Energetsko svetovanje Ensvet – Kako izberemo energijsko učinkovito zasteklitev?
Energetsko svetovalna pisarna Jesenice
Cesta maršala Tita 7
4270 JESENICE
Tel.: 586 39 87
Zadnjih dvanajst let je na tržišču v Sloveniji in Evropski Uniji v prodaji energijsko učinkovita zasteklitev. Vgrajuje se skupaj z novimi okni ali pa se zamenjuje v obstoječih oknih namesto tako imenovane TERMOPAN ZASTEKLITVE. Ta ni bila energijsko učinkovita, ker je njena toplotna prehodnost od 2,9 – 3,0 W/m2 K. Zasteklitev je nekoliko slabša še od dvojne zasteklitve v lesenih vezanih oknih. Pred leti se je pričel uvoz energijsko učinkovite zasteklitve, ki je bila veliko dražja od tako imenovane TERMOPAN ZASTEKLITVE. Danes se ta zasteklitev izdeluje v Sloveniji, po najnovejših postopkih v podjetjih: REFLEX GORNJA RADGONA, KRISTAL MARIBOR, DIAMANT MARIBOR, INOTHERM RIBNICA
Energijska učinkovita zasteklitev je le 15 – 20 odstotkov dražja od TERMOPAN ZASTEKLITVE.
OKNA IN ZASTEKLITEV – FUNCIONALNOST
Človeštvo že tisočletja gradi najrazličnejša bivališča v katerih živi in dela. Nudijo mu varen in udoben dom. Za bivanje človeka v stavbi je pomembno njegovo počutje. Potrebuje čim več naravne svetlobe in ugodne klime. Ne sme imeti občutka utesnjenosti, ampak mora biti povezan z okoljem. Vse to je vloga odprtin v stavbah.
Od oken pričakujemo sledeče:
– dobro – ustrezno osvetlitev prostorov
– majhne toplotne izgube skozi zastekljene površine
– zaščito pred vetrom, dežjem in hrupom.
Poleg teh osnovnih zahtev so še dodatne zahteve kot so:
– varnost pred poškodbami, vlomom, požarom in po najrazličnejših tehničnih rešitvah, ki polepšajo pročelje stavbe.
Zasteklitev se v zadnjih stoletjih ni dosti spremenila, napredovala je le tehnologija izdelave in kvaliteta stekla.
V gradbeništvu se za zasteklitev uporablja kalcijeva stekla – predvsem natrijevo – kalcijevo steklo.
Sestava zmesi iz katere je izdelano steklo je približno taka;
60 % sestavine je kremenčevega peska, 14 % dolomita, 5 % apnenca, 1 % sulfata in 18 % talila, ki je soda – natrijev karbonat. Za barvna stekla se dodajo še barvila. Gostota stekla je okoli 2,5 gr/cm3, tlačna trdnost je izredno visoka, upogibna trdnost pa je mnogo nižja, a je še vedno visoka okoli 40 MPa. Steklo je zelo odporno proti številnim kemikalijam in je dober električni in toplotni izolator.
3.
Zmehča se počasi s segrevanjem na temperaturo od 500 stopinj do 1000 stopinj Celzija brez faznega prehoda. V tem stanju ga je mogoče preoblikovati.
Za zasteklitev uporabljamo največ ravno – plosko, pa tudi ukrivljeno steklo. Izdeluje se po postopkih;
– vlečenje
– flotacija – naplavljanje
– ulivanje valjanje za steklene gradbene profile.
Steklo prepušča svetlobo, tako žarke s kratko, kot tudi žarke z dolgo valovno dolžino. Glede na debelino stekla znaša prepustnost svetlobe med 70 – 90 %. Manjši del svetlobnega in toplotnega žarčenja pa steklo odbije ali absorbira, pri tem se absorbirana toplota odda kot sekundarno toplotno žarčenje navznoter in navzven.
RAZVOJ STEKLA IN ZASTEKLITVE
Stekla so poznali že stari Grki in Rimljani. V Pompejih pri Neaplju so bile odkrite okenske odprtine široke do dva metra. Vse do konca sedemnajstega stoletja se je znanje o izdelavi steklenih ploskev večjih dimenzij izgubilo. Izdelovala so se enokrilna okna z zelo majhnimi okenskimi okviri, prav zaradi tehnologije izdelave stekla, ki ni omogočala večjih dimenzij. Toplotna prehodnost enojnega okna U = 4,6 W/m2K.
Napredek pri izdelavi je bilo dvokrilno škatlasto okno z dvojno zasteklitvijo, ki je imelo toplotno prehodnost U = 2,4 – 2,9 W/m2K.
Temu je sledila trojna zasteklitev, ki je dosegla največjo toplotno prehodnost U = 1,9 – 2,0 W/m2K. Vezano leseno okno z dvojno zasteklitvijo ima toplotno prehodnost U = 2,3 W/m2K, trostekelno vezano pa okoli 1,7 W/m2K.
Ker so bile izkoriščene vse možnosti razvoja so bile raziskave usmerjene v izboljšanje toplotne izolativnosti stekla. Razvoj je pripeljal do enojnega okna, to je praktično edini tip okna, ki se danes pojavlja na tržišču. Uveljavilo se je z razvojem izolacijske dvojne zasteklitve. Pri tej sta šipi neločljivo povezani med seboj v zasteklitveni sistem. Tako okno nudi tudi nove možnosti in načine izvedbe odpiranja, to pripomore tudi izpopolnjeno okovje, ki naredi okensko krilo bolj vodotesno in zrakotesno.
RAZVOJ SODOBNIH IZOLACIJSKIH STEKEL – ZASTEKLITVE
Več stoletij se zasteklitev ni bistveno spreminjala. Šele ob koncu dvajsetega stoletja je bil razvoj zaradi naftnih kriz hitrejši. Pričela se je izdelovati večslojna zasteklitev, katere bistvo je izkoriščanje plasti zraka med posameznimi stekli. Zrak postane tako dodatni toplotni izolator. Debelina šipe pomeni zelo malo – zanemarljivo.
Zelo pomembna pa je razdalja medstekelnega prostora. Če je ta preozek je toplotni upor zraka premajhen, ne sme pa biti tudi prevelik. Pri večji širini nastopijo intenzivnejši konvekcijski toplotni tokovi, ki tudi zmanjšajo toplotni upor. Idealni razmak med stekli pri dvostekelski in polnitvi vmesnega prostora z žlahtnim plinom je 12 – 16 milimetrov. Stekla pa morajo imeti nizkoemisijski nanos.
Najbolj nazorno je prikazan razvoj zasteklitve s temperaturo notranjih površin okenske šipe v odvisnosti od vrste zasteklitve.
ZUNANJA TEMPERATURA O º C /nič stopinj Celzija/
4.
TEMPERATURA NOTRANJE POVRŠINE STEKLENE ŠIPE
Pri sobni temperaturi 20 º C / dvajset stopinj Celzija/
18º C izolacijsko steklo nove tehnologije
16º C nizkoemisijski nanos low-e in žlahtni plin argon
15º C nizkoemisijski nanos low-e
11º C izolacijska zasteklitev dve stekli
5º C enojna zasteklitev
Izolacijsko okensko steklo nove tehnologije je dražje, sestavljeno je iz: dvojne zasteklitve, nizkoemisijskih oksidnih nanosov na notranjih steklih, v medstekelnem prostoru je zmes žlahtnih plinov, toplotna prehodnost stekla U = 0,9 W/m2K.
Najdražje steklo nove tehnologije ima toplotno prehodnost stekla U = 0,4 W/m2K; sestoji se iz trojne zasteklitve, ima dvakratni nizkoemsijski oksidni nanos, v medstekelnem prostoru je žlahtni plin xenon, vezni profil – zasteklitveni distančnik je iz izolirnega materiala, to je iz umetnih mas, ki imajo toplotno prehodnost lambda = okoli 0,6 W/m2K ali nižja.
PRIMERJAVE TEMPERATURE NOTRANJE POVRŠINE OKENSKEGA STEKLA POVE VSE – ZAKAJ JE POTREBNO IZOLACIJSKO – ENERGETSKO UČINKOVITA ZASTEKLITEV.
Razvoj izolacijske zasteklitev – stekel se je začel v sedemdestih letih ob nastopu energetske krize.
Varčevanje z ogrevalno energijo je zahtevalo zmanjšanje toplotnih izgub skozi zastekljene površine. Nekatere stavbe so imela zaradi slabih oken in klasične zasteklitve tudi do 30 % toplotnih izgub. Prvi odziv je bil vgrajevati manjša okna in pa troslojno zasteklitev, ki je imela toplotno prehodnost 2,1 W/m2 KELVINA.
Klasična škatlasta okna z dvojno zasteklitvijo – lesena dvokrilna so imela toplotno prehodnost U = 2,5 – 2,6 W/m2 K.
Sledila je zasteklitev, ki jo v vsakdanjem jeziku imenujemo TERMOPAN, to je dve stekli v istem okviru debeline 4 milimetra v razdalji 16 milimetrov. To ni bila izolacijska zasteklitev saj je bila toplotna prehodnost 2,9 – 3,0 W/m2K – slabša od klasične zasteklitve.
Razvoj tehnične izvedbe je bil pravilen. Analize pretoka energije skozi okno so pokazale, da se zaradi visoke emisijske sposobnosti stekla E = 0,87 kar dve tretjini pretoka odvija med obema šipama in le ena tretjina zaradi toplotne prevodnosti in konvekcije skozi medstekelni prostor.
KAKO ZMANJŠATI TOPLOTNI TOK SKOZI ZASTEKLITEV ?
Največ toplotnih izgub, to je dve tretjini je skozi zasteklitev s sevalnim toplotnim tokom. Za preprečevanje teh izgub se uporabljajo nizko emisijski – low-e nanosi. Bistvo nanosa na steklo je, da omogoča neoviran prehod kratkovalovnega sončnega sevanja v prostor, ne prepušča ven pa dolgovalovnega toplotnega sevanja predmetov, ki so ogreti na sobno temperaturo.
KAJ JE NIZKOEMISIJSKI NANOS IN ZAKAJ SLUŽI ?
To so zelo tanki za oko nevidni kovinski oksidi ali polprevodniški filmi, ki zmanjšujejo emisivnost površine. Steklo z nanosom deluje, kot sončna plast. Nanos mora biti zaradi občutljivosti na mehanske dražljaje na notranji strani stekla v mestekelnem prostoru.
5.
Lahko je na obeh notranjih steklih. To še izboljša toplotni upor zasteklitve. Nizkoemisijski kovinski nanos je lahko trd /hard coating/ ali mehak nanos, ki je boljši /soft coating/, ta zmanjša emisijo na 0,1 ali celo na 0,04.
Za upočasnitev prenosa toplote v medstekelnem prostoru pa namesto zraka že nekaj let uporabljamo žlahtne pline; argon, kripton in ksenon. Danes standardna zasteklitev dosega toplotno prehodnost U max = 1,1 W/m2K, to so dosegli s spremembo trdnih emisijskih nanosov z mehkimi oksidnimi nanosi. Toplotna prehodnost se je izboljšala za 0,2 W/m2K.
Toplotna prehodnost zniža žlahtni plin v medstekelnem prostoru. Z zamenjavo zraka v medstekelnem prostoru z žlahtnimi plini zmanjšamo pretok toplotne energije skozi ta prostor. Nekateri trdijo, da je plinska polnitev nesmiselna saj izgine v nekaj letih. Meritve kažejo, da ostane 10 – 15 let in se le počasi zmanjša koncentracija v nadaljnih tridesetih letih. Tudi pri 50 % koncentraciji je toplotna prehodnost višja za okoli 14 %. Uporaba žlahtnih plinov je smiselna, naj vas ne pregovori noben slab izdelovalec stekla, da je nepotrebna. To ni strokovni nasvet – ampak je amaterski.
NASVET: NIKDAR NE KUPITE STEKEL S KLASIČNO TERMOPANSKO ZASTEKLITVIJO. ENERGIJSKO UČINKOVITA SO LE 15 – 20 % DRAŽJA.
TOPLOTNA PREHODNOST ZASTEKLITVE IN SESTAVA
Pri obravnavanju toplotne zaščite oken moramo poznati toplotno prehodnost okna. Toplotna prehodnost je tista veličina, ki pove kakšen toplotni tok prehaja skozi 1 m2 – okna pri temperaturni razlik 1 stopinje med obema stranema. Označujemo jo z veliko črko U in z enoto Wat / m2 stopinjo KELVINA.
Odvisna je od toplotne prevodnosti materialov in toplotne prestopnosti, ki je lastnost površine.
Z izolacijskimi stekli se je uporaba trojne zasteklitve zmanjšala, zaradi večje teže in višje cene. Saj je širina zasteklitve 40 milimetrov ali več.
Toplotna prehodnost je 0,7 – 0,9 W/m2K.
Danes se izolacijska stekla izdelujejo za sprejemljivo ceno s toplotno prehodnostjo U = 1,1 W/m2 KELVINA.Sestava okenske zasteklitve je 4 – 16 – 4 milimetra. Lahko se vgradijo tudi stekla 5 milimetrov debeline. Emisijski koeficient stekla E = v tem primeru 0,04. Notranji stekli imata mehki emisijski nanos – medstekelni prostor pa je napolnjen z žlahtnim plinom. Stekli sta vstavljeni v distančnik iz aluminija, ki ima ves votel prostor napolnjen z absorbcijskim sredstvom za vlago – silikagelom. Distančnik ima v medstekelnem prostoru polno drobnih izvrtin, ki omogočajo odstranitev morebitne vlage iz medstekelnega prostora.
IZOLACIJSKA ZASTEKLITEV IN VARČEVANJE Z ENERGIJO
Pri zasteklitvi, ki ima toplotno prehodnost 1 W/m2K, so letne toplotne izgube skozi 1 m2 površine približno 80 KWh, kar je 8 litrov kurilnega olja na leto brez izgub kurilnega sistema.
Okenska zasteklitev TERMOPAN navadna zasteklitev ima toplotno prehodnost U = 3 W/m2K, zato so letne izgube 240 KWh, pri oknu U = 1,1 W/m2K pa le 88 KWh leto. Prihranek zaradi vgradnje novih energijsko učinkovitih stekel je od 15 – 16 litrov kurilnega olja na kvadratni meter zasteklitve. To je 150 – 160 KWh/leto na kvadratni meter. Če upoštevamo še izkoristek kurilnega sistema, pa je prihranek celo do 20 litrov pri vsakem kvadratnem metru zasteklitve.
6.
Povprečno veliko stanovanje ima 10 – 15 m2 steklene površine.
Povprečno velika stanovanjska hiša pa od 20 – 25 m2. Prihranek ni zanemarljiv saj znaša 2400 KWh – 4000 KWh leto, to je 240 – 500 litrov EL kurilnega olja na leto.
Z znižanjem temperature v prostoru za 1 stopinjo Celzija prihranimo 5 – 6 odstotkov ogrevalne energije. Pri novi zasteklitvi je obvezno redno dnevno zračenje prostorov zjutraj in zvečer po 15 minut, z odprtimi okni na strežaj.
SPECIALNE ZASTEKLITVE – NAMEN
· Za posebne zahteve se vgrajuje med dve stekli še eno steklo ali folijo in se uporabijo nizko emisijski nanosi na več površinah. Tako je lahko toplotna prehodnost do 0,7 W/m2K, vendar pa je cena take zasteklitve veliko večja.
· Za zvočno izoliranost – zaščito pred hrupom lahko izberemo zasteklitev s povečano izolirnostjo, kar se doseže s stekli različne debeline, polnjenim s posebnim plinom. Lepljena stekla so tudi sestavni del take zasteklitve.
· Za zaščito pred sončnim sevanjem uporabimo stekla s posebnimi nanosi – premazi in folijami, ki odbijajo del sončnega sevanja in ščitijo prostor pred pregrevanjem, bleščanjem in ultravijoličnim sevanjem. Na izbiro so razne barve / zlata, srebrna, bronza, siva in podobno. Žal ti nanosi zmanjšajo propustnost stekla – osvetlitev in pasivno uporabo sončne energije za ogrevanje.
· Za zaščito pred vlomom ali proti udarcem se uporablja kaljena stekla, stekla varna pred strelnim orožjem, stekla z jekleno mrežico, stekla z alarmno žico, ki sproži alarm če se razbije.
VZDRŽEVANJE IN ČIŠČENJE STEKLA – ZASTEKLITVE
Pred vgradnjo moramo z blagim čistilnim sredstvom odstraniti ostanke lepila, ki so na steklu ostali po odstranitvi embalaže. Umazanijo, ki je ni mogoče odstraniti z mokrim postopkom in običajnimi pripomočki za čiščenje lahko poizkusimo odstraniti z zelo fino jekleno volno ali polirnim sredstvom, ki ga uporabljamo v gospodinjstvu.
Nikakor ne smemo uporabljati britvic, strgal in podobnih pripomočkov s katerimi trajno poškodujemo stekleno površino – raze. Tudi ostanke barv ometa moramo takoj odstraniti, saj lahko povzročijo razjede na stekleni površini. Trdovratno umazanijo od katrana ali barv odstranjujemo s topili, špiritom, acetonom ali čistim bencinom, pri tem pazimo, da ne pridejo topila v stik z drugimi deli okna.
OPOZORILO ZA ČIŠČENJE
Stekla nikoli ne čistimo s sredstvi, ki so izdelana na osnovi alkalnih lugov ali kislin, še zlasti nevarna so sredstva na osnovi fluorovodikove kisline, ki močno najedkajo steklene površine, ali pa kovinski nanos na steklih.
NASVET
Izberite energijsko učinkovito zasteklitev, če ste v dvomih se posvetujte s strokovnjakom. Zahtevajte v ponudbi vedno ime proizvajalca stekla. Atestirani so le v Sloveniji štirje sestavljalci stekla: REFLEKS Gornja Radgona, KRISTAL Maribor, DIAMANT Maribor in INOTHERM Ribnica.
7.
FOLIJE NAPARJENE NA STEKLENE POVRŠINE
Folija je zelo tanek poliesterski izdelek, naparjen s kovinskimi nanosi različnih barv in debelin. Folija ima patentirano super agresivno vezivo s katerim vzpostavi molekularno vez s steklom, ki jo zadrži skupaj celo po večkratnih udarcih. Folije ščitijo steklo proti razbitju in poškodbami.
Povečujejo sončno pregrevanje, če so nalepljene na notranji strani stekel tudi do 82 %, zmanjšajo neprijeten blesk do 90 % in odstranijo škodljivo UV žarčenje do 99 %. Zaradi silikonske zaščite je enostavnejše čiščenje in vzdrževanje steklene površine. Zato uporaba folij v svetu narašča.
Na tržišču obstaja pet različnih vrst folij:
– varnostno – zaščitne folije
– sončno nadzorne folije za zunanjo in notranjo rabo
– grafične folije
– avtomobilske folije
– protivlomne folije.
Varnostne in zaščitne folije ojačajo steklo ga držijo skupaj. V primeru nesreč ni letečih delcev stekla. Sončno – nadzorne folije preprečijo pregrevanje v poletni vročini, zmanjšajo refleksijo in odstranijo škodljivo UV sevanje.
Varnostno zaščitne folije preprečujejo vlome, saj so odporne na večkratne udarce, zadržijo delce stekla. Avtomobilske folije so namenjene videzu vozila, zmanjšanju bleščanja in pregrevanju. Držijo še dodatno steklo proti razbitju. Življenjska doba folij je 12 – 22 let, garancija pa velja 5 – 10 let. Uporabne so skoraj na vseh steklenih površinah, vendar je treba pretehtati koristi od uporabe.
SVETUJEMO VAM, DA IZBERETE ŽELJENO ENERGIJSKO UČINKOVITO ZASTEKLITEV IN TUDI VARNO, ČE JO POTREBUJETE.
Brezplačne informacije in nasvete dobite v Energetsko svetovalni pisarni Jesenice, Titova c. 7. Uradne ure so v torek in četrtek od 15 – 18 h. Ob vsakem času deluje avtomatski telefonski odzivnik – telefonska številka 04 / 586 39 87.
Energetski svetovalec
AVRELIJ RAVNIK