ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ОКОННЫМ КОНСТРУКЦИЯМ В ФИНЛЯНДИИ

Экономия энергоресурсов

Существует большое количество разных вариантов улучшения теплоизолирующей способности окон. В таблице 1 приведены наиболее конкурентоспособные с технико-экономической точки зрения решения для значений коэффициента теплопроводности kW paзнoro порядка. Внутренняя рама и петли окна типа MSE (MSE-III), оснащенного трехслойным изолирующим стеклопакетом, подвергаются большей нагрузке, чем в обычном окне типа MSE, из-за чего и окно большего размера в целом требует дополнительных затрат.

Расход энергии, вызываемый окнами жилых домов, зависит oт многих факторов. Наиболее важными из них являются следующие:

• значение коэффициента теплопроводности k_W окна в целом;
• географическое положение здания;
• направление окна относительно сторон горизонта;
• соседние объекты (деревья, строения и т.д.);
• проникновение солнечной энергии;
• общая площадь окна;
• температура воздуха в помещении;
• внутренние тепловые нагрузки здания;
• массивность конструкции здания.

Годовую экономию тепловой энергии, получаемой через окна жилых домов, можно рассчитать с достаточной точностью, используя число градусо-часов, площадь окна, изменение значения коэффициента k_W и цену тепловой энергии:

Таблица 1

Оптимальные с технико-экономической точки зрения конструкции остекления деревянных окон, имеющих различные уровни значения коэффициента теплопроводности k_W, и дополнительные расходы на их установку

	Конструкция окна		Коэффициент теплопроводности kW, Вт/м2 K		Конструкция стеклянной части		Дополнительные расходы
	MSE	1,8	3 - прозрачных	-
	MSE - I	1,4	2 - прозрачных + 1 - cелективное (е=0,15)	80
	MSE - II	1,1 - 1,2	2 - прозрачных +1 - cелективное (е<0,1) + криптон - наполнитель	150
	MSE - III	0,8 - 0,9	2 - прозрачных +2 - cелективных (е<0,1) + криптон - наполнитель	350 - 500
	Глухое и однорамное типа 3Е	2,0	3 - прозрачных	-
	3E - I	1,6	2 - прозрачных +1 селективное (е=0,15)	80
	3E - II	1,3 - 1,4	2 - прозрачных +1 - cелективное (е<0,1) + криптон - наполнитель	150
	3E - III	1,0 - 1,1	1 - прозрачное +2 - cелективных (е<0,1) + криптон - наполнитель	300

H = 24 · S17 · DkW · A

где:

• Н - годовая экономия тепловой энергии (Квт.ч)
• S₁₇ - среднее значение числа градусо-дней для данной местности, которое основывается на температуре 17 С внутри помещения
• Dk_W - изменение коэффициента теплопроводности окна (Вт/м К)
• А - общая площадь окна (м)

Затраты за время строительства и эксплуатации

Затраты за время строительства и эксплуатации окна состоят из инвестиционных, финансовых (расчетный период и проценты), энергетических, ремонтных затрат и затрат на содержание. Инвестиционные затраты на окна в небольшом доме зависят oт конструкции окон, материала рам и коробок, фурнитуры, размера и дополнительных деталей. Улучшение теплоизолирующей способности окна путем замены конструкции влияет, помимо инвестиционных затрат, лишь на энергетические затраты. На энергетические затраты также влияют:

• цена энергии;
• базовая стоимость энергии;
• изменение цены энергии в будущем;
• расход энергии.

Затраты на содержание зависят больше всего от необходимости покраски окон и замены уплотнений. На частоту проведения работ влияет качество материала покрытия и уплотнений. Потребность в проведении этих работ снизилась после того, как были разработаны деревянные окна с алюминиевым покрытием внешних рам. Период между покрасками таких окон заметно выше, чем деревянных окон, но затраты на покраску выше.

В новом строительстве инвестиционные затраты включают затраты на покупку и установку окна, а при ремонтных pa6oтax дополнительно затраты на снятие и уничтожение или утилизацию старого окна. Если в процессе нового строительства выбрать окна с хорошими теплоизоляционными свойствами, затраты на создание системы обогрева можно сократить. Сокращение расходов обусловлено упрощением системы обогрева и расчета эффективности.

Таблица 2
Экономия затрат, обусловленная улучшением коэффициента теплопроводности k_W окна, при разных ценах на энергию и в разной местности, рассчитанная с учетом среднего числа градусо-дней за 30-летний период

Город

Градусо-часы

Годовая экономия затрат на обогрев, мк/(Вт/м2 K)

К.ч

15 п/кВт.ч

20 п/кВт.ч

30 п/кВт.ч

40 п/кВт.ч

Хельсинки Лахти Ювяскюля Йоенсуу Кайаани Оулу Соданкюля Ивало

105000 111000 121000 126000 133000 126000 154000 155000

15,75 16,65 18,15 18,90 19,95 18,90 23,10 23,25

21,00 22,20 24,20 25,20 26,60 25,20 30,80 1,00

31,50 33,30 36,30 37,80 39,90 37,80 46,20 46,50

42,00 44,40 48,40 50,40 53,20 50,40 61,60 62,00

В таблице 2 приведена годовая экономия затрат при снижении значения коэффициента k_W на 1 Вт/м² К. Основанием для расчета служили средние значения числа градусо-дней за период 1961-1990гг., рассчитанные исходя из того, что температура в помещении равняется 17 ⁰С. Годовую экономию на одно здание можно получить, умножив сумму в финляндских марках, взятую из таблицы, на величину снижения коэффициента теплопроводности и общую площадь окон.

При проведении ремонтных работ затраты на обогрев зависят не только от факторов, приведенных в таблице 2, но также и от следующих факторов:

• улучшение герметичности окон и соединений;
• снижение температуры в помещении из-за сквозняка.

Модернизация старых окон с двумя стеклами редко экономически выгодна только из-зa экономии энергии. Если сравнить представленные в таблице 2 годовые значения экономии энергии (20 - 80 мк/м²) с затратами на модернизацию (примерно 1500 - 2000 мк/м²), можно отметить, что период возврата вложенных средств будет очень большим. Хотя экономия энергии, получаемая при модернизации ветхих окон, может быть в 2-3 раза больше представленной выше.

Заполнение швов в системе строительного остекления SG

В безреечной системе остекления работоспособность конструкции и ее прочность зависят от того, как

Показатели комфортности
На выбор окна, помимо жилищных удобств, могут влиять многие факторы, например:

• наличие или отсутствие сквозняков;
• нагрев внутренних помещений в летнее время;
• звукоизоляция;
• видимость;
• конденсация влаги на окне.

Улучшение теплоизолирующих свойств окон воздействует также и на температуру внутренней и внешней поверхности окна. Температура внутренней поверхности повышается, а внешней - понижается.
Повышение температуры внутренней поверхности окна снижает риск образования конденсата на внутренней поверхности оконного остекления, а также уменьшает воздушные потоки на поверхности стекла и так называемое "холодное дыхание окна". Эти факторы повышают комфортность помещения вблизи окна, из-за чего температура воздуха в помещении может быть уменьшена и отпадет потребность устанавливать батарею под окном.

Прочность

Порядок измерения прочности окна приводится в стандарте SFS 3304 и заключается в определении устойчивости окна к воздействию сосредоточенной нагрузки, приложенной в вертикальном и горизонтальном направлении. С помощью этого теста определяется прочность открывающейся оконной рамы. В случае определения устойчивости окна к воздействию нагрузки, действующей в вертикальном направлении, в соответствии со стандартом к верхнему углу открытой на 300 рамы со стороны задвижки прикладывается и действует в течение 5 минут сосредоточенная нагрузка, равная 500 Н. Нагрузка не должна вызывать существенных изменений формы, которыми считается постоянное смещение точки измерения более чем на 3 мм. Все вышеизложенное относится к окнам, открывающимся вовнутрь. Для окон, открывающихся наружу, предназначено также испытание, в котором к верхнему углу открытой на 300 рамы со стороны задвижки прикладывается и действует в течение 5 минут сосредоточенная нагрузка, равная 1000 Н. Это не должно вызывать существенных неполадок в функционировании окна. В случае определения устойчивости окна к воздействию нагрузки, действующей в горизонтальном направлении, нагрузка, равная 200 Н, прикладывается к свободному углу рамы, закрепленной в трех углах. Такая нагрузка, перпендикулярная поверхности стекла, не должна вызывать повреждений рамы или стеклянной части, и окно должно нормально функционировать после окончания испытания.

Качество дерева, обработка поверхности и остекление

Требования, предъявляемые к качеству применяемых для изготовления окон деревянных деталей, определены в стандарте SFS 4433, требования к обработке поверхности определены в стандарте SFS 5657, а требования к остеклению окна - в стандарте SFS 4151 (для однослойных стекол) и в стандарте SFS 4003 (для изолирующих стеклопакетов). Часть из них тоже есть в новых европейских стандартах, находящихся в стадии разработки.

Требования, предъявляемые к эксплуатационным характеристикам

Помимо основных характеристик, при оценке прочности окна, экономичности окна в целом и соответствия своему назначению большое значение имеют некоторые характеристики, связанные с эксплуатацией окон. Эти характеристики определены также в стандартах, например, в стандарте SFS 3304.

Сравнительная оценка основных финских требований и DIN-требований

Вышеупомянутые методы измерений функциональных характеристик, которые изложены в основных требованиях, не очень сильно изменятся в связи с введением новых европейских стандартов. Изменениям будет подвергнута лишь система классификации.

Заметное отличие немецкого теста для окон, соответствующего системе DIN 18 055, заключается в том, что по требованиям немецкого стандарта тест является многоступенчатым. В тест системы DIN 18 055 входит предварительный тест для измерения герметичности в соответствии со стандартом EN 42 и влагонепроницаемости в соответствии со стандартом EN 86. Далее проводится несколько механических тестов для измерения способности выдерживать ветровые нагрузки, устойчивости оконных рам к точечной нагрузке в вертикальном и горизонтальном направлениях, изменения формы в диагональном направлении, износостойкости, а также силы давления при открывании и закрывании, равно как и силы, необходимой для перемещения рамы. После механического тестирования в соответствии со стандартом выполняется в качестве завершающего теста еще раз тест на герметичность и влагонепроницаемость. Немецкая оконная конструкция существенно отличается от финляндской. Например, окна с тремя рамами не используются, а наиболее распространенной в Германии конструкцией является окно с одной рамой, так называемое drehkipp-окно. Требования, предъявляемые к оконным конструкциям в Германии, изложены в части 1 и 2 стандарта DIN 68 121. Среди требований, предъявляемых к окнам, можно упомянуть, например, что в соответствии с требованием части 1 немецкого стандарта DIN 18 545, высота порога должна всегда составлять 18 мм, тогда как в Финляндии высота порога глухого и открывающегося окна с одной рамой может быть 16 мм и 12 мм на внутренней раме окна типа MSE, куда устанавливается изолирующий стеклопакет.

Продолжение следует