preskočiť na hlavný obsah

Nízkoemisné dvojsklá a trojsklá

/up/images/featured/images/nizkoemisne_0.jpg

Veľké zasklené plochy fasád fascinujú svojou ľahkosťou a architektonickým výzorom. Zabezpečujú pre miestnosti svetlo a výhľad. Transparentné konštrukcie výrazne ovplyvňujú stav vnútorného prostredia budov, potrebu tepla na vykurovanie a potrebu tepla na chladenie, vnútorné povrchové teploty na zasklení. Komfortné vnútorné prostredie v budovách v značnej miere závisí od množstva a spektrálneho zloženia žiarení a tepelných tokov prechádzajúcich zasklením, od jeho tepelnoizolačných, zvukovoizolačných a ďalších vlastností. Ako to vyzerá s tepelnou bilanciou budov na bývanie s dvojsklom alebo trojsklom srozlične kombinovanými optickými a energetickými vlastnosťami? Na túto otázku autor dáva odpoveď v príspevku.

Sklá pre izolačné dvojsklá a trojsklá

Používajú sa sklá s rozličnými funkčnými a stavebno-fyzikálnymi vlastnosťami.

•    Číre bezfarebné sklá (float) sú sodno-vápenaté priehľadné sklá. Vyrábajú sa plavením nepretržitého pásu skla na hladine roztaveného kovu. Majú prirodzený lesklý povrch a neskres-ľujúcu priehľadnosť, s trvalými vlastnosťami ako sú napr. priehľadnosť, odolnosť proti pôsobeniu vody, atmosférickým vplyvom. Dostupné sú v hrúbkach od 2 až 25 mm. V dôsledku svojej krehkosti neodoláva toto sklo teplotným amplitúdam, tak ako iné materiály v stavebníctve. Všeobecne platí, že sklo s menšou hrúbkou odoláva náhlym teplotným zmenám lepšie ako sklá väčších hrúbok. Krátke zmeny teploty v rozsahu _ 40 K nespôsobujú kritické pnutia. Odolnosť skla proti teplotným namáhaniam sa zušľachťuje tvrdením. Svetoví výrobcovia skiel ich v svojom výrobnom programe rozličným spôsobom pomenovávajú, napr. Saint Gobain označuje tieto sklá PLANILUX®, AGC používa označenie PLANIBEL CLEAR®.

•    Extra číre sklá sú vyrábané pod názvami Diamant® (Saint Gobain) alebo Clearvision® (AGC). Znížením obsahu železa v skle Float sa dosahujú lepšie priepustnosti svetla a energie slnečného žiarenia. Tým sa tieto sklá stávajú zaujímavé na konštrukciu izolačných dvojskiel a troj-skiel pre vykurované budovy, kde sa žiada čo najlepšia priepustnosť energie slnečného žiarenia. Uplatňujú sa vdvojsklách a najmä v trojsklách, pri ktorých sa dosahuje najvyššia priepustnosť energie slnečného žiarenia pre nízkoenergetické budovy, pasívne domy.

•    Sklá farbené v hmote - väčšinou ide o absorpčné sklá, ktoré sa vyznačujú zvýšenou hodnotou pohltivosti slnečného žiarenia. Táto vlastnosť sa dosahuje väčším obsahom kysličníkov kovov (niklu, medi, železa), čím sklo získa zafarbenie do modra, zelena alebo bronzova. Farebný odtieň je do veľkej miery ovplyvnený hrúbkou skla. Preto sa na celú fasádu musí použiť rovnaká hrúbka skla. Farebný účinok je rovnaký z vnútra aj zvonka. Tieto sklá môžu byť tvrdené, pokovované, ohýbané. Používajú sa v izolačných dvojsklách. Pretože absorpčné sklá pohltia viac tepla ako číre sklá treba pri ich aplikácii počítať s dištančnými škárami.

•    Sklá reflexné proti slnečnému žiareniu sa vytvárajú tenkou pyroliticky nanesenou vrstvou kysličníkov kovov. Táto vrstva sa nanáša buď na číre sklá alebo na sklá farbené v hmote. Tieto sklá majú nižšiu celkovú priepustnosť energie slnečného žiarenia. V dôsledku reflexných vlastností povrchu skla je znečistenie a poškriabanie viacej viditeľné ako pri čírom skle. Fasády s týmito reflexnými povrchmi na pozícii 1 (obr. 1) sa musia častejšie umývať. Tieto sklá môžu byť tvrdené, pokovované, ohýbané. Ak sú pokovované nízkoemisnou vrstvou reflexná vrstva býva na pozícii 2. Používajú sa v izolačných dvojsklách. Reflexná vrstva však vyžaduje pri narábaní a spracovaní skla určitú opatrnosť. Pokovovaná strana skla sa musí chrániť pred stykom s náradím. Pri rezaní sa sklo musí položiť nepokovovanou stranou na stôl. Rezanie sa vykoná na pokovovanej strane, ale obrúsené zrnká skla sa z pokovovanej strany musia umyť vodou.

•   Sklá nízkoemisné a selektívne majú pokovovanie na povrchu skla, ktoré ovplyvňuje sálanie v priestore medzi sklami vzduchovej (plynovej) vrstvy aovplyvňuje viac alebo menej optické vlastnosti skla. Prívlastok nízkoe-misná znamená, že jeden povrch skla do uzavretej vzduchovej (prípadne plynovej) vrstvy má zníženú emisivitu proti tepelnému sálaniu (infračervenému žiareniu) 8 = 0,01 až 0,1. Prívlastok selektívna znamená že, zasklenie má rozdielne vlastnosti v rôznych oblastiach spektra elektromagnetického žiarenia (vyjadrené indexom selektivity TV /g teda pomerom svetelnej priepustnosti a celkovej priepustnosti energie slnečného žiarenia).

Pokovovanie jedného povrchu skla predstavuje tenký kovový film menší ako 1 tisícina mm. Tento film je charakteristický nízkou emisivitou (pohltivosťou) infračerveného žiarenia (tepelného sálania) a súčasne je transparentný (priepustný) pre slnečné žiarenie. Tenký kovový povlak má nízku emisivitu a teda vyššiu schopnosť odrážať dlhovlnné tepelné sálanie. Tenké kovové povlaky sa nanášajú na sklo, prípadne plastickú fóliu pri výrobe. Používa sa technika pyrolitická t. j. štiepenie kovu teplom (tvrdé pokovovanie), alebo pokovovanie rozprašovaním (mäkké pokovovanie). Hrúbka vrstvy pri rozprašovaní je iba 1/10 000 hrúbky ľudského vlasu. Pokovovanie rozprašovaním vo vákuovej komore je nízkoteplotný proces, a preto sa môže aplikovať aj na plastické fólie. Optické a tepelnotechnické vlastnosti takýchto zasklení sa líšia podstatne od parametrov štandardného číreho stavebného skla.

•   Bezpečnostné sklá majú zabezpečiť aktívnu a pasívnu bezpečnosť. Pasívnou bezpečnosťou je ochrana človeka pred poranením spôsobeným samotným sklom. Tieto požiadavky sa zabezpečia bezpečnostným sklom tvrdeným. Pri jeho rozbití vzniknú úlomky s tupým okrajom, čím sa zmenší riziko zranenia. Takéto sklá sa vyrábajú na báze skiel float kalením. Iným riešením je bezpečnostné sklo lepené. Pri jeho rozbití viaže pružná vrstva medi sklami sklenené úlomky. Nevznikajú voľné čiastky s ostrými okrajmi a otvor v skle ostáva uzavretý.

Izolačné dvojsklá

Viacnásobný systém zasklenia (izolačné dvojsklá a trojsklá) predstavuje sklenené tabule s rovnakými alebo rozlične kombinovanými stavebnofyzikálnymi vlastnosťami. Priestor medzi sklami sa vypĺňa vzduchom alebo inertným plynom s predpísanou koncentráciou plnenia. Dištančné profily rozličnej materiálovej bázy (hliník, nerez, vytužený plast) vymedzujú šírku uzavretej vzduchovej (plynovej) vrstvy, ktorá sa vytvára pomocou dištančného profilu a trvale pružného a trvale plastického tmelu. Materiál dištančného profilu podstatným spôsobom ovplyvňuje vnútornú povrchovú teplotu na okraji zasklenia. Priestor dutého dištančného profilu sa vyplní absorpčným prostriedkom na regulovanie vlhkosti v uzavretej dutine.

V poslednom období sa vyvinulo veľké množstvo nových typov zasklení a vlastnosti mnohých druhov skiel sa vylepšili tak, aby flexibilne uspokojovali rôznorodé a náročné požiadavky architektov a projektantov z hľadiska tepelnoizolačných vlastností, akustických vlastností, zabezpečenia denného osvetlenia, bezpečnosti, ochrany pred prehrievaním v letnom období. Mnohé z požiadaviek na vlastnosti transparentných konštrukcií sú protirečivé a niekedy najvhodnejšie riešenie je výsledkom kompromisu.

Základné vlastnosti skiel a zasklení

Základné vlastnosti skiel a zasklení sa charakterizujú minimálne týmito stavebno-fyzikálnymi vlastnosťami (obr. 1):
•    činiteľ svetelnej priepustnosti TV (-),
•    odrazivosť svetla p (-),
•    súčiniteľ prechodu tepla Ug vo W/(m2.K),
•    celková priepustnosť energie slnečného žiarenia g (-), zahrňuje priamu priepustnosť slnečného žiarenia cez zasklenie a sekundárne vyžiarený tepelný tok zasklením do interiéru
•    index selektivity TV /g,
•    index vzduchovej nepriezvučnosti RW (dB).

Na Obr. 2 sú rozlične kombinované sklá v izolačnom dvojskle pre zabezpečenie niektorých funkčných vlastností. Dôveryhodnosť výrobcu izolačného skla, že použil stanovené tabule skla, tesniace tmely, ktoré neprepúšťajú plyn z uzavretej dutiny izolačného skla, ako aj to, že naplnil dutinu predpísaným percentom plynu, je preukazovaná plnením harmonizovanej európskej normy STN EN 14 3511. V SR sme v nedávnej minulosti mali cca 50 výrobcov izolačných skiel rôznej úrovne výroby, ale aj vnútropodnikovej kontroly, pomocou ktorej sa sleduje plnenie požiadaviek relevantných noriem. Z vlastných skúseností získaných pri energetickej certifikácii budov, žiaľ musíme konštatovať, že niekedy je veľký problém identifikovať sklá a zasklenie. Mnohí výrobcovia okien masívnou reklamou propagujú svoje okná drevené, plastové, kovové a pritom nič nehovoria o vlastnostiach zasklenia. Rám a krídlo zaberajú iba 20 až 30 % plochy otvorovej konštrukcie. VTab. 1 sú uvedené niektoré izolačné dvojsklá dostupné na trhu výrobkov v SR.

Izolačné trojsklá

Izolačné trojsklá vytvárané kombináciou 2 vzduchových (plynových) vrstiev s najčastejšie 2 nízkoemisnými a selektívnymi povlakmi dosahujú hodnoty súčiniteľa prechodu tepla v rozsahu od 0,5 až do 0,7 W/(m2.K). Nízkoemisné povlaky sa najčastejšie lokalizujú na pozíciu 2 a 5 (obr. 3). Takéto zasklenia sú určené predovšetkým pre aplikácie do nízkoenergetických a pasívnych budov na bývanie. Vlastnosti niektorých izolačných trojskiel uvádza Tab. 2.

Vplyv vlastností zasklenia na tepelnú bilanciu bytového domu

Ako príklad sme uvažovali s obytným domom s 10 bytovými jednotkami (obr. 4). Faktor tvaru budovy, ktorý sa definuje pomerom plôch teplovýmenného obalu budovy a jej obostavaného objemu je 0,375 m2/m3, podlahová plocha budovy 1 007 m2. Tepelnotechnické vlastnosti sa uvažovali podľa Tab. 3. Analyzuje sa tepelná bilancia budovy pomocou výpočtu potreby tepla na vykurovanie pri rozličnom počte dennostupňov a rozličných vlastnostiach zasklenia. Potreba tepla na vykurovanie sa určuje na základe bilančných položiek zohľadňujúcich tepelné straty a tepelné zisky. Tepelné straty sa určujú na základe tepelnoizolačných vlastností a tepelné zisky sa určujú pomocou pasívnych solárnych ziskov a vnútorných ziskov budovy. Klimatické údaje sa použili normalizované t. j. počet dennostupňov 3 422 K.deň a potom klimatické údaje pre počet dennostupňov 4 174 K.deň, čo zodpovedá lokalite Poprad. Okná sa uvažujú so súčiniteľom prechodu tepla rámovej konštrukcie Uf = 1,4 W/(m2.K) s pomerom rámovej plochy 30 % z celkovej plochy a s bežným (kovovým) typom dištančného profilu. Uvažované hodnoty súčiniteľa prechodu tepla okien sa určili podľa STN EN ISO 100771 sú v Tab. 4. Analyzuje sa vplyv súčiniteľa prechodu tepla zasklenia a g-hodnoty zasklenia na potrebu tepla na vykurovanie. Súčiniteľ prechodu tepla zasklenia ovplyvňuje tepelnú stratu a g-hodnota zasklenia ovplyvňuje pasívny solárny zisk budovy. Potreba tepla na vykurovanie v závislosti od použitého dvojskla je uvedená vTab. 4. Z výsledkov vidíme, že:

•    budova bytového domu so zasklením Ug = 1,1 W/(m2.K) a g = 0,63 má menšiu potrebu tepla na vykurovanie ako je to pri Ug = 1,0 W/(m2.K) a g = 0,50,

•    prejavil sa vplyv zníženia g-hodnoty zasklenia z hodnoty 0,63 na hodnotu 0,50. Tento vplyv je v tomto prípade významnejší ako je vplyv zníženia U-hodnoty z 1,1 na 1,0 W/(m2.K). Zníženie tepelných ziskov sa negatívne prejavilo na zvýšení potreby tepla na vykurovanie,

•    rozdiel v potrebe tepla na vykurovanie je 0,5 kWh/m2 na vykurovaciu sezónu pri počte dennostupňov 3 422 K.deň.

Ak by však išlo o lokalitu s počtom dennostupňov 4 174 potom sa tento rozdiel zvýši na 1 kWh/m2. Teda tento rozdiel sa zvyšuje aj v klimatologicky nepriaznivejšej lokalite.

Potreba tepla na vykurovanie v závislosti od použitého trojskla je uvedená vTab. 5. Výsledky analyzujeme vzhľadom na porovnávaciu hodnotu potreby tepla na vykurovanie (39,2 a 51,4 kWh/m2), ktorá zodpovedá dvojsklu s hodnotami TV / g / Ug, ktoré sa dnes považujú za bežný štandard, teda 0,8 / 0,63

Záver

Súčiniteľ prechodu tepla zasklenia a g-hodnota zasklenia podstatným spôsobom ovplyvňujú potrebu tepla na vykurovanie budov na bývanie:

•    úspory v potrebe tepla na vykurovanie vplyvom moderných izolačných trojskiel so zvýšenou priepustnosťou energie slnečného žiarenia g = 0,6 sa pri normalizovanom hodnotení a budove bytového domu spĺňajúcej požiadavky STN 73 0540-2 pohybujú od 7,6 do 13 %. Extra číre sklá (Diamant, Clearvision) konštrukcie izolačného trojskla sa ponúkajú ako výhodná alternatíva pre nízkoenergetické a pasívne domy,

•    izolačné dvojsklo so zníženou priepustnosťou energie slnečného žiarenia (zasklenie s vlastnosťami 0,71 /0,49 / 1,0 ) dokonca zhoršuje tepelnú bilanciu v porovnaní, s dvojsklom 0,8 / 0,63      Tu sa prejavil negatívny vplyv zníženia g-hodnoty zasklenia

•    vyššie úspory sa dosiahnu v klimaticky nevýhodnejšej oblasti s väčším počtom dennostupňov.

Prof. Ing. Ivan Chmúrny, PhD.
SvF STU v Bratislave Recenzent:
Doc. Ing. Peter Černík, CSc., hosť. prof.
Foto: archív autora


Literatúra:
[1]STN EN SO 13 790 Energetická hospodárnosť budov. Výpočet potreby energie na vykurovanie a chladenie
[2]STN 73 0540-4 Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Tepelná ochrana budov. Časť 4: Výpočtové metódy
[3]CHMÚRNY, I.: Tepelná ochrana
budov. Jaga group, Bratislava, 2003

zdroj: VYDAVATEĽSTVO EUROSTAV, spol. s r.o.

Obsah textu nie je možné bez súhlasu autora / autorov ďalej šíriť a publikovať


Páčil sa vám článok?

áno: 254     nie: 173

Odporúč

pošli na vybrali.sme.sk

Podobné články:

0-fasadyzoskla.jpg

Fasády a steny zo skla


 

Podobné články

Odporúč známemu


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všetky práva vyhradené. Ochrana údajov –  Podmienky poskytnutia služby