Aktualne wydanie

2019 12 okladka

       Świat Szkła 12/2019

 

User Menu

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG 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

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

heroal 2018 Banner C50VSZ 750x150 PL mit-Rahmen1 

baner szklo budowlane

 

20190820-BANNIERE-HALIO-750x100-1D-PL

 

wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

budma 2020 - 480x120

 

High-tech dla „łagodnej” modernizacji budynków: badanie szyb próżniowych w istniejących oknach
Data dodania: 26.01.16

Dla poprawy ciepłochronności historycznych budynków, bez zmiany ich architektonicznego wizerunku, nową możliwością stały się wysoko izolacyjne szyby próżniowe (izolacyjne) zamiast pojedynczego oszklenia w istniejących oknach.

 

Szyby próżniowe (SP) najnowszej technicznej generacji są dostępne w wersji z bardzo dobrym współczynnikiem przenikania ciepła Ug wynoszącym od 0,70 do 0,37 W/m²K.

 

 

2016 1 17 1

Rys. 1. Budowa szkła próżniowego [1]

 

 

Szyby produkowane są od grubości łącznej wynoszącej 6,2 mm i mają szczelinę próżniową 0,2 mm oraz lut na połączeniu z ramką dystansową.

Dzięki bezpośredniemu kontaktowi szyby z szybą opór przenikania ciepła w ramce dystansowej jest wyraźnie gorszy, niż w normalnych oknach izolacyjnych z tzw. ciepłą ramką. Wymaga to specjalnego poświecenia uwagi montażowi.

 

 

2016 1 17 2

Rys. 2. Isotherms and heat stream

 

 

Najważniejszymi kryteriami dla wyraźnego polepszenia jakości szyb próżniowych drugiej generacji są:

  • zoptymalizowane rozpórki (dystanse) (tzw. spacers),
  • szkło hartowane/wzmacniane termicznie i dzięki temu większe dystanse pomiędzy rozpórkami, wyszukane powłoki Low-E,
  • cieńsza ramka dystansowa oraz
  • stworzenie kombinowanego, płaskiego zaworu ewakuacyjnego i pochłaniacza molekuł (gettera) dla długoterminowego utrzymania próżni w przypadku rozgazowania powierzchni w próżni.

 

Mamy w tym systemie tylko nieorganiczne komponenty, które w długofalowej perspektywie są stabilne. Czyni to realnie możliwym osiągnięcie wieku prognozowanego wynoszącego 50 lat.

 

 

2016 1 17 3

Rys. 3. Szyba próżniowa i jej komponenty (Synergy / Beijing VR China)

 

 

Przeprowadzenie projektu badawczego

 

W obliczeniach symulowano wymianę szyb pojedynczych na próżniowe dla różnych rzeczywistych konstrukcji okien.

 

W przypadku okien skrzynkowych wykonano obliczenia dla montażu szyb próżniowych w skrzydłach wewnętrznych i zewnętrznych.

  • drewniane okno skrzynkowe polepsza się termicznie wyraźnie w obu wariantach, występowanie kondensatu jest jednak bardzo różne. W przypadku SP w skrzydle zewnętrznym osadza się mniej kondensatu i szyba jest przejrzysta.
  • W konstrukcji stal/szkło z SP na zewnątrz ochrona termiczna polepsza się wyraźnie i także przez cały rok większa część szyby jest przejrzysta. W zależności od temperatury zewnętrznej na profilach stalowych na zewnątrz pojawia się lód albo kondensat. Wewnątrz przy średnich temperaturach zimowych wynoszących ok. -3°C nie ma już niebezpieczeństwa powstawania kondensatu.

 

 

2016 1 17 4

Rys. 4. Drewniane okno szkrzynkowe z SP wewnątrz

 

 

2016 1 17 5

Rys. 5. Drewniane okno skrzynkowe z SP na zewnątrz

 

 

(...)

 

Obok tych przykładów wykonano obliczenia dla:

  • Zastosowania SP lub ISP (izolacyjne szyby próżniowe) we wszystkich typach istniejących okien aby zbadać wartości U dla okna (Uf ) i szyby (Ug) i tym samym sprawdzić, jaki jest potencjał poprawy,
  • Redukcji zapotrzebowania na ciepło poprzez zastosowanie SP w oknach skrzynkowych w wybranych secesyjnych budynkach oraz
  • Zbadanie potencjału poprawy poprzez zastosowanie SP i ISP (kombinacja szyby próżniowej i izolacyjnej szyby próżniowej) dla modernizacji budynków w łącznych zasobach budynków (oszacowanie). W tym celu wykorzystano typologię austriackiej Agencji Energetycznej („Typologia austriackich budynków mieszkalnych“).

 

 

2016 1 18 1

Rys. 6. Metalowe okno skrzynkowe

 

 

2016 1 18 2

Rys. 7. Metalowe okno skrzynkowe z SP na zewnątrz



 

Przeniesienie tego potencjału w obliczeniach modelowych na niemiecki park budynków mieszkaniowych w latach 2010-2060 z zastosowaniem SP i ISP od roku 2020 pokazuje potencjał redukcji zapotrzebowania ciepła mieszkaniowego (HWB) oraz redukcję emisji CO2, ważną dla ochrony klimatu (linia przerywana). Wyniki te można również przenieść na Austrię.

 

W laboratorium Centrum badawczego dla drewna Holzforschung Austria przeprowadzono testy termiczno- wilgotnościowe i mechaniczne na modelach okien skrzynkowych z oszkleniem próbnym z współczynnikiem Ug wynoszącym 0,58 W/m²K w formacie 50x110 cm. W komorze klimatycznej zbadano dwa warianty:

  • SP w skrzydle wewnętrznym, pojedyncza zwykła szyba w zewnętrznym
  • SP w skrzydle zewnętrznym, pojedyncza szyba w wewnętrznym

 

 

2016 1 18 3

Rys. 8. Potencjał wpływu SP i ISP na HWB w Niemczech [2]

 

 

Testy w komorze klimatycznej pokazały dużą poprawę termiczną całego okna. Zastosowanie SP w skrzydle wewnętrznym w przypadku okien istniejących może być nieakceptowalne. Jeśli szczelność fug wewnątrz nie będzie możliwa do wykonania w stopniu wystarczającym, może dojść do tego, że na skutek bardzo zimnej przestrzeni pomiędzy oknami, szyby nie będą przejrzyste. Przy zastosowaniu SP na zewnątrz okna są zawsze przejrzyste, występuje jedynie cienki pasek kondensatu na brzegu szyby (mostek termiczny SP) i trochę kondensatu na ramie okiennej.

 

Dla obciążeń mechanicznych wg. normy DIN 14351-1 przetestowano trzy sposoby łączenia:

  • na klocach z listwą szklaną,
  • kit z oleju lnianego i gwoździe do szyb oraz
  • klejenie z 3 mm warstwą silikonu.

 

Pierwsze wyniki testów mechanicznych są, szczególnie w przypadku klejenia, bardzo zadowalające. Test na wytrzymałość na przebicie nie dał zadowalających rezultatów i pokazał uzależnioną od podpórek, systemowo/konstrukcyjną słabość szyby próżniowej (przeprowadzane równolegle w ZAE-Würzburg testy na wytrzymałość termiczną pokazały bardzo dobrą odporność na obciążenia klimatyczne).

 

 

2016 1 19 1

Rys. 9. Szyba próżniowa w oknie skrzynkowym

 

2016 1 19 2

 

Rys. 10. Podczas testów

 

2016 1 19 3

Rys. 11. Kondensat na ramie i brzegu szyby

 

 

 

Wyniki badań

  • Fakt istnienia tylko trzech dobrych dostawców SP, względnie wysoka cena wynosząca ok. 140 €/m² i długie drogi dostaw hamują jeszcze ich zastosowanie. Brak jeszcze wielu koniecznych na płaszczyźnie międzynarodowej dopuszczeń, jest już jednak norma ISO.
  • Termiczne wyniki symulacji, próby montażowe i testy są obiecujące.
  • Oszczędności termiczne i tym samym potencjał w odniesieniu do ochrony klimatu związany z zastosowaniem SP w istniejących budynkach są znaczące
  • Symulacje i testy pokazały silne, ale też niektóre słabe punkty systemów okiennych z szybami próżniowymi. Kolejne pogłębione badania nad zastosowaniem SP w istniejących oknach są pożądane i konieczne.
  • Intensywne zgłębianie tematyki szyb próżniowych w oknach w nowym budownictwie również jest bardzo pożądane i konieczne.
  • Potencjał rynkowy dla zastosowania szyb próżniowych w istniejących oknach jest w Austrii istotny, w aspekcie międzynarodowym bardzo istotny. Wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba ogrzewania lub chłodzenia i obecnie powszechnie stosowane są szyby pojedyncze, mamy do czynienia z największym potencjałem. 

 

 

2016 1 19 4

Rys. 12. Termografia okna skrzynkowego z SP

 

 

Wnioski końcowe i perspektywy

  • Szyby próżniowe będą coraz ważniejszą częścią oszklenia termoizolacyjnego.
  • Techniczna specyfika szyb próżniowych wymaga obecnie, przy zastosowaniu w istniejących oknach, dokładnych projektów i obliczeń.
  • SP będzie nową, ważną opcją dla termicznej modernizacji okien historycznych i wszystkich wartych zachowania istniejących okien.
  • W kombinacji ze wszystkimi innymi „łągodnymi“ i adekwatnymi w stosunku do obiektu krokami modernizacji będzie można przemienić wiele historycznych budynków i wartościowych architektonicznie istniejących obiektów w komfortowe budynki niskoenergetyczne.
  • W porozumieniu pomiędzy ekspertami z zakresu ochrony zabytków byłoby również możliwe ich zastosowanie w obszarze ochrony zabytków.
  • SP wymagają w nowym budownictwie nowych ram okiennych i nowego, adekwatenego do materiałów, podejścia do ich tworzenia. Przy tej okazji można osiągnąć wiele zalet w odniesieniu do ich wagi i rozmiaru.
  • Osiągnięte w laboratorium wyniki w odniesieniu do wartości Ug sięgające aż 0,27 W/m²K są realistyczne także w stosunku do następnej generacji produktów, również w produkcji masowej i bardzo pozytywnie dodatkowo wpłynęłyby na wykres pokazany na rys. 8.
  • Każda redukcja kosztów produkcji wzmaga potencjał zastosowania. Każde skrócenie czasu dostawy i jej drogi wzmaga potencjał zastosowania. W związku z tym należy forsować i wspierać zakłady produkcyjne w Europie. 

 

Heiduk, E., Mahdavi, A., Pont, U., Schuss, M., Sustr, C., Proskurnina, O.
Technische Universität Wien, Österreich,
Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

Schober, P., Pichler, H., Dolezal, F.
Holzforschung Austria, Wien, Österreich,
Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

Hohenstein, H.
Dr. Hohenstein Consultancy, Marl, Deutschland,
Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

 

Niniejszy artykuł jest zapisem wystąpienia przygotowanym na FORUM Budownictwa Pasywnego w dniu 4.02. 2016 r., w czasie targów BUDMA w Poznaniu.

 

Tekst wystąpienia udostępnił Polski Instytut Budownictwa Pasywnego i Energii Odnawialnej im. Güntera Schlagowskiego 

 

Informacje o domach pasywnych znajdą Państwo także w Internecie, na stronach International Passive House Association i w powiązanej z nim Passipedia.org.

 

Patrz także www.pibp.pl

 

 

Referencje 

[1] ZAE Bayern, Würzburg, BINE–Informacje o projekcie 01/2008, Szyby próżniowe, http://www.bine.info/en/publications/projektinfos/publikation/vakuumverglasung/der-aufbau-von-vakuumisolierglas/ 2014-11-28

[2] VALLENTIN, G., Vallentin und Reichmann Architekten, München

 

 

 

O szybach próżniowych na naszym portalu można przeczytać m.in. w artykułach:

 

 

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 01/2016

 

 

 

01 chik
01 chik