Окна против стен: развенчание энергетического мифа

Брюс Лэнг Климат Канады – один из самых разнообразных на планете. Он варьируется в зависимости от географии: от долгих холодных зим и пасмурных дней на Крайнем Севере до четырех различных сезонов вдоль границы с США и, как правило, мягкой зимы в Нижнем Мейнленде Британской Колумбии. Летом температура может подниматься выше 40 C (104 F), а зимой опускаться ниже -50 C (-58 F). Этот разнообразный и экстремальный климат может иметь серьезные последствия для проектирования коммерческих зданий, особенно когда речь идет об энергоэффективности, благополучии и производительности жильцов.

Ограждающие конструкции здания — крыша, стены и окна — являются связующим звеном между зданием и окружающей средой, а также первой линией защиты конструкции от непогоды. Дизайн кожуха и выбор продукции оказывают существенное влияние на энергоэффективность и благополучие жильцов. Хорошо изолированные «сплошные» стены обычно являются приоритетом для проектировщика при проектировании для холодного климата, но они не обладают эстетической привлекательностью и преимуществами естественного дневного света, присущими стеклу. Что, если бы стекло могло обеспечить такую ​​же изоляцию и энергоэффективность, как и стены?

Экономия на высокоэффективном стекле Самым сокровенным секретом повышения энергоэффективности коммерческих зданий является высокоэффективное оконное стекло. Фактически, процент использования стекла в ограждающих конструкциях зданий растет, поскольку архитекторы стремятся использовать его эстетическую привлекательность и преимущества дневного света. Во многом это увеличение стало возможным благодаря достижениям в технологии низкоэмиссионных (low-e) покрытий за последние два десятилетия.

Однако по сравнению с изолированными стенами и потолками типичные окна серьезно теряют энергию. Изоляция измеряется с точки зрения сопротивления тепловому потоку или значения R: чем выше значение R, тем лучше изоляционные характеристики. Стены с изоляционными характеристиками R-30 (т.е. RSI-5,3) сегодня считаются нормальными для большинства канадских зданий, в то время как изоляционные характеристики окон обычно достигают максимума только на уровне R-4 (т.е. RSI-0,7). Зачем выбирать окна R-4 в домах и зданиях со стенами, утепленными R-30? Этот двойной стандарт энергосбережения существует потому, что легче быть стеной, чем окном. Стены нужно только хорошо изолировать, а окна должны делать гораздо больше.

Окна (в частности, оконное стекло) должны:

Кроме того, многие окна также должны открываться для обеспечения вентиляции и выхода в случае чрезвычайной ситуации. Поскольку на окна приходится до 30 процентов теплопотерь обычных зданий и домов, они представляют собой легко висящий плод, который может оказать существенное – и немедленное – влияние на энергоэффективность.

Одним из радикальных решений может быть заколачивание многих существующих окон. Это могло бы сэкономить немного энергии, но затрудняет передачу естественного света в здание. К все более признанным преимуществам использования дневного света относятся:

Очевидно, что существует стимул улучшить производительность окон. Просто уменьшить их размер и количество невозможно, особенно в холодном канадском климате, где «домашняя лихорадка» может стать реальностью.

Варианты высокоэффективного стекла Поскольку стекло — это сердце окна, составители спецификаций должны знать о высокоэффективных вариантах. Однокамерное стекло может защитить от непогоды, но оно мало что дает для изоляции от потерь тепла или отражения солнечного тепла — его характеристики составляют около R-1 (т.е. RSI-0,18). Воздушное пространство внутри двойного изоляционного стекла (т.е. двух стекол с низкоэмиссионным покрытием, разделенных герметичным воздушным пространством), особенно когда оно заполнено инертным газом, например аргоном, улучшает изоляцию, а покрытие отражает солнечное тепло. – максимальная производительность примерно до R-4.

К сожалению, поскольку технология нанесения покрытий в настоящее время достигла практических пределов с коэффициентом излучения всего 0,003, люди больше не могут полагаться на более качественные низкоэмиссионные покрытия для улучшения характеристик стекла, как это было в последние два десятилетия. Чтобы преодолеть барьер производительности стекла, теперь необходимо перейти от покрытий к «полостям», которые представляют собой препятствующие теплу воздушные пространства внутри изоляционного стекла (IG). В отличие от стекла с двойным остеклением (которое ограничено одной полостью), в стекле с несколькими полостями используется несколько изолирующих воздушных пространств для достижения нового уровня энергоэффективности.