Стеклопакет играет определяющую роль в общем процессе теплообмена через оконный блок. С точки зрения теплотехники, простейший однокамерный стеклопакет представляет собой замкнутую воздушную прослойку, малой толщины по сравнению с площадью ограничивающих поверхностей остекления.

Теплопередача через воздушные прослойки осуществляется излучением, конвекцией и теплопроводностью. По различным данным структура по- терь тепла через однокамерный стеклопакет, заполненный осушенным воздухом, выглядит приблизительно следующим образом: около 65% за счёт излучения, около 20% за счёт теплопроводности (трансмиссионные теплопо- тери) и около 15% за счёт конвекции.

Схема теплопередачи через конструкцию стеклопакета показана на В центральной части стеклопакета основные потери тепла происходят за счёт излучения и конвекции. По мере приближения к краевой зоне, про- исходит перераспределение структуры теплопотерь в сторону увеличения доли переноса тепла за счёт теплопроводности через дистанционную рамку. Непосредственно в краевой зоне стеклопакета потери тепла происходят ис- ключительно за счёт высокой теплопроводности дистанционной рамки.

Рис. 3.1.3.1. Схема передачи тепла через однокамерный стеклопакет
1 — радиация
2 — конвекция
3 — теплопроводность
4 — низкоэмиссионное покрытие
λ — коэффициент теплопроводности
μ — динамическая вязкость*
ε — излучательно-поглощательная способность

Снижение потерь тепла через стеклопакет за счёт конвекции производится 55 за счёт заполнения воздушной прослойки инертным газом, имеющим более высокую динамическую вязкость — μ по сравнению с воздухом: аргоном или криптоном в таблице показанной ниже дано сравнение стеклопакетов «КРИСТАЛЛ » с аргоном и с воздухом.

-	Пропускание тепла Ug (W/(m2*K))	Светопропускание	Пропускание ультрафиолета
«КРИСТАЛЛ» BASIC 4-16-4 воздух	2,8	81	47
«КРИСТАЛЛ» BASIC 4-16-4 аргон	2,6	81	47

Величина μ, отражает способность газа, заполняющего воздушную прослойку, сопротивляться конвективному переносу тепла. Чем ниже значение μ, темболее интенсивна конвекция. В зависимости от температуры воздуха в прослойке, величина воздуха колеблется в пределах μ = (1,6… 1,8) х 10-5 кг/(м * с); аргона — μ = (2,0… 2,2) х 10-5 кг/(м * с); криптона — μ = (2,2… 2,5) х 10-5 кг/(м * с).

Снижение теплопотерь через стеклопакет за счёт радиации достигается путем уменьшения излучательной способности поверхности внутреннего стекла. Конструктивно это достигается за счёт установки так называемых «теплосберегающих» стёкол с низкоэмиссионным покрытием.

Ниже дана таблица со сравнительными характеристиками стеклопаке- тов с простыми стеклами и с низкоэмиссонным стеклом.

-	Пропускание тепла Ug (W/(m2*K))	Светопропускание	Пропускание ультрафиолета
«КРИСТАЛЛ» BASIC 4-16-4 воздух	2,8	81	47
«КРИСТАЛЛ» Termo 4-16 Argon-4 Low-E	1,1	78	21

Количество тепла q из, теряемое через стеклопакет за счет излучения, может быть определено из уравнения лучистого теплообмена (3.1.3.1).

q из = C0 εпр 1 – 2 * f* (K1 4 — K2 4) (3.1.3.1)

где
C0 = 5,67 [Вт/м2К4] — постоянная Стефана-Больцмана
K1 и K2 — абсолютные температуры обменивающихся теплом поверхностей (внутреннего и наружного стекла), [0K]
f — коэффициент облученности (безразмерная величина); в данном случае f = 1
εпр 1 – 2 — (безразмерная величина) приведенная излучательная способность при теплообмене между двумя поверхностями, определяемая как
εпр 1 – 2 = ε1 х ε2, где
ε1 и ε2 — соответственно излучательно — поглощательные способности поверхностей.

Наибольший интерес с точки зрения практического применения в уравнении (3.1.3.1) представляет величина излучательно-поглощательной способности εпр 1 – 2. Чем меньше εпр 1 – 2 (а соответственно, и ε1 и ε2), тем меньшее количество тепла уйдет в сторону улицы.

Для обычного прозрачного оконного стекла величина излучательной способности составляет ε = 0,84. Для большинства металлов изменяется в пределах 0,02 – 0,04. Идея применения стекол с низкоэмиссионным покрытием, основу которого составляют металлы, связана с понижением величины ε, приводящему к понижению количества тепла, передаваемого за счет радиации. Большинство таких стёкол имеют излучательную способность по- рядка ε = 0,1 – 0,2.

В зависимости от функционального назначения проектируемого остекления, в нём могут быть применены стёкла как с «твёрдым», так и с «мягким покрытием».

Согласно опубликованным литературным источникам, процессы теплопередачи в краевой зоне стеклопакета и теплопроводность дистанционной рамки оказывают весьма незначительное влияние на общие теплопотери через оконный блок. Несмотря на то, что эта зона стеклопакета является наиболее теплопроводной, в готовых оконных конструкциях она, как правило, дополнительно закрывается от наружной среды камерой оконного профиля (см. раздел 3.2.2). Влияние эффекта краевой зоны, учитываемое в величине общих теплозащитных характеристик окна, в значительной мере зависит от общей площади стеклопакета и ощутимо при его малых размерах.

Возврат к списку