Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

OkladkaSS-10-2017

20170725-edgetech-banner-160x600-polonaisEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

baner konferencja 12 2017

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

 

  

FF18 750x150px PL NEUGIERIG

 

 baner mochnik colorimo 750X100

 

lisec SS FastLAne

 

baner-2-krzywe

 

 

 

* Zoptymalizowane energetycznie złącza brzegowe szyb termoizolacyjnych
Data dodania: 25.02.12

„Ciepła krawędź” oznacza nie tylko redukcję ryzyka wykraplania się kondensatu pary wodnej, oszczędność energii i poprawę komfortu użytkowania okna, lecz również umożliwia wytwórcy okien uzyskanie korzystniejszej wartości współczynnika przenikalności cieplnej okna.

 

Niniejsza publikacja objaśnia zjawisko ciepłej krawędzi i jego tło, częściowo stanowi ona przy tym wyciąg z opracowanych przez zespół roboczy „Ciepła krawędź” Federalnego Zrzeszenia Szkła Płaskiego*) (FZSP) i przeznaczonych dla wytwórców okien wytycznych, zatytułowanych również „Ciepła krawędź” i stanowiących dla nich swego rodzaju kompas. Wytyczne te można uzyskać w postaci instrukcji 004 wydanej przez wspomniane Zrzeszenie.

 

„Ciepła krawędź” to pojęcie, które ściśle wiąże się w własnościami termoizolacyjnymi szyb zespolonych oraz energooszczędnymi systemami okiennymi i które coraz częściej przytaczane jest w dyskusjach na temat właściwości złączy brzegowych tychże szyb. Aby zrozumieć skąd się ono wzięło i w czym tkwi jego istota, potrzebna jest znacznie głębsza wiedza z zakresu fizyki budowli oraz znajomość norm, niżby się to na pierwszy rzut oka wydawało.

 

Dystans pomiędzy poszczególnymi formatkami szkła składającymi się na szybę termoizolacyjną utrzymywany jest przy pomocy wykonanej z cienkościennego profilu ramki dystansowej biegnącej w brzegowej strefie szyby. W ten sposób pomiędzy formatkami szła a ramką powstaje pusta przestrzeń zwana komorą wewnętrzną szyby, wypełniana gazem szlachetnym lub po prostu powietrzem, która stanowi podstawową „warstwę izolacyjną” szyby zespolonej.

 

Ramki dystansowe mają zazwyczaj postać wykonanych z aluminium profili cienkościennych o odpowiednim kształcie. Aluminium jest materiałem zaliczanym do bardzo dobrych przewodników ciepła, zatem jego współczynnik przewodzenia ciepła (współczynnik λ) ma wysoką wartość. Ramka dystansowa natomiast stanowi bezpośrednią „granicę” pomiędzy wewnętrzną komorą szyby zespolonej i zewnętrznym otoczeniem tej szyby.

 

W wypadku szyby termoizolacyjnej z ramką dystansową wykonaną z aluminium okno staje się elementem budowlanym, na którym tworzą się liniowe mostki cieplne o znacznej długości. Ciepło z pomieszczenia wewnętrznego w mniej lub bardziej ograniczonym stopniu „ucieka” do otoczenia zewnętrznego, przy czym zjawisko to zachodzi na całym obwodzie szyby wzdłuż strefy wymiany ciepła pomiędzy szkłem i ramką.

 

Zjawisko to nie tylko niekorzystnie odbija się na bilansie energetycznym budynku, lecz również prowadzi do wychłodzenia się brzegu szyby, w wyniku czego temperatura powierzchni zewnętrznej szyby od strony pomieszczenia użytkowego ulega obniżeniu – krawędź szyby ulega oziębieniu (przypadek tzw. „zimnej krawędzi”).

 

Jeżeli temperatura powierzchni zewnętrznej szyby od strony pomieszczenia użytkowego ulegnie obniżeniu poniżej temperatury punktu rosy powietrza otoczenia, na szkle szyby zacznie się wykraplać kondensat pary wodnej i szyba ulega zawilgoceniu, co – z uwagi na pogorszenie się jakości widzenia oraz warunków higienicznych – jest częstokroć spotykaną przyczyną reklamacji szyb zespolonych przez ich użytkowników.

 

Oprócz zagrożenia zdrowia mieszkańców, z uwagi na nadmierne wychłodzenie pomieszczenia, należy się również liczyć z tym, że długotrwała obecność kondensatu pary wodnej w szybie może spowodować uszkodzenia ram okiennych.

 

W odniesieniu do tych stosowanych w szybach termoizolacyjnych ramek dystansowych, które pozwalają na redukcję powstających na krawędzi szkła mostków cieplnych, a tym samym umożliwiają utrzymanie wyższej temperatury krawędzi szyby od strony pomieszczenia użytkowego, już w latach 80. ubiegłego wieku wprowadzono w USA pojęcie warm edge (j. pol.: ciepła krawędź). Pojęcie „ciepłej krawędzi” stosowane jest również częstokroć jako skrócona nazwa brzegowego złącza szyby zespolonej o polepszonych własnościach termicznych.

 

Kondensat pary wodnej obecny przy krawędzi szyby od strony pomieszczenia użytkowego częstokroć
wywołuje irytację użytkowników

 

W dzisiejszej dobie rynek oferuje wiele rozwiązań i rodzajów ramek dystansowych umożliwiających zachowanie ciepłej krawędzi szyby termoizolacyjnej. Ponadto ciągle pojawiają się nowe rozwiązania technologiczne i nowe, coraz to nowocześniejsze ramki dystansowe o coraz lepszych własnościach termoizolacyjnych.

 

Stosowanie takich nowoczesnych ramek znajduje uzasadnienie zwłaszcza w przypadku dwukomorowych szyb termoizolacyjnych.

 

Zjawiska termiczne zachodzące w strefie brzegowej szyby zespolonej stanowią jak dotąd dziedzinę, której poświęca się nieco mniej uwagi, choć kryje ona w sobie znaczny potencjał, gdyż zjawiska termiczne zachodzące w strefie brzegowej szyby mają istotne znaczenie, zaś poprawa własności termoizolacyjnych szyb przy użyciu nowoczesnych „ciepłych ramek dystansowych” stanowi w każdym wypadku ekonomiczny środek umożliwiający redukcję strat energii i oknach i fasadach.

 

Termiczna optymalizacja brzegowego złącza szyby zespolonej stanowi bardzo cenny i ważny instrument wzrostu efektywności energetycznej budynków ponieważ umożliwia znaczą redukcję współczynnika przenikalności cieplnej okna (Uw).

 

Normy, jakich należy przestrzegać
Norma EN ISO 10077, będąca podstawową normą europejską opisującą własności cieplne okien, drzwi oraz krawędzi swobodnych (końców), przedstawia w swej pierwszej części uproszczoną metodę obliczania współczynnika przenikalności cieplnej okna Uw, w oparciu o wartości współczynnika przenikalności cieplnej ramy okiennej Uf, współczynnika przenikalności cieplnej przeszklenia (szkła) Ug, oraz współczynnika liniowej przenikalności cieplnej **) ψg złącza szkło-rama okienna.

 

W drugiej części tej normy objaśniono natomiast szczegółowo sposób obliczania wartości współczynnika przenikalności cieplnej ramy okiennej Uf oraz współczynnika liniowej przenikalności cieplnej ψg złącza szkło-rama okienna, w oparciu o wykorzystanie numerycznej metody obliczeń.

 

W części pierwszej normy podano wartości tabelaryczne współczynników Uf oraz Ug wykorzystywane w uproszczonej metodzie obliczania współczynnika Uw, albo też wartości wykorzystywane jako dane początkowe, stosowane w innych metodach obliczeniowych.

 

W celu umożliwienia obliczania współczynnika liniowej przenikalności cieplnej brzegowego złącza szkło-rama okienna, tzn. współczynnika ψg, w załączniku E do części 1 normy przedstawiono dwie tabele zawierające wartości potrzebne do obliczeń.

 

Omawiana norma podaje również kryterium klasyfikacji ramek dystansowych umożliwiające stwierdzenie, czy daną ramkę można zaliczyć do ramek o polepszonych własnościach termoizolacyjnych (podwyższonej sprawności termoizolacyjnej) – zgodnie bowiem z definicją przedstawioną w załączniku E do wspomnianej normy do ramek takich zalicza się te ramki, które spełniają następujące równanie:

Σ (d ∙ λ) ≤ 0,007 W/K

 

W ocenie takiej uwzględnia się przy tym wyłącznie samą ramkę dystansową, nie zaś całe złącze brzegowe szyby termoizolacyjnej, obejmujące również materiał uszczelniający.

 

W obliczeniach takich sumuje się iloczyny grubości d ścian, których płaszczyzny są zazwyczaj zorientowane prostopadle do linii wyznaczającej kierunek głównego przepływu strumienia ciepła, przez właściwy dla danej ściany i materiału współczynnik przewodzenia ciepła λ.

 

Jeżeli wartość takiej sumy jest mniejsza bądź równa wartości 0,007 W/K, to w takim wypadku daną ramkę dystansową można uznać za ramkę o polepszonych własnościach termoizolacyjnych lub – mówiąc w skrócie – za „ciepłą ramkę”.

 

Wartość współczynnika przenikalności cieplnej okna oblicza się przy użyciu danych początkowych, na podstawie następującego równania:

Uw = (Ag ∙ Ug + Af ∙ Uf + lg ∙ ψg) / (Ag + Af)

 

Współczynnik przenikalności cieplnej szkła Ug odnosi się do środkowej strefy przeszklenia (szyby); mostki cieplne powstające na krawędziach szyby nie mają zatem wpływu na własności termiczne tej jej części.

 

Współczynnik przenikalności cieplnej futryny okiennej (ościeżnicy) Uf opisuje własności termiczne samej tylko ramy, w której montowana jest szyba, bez uwzględnienia wpływu samej szyby/przeszklenia.

 

Współczynnik liniowej przenikalności cieplnej ψg (tzw. współczynnik psi) opisuje zjawisko przewodzenia ciepła będące konsekwencją wzajemnego oddziaływania futryny okiennej, szkła oraz zamontowanej w szybie termoizolacyjnej ramki dystansowej.

 

Jego wartość w decydującej mierze determinuje wpływ oddziaływania mostków cieplnych tworzących się na krawędziach ramki dystansowej. Współczynnik ten (ψg) opisuje również zjawiska fizyczne zachodzące na powierzchni styku przeszklenia/okna z ramą okienną i z tego względu określenie go w postaci pojedynczej, stałej liczby przypisywanej danemu rodzajowi ramki dystansowej, nie jest rzeczą łatwą.

 

Poszczególne wartości współczynnika ψg przedstawiane w tabeli E.2 zamieszczonej w pierwszej części normy EN 10077 nie zawsze odpowiadają wyrażonemu przez wytwórców okien życzeniu otrzymania „najdokładniejszych” wartości.

 

Tabelaryczne wartości liczbowe tego współczynnika stosowane w uproszczonych metodach obliczeń są bowiem bardziej „bezpieczne” niż rzeczywiste. Dokładne, zresztą, obliczenie wartości tego współczynnika w poszczególnych, pojedynczych przypadkach, przeprowadzone w oparciu o drugą część omawianej normy, postawiłoby wielu producentów okien w obliczu prawie niemożliwego do rozwiązania zadania, polegającego na obliczeniu wartości współczynnika ψg dla wszystkich wariantów konstrukcji okien, przy jednoczesnym uwzględnieniu wszystkich stosowanych w praktyce rodzajów przeszkleń oraz różnych rodzajów wykorzystywanych w nich ramek dystansowych. Dlatego też na przestrzeni ostatnich lat przyjęła się metoda określania i wykorzystywania tzw. „reprezentatywnych” wartości współczynnika ψg.

 

 

Zespół roboczy „Ciepła krawędź” Federalnego Zrzeszenia Szkła Płaskiego
Zespół Roboczy (ZR) „Ciepła Krawędź” stanowi podkomisję Komisji Technicznej działającej przy FZSP. W jego
skład wchodzą zarówno członkowie czynni, jak i członkowie bierni. Omawiany tu zespół roboczy tworzy dziewięciu przedstawicieli wytwórców ramek dystansowych do szyb termoizolacyjnych oraz przedstawiciele niżej wymienionych przedsiębiorstw przemysłu szklarskiego:
- ALLMETAL GmbH
- EDGETECH Europe GmbH
- ENSIGNER GmbH
- GLASWERKE ARNOLD GmbH
- Kömmerling Chem . Fabrik
- Helmut Lingemann GmbH
- ROLLTECH A/S
-SAINT-GOBAIN GLASS SOLUTIONS Suisse
- Technoform Glass Insulation GmbH
- Glas Trösch GmbH
- Glastech Produktions -und Verfahrenstechnik GmbH (LISEC)

Prof. Franz Feldmeier reprezentujący Wyższą Szkołę w Rosenheim oraz Norber Sack reprezentujacy Instytut Techniki Okiennej w Rosenheim są naukowymi konsultantami Zespołu Roboczego

 

 

 

Przykłady określania własności termoizolacyjnych ramek dystansowych

 

 

(...)

 

Tablice stosowane w obliczeniachsystemów „ciepłej krawędzi”
W ramach jednego z projektów badawczorozwojowych ustalono nowe, reprezentatywne wartości współczynnika ψg, z uwzględnieniem wszystkich stosowanych w praktyce, europejskich systemów „ciepłej krawędzi”. Ponieważ wartości te określono przy założeniu identycznych warunków brzegowych, pozwalają one na dokonywanie obiektywnych porównań własności termoizolacyjnych poszczególnych rozwiązań technicznych stosowanych w praktyce. Komisja Badań Jakościowych Stowarzyszenia Gwarancji Jakości RAL***) przeanalizowała dane początkowe, przeznaczone do wykorzystania w obliczeniach termodynamicznych, pod względem ich wiarygodności.

 

W oparciu o przedłożoną dokumentację badań i testów, przeprowadzonych zgodnie z wymogami normy EN 1279 część 2 i 3, zbadała ona również ich przydatność do praktycznego wykorzystania w warunkach europejskich, a także, czy podane wartości kwalifikują się do oznakowania ich symbolem CE.

 

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że omawiane reprezentatywne wartości współczynnika Yg można wykorzystywać do wykonywania obliczeń obejmujących powszechnie stosowane systemy okienne w oparciu o uproszczone metody określania wartości współczynnika Uw, albowiem pozwalają one na uzyskanie wyników odznaczających się wystarczającą dokładnością.

 

Dla wszystkich objętych badaniami rodzajów ramek dystansowych stosowanych w szybach termoizolacyjnych, lub lepiej – rodzajów złączy brzegowych stosowanych w szybach termo-izolacyjnych – określono tzw. jednostkowe tablice liczbowe.

 

Zbiorcze tablice liczbowe prócz opisu rodzaju ramki dystansowej oraz użytych do jej wykonania materiałów i ich własności termoizolacyjnych zawierają również wartości współczynników Yg określone dla szyb jedno-komorowych i dwukomorowych – i to w każdym wypadku dla czterech reprezentatywnych rodzajów futryn okiennych: tzn. ram wykonanych z drewna, drewna i aluminium, tworzywa sztucznego oraz aluminium. Zastosowane metody obliczeń opisano szczegółowo w wydanych przez Instytut Techniki Okiennej wytycznych WA08/1.

 

W każdym wypadku warunkiem opracowania i publikacji tablic danych liczbowych przez Federalne Zrzeszenie Szkła Płaskiego było uzyskanie pozytywnych wyników badań, przeprowadzonych zgodnie z wymogami normy EN 1279 część 2 i 3. Opracowane tablice wartości liczbowych opublikowano na stronie internetowej Federalnego Zrzeszenia Szkła Płaskiego i można je bezpłatnie pobrać z tej strony dla swoich potrzeb.

 

Aby uniknąć błędów wynikających z zaokrągleń wszystkie wartości współczynnika ψg zamieszczone w tablicy danych liczbowych podano z dokładnością do 0,001 W/mK.

 

Metoda rachunkowa, zastosowana do obliczenia wartości współczynnika ψg, odznacza się ogólnie przyjętą dokładnością wynoszącą ±0,003 W/mK. Wynikające z zaokrągleń różnice pomiędzy poszczególnymi wartościami współczynnika ψg mniejsze niż 0,005 W/mK są zatem nieistotne i uwidaczniają się one w obliczeniach współczynnika przenikalności cieplnej okien (współczynnik Uw) jedynie w wyjątkowo.

 

W niektórych wypadkach konstrukcji specjalnych wykonuje się w określonym zakresie szczegółowe obliczenia izotermiczne. Aby ułatwić przeprowadzanie tego rodzaju obliczeń w oparciu o normę EN ISO 10077-2, w tablicach wartości liczbowych podano również wskazówki uproszczonego wyrażania przekroju poprzecznego ramki dystansowej poprzez tzw. równoważny współczynnik przewodzenia ciepła.

 

W wypadku innej odległości między formatkami szkła niż ta, jaką podano w tablicach, wspomniany równoważny współczynnik przewodzenia ciepła można określić drogą interpolacji.

 

www.bundesverband-flachglas.de

 

*) Niem.: Bundesverband Flachglass e.V. (BF) – Federalne Zrzeszenie Szkła Płaskiego St. z. (stowarzyszenie zarejestrowane); utworzone w Niemczech w 1987 roku, z siedzibą w Troisdorf, branżowe zrzeszenie handlowe zajmujące się dystrybucją na dużą skalę szkła płaskiego oraz produkcją zdobionego szkła płaskiego i szkła termoizolacyjnego  

**) Współczynnik „ψ” uwzględnia efekt liniowych mostków cieplnych powstających na krawędzi szyby zespolonej z uwagi na fakt, że współczynnik przewodzenia ciepła ramki dystansowej wraz z masą uszczelniającą jest większy od współczynnika przewodzenia ciepła wypełnionej gazem komory szyby termoizolacyjnej; współczynnik ten uwzględnia się w aktualnie stosowanych metodach obliczania współczynnika przenikalności cieplnej okna.

***) niem.: RAL-Gütegemeinschaft.

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 12/2011

 

Czytaj także --

 

 

01 chik