Закрытые ставни значительно улучшают тепло- и звукоизоляционные характеристики системы окно-ставни. Рассматривая конструкцию ставен с точки зрения теплозащиты, необходимо отметить, что в зависимости от времени года меняется характер работы ставен - как солнцезащитный экран летом и как дополнительная теплоизоляция зимой.
В зимнее время период низких температур совпадает с периодом короткого светового дня и длинной ночи, когда окна могут быть закрыты ставнями полностью. При этом экран не влияет на поступление теплового солнечного излучения, т.к. оно в зимнее время незначительно, а только изменяет термическое сопротивление системы окно-экран.
При этом наиболее эффективны наружные ставни с утепленными ламелями, толщиной 10-15 мм. Сопротивление теплопередаче такого экрана приблизительно эквивалентно обычному окну с однокамерным стеклопакетом и составляет порядка 0.36 (м2 °С)/Вт. При условии, что инфильтрация холодного воздуха через такой экран будет в пределах обычной через стандартные окна, общее термическое сопротивление окна с учетом ставен увеличится в 2 раза.
В летних условиях интенсивное солнечное излучение сопровождается длинным световым днем. Главным фактором, влияющим на микроклимат помещения, является перегрев, прежде всего связанный с тепловым излучением Солнца. Особенно важным, с этой точки зрения, следует считать расположение экрана снаружи окна, поскольку в этом случае при его нагревании теплообмен осуществляется с наружной средой - путем конвекции с наружным воздухом и излучением "на улицу". При этом защитный экран может почти полностью ограничить поступление солнечной тепловой радиации в помещение, которое на 56 град с. ш. (г. Москва) может достигать 420 Вт / м 2 на вертикальную поверхность фасада.
Система окно - ставни выглядит привлекательно с точки зрения того, что ее характеристики меняются в зависимости от закрытого или открытого положения экрана. Можно считать, что такая система обладает переменными тепло - и звукоизоляционными свойствами.
Охлаждая помещение ночью, путем открывания окон и ставен, и закрывая систему окно-ставни днем (в летнее время), можно добиться оптимального температурного режима внутри помещения в наиболее жаркие дни. Так, например, летние климатические характеристики для г. Москвы составляют:
· средняя максимальная температура t мах = + 32 ° С;
· суточная амплитуда колебаний температур наружного воздуха А = 10.7 °С;
· дневная температура наружного воздуха t дн = + 32 ° С;
· ночная температура наружного воздуха tн= + 32 - 10.7 = + 21.3 °С.
В нашем примере можно охладить помещение до ночной температуры +21.3 °С и попытаться ее сохранить в течение всего дня при помощи защитных экранов с учетом повышенной теплоизоляции ставен и высокой теплоемкости внутренних и наружных ограждающих конструкций помещения.
Термическое сопротивление и звукоизоляция зависят от конструкции ламелей (стандартные или утепленные) и воздушной прослойки между экраном и окном. Из рис. 4.13 видно, что уровень теплоизоляции системы окно-ставни повышается при увеличении расстояния между поверхностью окна и экрана. При этом такая зависимость сохраняется при условии, что это расстояние находится в пределах 4 см, свыше которого термическое сопротивление системы сохраняется практически неизменным.
С точки зрения звукоизоляции защитный экран оказывает негативное влияние при расстоянии между ним и плоскостью окна менее 4 см за счет резонансов, возникающих в системе окно-экран. При увеличении расстояния, индекс звукоизоляции конструкции растет.
Рис. 4.13. Влияние расстояния между полотном ставен и наружным стеклом окна на тепло- и звукоизоляцию системы окно-ставни