Дослідження теплотехнічних характеристик віконного блоку з урахуванням впливу експлуатаційних чинників

Abstract

Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню теплотехнічних характеристик віконного блоку з урахуванням впливу експлуатаційних чинників. Актуальність теми зумовлена високим рівнем енергоспоживання житлових і громадських будівель, значними тепловтратами через світлопрозорі огороджувальні конструкції та необхідністю підвищення енергоефективності будівельної оболонки. У роботі проаналізовано сучасний стан проблеми теплових втрат через віконні системи, розглянуто основні шляхи підвищення теплозахисних характеристик склопакетів, зокрема застосування багатокамерних конструкцій, низькоемісійного скла та інертних газів у міжскляному просторі. Окрему увагу приділено нормативній базі проєктування й оцінювання світлопрозорих огороджувальних конструкцій, порівнянню українських і європейських підходів до визначення енергоефективності віконних блоків. У розрахунковій частині досліджено залежність опору теплопередачі склопакета від кліматичних умов регіону будівництва, конструктивних параметрів скління та експлуатаційних змін, зокрема поступової дифузії аргону з камер склопакета. Встановлено, що використання низькоемісійного скла та інертного газового заповнення дає змогу підвищити опір теплопередачі та зменшити інтенсивність конвективного теплообміну всередині склопакета. Водночас тривала експлуатація, зміна газового складу, температурні коливання та кліматичні впливи можуть поступово погіршувати енергоефективні показники конструкції. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні, виборі та оцінюванні енергоефективних віконних блоків для житлових і громадських будівель з урахуванням реальних умов експлуатації.

The master's qualification thesis is devoted to the study of thermal performance characteristics of a window unit, taking into account the influence of operational factors. The relevance of the topic is determined by the high level of energy consumption in residential and public buildings, significant heat losses through transparent envelope structures, and the need to improve the energy efficiency of the building envelope. The thesis analyses the current problem of heat losses through window systems and considers the main ways to improve the thermal protection of insulated glazing units, including the use of multi-chamber glazing, low-emissivity glass and inert gases in the interpane space. Special attention is paid to the regulatory framework for the design and assessment of transparent envelope structures, as well as to the comparison of Ukrainian and European approaches to determining the energy efficiency of window units. The calculation part examines the dependence of the thermal resistance of a glazing unit on the climatic conditions of the construction region, the design parameters of the glazing and operational changes, in particular the gradual diffusion of argon from the glazing cavities. It is established that the use of low-emissivity glass and inert gas filling makes it possible to increase thermal resistance and reduce convective heat transfer inside the glazing unit. At the same time, long-term operation, changes in gas composition, temperature fluctuations and climatic effects may gradually reduce the energy performance of the structure. The obtained results may be used in the design, selection and assessment of energy-efficient window units for residential and public buildings, taking into account real operating conditions.