konferencja 2018 banner

  

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

20180817doe12 baner-480-100

 

 

 

O potrzebie i możliwości zmniejszenia ciężaru okien z szybami dwukomorowymi
Data dodania: 08.11.12

Ustalony co najmniej od kilku dekad standard konstrukcyjny szyb zespolonych przechodzi aktualnie pewną pozornie niewielką, ale faktycznie niezwykle istotną zmianę.

 

Klasyczna szyba IG (insulation glazing), która przez ostatnie lata dominowała na rynku, złożona była z dwóch szyb składowych o gr. min. 4 mm, połączonych masą uszczelniająco-klejącą w hermetyczny pakiet. Teraz zaś należy oczekiwać coraz szerszego zastosowania szyb o gr. 3 mm, a nawet 2 mm, jako składowych pakietu, który jednakże będzie miał co najmniej 2 komory.

 

Zmiana ta jest konsekwencją mody i rozpowszechnienia się coraz większych wymiarowo okien, a co z tym jest związane – okien coraz cięższych. Takie wielkogabarytowe okna oprócz tego, że są nieproporcjonalnie droższe, to dodatkowo zwiększają trudności montażowe i podrażają koszty transportu.

 

Jednocześnie zaistniała potrzeba stosowania  zewnętrznych przegród szklanych o coraz lepszej izolacyjności termicznej – a więc np. polepszonych oszkleń IG, jak dwukomorowe (nazywane też „3-szybowymi”).

 

Aby pogodzić te dwie tendencje proponowane jest wprowadzenie pakietu IG dwukomorowego w miejsce jednokomorowego, ale o cieńszych szybach (3 mm zamiast 4 mm). Taki pakiet odznacza się o wiele lepszą izolacyjnością termiczną, a jego ciężar nie może ulec obniżeniu.

 

Zamiana taka przynieść może wielorakie korzyści: zmniejsza koszty transportu i montażu, co jest szczególnie istotne przy budowie dużych osiedli – a w efekcie końcowym przyczynia się do zmniejszenia zużycia energii w budownictwie.

 

Fot. 1. Tendencja coraz powszechniejszego stosowania szyb dwukomorowych i coraz większych powierzchniowo przeszkleń skutkuje zwiększonym ciężarem IG i stawia większe wymagania zespołom montującym.

 

Koncepcja stosowania tafli szkła o gr. 3 mm zamiast 4 mm przyjmuje się głównie w krajach, gdzie rozpowszechnione jest stosowanie szyb dwukomorowych: Szwecja, Norwegia, Niemcy, Szwajcaria. W okresie 2008-2011udział okien oszklonych 3 szybami w Niemczech wzrósł z 10% do 50%-60%, a planowany jest ich udział w sprzedaży rynkowej do 90%.

 

Zgodnie z dyrektywą EPBD (European Union Energy Performance of Buildings Directive), która weszła w życie w 2010 r., od początku 2021 r. budynki w sektorze budownictwa indywidualnego powinny spełniać kryteria budynków prawie „zero energetycznych” – tzn. prawie bez zewnętrznego zasilania energetycznego. Dla budynków nowych, zamieszkiwanych przez ich właścicieli lub będących w ich dyspozycji, wymagania powyższe mogą zacząć obowiązywać dwa lata wcześniej.

 

U nas dotychczas wdrażanie okien z szybami IG dwukomorowymi postępowało bardzo opornie. Zalecano je głównie do stosowania w ścianach usytuowanych od strony północnej i to tylko w oknach niewielkich wymiarowo lub budynkach o zmniejszonej energochłonności.

 

Jednak obecnie prawie we wszystkich ofertach krajowych producentów figurują już obok okien oszklonych szybą jednokomorową także okna z szybami dwukomorowymi.

 

Wzrastające wymagania
Obecnie standardowe oszklenie zapewnia współczynnik przenikania ciepła rzędu 1,0-1,3 W/m2K, co odpowiada aktualnym zaleceniom. Szyba zespolona potrójna zwykle umożliwia osiągnięcie wartości 0,5 W/m2K, co zalecane jest w budynkach pasywnych (w domach pasywnych dopuszczalna jest szyba o Ug≤0,7 W/m2K, a okno o Ug≤0,8 W/m2K).

 

Oczekuje się, że wzrastające z czasem wymagania ograniczenia konsumpcji energii w budownictwie przyczynią się do obniżenia obecnie zalecanego Ug i Uw.

 

Panuje ogólne przekonanie wśród zainteresowanych inwestorów i producentów, iż nowe, aktualnie przygotowywane rozporządzenie pt.: Energy Savings Ordinance (tj. kolejna nowelizacja 2012/13 Energieeinsparverordnung-EnEV) z zakresu zaleceń dla osiągnięcia energooszczędności w budynkach, być może wskażą na okna 3-szybowe jako jedyne racjonalne do stosowania.

 

Również względy praktyczne decydują o potrzebie szukania i stosowania nowych rozwiązań. Nowe, duże okna, nawet przy oszkleniu standardowym znacznie zwiększają pracochłonność i trudności w transporcie, montażu i mogą sprawiać kłopoty przy długoletniej (niekiedy nawet kilkudziesięcioletniej) eksploatacji.

 

Dodatkowe utrudnienia niesie ze sobą stosowanie szyb klejonych: antywłamaniowych lub innych ochronnych i/lub izolujących akustycznie – z reguły oszkleń jeszcze cięższych.

 

Już obecnie firmy prowadzące montaż skarżą się, że ciężar okien jest nadmierny – zwiększa to pracochłonność i koszt ich instalacji. Trwałość osadzenia nowych, ciężkich okien w budynkach bardzo starych stwarza dodatkowe problemy techniczne.

 

Wprowadzenie do praktyki okien z szybami cieńszymi niż standardowe wymaga także opracowania i stosowania nowych zasad montażu i nowych okuć okiennych, dużo bardziej wytrzymałych, a jednocześnie wyglądających filigranowo.

 

Rozwój innych technologii produkcji szyb zespolonych niż dwukomorowe z oszkleniem cieńszym, gwarantujących niski współczynnik przenikania ciepła okien, tak jak np. długo oczekiwane szyby vacuum jest zbyt powolny.

 

Rewizja poglądu na konstrukcję szyb zespolonych została więc wręcz narzucona przez realną sytuację związaną z masową potrzebą wymiany okien na bardziej szczelne, z nawiewnikami umożliwiającymi regulację dostępu powietrza i o lepszej izolacyjności termicznej.

 

Obecnie ponownie brane są pod uwagę znane już uprzednio, ale jak dotąd zbyt mało popularne rozwiązania, jak np. stosowanie szyby wewnętrznej z tworzyw sztucznych (np. poliwęglanu) w zestawach dwukomorowych IG lub, zamiennie, folii poliestrowej. Jednak powszechność zastosowań mogą znaleźć rozwiązania trwałe i sprawdzone.

 

O konieczności wprowadzenia szyb IG z cieńszymi szybami wypowiedział się już w 2004 r. prof. Stefan Behling z Uniwersytetu Technicznego w Stuttgarcie, specjalizujący się w konstrukcjach z dominującym użyciem szkła, przewidując przyszłościowe potrzeby zastosowań tego typu oszkleń również przy konstrukcji ścian, zadaszeń, a nawet podłóg.

 

W poniżej przedstawionej tabeli podane są różnice ciężkości szyb obecnie stosowanych i szyb dwukomorowych, proponowanych jako nowy, „cieńszy” standard.

 

Fot. 2. Podczas targów Glasstec 2010 prezentowana była szyba IG o wymiarach zewnętrznych 18x5,3 m, dwukomorowa, o układzie 10/18/10/18/10 wyprodukowana przez firmę HENZE GLAS. To przykład obecnych możliwości produkcji szyb zespolonych.

 

 

Tabela 1. Przykładowe zestawienie ciężaru szyb zespolonych IG jedno- i dwukomorowych, o oszkleniu grubości tradycyjnie stosowanej oraz o szybach cieńszych, w różnym ich układzie.

 

 

Poszukiwania nowych rozwiązań trwają
Dwie charakterystyczne tendencje nowoczesnych oszkleń – zwiększone powierzchnie przeszklone i potrzeba polepszenia ich izolacyjności termicznej – niosą ze sobą liczne problemy techniczne czekające wciąż na rozwiązanie, m.in.:

- określenie zasad doboru wielkowymiarowych IG dwukomorowych z szybami cieńszymi w zależności od ich planowanych zastosowań,

- doskonalenie technologii wytwarzania: zespolenie i uszczelnienie dużych powierzchniowo dwukomorowych szyb zespolonych,

- dobranie odpowiadających zwiększonym obciążeniom okuć okiennych i sposobów montażu.

 

18-fot3

18-fot4

 

18-fot5

 

18-fot6

 

 


Specjalistyczne firmy zapatrują się jak na razie na powyższe zagadnienia optymistycznie i panuje przekonanie, iż są to problemy do szybkiego rozwiązania, choć zdarzają się też głosy sceptyczne.


Szyby dwukomorowe mają dodatkowo duże możliwości (dotychczas niewystarczająco wykorzystywane) kształtowania właściwości technicznych i użytkowych oszklenia, m.in. poprzez możliwość doboru specjalnych szyb wewnętrznych, jak np.:
- z folii PET użytej jako szyba pośrednia – praktykowane jest stosowanie folii bezbarwnych lub z nadrukiem, a także folii zmieniających właściwości swoje i całej szyby pod wpływem gazu okresowo doprowadzanego do komór (np. rozwiązanie firmy INTERPANE);
- z płyt z tworzywa sztucznego, np. poliwęglanowych – w różnych układach warstw.

 

W Europie badania nad możliwościami praktycznych zastosowań cieńszych tafli szklanych w szybach izolacyjnych zaangażowany jest m.in. Instytut  Techniki Okiennej w Rosenheim wraz ze Związkiem Niemieckich Producentów Szkła.

 

Projekt nosi tytuł: Efektywne energetycznie izolacyjne szyby zespolonebadanie technicznych środków w celu redukcji ciężaru oszklenia, a kieruje nim Norbert Sack, jednocześnie kierujący działem Badań i Rozwoju w IFT Rosenheim. Według niego obniżenie ciężaru oszkleń jest pożądane i możliwe także przez zastosowanie cieńszych szyb i/lub transparentnych tworzyw sztucznych.


Cieńsze szyby mogą zostać użyte na każdej pozycji w szybie zespolonej, tzn.: od zewnątrz, jako szyba środkowa lub jako szyba wewnętrzna. W ramach projektu nie wszystkie kierunki badań były możliwe do realizacji.

 

Warto przypomnieć, iż praktyce oszklenia IG z cieńszymi szybami znane i stosowane są powszechnie już od dość dawna, także u nas, w oknach dachowych, chociaż tylko w standardowych i dość ograniczonych wymiarach. Prowadzone są w dalszym ciągu próby w celu osiągnięcia szyby zespolonej o współczynniku Ug =0,3 W/m2K.

 

Możliwe technologicznie rozwiązanie z szybą IG trzykomorową jest niezadowalające, ze względu na problem wyjściowy: zbyt duży ciężar zestawu. 

 

Przewiduje się przydatność cieńszych szyb do konstrukcji paneli fotowoltaicznych, wbudowywanych jako tzw. zintegrowane elementy fasad i zadaszeń. Szklane panele PV charakteryzują się dłuższą trwałością niż panele bazujące na cienkich laminatach. Zastosowanie cieńszych szyb hartowanych w konstrukcji paneli PV jest dodatkową zaletą, gdyż umożliwia zamknięcie panelu w ramie aluminiowej.

 


Podsumowanie
Obecnie stosowane oszklenia IG przeszły bardzo długą drogę badań laboratoryjnych, zastosowań praktycznych i badane są wg ogólnie przyjętej metodyki badań dla szyb zespolonych.

 

Wymagania i metody badań tych szyb zawarte są m.in. w normach EN 1279-5 Szkło w budownictwie. Izolacyjne szyby zespolone. Cz.1-5 oraz w normach związanych. Zestawy IG z cieńszymi szybami również badane są zgodnie z zawartymi tam metodologiami.


Wstępnie rozwiązania IG z zastosowaniem szyb cieńszych, jako elementów składowych proponowane są w różnych wariantach. Być może tylko niektóre z nich okażą się przydatne i opłacalne do powszechnych zastosowań.


Krytycy wskazują na większe ryzyko powstawania uszkodzeń w szybach IG z cieńszymi szybami, bo chociaż zastosowanie cieńszych szyb ma dodatkową zaletę, gdyż dzięki redukcji grubości poszczególnych elementów zwiększa transmisje światła, to jednak niesie ze sobą ryzyko powstawania spękań w narożach. Odpowiedzią producentów jest stosowanie szyb hartowanych i przekonanie o większej przydatności w powyższym zastosowaniu szkła termicznie hartowanego.


Jako pierwsze w sprzedaży pojawiły się szyby dwukomorowe 3/3/3 mm. Technicznie opanowana jest metoda produkcji tych szyb także w zestawie 3/2/3 mm. Producent maszyn LISEC otrzymał w 2012 austriacką Nagrodę Państwową w dziedzinie Badania i Innowacje za opracowanie technologii naprężeń wstępnych w szkle.

 

Pozwala to na produkcję szyb hartowanych grubości 2 mm, co ma szczególne zalety użytkowe: daje możliwość uniknięcia zniekształceń obrazu przechodzącego, a jednocześnie zmniejszona grubość szyby umożliwia większy dostęp światła dziennego i doświetlenie większej części pomieszczeń.


Jak dotychczas, obowiązującym u nas w kraju dokumentem, określającym m.in. aktualnie zalecane wskaźniki izolacyjności termicznej przegród budowlanych, jest Rozporządzenie Ministra Infrastruktury pt.: Warunki Techniczne jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie ogłoszone w Dzienniku Ustaw nr 75/2002 wraz z Załącznikami nr 1, 2, 3. Dział X Rozporządzenia  zatytułowany jest: Oszczędność energii i izolacyjność cieplna, natomiast Załącznik nr 2 do Rozporządzenia nosi tytuł: Wymagania izolacyjności cieplnej i inne wymagania związane z oszczędnością energii. Rozporządzenie podlega nowelizacji. Ostatnia, siódma nowelizacja ukazała się 21.09.2011 r.


Na koniec warto wspomnieć, że zarówno zagraniczne, jak i krajowe ośrodki badawcze od wielu lat poszukują metod i środków polepszenia izolacyjności termicznej oszkleń w oknach już zainstalowanych: prace te obejmują zarówno możliwość wymiany szyb w oknach drewnianych (np. wymiana szyby pojedynczej na pakiet IG), jak i stosowanie różnych typów izolujących termicznie osłon dodatkowych.


Materiały pomocnicze:
1. Serwis informacyjny Targów w Duesseldorfie Glasstec 2012: The Burden of the weight. Z w/w serwisu pochodzą zamieszczone w artykule zdjęcia oraz tabela i schematyczne ilustracje wg IFT Rosenheim.
2. Maria Makarewicz, Oszklenia wielofunkcyjne – właściwości techniczne, kryteria jakości, obszary zastosowań – praca planowa ITB nr NL 36/2001.

Maria Makarewicz

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

 

więcej informacj: Świat Szkła 7-8/2012

 

 

 

01 chik
01 chik