Некоторые аспекты энергосбережения при использовании стеклопакетовс различным светопропусканием

Сообщение, сделанное кандидатом физико-математических наук, заведующим отделом ГП НИПТИС В. П. Некрасовым 25 марта на 2-й научно-практической конференции "Энергоэффективные системы освещения зданий"

Около половины импортируемого в РБ топлива расходуется на нужды отопления жилых и производственных помещений, другими словами, на компенсацию тепловых потерь в зданиях. Как показывает практика и теоретические оценки, значительное количество тепла теряется через светопрозрачные ограждения, которые являются источником естественного освещения. Поэтому оптимизация их конструктивных решений с целью снижения теплопотерь при сохранении уровня психофизического комфорта представляется весьма важной и актуальной.

В настоящее время для уменьшения теплопотерь прибегают к замене стандартных окон с двойным остеклением на различные стеклопакеты, обладающие большим сопротивлением теплопередаче. Однако следует отметить, что эффект от такой замены не всегда может быть положительным. При выборе стеклопакета следует учитывать не только его теплозащитные, но и оптические свойства. Можно указать случаи, когда при замене стандартного окна на стеклопакет энергопотери даже растут.

Рассмотрим два светопрозрачных ограждения: стандартное окно с двойным остеклением и стеклопакет. При этом окно проектировалось с учетом нормативных требований по освещенности помещения, при использовании же стеклопакета эти требования, как показывает практика, не всегда выполнялись, поскольку у него меньший по сравнению со стандартным окном коэффициент светопропускания, хотя выше сопротивление теплопередаче. В итоге для обеспечения комфортного освещения во втором случае необходимо включать искусственное освещение.

Аналитические выкладки показывают, что эффект энергосбережения, представляющий собой разность между энергией, необходимой для компенсации теплопотерь через обычное окно и стеклопакет, может быть как положительным, так и отрицательным. Если же попытаться составить топливный баланс, то картина получится еще более впечатляющей, так как на выработку единицы электрической энергии расходуется больше тепла, чем на выработку тепловой энергии.

После замены стандартного окна на стеклопакет Cool-Light silver SS114+ЕК.О с серебряным покрытием (фирма "Saint-Gobain", Франция, коэффициент сопротивления теплопередаче составляет 0,5, коэффициент светопропускания - 0,12). В помещении размерами 5,0х6,0х2,7 м с оконным проемом, площадь остекления которого 6 м 2, 16 февраля этого года при температуре в помещении, равной 18°С, наружной, равной -6°С, среднем световом потоке извне, равном 12 Вт/м 2, продолжительности рабочего светового дня, равной 8 часам, и КПД осветительных приборов, равной 15%, суточные энергозатраты на компенсацию теплопотерь через стеклопакет составили 49,57 МДж. Суточные энергозатраты на компенсацию тепловых потерь через обычное окно (коэффициент сопротивления теплопередаче ссотавляет 0,38, коэффициент светопропускания - 0,84) составили 44,43 МДж.

Установка стеклопакета позволила снизить тепловые потери по сравнению со стандартным окном на 9 МДж за счет более высокого сопротивления стеклопакета теплопередаче. Но в связи с необходимостью компенсировать недостаток освещенности пришлось дополнительно затратить 14,27 МДж на искусственное освещение. Соответственно общие суточные энергозатраты выросли на 5,27 МДж.

Был проведен небольшой эксперимент с задергиванием штор. Экспериментально измерялась естественная освещенность на верхней крышке рабочего стола на расстоянии 1,5 м от окна в 14 часов дня. Уровень естественной освещенности от окна составил 520 люкс. Затем окно было зашторено, и уровень естественной освещенности уменьшился до 150 люкс. Это эквивалентно тому, что значение коэффициента светопропускания окна снизилось от 0,84 до 0,24, что все равно больше, чем коэффициент светопропускания анализируемого стеклопакета. Для восстановления уровня первоначальной освещенности было включено 12 люминесцентных ламп общей мощностью 480 Вт.

Из всего вышесказанного можно сделать следующий вывод: не всегда за счет применения стеклопакета можно добиться эффекта энергосбережения. При замене стандартных окон на стеклопакеты необходимо принимать во внимание не только сопротивление теплопередаче, но и коэффициент светопропускания, и реальные климатические условия той или иной страны. Иными словами, нам нужен не просто стеклопакет с как можно большим сопротивлением теплопередаче в ущерб всему остальному, а стеклопакет с оптимальными для нашей климатической зоны параметрами, которые обеспечивали бы положительный эффект с точки зрения экономии топлива.

В связи с этим, по мнению авторов, существует необходимость разработки собственных высокоэффективных конструкций стеклопакетов с оптимальным соотношением теплозащитных свойств и светопропускания. Должна быть выработана надежная методика расчета оптимальных с точки зрения сбережения энергоресурсов конструктивных, теплофизических и радиационных характеристик стеклопакета, удовлетворяющих санитарным нормам для конкретных климатических условий, и введения дополнений в СНиП для стеклопакетов.

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ