Сопротивление теплопередаче: Сопротивление теплопередаче — глоссарий компании Xella Ytong

Сопротивление теплопередаче стеклопакета таблица, гост, формула

Насколько эффективно окна будут выполнять теплозащитную функцию, профессионалы устанавливают при помощи специальных расчетов. Качество теплоизолирующих свойств стеклопакета, в соответствии с ГОСТ 26602.1-99, 24866-99 определяет такой показатель, как сопротивление теплопередаче [R0].

Как проводится измерение показателя
(сопротивления теплопередаче коэффициента R0)

Потери тепла иногда количественно определяются с точки зрения теплосопротивления стеклопакета или коэффициента сопротивления теплопередаче R0. Это значение, обратное коэффициенту теплопередачи U. R = 1/U (при переводе Европейских коэффициентов U в Российские R0 не следует забывать, что наружные температуры, используемые для расчетов, сильно отличаются).

В свою очередь, коэффициент теплопередачи U, характеризует способность конструкции передавать тепло. Физический смысл ясен из его размерности. U = 1 Вт/м2С – поток тепла в 1 Ватт, проходящий через кв. метр остекление при разнице температуры (снаружи и внутри) в 1 градус по Цельсию (В Европейских странах коэффициент теплопроводности остекления рассчитывается согласно EN 673). Чем меньше получаемое в результате число, тем лучше теплоизоляционная функция светопрозрачной конструкции.

Надежные компании-производители светопрозрачных конструкций ставят коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета в зависимость не только от качества самой конструкции, но и от применения особых технологических операций в процессе изготовления продукции, например, нанесения специального магнетронного, солнцезащитного и энергосберегающего покрытия на поверхность стекла, специальных технологий герметизации, заполнения междустекольного пространства инертными газами и т.п.

В результате этот показатель характеризует не только конкретную функцию теплозащиты, но и качество всего производственного процесса, и качество готового продукта. Эту величину рекомендуется держать под контролем и измерять регулярно — и на различных этапах изготовления, и, с особой тщательностью, на готовых образцах продукции.

Как показатель влияет на выбор стеклопакета?

В каждом регионе, а также в крупных городах нашей страны действуют определенные строительные нормы, в которых указаны требуемые показатели R0тр для стеклопакета строительного назначения. В первую очередь, на них должны ориентироваться застройщики. Но практика показывает, что эти правила соблюдаются далеко не всегда. Поэтому для удобства выбора оконных конструкций STiS мы подготовили специальную таблицу с указанием сопротивления стеклопакетов теплопередаче. Ознакомившись с ней, вы можете убедиться, насколько высоко качество нашей продукции по этому показателю, а также определиться с подходящей конструкцией для остекления своего помещения.

Формула стеклопакета 1	Приведенное сопротивление теплопередаче, м2×°С/Вт
4М1-12-4М1	0,30
4М1-Аг12-4М1	0,32
4M1-16-И4	0,59
4M1-Ar16-И4	0,66
4M1-10-4M1-10-4M1	0,47
4M1-12-4M1-12-4M1	0,49
4M1-Ar10-4M1-Ar10-4M1	0,49
4M1-Ar12-4M1-Ar12-4M1	0,52
4M1-12-4M1-12-И4	0,68
4M1-16-4M1-16-И4	0,72
4M1-Ar6-4M1-Ar6-И4	0,64
4M1-Ar10-4M1-Ar10-И4	0,71
4M1-Ar12-4M1-Ar12-И4	0,75
4М1-Аr16-4М1-Аr16-И4	0,80
4SPGU-14S-4M1-14S-4M1 Теплопакет® 2. 0	0,82
4SPGU-16S-4M1 Теплопакет® 2.0	0,57

Приведенное сопротивление теплопередаче для стеклопакетов указано с учетом всех технологических и производственных особенностей наших продуктов – использования мультифункциональных и низкоэмиссионных стекол, заполнения междустекольного пространства аргоном — газом с низкой теплопроводностью, применения в конструкциях фирменной теплой дистанционной рамки, специальных герметизирующих материалов, солнцезащитного, энергосберегающего покрытий и иных прогрессивных элементов и комплектующих.

1. Расшифровку обозначений формул стеклопакета можно посмотреть здесь.
   

Сопротивление Теплопередаче Пластиковых ПВХ Окон ✔️ DEXEN

Типичный дом теряет около 10% тепла через окна. Правильный подбор энергоэффективных окон требует четкого понимания теплопроводящих характеристик конструкций.  Для определения энергоэффективности любой дверной или оконной конструкции нужно учитывать их показатель теплопередачи. Его более высокое значение приведет к уменьшению теплопотерь, и, как результат, экономии финансов.

Что влияет на теплопроводность окон?

Под теплопроводностью пластиковых окон подразумевается их способность удерживать в помещении энергию. Но для более детального понимания данного процесса необходимо углубиться в суть вопроса.

Как известно, существуют разные способы утечки тепла через окна:

• Около 30 процентов энергопотерь – это результат перемещения потоков воздуха в стеклопакетах и воздушных камерах. Также частично тепло передается через профильную систему.
• Примерно 70 процентов тепла уходит из помещения вместе с ИК волнами.

Проанализировав эти данные, удастся предпринять меры для снижения энергопотерь. Так как ИК волны проходят через стекла, именно на них нужно сделать особый акцент. Как известно, на стеклопакеты приходится наибольшая площадь оконной конструкции. Они должным образом пропускают свет, но при этом являются одним из источников утечки тепла. Согласно статистическим данным, добиться существенного повышения энергоэффективности удается в случае задержки инфракрасных волн.

Безусловно, также нужно обратить внимание на профильные системы, поскольку именно их особенности оказывают непосредственное влияние на коэффициент сопротивления теплопередаче. К примеру, от формы профильного сечения зависит глубина посадки и максимально доступный показатель толщины стеклопакетов. Эти размеры, в свою очередь, влияют на показатель энергоэффективности оконных конструкций. Помимо всего прочего, качественные профильные системы способны свести к минимуму теплообмен по периметру световых проемов и снижение температуры из-за холода, исходящего от бетонных стен. Все вышеописанные процессы в совокупности становятся ключевыми факторами снижения температуры внутри помещений.

Последняя причина, по которой теплопроводность оконных изделий может находиться на низком уровне, связана с герметичностью. Математический расчет данного параметра – довольно-таки сложный процесс. Поэтому человек, заказывающий окна, должен всегда помнить о том, что добиться оптимальной герметичности можно будет за счет надежной фурнитуры и армированного профиля. Отдельного внимания заслуживает качество монтажа. Если во время установки специалисты не придерживаются базовых правил, со временем конструкция постепенно начнет разгерметизироваться.

Вычисление общей теплопроводности окна

Для определения показателя сопротивления теплопередачи не нужно обладать особыми знаниями. Достаточно будет использования теплотехнической информации о профильных системах наряду со стеклопакетами. Делать акцент нужно сразу на нескольких коэффициентах. Беря во внимание теплопроводность створок с рамами и стеклопакетами, удастся получить точные данные. Во время вычислений обязательно учитываются показатели:

• R sp – коэффициент стеклопакета.
• R p – коэффициент переплета окна.
• β – отношения площади светопрозрачной части изделия к общей оконной площади.

Эти показатели нужны для вычисления теплопроводности конструкции по формуле:

R= R sp×R p/((1- β)×Rsp + β×R p).

У каждого профиля и стеклопакета свои коэффициенты, поэтому определить среднее значение не представляется возможным. В ином случае все окна удерживали бы тепло совершенно одинаково. Для вычисления площади переплета показатель длины составных элементов створок с рамами умножается на ширину профилей, после чего значения суммируются. Площадь остекления приравнивается к площади световых проемов.

Показатель теплопередачи профильной системы

В ГОСТ 30673-99 указаны требования к энергоэффективности ПВХ конструкций:

• 3-х камерные ПВХ профили — 0,6-0,69 (м2•°С)/Вт.
• 4-х камерные ПВХ профили — 0,7-0,79 (м2•°С)/Вт.
• 5-и камерные ПВХ профили более 0,80 (м2•°С)/Вт.

Так как на рамы со створками уходит приблизительно 30% от всей площади проема, коэффициент теплопередачи окна примерно на треть зависит от того, какие свойства имеет пластиковый профиль. На характеристики ПВХ конструкций влияет то, сколько камер имеет профиль, насколько толстыми являются внешние и внутренние стенки, присутствует ли армирование и на какую глубину установлены окна.

Показатель теплопередачи стеклопакета

Поскольку на световые проемы приходится примерно 70% от всей площади профиля, они оказывают максимальное влияние на показатели энергоэффективности. Выбирая подходящие оконные конструкции, особый акцент всегда делается на сопротивлении теплопередаче стеклопакетов, ведь именно благодаря данному показателю покупатель примерно понимает, насколько сильно из помещения будет утекать тепло. Так, например, в случае сбора створок и рам из энергоэффективных профильных систем из 6 камер, но установки в световых проемах базовых однокамерных стеклопакетов минимальной толщины, через оконные конструкции в помещение будут попадать холодные воздушные потоки.

Для снижения коэффициента теплопередачи стеклопакета нет смысла в постоянном увеличении его толщины. Не стоит забывать и об ограничениях в количестве камер. Чтобы нивелировать утечки тепла, инженеры разработали технологии, направленные на значительное улучшение энергоэффективности стеклопакетов:

• Внутренние камеры наполняются инертным газом, что приводит к снижению конвекции.

• Внутренняя сторона стекла покрывается металлизированным слоем для отражения инфракрасного излучения.

• На стеклопакеты наносятся невидимые элементы нагрева, которые выполняют роль тепловой завесы.

На сегодняшний день наиболее распространенной считается вторая технология. Благодаря селективным энергосберегающим стеклопакетам действительно удается добиваться удержания тепла внутри помещений и сокращения расходов на отопление. Как показала практика, установка однокамерной конструкции такого класса ничем не отличается от тяжелого двухкамерного изделия толщиной 40 мм. Еще более эффективное решение — комбинировать инертный газ с селективным слоем.

Коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов

Теплота окна во многом зависит от значения коэффициента сопротивления теплопередаче стеклопакета. Для расчета данной физической величины используется формула Ro=1/k, в которой k является коэффициентом теплопроводности (его используют в странах, где действуют стандарты DIN).

В нашей стране был сделан выбор в пользу обратной величины, так как она считается более понятной. Чем выше Ro, тем лучше энергоэффективность окна – коэффициент влияет на то, насколько много тепла пройдет через квадратный метр стеклопакета при температурной разнице. Создавая продукцию, производители должны делать акцент на сопротивлении теплопередаче стеклопакета. Согласно ГОСТ, допустимыми являются значения Ro от 0,3 до 0,8 м²×°C/Вт.

Как рассчитать коэффициент теплопроводности?

Для покупателей указывается максимально простая информация, так как они заинтересованы исключительно в конечном результате. На деле же процесс расчета коэффициента теплопроводности является довольно-таки сложным. Стеклопакет включает в себя разные составные элементы. Речь идет о:

• Дистанционной рамке.
• Воздухе либо инертном газе.
• Селективном слое.
• Стекле.

У всех вышеописанных материалов совершенно разный показатель теплопроводности. Это обязательно учитывается, когда в лабораториях проводятся испытания и расчеты. Но чтобы понимать происходящие процессы, используется более простая формула:

Ro=S×T/W.

В данном случае под T подразумевают температурную разницу в комнате и на улице. S является площадью стеклопакета, а W используется для обозначения количества тепловой энергии, которая проходит через световой проем.

Используя эту формулу, можно будет ознакомиться с точными теплозащитными показателями стеклопакета. Более того, с ее помощью удастся понять, какие отопительные расходы ожидают вас в зимний сезон.

Сопротивлении теплопередаче оконного стеклопакета

Заказывая окна, потребитель может не заниматься самостоятельным расчетом или связаться с менеджерами для получения информации, ведь производители указали теплотехнические свойства стеклопакетных конструкций, пользующихся наибольшим спросом.

Для расшифровки формулы стеклопакета нужно придерживаться определенной последовательности: стекло – внутренняя камера – стекло. Буква «а» свидетельствует о наличии инертного газа в аргоне, а «k» означает, что стекло покрыто металлизированным слоем, имеющим энергосберегающий эффект. Согласно данным из таблицы, наиболее теплыми являются стеклопакеты, имеющие селективный слой и газ в двух камерах.

Пластиковые окна DEXEN в Крыму

Выбирая оконную конструкцию, не стоит делать акцент исключительно на коэффициенте теплопередачи стеклопакетов – в таблице указана также информация о звукоизоляции, которая заслуживает особого внимания. Звукоизоляция особенно актуальна для людей, проживающих в центре мегаполисов или рядом с автомагистралями и другими шумными местами.

Если при заказе не учитывать сопротивление теплопередаче и ориентироваться в первую очередь на цену, в дальнейшем это может привести к значительным денежным потерям. Во избежание подобного, рекомендуется делать выбор в пользу пятикамерных профилей, имеющих системную глубину более 70 мм либо селективных стеклопакетов с показателем толщины более 32 мм.

Переплатив за подобные конструкции сейчас, вы вернете переплату уже в ближайшие 2-3 года, после чего энергоэффективные изделия будут «работать» на прибыль, так как владельцу помещения не придется переплачивать за его отопление. Но преимущество данных моделей заключается не только в экономии. С их помощью комфортная температура поддерживается даже в том случае, если за окном сильный ветер или мороз. Более того, выбирая стеклопакет, не забывайте об учете площади световых проемов, так как чем выше этот параметр, тем меньшими будут теплопотери.

Заказать окна для любой климатической зоны можно у официальных представителей компании DEXEN по всему Крыму.

Интересные статьи

Фиксаторы для окон — это элемент фурнитуры, функция которого состоит…

Арочное окно может стать настоящей визитной карточкой дома классического или…

Теплота в доме или квартире обеспечивает комфорт, уют, отличное самочувствие.…

Основы термостойкости | Celsia

Сегодняшний гостевой блог, посвященный основам теплового сопротивления, ведет доктор Джеймс Стивенс, профессор машиностроения из Университета Колорадо. Доктор Стивенс специализируется на численном и аналитическом анализе теплопередачи, охватывающем как стационарные, так и переходные ситуации, с приложениями к тепловой истории, тепловому отклику, электронному охлаждению, температурным профилям, тепловому расчету и определению скорости теплового потока.

Аналогия теплового сопротивления

Термическое сопротивление — это удобный способ анализа некоторых проблем теплопередачи с использованием электрической аналогии, чтобы упростить визуализацию и анализ сложных систем. Он основан на аналогии с законом Ома:

В законе Ома для электричества «V» — это напряжение, которое вызывает ток величиной «I». Величина тока, протекающего при заданном напряжении, пропорциональна сопротивлению (R _elec ). Для электрического проводника сопротивление зависит от свойств материала (например, медь имеет более низкое сопротивление, чем дерево) и физической конфигурации (толстые короткие провода имеют меньшее сопротивление, чем длинные тонкие провода).

Для одномерных стационарных задач теплообмена без внутреннего тепловыделения тепловой поток пропорционален разности температур согласно следующему уравнению:

где Q — тепловой поток, k — свойство материала теплопроводность, A — площадь, нормальная к потоку тепла, Δx — расстояние, на которое течет тепло, а ΔT — разница температур, управляющая тепловым потоком.

Если провести аналогию, сказав, что электрический ток течет подобно теплу, и сказав, что напряжение управляет электрическим током так же, как разность температур управляет тепловым потоком, мы можем записать уравнение теплового потока в форме, аналогичной закону Ома: 

, где R _th  – тепловое сопротивление, определяемое как: Так же, как и электрическое сопротивление, тепловое сопротивление будет выше для небольшой площади поперечного сечения теплового потока (A) или для большого расстояния (Δx).

Обоснование

Теперь, зачем со всем этим заморачиваться? Ответ заключается в том, что тепловое сопротивление позволяет нам решать довольно сложные проблемы относительно простыми способами. Мы еще поговорим о различных способах его использования, но сначала давайте рассмотрим простой случай, чтобы проиллюстрировать преимущества.

Предположим, что мы хотим рассчитать поток тепла через стену, состоящую из трех различных материалов, и нам известны температуры каждой внешней поверхности, T _A и T _B , а также свойства и геометрия материала. Мы можем написать уравнение проводимости для каждого материала: алгебраически решить эти три неизвестных не составит большого труда, однако, если мы воспользуемся аналогией с тепловым сопротивлением, нам не нужно будет делать даже столько работы:0003

, где

, и мы можем найти Q за один шаг.

Объединение тепловых сопротивлений

В этом простом примере показано, как последовательно объединять несколько тепловых сопротивлений, структура которых аналогична электрическому аналогу: и параллельно:

За пределами проводимости

До сих пор мы говорили о тепловом сопротивлении, связанном с проводимостью через плоскую стенку. Для стационарных одномерных задач другие уравнения теплопередачи могут быть сформулированы в формате теплового сопротивления. Например, изучите закон охлаждения Ньютона для конвекционного теплообмена:

где Q — тепловой поток, h — коэффициент конвективной теплопередачи, A — площадь, на которой происходит теплопередача, T _s — температура поверхности, на которой происходит конвекция, а T _inf — температура жидкости в свободном потоке. Как и в случае теплопроводности, существует разница температур, управляющая тепловым потоком. В этом случае тепловое сопротивление будет равно:

. Аналогично, для лучистой теплопередачи от серого тела:

, где Q — тепловой поток, ε — коэффициент излучения поверхности, σ — постоянная Стефана-Больцмана, Т _s — температура поверхности излучающей поверхности, а T _surr — температура окружающей среды. Разлагая на множители выражение для температуры, тепловое сопротивление можно записать:

Преимущество: простая постановка задачи

Формулировки теплового сопротивления могут упростить постановку довольно сложной задачи. Представьте, например, что мы пытаемся рассчитать тепловой поток от потока жидкости известной температуры через композитную стенку к воздушному потоку с конвекцией и излучением, происходящими на стороне воздуха. Если известны свойства материала, коэффициенты теплопередачи и геометрия, формула уравнения очевидна:

Теперь для решения этой конкретной задачи может потребоваться итеративное решение, поскольку радиационное тепловое сопротивление содержит внутри себя температуру поверхности, но установка проста и понятна.

Преимущество: Понимание проблемы

Формулировка теплового сопротивления имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что очень ясно, какие части модели контролируют теплопередачу, а какие не важны или даже незначительны. В качестве конкретной иллюстрации предположим, что в последнем примере термическое сопротивление со стороны жидкости было 20 К/Вт, что первый слой в композитной стене был сделан из пластика толщиной 1 мм с тепловым сопротивлением 40 К/Вт, что второй слой состоял из стали толщиной 2 мм с термическим сопротивлением 0,5 К/Вт, а тепловое сопротивление конвекции в воздух составляло 200 К/Вт, а тепловое сопротивление излучению в окружающую среду составляло 2500 К/Вт, исходящему от поверхность с коэффициентом излучения 0,5.

Мы можем многое понять о проблеме, просто рассматривая тепловое сопротивление. Например, поскольку сопротивление излучению параллельно гораздо меньшему сопротивлению конвекции, это будет иметь небольшое влияние на общее тепловое сопротивление. Увеличение коэффициента излучения стены до единицы улучшит общее тепловое сопротивление только на 5%. Или полное игнорирование излучения приведет к ошибке всего в 6%. Точно так же тепловое сопротивление стали последовательное и ничтожно мало по сравнению с другими сопротивлениями в системе, поэтому независимо от того, что делается с металлическим слоем, это не будет иметь большого эффекта. Замена стали на чистую медь, например, улучшит общее тепловое сопротивление только на 0,2%. Наконец, ясно, что управляющим тепловым сопротивлением является конвекция со стороны воздуха. Если бы было возможно удвоить коэффициент конвекции (скажем, за счет увеличения скорости воздуха), один только этот шаг уменьшил бы общее тепловое сопротивление на 36%.

Проводимость за плоскостью стенки

Термическое сопротивление можно также использовать для других геометрий проводимости, если они могут быть проанализированы как одномерные. Термическое сопротивление проводимости в цилиндрической геометрии составляет:

, где L — осевое расстояние вдоль цилиндра, а r ₁ и r ₂ показаны на рисунке.

Тепловое сопротивление для сферической геометрии составляет:

с r ₁ и r ₂ , как показано на рисунке.

Заключение

Термическое сопротивление является мощным и полезным инструментом для анализа задач, которые можно аппроксимировать как одномерные, стационарные и не имеющие источников тепловыделения.

Свяжитесь с компанией Celsia, чтобы сообщить о следующей задаче теплового проектирования. Мы специализируемся на разработке и производстве радиаторов с использованием жидких двухфазных устройств: тепловых трубок и испарительных камер.

← Прочная электроника | Стандарты и решения для тепловых труб Гибка тепловых трубок | Как это влияет на испарительные камеры и тепловые трубки →

Понимание разницы между тепловым сопротивлением и теплопроводностью – C-Therm Technologies Ltd.

Введение

Тепловое сопротивление (R) и теплопроводность (C) материалов являются обратными величинами и могут быть получены из теплопроводности (k) и толщины материалов. Прибор для измерения теплопроводности C-Therm Trident измеряет теплопроводность и, следовательно, открывает путь к определению теплового сопротивления и теплопроводности.

На этой странице мы собираемся описать и объяснить, как получить тепловое сопротивление и теплопроводность из теплопроводности.

Измерение теплопроводности с помощью Trident

Теплопроводность (значение k)

Теплопроводность – это временная скорость стационарного теплового потока через единицу площади однородного материала, вызванного единичным градиентом температуры в направлении, перпендикулярном этой единице площади, Вт/м⋅K .

Где,

L – Толщина образца (м)
T – Температура (K)
q – Расход тепла (Вт/м2)

Уравнение 1 – Теплопроводность

Термическое сопротивление (значение R)

Термическое сопротивление – это разница температур в установившемся режиме между двумя определенными поверхностями материала или конструкции, которая вызывает удельный тепловой поток через единицу площади, К⋅м2/Вт. Таким образом, в соответствии с этим определением и уравнением 1 можно получить уравнение 2.

Как указано в уравнении 2, значение теплового сопротивления можно определить, разделив толщину на теплопроводность образца. При испытании на тепловое сопротивление для определения сопротивления используется расходомер тепла. Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию об испытании термостойкости вашего образца.

Уравнение 2. Термическое сопротивление

Теплопроводность

Теплопроводность – это временная скорость стационарного теплового потока через единицу площади материала или конструкции, вызванного единичной разницей температур между поверхностями тела, Вт/м2⋅К. Значение C, следовательно, является обратной величиной значения R и может быть выражено уравнением (3).

Следовательно, значение теплопроводности можно рассчитать, разделив теплопроводность на толщину образца.

Уравнение 3 – Теплопроводность

Области применения

Тепловое сопротивление и теплопроводность можно удобно рассчитать исходя из теплопроводности и толщины материала.