П.Н. Тарасюк, аспирант, П.А. Трубаев, д.т.н, А.В. Кривоносов, аспирант

Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова, Россия

Эффективность использования солнцезащитной

оконной пленки

В последнее время широкое распространение получили энергосберегающие стекла и пленки, которые называют еще низкоэмиссионными или селективными из-за способности задерживать определенную частоту излучения [1]. В летнее время такие покрытия защищают помещения от солнечного излучения, в зимнее – снижают потери теплоты через окна.

Исследования влияние таких покрытий на показатели микроклимата в помещении практически нет. В работе [2] с целью выявления эффективности применения селективных (теплоотражающих) стекол были проведены натурные испытания в зимних условиях эксплуатации. Было установлено, что термическое сопротивление окон с такими стеклами окна на 40% выше, чем обычных. Согласно данным, приведенным в работе [3], нанесение селективного покрытия на стекла увеличивает их термическое сопротивление на 70-115% и уменьшает в зимний период температуру с внешней поверхности стекла на 2°С.

Для определения степени влияния энергосберегающей оконной пленки на микроклимат в помещении в летнее время был произведен мониторинг температур в двух офисных помещениях, расположенных в бизнес-инкубаторе ОГУ «Белгородский региональный ресурсный инновационный центр». Оба помещения имели одинаковую площадь и конструкцию окон, находились рядом на одной стороне западного фасада на шестом этаже здания. В офисе № 603 на оконных стеклах была наклеена энергосберегающая оконная керамическая пленка торговой марки KorQu (Корея), контрольный офис № 607 имел обычные немодернизированные оконные стекла. Оба офиса кондиционерами оборудованы не были. При измерении использовались два логгера температур Testo 174 H. Непрерывные измерения проводились в течении месяца с 22 августа по 23 сентября 2011 г., температуры воздуха в помещениях записывались с интервалов в пять минут. Метеорологические данные для г. Белгорода за указанные период (температура наружного воздуха и степень облачности) были взяты на сайте http://rp5.ru

Время эксперимента было выбрано с условием, что бы температура наружного воздуха была равна или ниже температуры в помещении, таким образом нагрев воздуха в помещении происходил в основном за счет инсоляции. Согласно СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» среднемесячное дневное поступление суммарной солнечной энергии на поверхность Земли для широты 50° в июне и июле в 1,5 раза выше, чем в сентябре. Поэтому в летнее время нагрев помещений за счет солнечного излучения был бы выше, чем в период измерений.

В табл. 1 представлены средние температуры воздуха в помещениях. Из данных табл. видно, что ночью средняя температура в обоих помещениях близка, но днем температура в помещении с окнами, оборудованными пленкой ниже, чем в контрольном, на величину от 0,3 до 0,4°С.

Табл. 1

Средняя температура воздуха в помещении, °С

Наименование	За весь период	в том числе		Рабочие дни	в том числе		Выходные дни	в том числе
		днем	ночью		днем	ночью		днем	ночью
Помещение, оборудованное пленкой	24,5	24,9	24,2	24,6	25,0	24,2	24,4	24,6	24,2
Контрольное помещение	24,7	25,2	24,1	24,7	25,2	24,1	24,6	25,1	24,2
Разность	0,1	0,3	0,0	0,1	0,2	0,0	0,2	0,4	0,0

Для исключения влияния на показатели микроклимата режима работы офисного помещения (количества людей, работающей техники, режима проветривания) для анализа были выбраны данные за выходные дни, когда в помещениях не было людей (рис. 1).

Как видно из графика, разница температур в помещениях непостоянна. При сопоставлении дневной разницы температур со средней степенью облачности было установлена обратная зависимость между этими величинами, что показывает наличие влияние пленки на микроклимат в помещении.

Рис. 1. Температура воздуха в помещении и климатические параметры в выходные дни

Рис. 2. Зависимость разности средних дневных температур в помещении, оборудованном пленкой, и контрольном помещении, в зависимости от степени облачности

Так как данные были получены в период с низкой температурой окружающего воздуха, среднее значение которой за период испытаний было равно 15 °С (за дневное время 18°С), в более жаркий период можно прогнозировать более сильное снижение температур в помещениях, оборудованных энергосберегающей пленкой.

Можно сделать вывод, что оборудование оконных проемов энергосберегающей селективной пленкой оказывает влияние на микроклимат в помещении, делая его более комфортным, или снижает затраты энергии на работу кондиционеров. Снижение температуры в помещениях, оконные блоки которых оборудованы энергосберегающей пленкой, в солнечные дни составляет не менее 2°С.

Определим экономию энергии при кондиционировании рассматриваемого помещения. Согласно данным метеорологических наблюдений в Белгороде в летний период в среднем в месяце 16 солнечных дней, из них 13 – в рабочие дни. Продолжительность рабочего дня примем 8 часов. Таким образом, время работы кондиционера за три летних месяца

3·13·8 = 312 часов.

Уменьшение необходимой холодопроизводительности кондиционера при уменьшении температуры в помещении на Dt = 2°С

Dq = V·k·c·Dt = 150·1·1,3·2 = 390 кДж/час = 0,11 кВт,

где V– объем помещения, м³; k – кратность воздухообмена, 1/час; c – объемная теплоемкость воздуха, кДж/(м³·К).

Уменьшение потребляемой кондиционером энергии при холодильном коэффициенте, равном 3, будет равно 0,11/3 = 0,04 кВт. При стоимости электроэнергии 3,1 руб/кВт·ч экономия оплаты электроэнергии за летний период будет

0,04·3,1·312 = 39 рублей.

Площадь окон в помещении составляет 5м², стоимость установки на окна энергосберегающей пленки составит около 3500 руб, зеркальной – 1000 руб. В обоих случаях экономия электроэнергии при кондиционировании установку пленки не окупает. Таким образом основной энергосберегающий эффект при установке на окна пленок с селективным (низкоэмиссионным) покрытием будет определяться снижением затрат на отопление в зимний период. В летний период основная функция пленки будет в создании более благоприятного климата в помещении.

Краткие выводы:

Для определения влияния энергосберегающей оконной пленки на микроклимат в помещении в летнее время был произведен мониторинг температур в двух офисных помещения. Установлено, что снижение температуры в помещениях, оконные блоки которых оборудованы энергосберегающей пленкой, в солнечные дни составляет не менее 2°С. Произведена оценка энергосберегающего эффекта при кондиционировании воздуха в помещении с окнами, оборудованными пленкой с селективным (низкоэмиссионным) покрытием.

Литература:

1. Борискина И.В., Плотников А.А., Захаров А.В. Проектирование современных оконных систем гражданских зданий. – К.: изд. Домашевская О.А., 2005. – 320 с.

2. Табунщиков Ю. А., Чернов В.А. Совершенствование теплоизоляции световых проемов зданий (в условиях Крайнего Севера) // Тепловой режим, теплоизоляция и долговечность зданий: Сб. трудов НИИСФ. – М., 1981. – С. 5–7.

3. Корепанов Е. В. Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением при селективном покрытии стекол // Светопрозрачные конструкции. – 2008. – №3. – С. 61–64.