Czytaj także -

Aktualne wydanie

2022 10 okladka

Świat Szkła 10/2022

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

 ET-Swiat-Szkla-PL-160x600-004

 

 banner konferencja 2022 11c2

 wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019e

 

 

Ciepła ramka przyczynia się do obniżenia kosztów energii
Data dodania: 05.11.22

Kiedy wreszcie nadejdzie koniec aluminium w zespoleniu krawędzi szyby?

Wiele osób z pewnością pamięta światowy kryzys energetyczny w roku 1973, który po raz pierwszy skierował uwagę na wydajność energetyczną budynków. Wraz z wprowadzonym w roku 1977 rozporządzeniem w sprawie izolacji termicznej wszedł w życie zakaz pojedynczych szyb okiennych, szkło powlekane stało się standardem, a wartość Uw spadła przeciętnie z 4,7 W/(m²K) do 2,7 W/(m²K) [1].

 

2022 10 18 1

 

Dzisiaj horrendalne wzrosty cen energii wywołane wojną w Ukrainie, niedoborami w zaopatrzeniu spowodowanymi koronawirusem i napiętą sytuacją podaży, wyniosły energetyczną optymalizację budynków ponownie na pierwszy plan programu działań ustawodawców i przemysłu budowlanego. Jaka jest w tej sytuacji rola ciepłej ramki dystansowej?

 

Christoph Rubel zajmujący stanowisko European Technical Manager w firmie Edgetech Europe GmbH, która w Heinsberg (Niemcy) produkuje z pianki silikonowej elastyczne ramki dystansowe Super Spacer® dla wielu państw europejskich, podsumował najbardziej istotne fakty. Wniosek – ciepła ramka jest koniecznością, ponieważ rozpatrując cały okres użytkowania okna, nawet „małe pożeracze energii” sumują się w olbrzymią jej stratę.

 

2022 10 18 3

 

Dla poprawy wartości współczynnika Uw istnieje jeszcze solidny potencjał
Nowoczesne izolacyjne szyby zespolone, jako potrójnie oszklone z termicznie zoptymalizowaną krawędzią, osiągają wartości do 0,5 W/(m²K). Z badania organizacji VFF„Verband Fenster + Fassade” wynika [1]:

 

Przeciętna wartość 1,1 współczynnika Uw dla ostatnio wykazanego okresu czasu pomiędzy rokiem 2017 i 2020 jest ciągle jeszcze daleka o standardu budynku pasywnego, który wymaga oszklenia potrójnego z współczynnikiem przenikania ciepła Uw< 0,8 W/(m²K).

 

Tak więc dla termicznej optymalizacji szyb zespolonych istnieje jeszcze znaczny potencjał. Przy tym ciepła ramka jest rozwiązaniem najłatwiejszym do zrealizowania i nie są tu wymagane kosztowne powłoki czy też zmiany w konstrukcji profilu.

 


Dlaczego jeszcze ciągle są stosowane aluminiowe ramki dystansowe?
To, że konwencjonalne aluminiowe ramki dystansowe tworzą mostki cieplne w zespoleniu krawędzi, które powodują straty cennej energii cieplnej, to wiadomo od dawna.

 

Ponadto w sezonie zimowym, gdy występują duże różnice temperatur pomiędzy pomieszczeniem i zewnętrznym otoczeniem, powierzchnia szkła w obszarze krawędzi okna z ciepłą ramką jest znacznie cieplejsza. Skutkiem tego nie dochodzi tam do kondensacji pary wodnej, co znacząco poprawia komfort w pomieszczeniu.

 

Dlaczego więc tak wielu wytwórców okien ciągle jeszcze decyduje się na aluminium? Powodu tego należy szukać przede wszystkim w konkurencji cenowej, a po części wynika to również z nieświadomości niektórych partnerów na temat znaczącej przewodności aluminiowej ramki dystansowej zastosowanej w szybie zespolonej.

 

2022 10 18 4

 

Przekonanie, że przewodność ramki dystansowej szyby zespolonej w połączeniu krawędzi współokreśla parametry izolacji termicznej okna, jeszcze nie dostatecznie ugruntowało się na rynku. Strata cieplna kwantyfikowana jest wielkością Ψg (psi g), liniowym współczynnikiem przenikania ciepła w jednostce W/mK.

 

Opisuje on moc strat ciepła na metr mostka cieplnego na stopień różnicy temperatury. Dla poszczególnych ciepłych ramek różnice te są nieznaczne, natomiast rezultaty są jednoznaczne w porównaniu z aluminiową ramką dystansową.

 

I tak na przykład pianka silikonowa z przewodnością ciepła o wartości tylko 0,15 W/mK ma 1000 razy mniejszą przewodność ciepła od aluminium.

 

 2022 10 18 2

Elastyczna ramka dystansowa Super Spacer® ze zintegrowanym środkiem osuszającym, paroizolacją i klejem akrylowym na bocznej krawędzi

 

 

A wzrost ceny za metr bieżący dla ramki dystansowej Super Spacer® wynosi zaledwie kilka eurocentów. Tak więc argument cenowy jest łatwy do obalenia.

 

Ponadto zautomatyzowana produkcja szyb zespolonych ze wspomaganą robotami aplikacją ramki dystansowej stwarza dodatkową możliwość uzyskania oszczędności po stronie wytwórcy. Elastyczne ramki dystansowe pobierane z rolki są już prefabrykowane w wymaganej szerokości i kolorze.

 

Podczas gdy jedna rolka odwijana jest z aplikatora, oprogramowanie sześć metrów przed końcem sygnalizuje jaki materiał będzie potrzebny jako następny i druga głowica aplikacyjna może zostać zaopatrzona w nową rolkę.

 

Nie ma czasu oczekiwania na materiał i wymiana rolki w aplikatorze odbywa się szybko – obydwa końce zostają połączone przy użyciu folii samoklejącej i produkcja może być kontynuowana. Ponieważ elastyczne ramki dystansowe już dysponują środkiem osuszającym, izolacją przed przenikaniem pary i klejem akrylowym, w związku z tym odpadają czasochłonne prace przygotowawcze wymagające nakładów personalnych i dodatkowej pracy maszyn.

 


W przyszłości jedynie okna z ciepłą ramką będą się kwalifikowały do dotacji finansowych
Przy zbliżających się decyzjach inwestycyjnych nie należy zapominać o uwarunkowaniach prawnych. W opublikowanym w maju 2022 r. „Planem prac nad wydajnością energetyczną” (Arbeitsplan Energieeffizienz) Federalne Ministerstwo Gospodarki i Ochrony Klimatu w Niemczech wyraźnie zaznaczyło, że w centrum uwagi przy dofinansowywaniu budynków znajdzie się w szczególności wymiana starych okien i drzwi.

 

Jest to sygnał, który powinien się pozytywnie przełożyć na ilość zamówień, ponieważ zgodnie z obliczeniami organizacji VFF „Verband Fenster + Fassade” w powyżej wspomnianym badaniu, ok. 235 milionów okien w zasobach budowlanych wymaga renowacji. Potrójne szyby zespolone mają obecnie ponad 60% udziału w rynku. A udział sprzedanych w roku 2020 okien z „ciepłą ramką” (wielkość psi g = 0,06) szacuje się na 74%.

 

2022 10 18 5

 

Co prawda niemiecka Ustawa o energetycznej jakości budynków (Gebäudeenergiegesetz) wprowadza wartość Uw 1,3 W/(m²K) jako minimalne wymaganie dla nowych okien, to jednak jeśli inwestor chce sobie zapewnić dofinansowanie i dopłaty z niemieckiego Federalnego Urzędu Gospodarki i Kontroli Eksportu (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle – BAFA), wygląda to już zupełnie inaczej.

 

Przy zabudowie potrójnych termoizolacyjnych szyb zespolonych wartość Uw musi wynosić 0,95 W/(m²K) lub być lepsza. Podwójne termoizolacyjne szyby zespolone aktualnie w ogóle nie są dofinansowywane (stan na wrzesień 2022 r.). Jak obrazuje to Ilustracja 2, aluminiowa ramka dystansowa dla większości materiałów ram okiennych nie jest już praktycznym wariantem i z pewnością żadnym długookresowym rozwiązaniem.

 

 2022 10 18 6

Tabele wartości współczynnika U z porównaniem aluminiowej ramki dystansowej i Super Spacer® Premium

 


Przewidującym jest ten, kto jako producent okien, działając perspektywicznie, zautomatyzuje produkcję i wprowadzi ciepłą ramkę jako standard (zwłaszcza że wymogi ze strony ustawodawcy nigdy nie ulegną złagodzeniu).

 


Jakie korzyści wnosi ciepła ramka w zakresie izolacji cieplnej i kosztów ogrzewania?
Ogólna zasada mówi: różnica 0,04 W/mK wartości psi g oznacza poprawę wartości Uw o 0,1 W/mK. Ilustracja 2 pokazuje, jakie zmiany są możliwe tylko poprzez zmianę konwencjonalnych ramek dystansowych na ciepłą ramkę, w tym przypadku z ramki aluminiowej na ramkę z pianki silikonowej.

 

Badanie przeprowadzone przez Institut Passivhaus z Darmstadt dla Edgetech Europe GmbH w grudniu 2019 r. dokumentuje zrównoważony rozwój i efektywność ekonomiczną popartą konkretnymi oszczędnościami przy rocznym zapotrzebowaniu na ciepło grzewcze i ślady CO2 (patrz podsumowanie w Ilustracji 3).

 

2022 10 18 7

Potencjalne oszczędności dzięki ciepłej ramce Super Spacer w porównaniu z aluminiową ramką dystansową

 

Ponieważ od tego czasu ceny energii rosły wykładniczo i są trudno przewidywalne, w tym miejscu nie dokonujemy prognozy pieniężnej wartości oszczędności w czasie eksploatacji okna.

 


W budynku nisko energetycznym z podwójnym oszkleniem, zgodnie z niemieckim rozporządzenie o oszczędzaniu energii (EnEV) z 2016 roczne zapotrzebowanie na ciepło grzewcze zmniejsza się o 5,8%. Uwzględniając lepszą izolację oszklenia potrójnego oszczędność może wzrosnąć do 8,2%.

 

2022 10 18 8

 

W przypadku aluminiowej ramki dystansowej w budynku pasywnym, w praktyce wydaje się to raczej mało prawdopodobne. Możliwa oszczędność energii przy maksymalnie dopuszczalnym rocznym zapotrzebowaniu na ciepło grzewcze w wysokości 15 kWh/(m2a) wynosi około 22%.

 

Przyjmując jako podstawę do porównania 11 ton ekwiwalentu CO2 na mieszkańca i rok za przeciętny ślad CO2 w Niemczech (dane Federalnego Urzędu Ochrony Środowiska z roku 2021), sama ciepła ramka w oszkleniu potrójnym budynku nisko energetycznego redukuje tę wartość o 1,43%.

 

2022 10 18 9

 

Przy zmieniającym się w Niemczech miksie energetycznym na korzyść odnawialnych źródeł energii, te możliwości oszczędzania ulegają zmniejszeniu, ponieważ zmniejsza się także współczynnik emisji ekwiwalentu CO2. Wartość poniżej jednej tony ekwiwalentu CO2 na głowę mieszkańca uznaje się ogólnie jako odporny na zmiany klimatu globalny ślad CO2. Tak więc przed nami jeszcze długa droga i ważny jest każdy zaoszczędzony kilogram.

 

Ponieważ roczne zapotrzebowanie budynku na ciepło grzewcze zależne jest od bardzo wielu czynników, takich jak wiek, sprawność izolacyjna, lokalizacja, ustawienie okien, temperatura zewnętrzna i osobiste preferencje użytkowników, nie jest możliwa kalkulacja uzyskania oszczędności przez ciepłą ramkę za pomocą prostej wartości średniej.

 

2022 10 18 10

 

Pozostaje wniosek – energetyczna modernizacja budynków jest sumą wielu drobnych elementów. Ponad 8% możliwych oszczędności energii w budynku nisko energetycznym poprzez samą ciepłą ramkę to potencjał, którego nie należy ignorować.

 

Ponadto zarówno minimalizacja powstawania rosy i pleśni, jak również odczuwalny wzrost komfortu są bezspornym argumentem po stronie termicznie zoptymalizowanej krawędzi szyby. I ostatnia, choć nie mniej ważna sprawa, to olbrzymi potencjał, jaki w sumie daje 235 milionów okien wymagających renowacji. 

 

2022 10 18 11

 

Materiały źródłowe:
[1] Mehr Energie sparen mit neuen Fenstern (Większa oszczędność energii z nowymi oknami); aktualizacja z maja 2021 r. pracy badawczej „Im neuen Licht: Energetische Modernisierung von alten Fenstern“ (W nowym świetle: Energetyczna modernizacja starych okien), Verband Fenster + Fassade, Frankfurt am Main, i Bundesverband Flachglas e. V., Troisdorz

 

[2] Energy, CO2 and cost savings by using Edgetech Super Spacer® TriSeal™ | T-Spacer™ Premium in comparison to aluminium and stainless steel spacer bars in different climates, opublikowane przez Passivhaus Institut Darmstadt na zlecenie Edgetech Europe GmbH, 2019 r.

 

 2022 04 19 1

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
          sec