Окна: понимание энергоэффективности — строительные технологии
Обратите внимание: Эта старая статья нашего бывшего преподавателя остается доступной на нашем сайте для архивных целей. Некоторая информация, содержащаяся в нем, может быть устаревшей.
Обновленная информация о том, как работают современные высокотехнологичные окна и на что обратить внимание при следующей покупке.
by Paul Fisette – © 2003
Когда мы выбираем окна для нового дома или проекта реконструкции, внешний вид обычно является нашим первым соображением. Чаще всего мы выбираем створчатое, маркизное, двустворчатое или глухое остекление исходя из личного вкуса, а не потому, что они обеспечивают более плотное прилегание или лучшую естественную вентиляцию. Удобство тоже важно. Целая индустрия построена вокруг откидного окна. Нравится внешний вид окна — расплывчатое суждение. Но производительность и стоимость абсолютны. Это важные ценности, заслуживающие вдумчивого рассмотрения.
Потребители заворожены ценой на кассе: стоимость готовых окон. Но стоимость на самом деле зависит от долговечности и ежегодных затрат энергии на окна. Энергосберегающие окна экономят деньги каждый месяц. Они могут снизить ваши ипотечные инвестиции, позволяя вам установить меньшую и менее дорогую систему отопления и охлаждения. С эффективными окнами вы будете чувствовать себя более комфортно и прослужит дольше. Энергосбережение и долговечность являются важнейшими компонентами стоимости жизненного цикла. Немного подумав, вы можете получить все это. Сегодня высокая производительность присутствует в каждом стиле окна.
Энергия имеет значение
Я убежден, что если бы мы могли видеть потерю энергии так же, как мы видим цвет и форму, энергоэффективность была бы на первом месте в нашем списке оконных опций. Представьте себе, что у вас есть циферблат, на котором отображаются потраченные доллары энергии, когда они текут через наши окна!
Окна термоотверстия. Большинство из них в 10 раз менее энергоэффективны, чем площадь стены, которую они заменяют. Средний дом может терять 30% тепла или энергии кондиционирования воздуха через окна. Хорошей новостью является то, что оконные технологии совершенствуются не по дням, а по часам. Есть даже некоторые случаи, когда новые окна могут быть чистыми источниками энергии. Выбор энергоэффективных окон экономически выгоден в любом климате. Срок окупаемости выбора энергоэффективных установок составляет от 2 до 10 лет. Окна в стиле хай-тек привлекательны и становятся очень простыми в выборе.
Поток энергии
Отдельные компоненты окна работают согласованно, чтобы противостоять силам, действующим на весь блок. Тепло теряется и приобретается за счет сил теплопроводности, конвекции, излучения и утечки воздуха. Перенос тепла через окно теплопроводностью, конвекцией и излучением выражается в значениях U. Значение R является математической инверсией U. Таким образом, значение U, равное 0,5, совпадает с значением R, равным 2.
Теплопроводность — это движение тепла через твердый материал. Прикоснитесь к горячей сковороде, и вы почувствуете, как тепло от электрической катушки проходит через сковороду. Тепло проходит через стекло, дистанционные рамки (металлические полоски, разделяющие стекла) и оконную раму примерно таким же образом. Прервите путь менее проводящим материалом, и вы затрудните поток тепла. Менее проводящие материалы, такие как изоляция, делают это, удерживая мертвый воздух между твердыми волокнами изоляции. Окна с несколькими стеклами делают это, улавливая газ с низкой проводимостью, такой как аргон и криптон, в пространстве между стеклами. Термостойкие прокладки и оконные рамы также снижают проводимость.
Конвекция — это еще один способ прохождения тепла через окна. В холодном климате нагретый воздух в помещении трется о внутреннюю поверхность оконного стекла. Воздух охлаждается, становится более плотным и опускается на пол. Когда этот поток воздуха падает на пол, его место на поверхности стекла устремляется более теплый воздух. Цикл, называемый конвективной петлей, является самовоспроизводящимся. Холодная стеклянная поверхность методично отбирает тепло у воздуха в помещении. Сидя на диване, вы распознаете это конвективное движение как холодный сквозняк и поднимаете термостат. К сожалению, увеличение настройки термостата на 1 градус увеличивает потребление энергии на 2%! Вместо этого поднимите температуру стекла. Выбирайте стеклопакеты с газовыми наполнителями с низкой проводимостью, дистанционными рамками с теплыми краями и термостойкими рамами. Они повышают внутреннюю температуру стекол, замедляют конвекцию и повышают комфорт.
Лучистый перенос — это перемещение тепла от более нагретого тела к более холодному посредством энергетических волн. Хороший поглотитель — хороший излучатель. Большинство дровяных печей имеют черный цвет по уважительной причине. Черный лучше всего поглощает и излучает излучение. Вы можете почувствовать лучистое тепло печи на вашем лице через всю комнату. В свою очередь, ваше лицо ощущается прохладным, когда оно излучает (излучает) свое тепло на холодный лист оконного стекла. Это неприятное ощущение, похожее на конвекцию, побуждает вас увеличить температуру термостата. Потери лучистого тепла — это больше, чем просто восприятие: прозрачное стекло поглощает тепло и отдает его наружу. Поглощающие и излучающие потенциалы стекла можно значительно снизить, нанеся на стекло покрытия, отражающие определенные длины волн энергии. Покрытия с низким «E» излучают меньше длинноволновой тепловой энергии. В холодном климате в доме остается больше тепла. В жарком климате тепло остается снаружи. Низкоэмиссионные покрытия улучшают теплоизоляционные свойства окна примерно так же, как добавление дополнительного стекла к оконному стеклу. Таким образом, низкоэмиссионное окно с двойным остеклением работает так же хорошо, как и прозрачное окно с тройным остеклением.
Утечка воздуха приводит к тому, что около половины тепловой и охлаждающей энергии среднего дома выбрасывается наружу. Большая часть этих потерь связана с утечкой воздуха через окна и вокруг них. Хорошо спроектированные окна имеют прочный уплотнитель и высококачественные закрывающие устройства, которые эффективно блокируют утечку воздуха. Распашные окна, такие как створки и навесы, гораздо сильнее прижимаются к уплотнителю, чем раздвижные и двустворчатые окна. Но хорошо сделанные двойные подвешивания приемлемы. На утечку воздуха также влияет то, насколько хорошо соединены между собой отдельные части оконного блока. Соединения стекла с рамой, рамы с рамой и створки с рамой должны быть герметичными. Значения утечки воздуха указаны в технических характеристиках окон в кубических футах в минуту на квадратный фут окна. Ищите окна с сертифицированной скоростью утечки воздуха менее 0,30 кубических футов в минуту на фут. Самые низкие значения являются лучшими.
Впуск энергии
Окна с хорошим дизайном блокируют поток энергии из нашего кондиционируемого помещения. Но мы не хотим блокировать весь наш запас бесплатной солнечной энергии. В холодном климате мы больше всего приветствуем солнечное тепло и свет. И как только мы захватим тепло, мы не хотим его отдавать. В теплом климате нам не нужно тепло, но нам нужен свет. Усовершенствованная оконная технология позволяет нам иметь и то, и другое!
Видно менее половины солнечной энергии. Более длинные волны, находящиеся за красной частью видимого спектра, представляют собой тепло (инфракрасное). Энергия с более короткими длинами волн, помимо фиолетового, относится к ультрафиолетовому (УФ). Когда солнечная энергия падает на окно, видимый свет, тепло и ультрафиолетовое излучение либо отражаются, либо поглощаются, либо передаются в здание. Современные высокотехнологичные окна предназначены для выбора правильного сочетания тепла и света для данного климата и экспозиции. Мы выбираем смесь стеклянных покрытий, газовых наполнителей, стеклянных прокладок и оконных рам, которые лучше всего подходят для нашего применения.
Остекление
На рынке столько систем остекления, что глаза разбегаются. В 1960 году выбор был прост: использовать одинарное прозрачное стекло со штормовым окном. Еще в 1980 году пятьдесят процентов проданных окон были с одинарным остеклением. Сегодня более 90% имеют как минимум двойное остекление, а половина имеет низкоэмиссионное покрытие. Дополнительные расходы на низкоэмиссионные покрытия и газовые наполнители с низкой проводимостью составляют всего несколько долларов за квадратный фут, что составляет около 5% от общей стоимости оконного блока. Это не проблема. Эти усовершенствования повышают энергоэффективность почти на 100 % по сравнению с прозрачным стеклом, уменьшают образование конденсата в холодном климате и сокращают выцветание ткани. Стеклянные покрытия предназначены для выбора определенных длин волн энергии. Они могут блокировать ультрафиолет, тепло, свет или любую комбинацию этих трех факторов.
Окна с высоким видимым пропусканием (VT) хорошо видны. Они также допускают естественный дневной свет. Помимо красивого вида, вы экономите энергию, потому что используете меньше искусственного света. Некоторые оттенки и покрытия, которые блокируют тепло, также снижают видимую передачу, поэтому будьте осторожны. VT окна указывается в литературе производителей как сравнение с количеством видимого света, который в противном случае прошел бы через открытое отверстие в стене. VT иногда выражается как значение «всего окна», включая эффект кадра. Да! Я думаю, что большинство людей понимают, что через рамку ничего не видно. Важна наша способность видеть сквозь стекло. Убедитесь, что вы получаете VT стекла, а не всего устройства.
Диапазон VT в жилых окнах простирается от 15% для некоторых тонированных стекол до 90% для прозрачного стекла. Стекло со значениями VT выше 60% выглядит прозрачным. Любое значение ниже 50% начинает выглядеть темным и/или отражающим. У людей очень разные представления о том, что ясно, а что имеет оттенок цвета, особенно когда смотришь через стекло под углом.
Производители уже давно используют термин коэффициент затенения (SC), чтобы описать, сколько солнечного тепла передается каждой из их систем остекления. Полностью непрозрачное стекло оценивается в 0 баллов, а отдельное окно из прозрачного стекла — в 1 балл по этой сравнительной шкале. Прозрачное окно с двойным остеклением получает 0,84 балла, потому что оно пропускает на 84% больше тепла, чем одинарное стекло. Однако коэффициент притока солнечного тепла (SHGC) является новым более точным инструментом, применяемым для описания притока солнечного тепла. SHGC — это часть доступного падающего солнечного тепла, которое успешно проходит через оконный блок. Он также использует шкалу от 0 (нет) до 1 (100% доступных). Ключевое отличие состоит в том, что SHGC рассматривает процент доступного солнечного тепла, а не процент того, что проходит через одно оконное стекло. Он учитывает различные углы наклона солнечных лучей и затеняющий эффект оконной рамы. В результате он примерно на 15% ниже значений SC.
Стеклянные покрытия разработаны для выбора определенной длины волны энергии. Можно иметь стеклянное покрытие, которое блокирует длинноволновую тепловую энергию (низкий SHGC), в то же время позволяя большому количеству коротковолновой световой энергии (высокий VT) проникать в дом. Эта формула идеальна для теплого климата. Низкий SHGC сократит счета за кондиционирование воздуха больше, чем если бы вы увеличили изоляционную ценность вашего окна с помощью дополнительного стекла. SHGC ниже 0,40 рекомендуется для жаркого климата. В холодном климате вам нужна как высокая видимость, так и высокий приток солнечного тепла. На холодном севере рекомендуется SHGC 0,55 и выше. В переменчивом климате, таком как Вашингтон, округ Колумбия, выбор SHGC между 0,40–0,55 является разумным, поскольку существует компромисс между охлаждающей и отопительной нагрузками.
Окна, блокирующие ультрафиолетовое излучение, уменьшают выцветание ткани. Выбирайте окна с высокой степенью защиты от ультрафиолета. Ожидайте найти готовые окна, которые блокируют более 75% УФ-энергии. Вопреки общепринятому мнению, некоторые видимые лучи также обесцвечивают ткань. Некоторые производители используют как функцию повреждения Крохмана, так и значения УФ-пропускания, чтобы оценить способность окна ограничивать возможность выцветания ткани.
Производители окон иногда хвастаются значениями R-8 (U – 0,125). Будь очень осторожен. Это может быть только значение в центре стакана. Не соглашайтесь на высокую стоимость стекла. Ищите значения «всего окна» U-0,33 или выше. Окна с низким U-значением широко доступны во всех стилях. Некоторые производители натягивают пластиковую пленку с низкоэмиссионным покрытием в заполненном газом воздушном пространстве стеклопакетов, чтобы обеспечить эффективное третье или четвертое «стекло». Вес этих окон сравним с двойным остеклением, а реальная общая производительность окна для некоторых повышена до уровней выше R-6. Эти блоки дорогие, но эти высокотехнологичные версии могут быть более энергоэффективными, чем стены в очень холодном климате. Значение R ниже, чем у типичной стены, но если окна с тройным остеклением спроектированы с высоким SHGC, в некоторых конструкциях они могут стать источником чистой энергии.
Распорки
Если вы жили в холодном климате, вы видели конденсат и даже иней на окнах. Когда теплый воздух в помещении охлаждается ниже точки росы, жидкая вода выжимается из воздуха, и на холодной поверхности собирается конденсат. Конденсат обычно образуется по краям оконного стекла. Не удивительно. Край — это место, где большая часть двойного остекления удерживается алюминиевыми прокладками. Алюминиевые прокладки обладают высокой проводимостью, поэтому самая холодная часть стеклопакета находится вокруг его краев. Влажные условия способствуют росту плесени, гниению и разрушению отделки. Конденсат влияет на долговечность и комфорт. Это причина номер 1 для обратных вызовов, связанных с окном. Нагрев краев снижает вероятность образования конденсата.
Практически невозможно построить окно без теплового моста. Но материал и форма материала, используемого для изготовления прокладки, могут существенно повлиять на скорость прохождения тепла через край окна. Многие производители окон теперь предлагают дистанционные рамки с теплыми краями в стандартной комплектации. Обычные алюминиевые прокладки недопустимы! В лучших окнах используются менее проводящие материалы, такие как тонкая нержавеющая сталь, пластик, пенопласт и резина. Распорки с теплыми краями могут улучшить коэффициент теплопередачи всего оконного блока на 10%. Но что более важно, уменьшается конденсация. Эти прокладки повышают температуру кромки примерно на 5 градусов. Существует множество версий с торговыми марками, таких как Swiggle Stick, Super Spacer, PPG Intercept, Ultra Edge и т. д. Важно, чтобы окно, которое вы заказываете, имело дистанционная система с теплыми краями . И если вы опасаетесь, что аргон вытечет из окна, все указывает на то, что правильно сконструированное уплотнение легко прослужит 20 лет. Проверьте гарантию.
Рамы
Безусловно, самыми популярными и широко доступными оконными рамами являются деревянные и полые виниловые рамы. Алюминий занимает далекое 3-е место. В потоке рынка просачивается струйка альтернативных материалов, таких как древесно-полимерные композиты, стекловолокно, вспененный ПВХ и изоляционный винил, но общая сумма этих предложений незначительна. За 19 лет было продано более 47 миллионов жилых окон.96. Из этого общего количества 46 % приходилось на дерево (включая винил и алюминий), 36 % — винил, 17 % — алюминий и 1 % — из какого-либо другого материала. Древесина доминирует в новом строительстве, занимая от 53% до 27% рынка по сравнению с винилом. Тем не менее, винил занимает от 45% до 40% преимущества на рынке ремонта и замены. Прогнозируется, что винил станет королем нового строительства в течение следующих 2 лет. Долговечность и производительность являются наиболее важными вопросами для строителей и домовладельцев. (СМ. РИСУНКИ В КОНЦЕ СТАТЬИ)
Около 25% площади окна составляет его рамка. Поэтому материал каркаса должен быть теплоизоляционным. По большей части дерево и винил работают одинаково хорошо. Алюминиевые рамы, как правило, плохо потребляют энергию. Соединения, в которых рама скрепляется, должны быть плотно загерметизированы. Высококачественная фурнитура и уплотнители должны быть тщательно закреплены вокруг проема створки, чтобы ограничить утечку воздуха. Посмотрите внимательно на эту деталь. Долговечность важна. Уплотнитель должен плотно прилегать после многих сотен закрываний окон, намокания дождем, сушки на солнце и зимнего замерзания. Недорогой хлипкий пластик, металл или щеткообразные материалы не режут его. Лучше всего использовать высококачественные сжимаемые прокладки, подобные тем, которые используются для герметизации автомобильных дверей. Затворы должны плотно закрывать окна. Внимательно изучите эти компоненты и спросите своего архитектора или строителя о послужном списке конкретного бренда. Выберите давних победителей. Пусть другие экспериментируют с новым брендом.
Пик продаж алюминиевых окон пришелся на начало 1980-х годов, когда они владели 60% рынка жилых окон. Они только что прошли 17%: движение вниз. Алюминиевые окна очень прочны и не требуют особого ухода. Однако они являются энергетическими сифонами. Их можно заставить работать достаточно хорошо, если термический разрыв включен как часть конструкции. Но это сложная и очень затратная в изготовлении деталь.
Деревянные окна, как правило, самые дорогие. Деревянные рамы бывают из массива дерева, покрытые алюминием или винилом. Одним из самых больших недостатков использования окон из цельного дерева является уход. Древесина гниет, сморщивается и разбухает. Краска не получается. Массив дерева требует частого и тщательного ухода. С другой стороны, древесина, за которой ухаживают, хорошо выглядит, устойчива и легко окрашивается. Потребители предпочитают версии в оболочке, потому что их проще всего обслуживать.
Алан Кэмпбелл, президент Национальной ассоциации производителей деревянных окон и дверей, сообщает: «Более 90% продаваемых деревянных окон облицованы алюминием или винилом». Кэмпбелл считает, что облицовочные окна сочетают в себе лучшее из обоих миров: не требующая особого ухода внешняя поверхность и привлекательная внутренняя поверхность, которую можно красить, морить или оставить в естественном цвете. С другой стороны, если вам надоест внешний цвет одежды — очень плохо. Когда вы выбираете сплошную или плакированную версию, убедитесь, что производитель обработал деревянные рамы водоотталкивающим консервантом (WRP) для повышения долговечности, удержания краски и стабильности размеров.
Виниловые (поливинилхлоридные или ПВХ) окна существуют уже 35 лет. В начале 1980-х винил занимал анемичные 3% рынка жилых помещений, но популярность винила росла. В прошлом году его доля выросла до более чем 36 процентов от всех проданных жилых окон. Винил энергоэффективен, долговечен, устойчив к гниению, насекомым и атмосферным воздействиям. Он изготовлен из химических веществ, которые препятствуют разрушению под действием УФ-излучения. Винил окрашен по всему поперечному сечению и не требует покраски. Недостатком винила является то, что он выцветает, его нельзя красить, он становится хрупким и термически нестабильным (особенно темные цвета). Он расширяется и сжимается больше, чем дерево, алюминий и даже стекло, которое он держит. Виниловые рамы могут со временем вызывать повышенную утечку воздуха из-за этого дифференциального движения. Ричард Уокер, технический директор Американской ассоциации архитектурных производителей (AAMA), поспешил сказать: «Виниловые окна созданы с учетом этого движения, и не было зарегистрировано никаких сбоев, вызывающих беспокойство». Хороший совет: выберите пластиковые окна светлых тонов с термосварными углами.
Пигменты, используемые в краске, почти идентичны пигментам, используемым в виниле, но цвет винила сохраняется на всем протяжении. Уокер утверждает: «Небольшое протирание Soft Scrub или одним из продуктов из нашего списка рекомендуемых чистящих средств [AAMA] вернет винилу его первоначальный блеск». AAMA имеет программу сертификации виниловых профилей, в рамках которой более 2000 виниловых окон сертифицированы на стабильность размеров, термостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Наружное выветривание проводится во Флориде, Кентукки и Аризоне в течение 2 лет, после чего снимаются показания цвета. Я попробовал тест «Soft Scrub» и был впечатлен тем, насколько ярче стал состаренный винил. Конечно, не исходный цвет, но было отмечено заметное и приемлемое улучшение.
Окна со стеклопластиковыми рамами начинают появляться в нескольких продуктовых линейках. Стекловолокно чрезвычайно прочное, и, поскольку оно изготовлено из стекловолокна, коэффициент расширения рамы и стекла одинаковый. Стекловолокно нужно красить, оно дороже винила. Owens Corning, Andersen и Marvin — 3 основных производителя окон из стеклопластика. Owens Corning — единственный производитель стеклопластиковых окон с изолированными рамами. Но прежде чем вы слишком взволнованы …. значение U для всего окна для створчатого окна с низким коэффициентом теплопроводности, заполненного аргоном, имеет одинаковый рейтинг 0,32 как для неизолированного винила, так и для изолированного стекловолокна.
AAMA и NWWDA более 2 лет работали над созданием единого стандарта для деревянных, виниловых и алюминиевых окон. С апреля 1997 года совместный отраслевой стандарт AAMA/NWWDA официально сертифицирует характеристики окон посредством независимой сторонней инспекции. Оконные блоки случайным образом снимаются с производственной линии компаний-членов AAMA и NWWDA и проверяются на протечку воды, утечку воздуха, сопротивление структурной ветровой нагрузке и сопротивление принудительному проникновению, но не на энергоэффективность всего окна. Окна, прошедшие проверку, получают метку AAMA/NWWDA. Ищите этот сертификат.
Практические правила выбора окна
C старый климат 1 | M стационарный климат 2 | H от климата | |||||
Коэффициент теплопередачи | <0,33 для всех климатических условий: низкое содержание U не так важно в жарком климате | ||||||
ВТ | >60% | >50% | >50% | ||||
ШГК | >0,55 | 0,40 – 0,55 | <0,40 | ||||
Защита от ультрафиолета | >75% | >75% | >75% | ||||
Распорка | прокладки с теплыми краями для всех климатических условий | ||||||
Рама | непроводящие рамки для всех климатических условий | ||||||
Утечка воздуха | <0,30 кубических футов в минуту/фут 2 для всех климатических условий |
1. Значения U больше влияют на потери тепла в холодном климате, потому что разница между внутренней и наружной температурой намного больше, чем в жарком климате.
2. Рассмотрите компромисс между комфортом и производительностью в переменчивом климате.
Проверенная энергоэффективность
До недавнего времени покупка окна была чем-то вроде покупки матраса. Каждый производитель использовал свой собственный набор стандартов, чтобы гарантировать производительность. С матрасами вы получаете упругую подушку, хиропротектор и осанку-плюс. С окнами вам обещают энергоэффективность с U- и R-значениями. Но что означает рекламируемое значение R? И это означает то же самое для всех окон? Едва ли! Некоторые производители определяют значение R путем измерения проводимости в одной точке в центре стекла и не учитывают тепло, передаваемое через раму или металлические прокладки по краям окна. Они не учитывают воздух, просачивающийся вокруг створки. Они также не измеряют потери на излучение всего оконного блока. Другие честно сообщали о значениях всего окна.
Итак, в 1989 году был сформирован Национальный совет по рейтингу оконных конструкций (NFRC), чтобы уравнять правила игры в оконной индустрии (фенестрация — это причудливое слово для обозначения окон и дверей). Миссия NFRC заключается в разработке национальной системы оценки энергоэффективности окон и дверей. Все окна с рейтингом NFRC тестируются с использованием надежной стандартной процедуры, которая измеряет передачу энергии через весь оконный блок. Такие параметры, как U-значения, коэффициенты солнечного тепла, коэффициенты пропускания видимого света и коэффициенты утечки воздуха, теперь (или скоро будут) указаны на сертифицированных окнах. Когда потребители видят этикетку NFRC на окнах, которые они рассматривают, они могут быть уверены, что у них есть надежный инструмент, который они могут использовать для сравнения окон.
По состоянию на июнь 1997 года NFRC насчитывает более 150 участников, в программе которых задействовано более 30 000 окон, дверей и световых люков. «Сюда входят все основные производители, такие как Jeld-Wen, Andersen, Marvin, Pella, Certainteed, Owens Corning, Peachtree и т. д.». — говорит административный директор NFRC Сьюзен Дуглас. По оценкам Дугласа, в стране насчитывается несколько тысяч производителей окон, но большинство из них представляют собой небольшие местные компании, на долю которых приходится меньшая часть всего бизнеса.
Рейтинговая система NFRC работает следующим образом: Производители окон, которые хотят пройти сертификацию, нанимают лабораторию, аккредитованную NFRC. Лаборатория моделирует тепловые характеристики окон с помощью компьютеров. Измеряется производительность всего устройства, включая раму, прокладку и стекло. Окна с самыми высокими и самыми низкими смоделированными значениями U в каждой линейке продуктов (например, створки или двойные подвесы) проходят физические испытания для проверки компьютерного моделирования. Независимое инспекционное агентство, имеющее лицензию NFRC, проверяет компьютерное моделирование и случайным образом извлекает оконные блоки из цеха в качестве тестовых образцов. Значения физических испытаний должны находиться в пределах 10 % от компьютерных прогнозов, чтобы линейка продуктов прошла валидацию. Если результаты испытаний выходят за пределы допустимого диапазона, линейка продуктов не проходит сертификацию и не получает маркировку NFRC.
В настоящее время производители, участвующие в программе NFRC, должны указывать сертифицированные значения U на этикетке. Они выбирают, следует ли указывать на этикетке коэффициент усиления солнечного тепла, коэффициент пропускания видимого света и коэффициент излучения. NFRC разработала техническую процедуру для измерения утечек воздуха и планирует уточнить детали к январю 1998 года. Дуглас обещает: «В ближайшее время вы можете ожидать значений утечек воздуха». Получение солнечного тепла основано исключительно на компьютерном моделировании. В то время как видимый коэффициент пропускания, утечка воздуха и коэффициент излучения являются физически измеренными величинами. В настоящее время NFRC не оценивает долговечность, но у них есть подкомитет по долгосрочным характеристикам, и они рассчитывают рассмотреть долговечность в будущем.
Сертифицированная продукция имеет временную и постоянную маркировку. Большая временная этикетка размещается на видном месте окна. Небольшой постоянный серийный код NFRC выгравирован на незаметной части окна, например, на прокладке или металлической полосе. Постоянные этикетки полезны. Потенциальные покупатели старых домов часто спрашивают: «Что это за окна?» Телефонный звонок в NFRC предоставит информацию о марке и рейтинге устройства. Этикетки предоставляют сборщикам, проектировщикам, должностным лицам по нормам и потребителям информацию, необходимую для проверки соответствия нормам и надежного уровня производительности.
Авантюрист может выйти за рамки сравнения окон NFRC. RESFEN, компьютерная программа, разработанная Лабораторией Лоуренса Беркли, позволяет вам минимизировать потребление энергии, максимизировать комфорт, контролировать блики и максимизировать естественное освещение в дизайне вашего дома. Строители, архитекторы или потребители, которые хотят точно настроить дизайн и выбрать конкретные окна для конкретных экспозиций дома в конкретном климате, могут заказать RESFEN в NFRC примерно за 15 долларов. Каталог продуктов, сертифицированных NFRC, и RESFEN доступны в NFRC, 1300 Spring St., Suite 120, Silver Spring, MD 209.10 301-589-6372.
Как избавиться от конденсата на окнах
Причины и способы устранения конденсата на окнах
Каждую зиму все больше и больше домовладельцев заинтересованы в решении проблемы запотевания окон. Конденсат на окнах не является счастливым интересом из-за неудачного опыта, который варьируется от раздражающего до совершенно дорогого.
Это может показаться вам странным, но растущие проблемы с конденсатом в стране вызваны прогрессом. Если у вас есть проблемы с конденсатом на окнах, это, вероятно, потому, что вы живете в «тесном» современном доме, который вы можете отапливать за небольшую часть денег, которые тратятся на отопление дома, в котором жили ваши родители — дом, который, кроме того, чище и комфортнее! Ваши проблемы с конденсатом также возникают из-за использования трудосберегающих приборов, которые делают жизнь проще, чем раньше.
В этой статье рассказывается о проблеме влажности в «герметичном» доме. В нем предлагаются рекомендации по устранению проблем с конденсацией в существующих домах, а также дополнительные рекомендации для тех, кто планирует строительство дома. Вы, несомненно, построите «герметичный» дом, и есть больше вещей, которые вы можете сделать, чтобы предотвратить чрезмерную влажность при строительстве, чем в доме, где проблема уже существует.
Что вызывает «проблемы» конденсата?Небольшой туман в нижних углах ваших окон время от времени, вероятно, вас не беспокоит. К тому времени, когда вы думаете об этом во второй раз, это обычно уходит. Но речь идет о чрезмерной конденсации. Конденсат, который забивает целые окна туманом или инеем. Вода, стекающая с окон, окрашивает деревянные изделия, а в серьезных случаях даже повреждает обои или штукатурку. Если у вас на окнах образовался такой конденсат, у вас есть веские причины для беспокойства и веские причины действовать.
Не беспокойтесь об окнах, из-за которых может наблюдаться эффект избыточной влажности. Вы должны больше беспокоиться о том, что избыточная влага может делать где-то еще в вашем доме. Он может замерзнуть в изоляции на вашем чердаке, где он расплавится и повредит вашу штукатурку точно так же, как протечка крыши, когда наступит теплая погода. Или он может пробиться через сайдинг, чтобы образовать пузыри под вашей внешней краской. Это означает самый дорогой вид покраски. В таких случаях легко винить краску, или изоляцию, или окна, но винить их неправильно. Настоящий злодей невидим. Это водяной пар. Лучший и, как правило, единственный способ предотвратить эту неприятность — избавиться от лишнего водяного пара. После того, как вы оборудовали свои окна хорошими штормовыми окнами, вы не можете больше ничего сделать с окнами, чтобы слизывать конденсат.
Что такое влажность?Влажность, водяной пар, влага и пар одинаковы в том смысле, что каждый из них является формой воды. Влажность – это невидимый газ. Он присутствует в различных количествах почти во всем воздухе. Эта влага во влажном воздухе стремится течь к более сухому воздуху и смешивается с ним. Ученые описывают эту силу как «давление пара». Часто это действительно очень мощная сила. Он может действовать независимо от потока воздуха, удерживающего влагу. Давление пара может легко протолкнуть влагу через дерево, штукатурку, кирпич и цемент — прямо через большинство материалов, которые мы используем для строительства наших домов. Это именно то, что происходит, когда влага стремится выйти из влажного воздуха, обычно присутствующего внутри вашего дома, в более сухой зимний воздух снаружи.
Больше влаги в меньшем пространствеНекоторые строительные материалы задерживают водяной пар. Стекло является одним из них. Также в этот список входят некоторые лаки, краски, плитка и пластиковые покрытия для стен. Пароизоляционная изоляция разработана специально для того, чтобы остановить утечку водяного пара и защитить изоляцию и ваши стены от разрушительного действия воды.
Более широкое использование этих «удерживающих влагу» материалов за последние несколько лет привело к созданию современного «плотного» дома. Влага, создаваемая ванными комнатами, кухнями, прачечными и жильцами, больше не выходит наружу. Современная изоляция и конструкция, удерживающие холодный воздух снаружи, также удерживают влагу, поэтому в таком доме очень легко создать чрезмерную и даже вредную влажность. Журнал American Builder называет проблему сочетанием многих причин, вызывающих чрезмерную влажность в современном доме.
Во-первых, больше стирки, больше купания, больше душевых, больше бытовой техники и больше газовых печей – все это выбрасывает в дома больше водяного пара, чем в прошлые годы. Журнал «Отопление и вентиляция» предоставляет строителям справочные данные об источниках водяного пара. Например, приготовление пищи для семьи из четырех человек добавляет 4,5 фунта. влаги в сутки на дом. Каждый душ приносит полфунта, еженедельная стирка — 30 фунтов, человеческое размещение — от 6 до 8 фунтов. в день, мытье посуды 1,2 фунта и т. д.
Вся эта влага должна со временем уйти из вашего дома. Итак, вы видите, что современная жизнь семьи из четырех человек может легко выбрасывать в воздух 150 фунтов или более 18 галлонов воды в неделю! А дома без подвалов имеют дополнительные проблемы с влажностью.
Увеличение производства влаги — это только часть проблемы. Дома, как правило, становятся меньше, а это означает, что современная герметичная конструкция улавливает еще большую концентрацию водяного пара. Это означает, что больше влаги содержится в меньшем пространстве.
Неудивительно, что мы создали себе проблему с конденсатом.
Как уменьшить влажностьДэвид Бэройтер, редактор Associated Press Building, резюмирует проблему снижения влажности, говоря, что есть только три способа уменьшить влажность:
- КОНТРОЛЬ ИСТОЧНИКОВ ВЛАЖНОСТИ: например, выведение всех газовых горелок, сушилок для белья и т. д. на улицу. Использование вытяжных вентиляторов на кухне или в ванной.
- ЗИМНЯЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ: Поскольку наружный воздух обычно содержит меньше водяного пара, он «разбавит» влажность внутреннего воздуха. В старых домах это происходит автоматически за счет постоянной инфильтрации наружного воздуха.
- ТЕПЛО: процесс обогрева вашего дома снижает относительную влажность, обеспечивая сухое тепло. Это будет уравновешивать большую часть влаги, производимой современной жизнью.
Теперь, прежде чем мы обобщим конкретные шаги по снижению влажности в вашем доме, давайте включим некоторые основные данные о рекомендуемой влажности. Вы можете обратиться к нему, если хотите проверить уровень влажности в собственном доме. Приведенная ниже таблица является результатом длительных и тщательных экспериментов в инженерных лабораториях Миннесотского университета. Он показывает максимальную безопасную влажность для вашего дома, не только для окон, но даже больше для вашей краски, изоляции и элементов конструкции. В большинстве случаев уменьшение влажности до этих значений устраняет неприятный конденсат на окнах; если нет, вы можете дополнительно уменьшить влажность без дискомфорта для себя или своей семьи.
Если вы проверяете влажность в своем доме, обязательно используйте точный прибор, предпочтительно хороший психрометр. Помните также, что эти значения относительной влажности указаны для 70 градусов по Фаренгейту. Для более высоких температур требуется более низкая влажность.
Температура наружного воздуха | Относительная влажность внутри 70 F Температура в помещении |
---|---|
-20 градусов по Фаренгейту или ниже | не более 15 процентов |
от -20 градусов по Фаренгейту до -10 | не более 20 процентов |
от -10 градусов по Фаренгейту до 0 | не более 25 процентов |
от 0 градусов по Фаренгейту до 10 | не более 30 процентов |
от 10 градусов по Фаренгейту до 20 | не более 35 процентов |
от 20 до 40 градусов по Фаренгейту | не более 40 процентов |
Здесь, в порядке от простого к более сложному, перечислены шаги, которые вы должны предпринять, чтобы уменьшить образование конденсата на окнах.
- Установка штормовых окон или замена окон с двойным или тройным остеклением.
- Выключите увлажнитель воздуха в печи и любые другие устройства увлажнения в вашем доме.
- Убедитесь, что жалюзи на чердаке или подвале открыты и достаточно велики.
- Включайте кухонные или другие вентиляторы дольше и чаще, чем обычно.
- Откройте заслонку камина, чтобы облегчить выход влаги.
- Проветривайте свой дом на несколько минут каждый день. Проветривайте кухню, прачечную и ванные комнаты во время использования или сразу после использования.
- Если неприятная конденсация сохраняется, обратитесь к специалисту по отопительной технике по поводу забора наружного воздуха для вашей печи; об отводе газовых обогревателей и приборов; или об установке вентиляторов.
Если предлагаемые нами общие средства (с 1 по 5) не работают, у вас ДЕЙСТВИТЕЛЬНО проблема с конденсатом. Но изменения, которые ваш подрядчик по отоплению может порекомендовать для дальнейшего снижения влажности в вашем доме, не должны быть очень дорогими. Конечно, они будут дешевле, чем большая работа по покраске, вызванная чрезмерным водяным паром!
Основной принцип снижения образования конденсата на окнах чрезвычайно прост. Когда на ваших окнах слишком много конденсата, это означает, что в вашем доме слишком высокая влажность. Вы должны принять необходимые меры для снижения влажности до тех пор, пока не исчезнет конденсат. Но на практике конденсация на окнах и снижение влажности могут стать очень сложными, потому что множество совершенно разных условий могут повлиять на то, как проблема конденсации решается в разных домах. Назовем лишь некоторые:
- Количество и типы окон в доме.
- Тип стеклопакета на окнах.
- Система отопления—горячий воздух или вода—обогрев периметра или внутренних стен.
- Тип утеплителя и пароизоляции.
- Даже тип почвы и качество дренажа.
Из-за большого количества переменных проблему конденсации иногда бывает очень сложно решить. Вот почему мы рекомендуем вам доверить решение вашей проблемы специалисту, если более простые шаги по снижению влажности не решат вашу проблему с конденсацией. Сначала обратитесь к своему архитектору или подрядчику по отоплению. Если они не могут помочь, мы предлагаем вам попросить вашего генерального подрядчика или продавца пиломатериалов связать вас с квалифицированным специалистом. Они доступны как в инженерных школах, так и у сотрудников предприятий по производству систем отопления, изоляции, стеновых панелей или окон.
Существуют две временные причины образования конденсата. Они исчезнут через несколько недель или максимум отопительный сезон. Во-первых, это влага, возникающая при новом строительстве или реконструкции. В древесине, штукатурке и других строительных материалах нового дома довольно много влаги. С началом отопительного сезона эта влага будет постепенно вытекать в воздух в доме. Тогда он исчезнет и больше не будет доставлять хлопот. Почти то же самое происходит в более мягкой форме в начале каждого отопительного сезона. Летом ваш дом впитывает немного влаги. После первых нескольких недель отопления ваш дом высохнет, и у вас будет меньше проблем с конденсатом.
Пока мы обсуждали контроль конденсации, мы упомянули почти все, кроме окон. Есть веская причина. Просто ничего нельзя сделать с окнами, чтобы сократить образование конденсата. Как часто отмечают специалисты в области строительства, окна не виноваты в образовании конденсата. Как причина, так и способ устранения конденсата на окнах кроются во влагосодержании воздуха в помещении.
Better Business Bureau — конденсация на WindowsКонденсация – это видимое свидетельство чрезмерной влажности воздуха. Он может проявляться в виде воды, инея или льда на поверхности окон и дверей в помещении. Чем теплее воздух, тем больше воды он может удерживать. Это означает, что воздух в центре любой данной комнаты будет содержать больше воды, чем воздух, прилегающий к стенам окна или двери, поскольку эта область всегда холоднее. Когда теплый насыщенный влагой воздух движется к более прохладному окну или дверной стене, он становится холоднее и не может удерживать влагу, которую он удерживал, когда было теплее. Поэтому влага сбрасывается и проявляется в виде воды на стекле и рамах окон и дверей. Это происходит чаще в зимние месяцы из-за большой разницы между температурой внутри и снаружи. Если вы хотите избежать образования конденсата в зимние месяцы, когда средняя температура наружного воздуха падает до 35 градусов или ниже, было бы целесообразно поддерживать относительную влажность в помещении на уровне 25–35 градусов.
Вентиляция является очень эффективным способом удаления излишней влаги из воздуха, поэтому в старых плохо изолированных домах с одинарным остеклением часто не возникает проблем с конденсацией. Это связано с тем, что воздух изменяется за счет инфильтрации вокруг окон, вентиляционных отверстий и других отверстий. Новые дома, построенные в соответствии с действующими стандартами изоляции и требованиями энергосбережения; или старые дома, которые были недавно изолированы за счет дополнительной изоляции чердака или подвала и установки основных окон с двойным или тройным остеклением, теперь настолько герметичны, что представляют собой новую проблему.
Время от времени во всех домах может возникать временная конденсация влаги, которая является результатом одного из трех событий:
- Новое строительство или реконструкция. Строительные материалы содержат большое количество влаги. Как только включится отопление, эта влага будет светиться в воздухе и оседать на окнах и так далее. Обычно это исчезает после первого отопительного сезона.
- Во влажное лето дома впитывают влагу. Это будет заметно в течение первых нескольких недель отопления, а затем птичник должен высохнуть.
- Резкие, быстрые и внезапные перепады температуры, особенно в отопительный сезон, создают временные проблемы с конденсацией.
Если у вас уже есть проблемы с влажностью или конденсатом, не рассчитывайте решить их, просто установив новые окна. Окна не вызывают образования конденсата; следовательно, окна не могут вылечить конденсат. Тем не менее, энергосберегающее виниловое окно с технологией теплой кромки Super Spacer, газообразным аргоном и низкоэмиссионным стеклом помогает значительно уменьшить образование конденсата.