Новые задачи мотивируют нас искать решения, которые делают пространство комфортнее для людей и эффективнее в эксплуатации. Именно такую задачу перед нами поставили в проекте остекления дома на Мытнинской набережной в Санкт-Петербурге.
По проекту требовались новые окна с существенно более высокой теплозащитой, чем текущие. Перед нами стояла задача получить показатель приведенного сопротивления теплопередаче R₀ не менее 1,30 м²·°C/Вт.
Для сравнения: по действующей классификации ГОСТ 23166-2024 оконный блок с R₀ = 0,80 м²·°C/Вт уже относится к высшему классу А, такой или приближенный показатель имеют большинство качественных деревянных окон на рынке.
Разница существенная. При одинаковой площади окна и одинаковом перепаде температур переход от R₀ = 0,80 к R₀ = 1,30 означает примерно на 38% меньший расчётный тепловой поток через конструкцию.
Для проживающих это не абстрактная теплотехника. Зимой внутренняя поверхность окна остаётся теплее, поэтому рядом с большим остеклением меньше ощущается холод и слабее локальный дискомфорт от охлаждённого воздуха. Летом конструкция уменьшает передачу тепла снаружи внутрь при высокой наружной температуре. Для снижения солнечного перегрева отдельно работает правильно подобранная формула стеклопакета и покрытия стекла.
В результате системам отопления и кондиционирования приходится компенсировать меньшую тепловую нагрузку. Это влияет и на комфорт, и на эксплуатационные расходы здания.
Мы решили это задачу и создали окно с R₀ = 1,36 м²·°C/Вт .
На примере этого проекта разберём, за счёт чего мы получили такую энергоэффективность и какую роль играют рамы, стеклопакеты, уплотнения, древесина и другие части остекления.
Почему одной рамы в окне недостаточно
До проекта на Мытнинской набережной мы уже много работали с энергоэффективностью однорамных деревянных окон.
В нашем каталоге уже была конструкция Artview Energy R₀ = 1,12 м²·°C/Вт. В ней мы увеличили коробку и створку до 100 мм, стеклопакет до 53 мм, и использовали три ряда герметичных уплотнителей.
Чтобы понять, куда двигаться дальше, мы разобрали окно на элементы, каждый из которых влияет на теплопередачу:
деревянная часть, стеклопакет, герметичность уплотнения и материал рамы.
Можно было продолжать увеличивать толщину деревянной части или стеклопакета, но у такого пути есть ограничения. Растёт масса створки, нагрузка на фурнитуру и размеры элементов. Нам требовалось выйти с R₀ = 1,12 на уровень не ниже 1,30. При такой задаче продолжать увеличивать размеры однорамной конструкции утопично.
Поэтому мы стали работать не с отдельными элементами окна, а с самой схемой конструкции: вместо того чтобы продолжать увеличивать толщину одной рамы, мы разделили теплозащиту между двумя рамами. Так появился принцип, который лёг в основу двурамной конструкции ROSSI.
Как работают две рамы
В двухрамном окне тепло проходит не через один барьер, а последовательно через несколько зон.
Сначала наружное остекление принимает на себя контакт с холодным воздухом. Затем работает межрамное пространство. Благодаря этому внутренний стеклопакет находится уже не на границе «улица-помещение», а в более мягком температурном режиме. Таким образом, мы распределяем температурный перепад между несколькими слоями конструкции и внутренний стеклопакет работает более эффективно.
Формула остекления
После того как мы определились с двухрамной схемой, нужно было подобрать остекление под главную задачу проекта, максимально снизить теплопередачу через окно.
Для окон на Мытнинской набережной мы использовали энергосберегающую формулу:
4М1 + (4М1-10Ar-4И)
В наружной раме установили стекло 4М1. Во внутренней раме использовали стеклопакет 4М1-10Ar-4И: обычное стекло 4 мм, камера 10 мм с аргоном и энергосберегающее И-стекло.
Так мы получили два последовательно работающих контура остекления. Наружный принимает на себя первую часть температурного воздействия, а внутренний стеклопакет дополнительно ограничивает теплопередачу за счёт газовой камеры и низкоэмиссионного покрытия.
Конструкция ROSSI не привязана к одной формуле, ее можно менять под задачи каждого объекта. Формулу остекления мы рассматриваем как часть проектирования окна. В этом объекте основной задачей была теплозащита, и именно под неё мы собрали базовую формулу. На другом объекте к этой же конструкции можно добавить повышенную шумоизоляцию, солнцезащиту, безопасность или обогрев стекла.
| Задача окна | Что можно заложить в формулу остекления |
|---|---|
| Снизить теплопотери | Энергосберегающее низкоэмиссионное стекло, заполнение камер аргоном |
| Уменьшить нагрев от солнца, выгорание интерьеров | Солнцезащитное или мультифункциональное стекло со специальным покрытием |
| Снизить городской шум | Стёкла разной толщины, триплекс, акустическое ламинированное стекло |
| Повысить безопасность | Закалённое стекло или триплекс |
| Обеспечить приватность | Матовое, декоративное или смарт-стекло |
| Сделать поверхность стекла тёплой, включить окна в климатическую систему |
Стекло с прозрачным токопроводящим покрытием и электроподогревом |
Остекление может решать несколько задач одновременно, поэтому формулу важно определять ещё на стадии проекта.
Уплотнения: три герметичных контура
Герметичность притвора - базовый принцип для всех наших конструкций. Хороший стеклопакет и толстая деревянная часть не дадут результата, если через створку проходит воздух.
Для Rossi мы используем три ряда уплотнителей Deventer. Важно, что все три контура работают по всему периметру створки и замыкаются в последовательную систему герметизации.
С Deventer мы работаем давно. За годы эксплуатации и испытаний убедились, что материал сохраняет эластичность после многократного сжатия, восстанавливает форму и стабильно работает при перепадах температуры. Для деревянного окна это особенно важно: древесина реагирует на изменение температуры и влажности, а уплотнитель должен компенсировать небольшие изменения геометрии, сохраняя плотный прижим.
Само количество контуров ещё не говорит о герметичности окна. Можно указать два или три уплотнения в характеристиках, но если один из контуров не замкнут по всему периметру или работает без достаточного прижима, полноценного воздушного барьера не получается.
Поэтому при разработке новых конструкций мы всегда проводим испытания для подтверждения показателей.
Теплопроводность разных пород древесины
Породу древесины мы рассматриваем уже после геометрии конструкции, остекления и герметичности. Она влияет на теплопередачу, но её вклад в итоговый R₀ всего оконного блока заметно меньше.
Для сравнения используют коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м·К). Чем он ниже, тем медленнее материал проводит тепло.
| Порода древесины | Теплопроводность λ |
|---|---|
| Лиственница | 0,13 Вт/(м·К) |
| Сосна | 0,15 Вт/(м·К) |
| Дуб | 0,20 Вт/(м·К) |
Получается: меньше всего тепло проводит лиственница, затем сосна, выше показатель у дуба. Но стоит помнить, что разница между породами влияет на итоговый R₀ значительно меньше, чем сама конструкция окна, глубина деревянной части, формула остекления и герметичность притворов.
Выбирать породу дерева стоит исходя из того, что требует проект: например, дуб имеет более высокую теплопроводность, чем сосна или лиственница, но более прочный и эстетически ценный.
Испытания конструкции Rossi: что говорят цифры
Теплотехнические характеристики отдельных материалов полезны на этапе проектирования, но итоговый результат дают только испытания готовой конструкции. Такие испытания мы проводим всегда при выводе новой конструкции и, если того требует, конструкции для отдельных проектов.
В протоколах нас интересуют три основных показателя: приведённое сопротивление теплопередаче R₀, объёмная воздухопроницаемость при ΔP = 100 Па и изоляция воздушного шума транспортного потока, дБА
Испытания проводят сертифицированные организации и по итогу выдают протокол с подтвержденными показателями.
При испытании на сопротивление теплопередаче оконный блок устанавливают между тёплой и холодной зонами климатической камеры. В них создают разные температурные условия и после выхода конструкции на стабильный режим измеряют температуры поверхностей и тепловой поток, проходящий через окно. По этим данным рассчитывают приведённое сопротивление теплопередаче R₀.
Герметичность проверяют иначе. Окно устанавливают в испытательную камеру, создают заданный перепад давления и измеряют количество воздуха, которое проходит через закрытую конструкцию. Одной из обязательных контрольных точек является 100 Па. Чем меньше измеренный расход воздуха, тем герметичнее окно.
Звукоизоляцию проверяют отдельно. Оконный блок устанавливают между двумя помещениями акустической камеры. С одной стороны создают контролируемый шум, с другой измеряют, сколько звука прошло через окно в разных диапазонах частот. По результатам рассчитывают звукоизоляцию всей конструкции и показатель изоляции шума транспортного потока в дБА.
По результатам испытаний конструкция ROSSI показала:
R₀ = 1,36 м²·°C/Вт
объёмная воздухопроницаемость при 100 Па = 1,1 м³/(ч·м²)
изоляция воздушного шума транспортного потока = 43 дБА
У новой конструкции оказался и дополнительный эффект. Испытания ROSSI показали высокий показатель изоляции воздушного шума транспортного потока. То есть решение, которое мы прежде всего развивали ради теплозащиты, одновременно дало высокий акустический результат. Для дома на набережной это оказалось особенно полезным.
Мы начинали с задачи снизить теплопотери. В итоге получили самое теплое и тихое окно в нашем каталоге.
Вопросы об энергоэффективных деревянных окнах
Что такое R₀ окна и что показывает этот показатель?
R₀, или приведённое сопротивление теплопередаче, показывает, насколько хорошо готовый оконный блок сопротивляется передаче тепла. Чем выше R₀, тем меньше тепла проходит через конструкцию при одинаковой площади окна и одинаковом перепаде температур.
По ГОСТ 23166-2024 класс А начинается с R₀ = 0,80 м²·°C/Вт. У испытанной конструкции ROSSI этот показатель составляет 1,36 м²·°C/Вт. (Источник: Гарант)
От чего зависит энергоэффективность деревянного окна?
Не от одного параметра. На теплозащиту влияют конструкция рамы, её глубина, формула остекления, герметичность притворов, количество рам и свойства древесины.
Именно поэтому мы испытываем готовый оконный блок целиком, а не оцениваем энергоэффективность только по стеклопакету или толщине деревянной части.
Почему двухрамное окно теплее однорамного?
В двухрамной конструкции между улицей и помещением работают несколько последовательных зон: наружное остекление, межрамное пространство и внутренний стеклопакет.
Температурный перепад распределяется между ними, поэтому внутреннее остекление работает в более мягких условиях. В ROSSI такой принцип позволил получить R₀ = 1,36 м²·°C/Вт. (Источник: Крамарев)
Какая формула стеклопакета лучше сохраняет тепло?
Универсальной формулы нет. Для теплозащиты используют низкоэмиссионное энергосберегающее стекло, газовое заполнение камер и правильно подобранные расстояния между стёклами.
В стандартной ROSSI используется формула 4М1 + (4М1-10Ar-4И): наружное стекло и внутренний стеклопакет с аргоном и энергосберегающим И-стеклом. Формулу можно изменить под требования конкретного проекта. (Источник: Крамарев)
Зачем нужен аргон в стеклопакете?
Аргон используют для уменьшения теплопередачи внутри камеры стеклопакета. Он работает вместе с энергосберегающим покрытием стекла и другими элементами формулы.
Поэтому сам по себе аргон не делает окно энергоэффективным. Значение имеет вся конструкция стеклопакета и окна.
Сколько контуров уплотнения должно быть у тёплого окна?
Само количество ещё не определяет герметичность. Важно, чтобы уплотнения работали по всему периметру створки и обеспечивали плотный прижим.
В ROSSI и Artview Energy мы используем три ряда уплотнителей. Герметичность затем проверяем при испытаниях готового блока. Для ROSSI объёмная воздухопроницаемость при перепаде давления 100 Па составила 1,1 м³/(ч·м²), класс А. (Источник: Крамарев)
Какая древесина лучше сохраняет тепло: сосна, лиственница или дуб?
Чем ниже коэффициент теплопроводности λ, тем медленнее древесина проводит тепло. Для используемых нами пород ориентиры составляют 0,13 Вт/(м·К) для лиственницы, 0,15 для сосны и 0,20 для дуба.
При этом порода древесины влияет на общий R₀ меньше, чем конструкция окна, остекление и герметичность. Поэтому материал выбирают не только по теплотехнике, но и по требованиям к прочности, фактуре и дизайну.
Можно ли сделать деревянное окно одновременно тёплым и тихим?
Да. Теплозащита и шумоизоляция зависят от разных, но связанных элементов конструкции.
ROSSI разрабатывали прежде всего для получения высокой теплозащиты. Испытания показали R₀ = 1,36 м²·°C/Вт и одновременно 43 дБА изоляции воздушного шума транспортного потока. (Источник: Крамарев)
Можно ли изменить формулу остекления под конкретный проект?
Да. Формула может учитывать не только энергосбережение, но и шумоизоляцию, солнцезащиту, безопасность, приватность и подогрев стекла.
Поэтому мы определяем состав остекления после того, как понимаем условия конкретного объекта и требования к каждому проёму. Для ROSSI производителем предусмотрен индивидуальный подбор формулы остекления. (Источник: Крамарев)
Какое деревянное окно имеет самый высокий показатель теплозащиты?
Среди опубликованных испытанных конструкций Kramarev Group самый высокий показатель сопротивления теплопередаче сейчас имеет двухрамная ROSSI: R₀ = 1,36 м²·°C/Вт. Для сравнения, Artview Energy показывает R₀ = 1,12 м²·°C/Вт, Artview Base — 0,80 м²·°C/Вт.
Обсудить проект
Если в вашем проекте есть повышенные требования к теплозащите, акустике, большой площади остекления или другим характеристикам, лучше учитывать их ещё до выбора оконной конструкции.
Расскажите нам об объекте и требуемых показателях. Мы разберём задачу и предложим конструкцию, рассчитанную именно под неё или создадим конструкцию под ваш проект.