúng cách trở nên khó khăn hơn và làm tăng nguy cơ bị kẹp khi lắp ráp các bộ phận.
Xử lý và nâng hạ. Giới hạn gió khi nâng tấm kết hợp với điều kiện lạnh tạo ra những khoảng thời gian làm việc hạn chế.
Lập kế hoạch trình tự thực hiện công việc. Các công việc cần sử dụng chất trám kín nên được lên lịch vào những thời điểm ấm áp hơn nếu có thể, và trình tự lắp đặt nên được lên kế hoạch dựa trên đó chứ không phải trái ngược với nó.
Lắp đặt trong điều kiện nhiệt độ dưới 0 độ C Đây là vấn đề thuộc cả khía cạnh kỹ thuật lẫn quy hoạch, và nó cần được đưa vào chương trình đấu thầu chứ không phải phát hiện ra khi thi công tại công trường.
Các yếu tố cần xem xét về vật liệu
Tính chất của nhôm. Nhôm vẫn giữ được độ dẻo ở nhiệt độ thấp và không bị giòn như một số loại thép, vì vậy việc lựa chọn hợp kim không phải là vấn đề đáng lo ngại trong thời tiết lạnh.
Sự giãn nở do nhiệt. Sự dao động nhiệt độ hàng năm vượt quá 70 độ C tạo ra sự giãn nở đáng kể. Nhôm giãn nở khoảng 23,6 × 10⁻⁶ mm trên mỗi độ C, vì vậy một thanh dài 4 mét sẽ dịch chuyển khoảng 6,6 mm trong phạm vi đó. Các khe co giãn phải được tính toán cho toàn bộ phạm vi dao động hàng năm chứ không phải chỉ dao động hàng ngày điển hình.
Ứng suất nhiệt của kính. Sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa hai mặt kính, đặc biệt là ở những nơi rèm cửa bên trong giữ nhiệt, tạo ra ứng suất mà kính thường không thể chịu được. Kính cường lực thường được sử dụng.
Các công việc đã hoàn thành trong nhiều điều kiện khí hậu khác nhau được ghi lại trong hồ sơ của chúng tôi. thư viện dự án .
Câu hỏi thường gặp
1. Hệ số truyền nhiệt U tối ưu cho tường kính ở Trung Á là bao nhiêu?
Thông thường, hệ số dẫn nhiệt là 0,7 đến 1,1 W/m²K trên cơ sở từng cụm thiết bị đối với điều kiện khí hậu khắc nghiệt ở lục địa, trong khi 0,9 đến 1,5 là đủ đối với các khu vực có khí hậu ôn hòa hơn. Các quy định khu vực được xây dựng dựa trên khung SNiP đặt ra yêu cầu bắt buộc và có thể khác nhau tùy theo thành phố, vì vậy cần xác nhận văn bản quy định cụ thể cho từng dự án.
2. Tại sao việc kiểm soát sự ngưng tụ lại quan trọng hơn hệ số U trong điều kiện khí hậu lạnh?
Vì chúng đo lường những thứ khác nhau. Hệ số U mô tả sự truyền năng lượng trên toàn bộ cấu trúc, trong khi sự ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ của bề mặt bên trong lạnh nhất. Một mặt tiền có thể đáp ứng mục tiêu năng lượng nhưng vẫn có thể làm giảm nhiệt độ bề mặt khung cửa xuống dưới điểm sương bên trong, tạo ra hơi nước có thể nhìn thấy.
3. Lớp cách nhiệt cần sâu bao nhiêu để chịu được nhiệt độ cực lạnh?
Thông thường, độ dày từ 30 đến 40 mm, có thể lên đến hơn 40 mm với cấu trúc nhiều khoang và lớp lót xốp trong điều kiện khắc nghiệt nhất. Độ dày tiêu chuẩn thương mại từ 20 đến 28 mm thường không đủ khi nhiệt độ ngoài trời xuống đến âm 30 độ C.
4. Có nên giảm thiểu sự hấp thụ nhiệt mặt trời ở những vùng khí hậu lạnh không?
Không. Ở những vùng khí hậu chủ yếu cần sưởi ấm, lượng nhiệt mặt trời thu được qua cửa kính hướng Nam bù đắp cho nhu cầu sưởi ấm, do đó mục tiêu SHGC nằm trong khoảng 0,40 đến 0,55, cao hơn đáng kể so với thực tế ở những vùng khí hậu nóng. Điều kiện mùa hè ở các thành phố như Tashkent vẫn đòi hỏi phải tính toán sự cân bằng theo mùa.
5. Có thể lắp đặt vách kính trong mùa đông ở Trung Á không?
Vâng, cần có kế hoạch. Chất trám kín có nhiệt độ thi công tối thiểu khoảng 5 độ C và đông cứng chậm hơn ở nhiệt độ thấp hơn, gioăng sẽ cứng lại và khó lắp đặt hơn, và các hoạt động nâng hạ phải đối mặt với những hạn chế do gió và lạnh kết hợp. Việc che chắn tạm thời và sưởi ấm là phổ biến, và các công việc phụ thuộc vào chất trám kín nên được thực hiện theo trình tự vào những thời điểm ấm hơn.
Đặc tả cho điều kiện lạnh khắc nghiệt
Hãy tiến hành phân tích ngưng tụ thay vì chỉ dựa vào hệ số U, vì nhiệt độ bề mặt mới là yếu tố thực sự quyết định. Xác định lớp cách nhiệt đủ sâu cho điều kiện thiết kế. Sử dụng kính ba lớp với gioăng cách nhiệt ở khắp các khe hở. Phủ lớp cách nhiệt Low-E lên các bề mặt phù hợp với điều kiện khí hậu cần sưởi ấm. Giải quyết vấn đề cách nhiệt mép sàn, neo và vách ngăn bằng các chi tiết phối hợp. Sau đó, lập kế hoạch thi công dựa trên khả năng thực tế của chất trám kín trong mùa đông.
PRANCE sản xuất hệ thống tường rèm cách nhiệt với kính ba lớp, lớp cách nhiệt đa khoang sâu, mô hình dự báo rủi ro ngưng tụ và hỗ trợ lắp đặt trong điều kiện khí hậu lạnh. Vui lòng gửi vị trí dự án, nhiệt độ thiết kế mùa đông và các yêu cầu về quy định. yêu cầu thông số kỹ thuật cho khí hậu lạnh .