CIEPŁA RAMKA, PSI ( Ψ ) I OKNA ENERGOOSZCZĘDNE

Transkrypt

1 CIEPŁA RAMKA, PSI ( ) I OKNA ENERGOOSZCZĘDNE Ciepła ramka - mdne słw, słw klucz. Energszczędny wytrych twierający sprzedawcm drgę d prtfeli klientów. Czym jest ciepła ramka, d czeg służy i czy w góle jej stswanie w knach (a właściwie w szybach zesplnych) znajduje praktyczne i eknmiczne uzasadnienie dla nabywców kien? Czy ciepła ramka ma jakiklwiek wpływ na wartść współczynnika ciepła szyby lub kna? Jak psi () wpływa na U w? Prducenci i sprzedawcy kien z reguły znają już dpwiedzi na pwyższe pytania, nabywcy kien bardz rzadk i dlateg t im dedykujemy ten artykuł, b jak płacić, t chciaż wiedząc za c i dlaczeg. Czyż nie tak? Ramka, ramce nie równa Ostatnie lat na rynku kiennym, t czas wielkiej kiennej ewlucji i rewlucji czym już pisaliśmy. Tym razem jednak pminiemy większść zagadnień dtyczących kształtwników kiennych, a skncentrujemy się wyłącznie na szybach zesplnych i jednym z kmpnentów służących d ich prdukcji na ramkach dystanswych. Ramka dystanswa t ów metalicznie płyskujący element widczny pmiędzy taflami szkła szyby zesplnej. W pkazywanym przypadku pmiędzy trzema taflami szkła, czyli w tak zwanej szybie dwukmrwej. Ewlucja i rewlucja na rynku prdukcji szkła budwlaneg rzpczęła się d zastąpienia szkła ciągnineg, szkłem walcwanym typu flat. Niec później d pwszechneg użytku trafił szkł niskemisyjne i miękkpwłkwe, a przestrzeń pmiędzy szybami zaczęt wypełniać mieszaninami gazów szlachetnych i pwietrza. Elementem służącym d łączenia tafli szkła w pakiecie szyby zesplnej i zapewniającym właściwą dległść pmiędzy nimi były ramki dystanswe, wyknywane głównie z aluminium. Płączenie wszystkich nwych technlgii w prdukcji szyb zesplnych dprwadził d radykalneg bniżenia wartści ich współczynnika przenikania ciepła z pzimu U g = 2,9 d U g = 1,1. Wart w tym miejscu wskazać, że pdane wyżej wartści współczynników przenikania ciepła szyb dtyczą wyłącznie śrdkwej części szyby.

2 Równległy rzwój technlgii prdukcji kształtwników kiennych i narastająca tendencja d twrzenia knstrukcji umżliwiających maksymalne graniczanie strat energii przez kna, dprwadziły d sytuacji, w której najsłabszym gniwem nwczesnych kien kazała się strefa brzegwa szyby zesplnej i jej styk z prfilami kiennymi. Pwdem pwstawania mstka cieplneg w tej strefie i zwiększneg przepływu energii d ciepłej szyby wewnętrznej w kierunku zimnej szyby zewnętrznej była wyska przewdnść cieplna aluminium stswaneg d prdukcji ramek dystanswych. Knieczne stał się pracwanie technlgii prdukcji szyb zesplnych z ramkami dystanswymi wyknanymi z materiałów niższej przewdnści cieplnej niż aluminium. Aktualnie d prdukcji szyb zesplnych wykrzystuje się nadal ramki dystanswe wyknywane z aluminium, ale craz częściej zastępwane są ne elementami ze stali, stali szlachetnej lub twrzyw sztucznych. Wartści bliczeniwe współczynnika przewdzenia ciepła λ, wg PN-EN 12524:2003 dla niektórych materiałów wykrzystywanych d prdukcji ramek dystanswych przedstawia pniższa tabela. Materiał Wartść bliczeniwa współczynnika przewdzenia ciepła λ Aluminium 160 Stal 50 Stal szlachetna (nierdzewna) 17 Twrzywa sztuczne (pliwęglany) 0,20

3 Ciepła ramka i psi () Zastswanie w prdukcji szyb zesplnych ramek dystanswych wyknanych z materiałów innych niż aluminium pzwala na graniczenie strat ciepła w wyniku mstka cieplneg pwstająceg na styku szyby z kształtwnikiem kna. Kniecznym wydaje się jednak ustalenie czy rzeczywiście ramka wyknana z któregklwiek ze wskazanych wyżej materiałów zasługuje na mian ciepłej? Żeby dpwiedzieć na t pytanie wcześniej należy kreślić metdę prównania parametrów cieplnych ramek dystanswych. O ile znana jest wartść bliczeniwa współczynnika przewdzenia ciepła λ materiałów z jakich wyknane są ramki tyle ze względu na mniej lub bardziej skmplikwany kształt ramek dystanswych raz technlgie ich prdukcji, w których łączne są różne materiały, zdecydwanie trudniej jest kreślić parametry cieplne dla samej ramki. Pierwszą próbę ustalenia wymagań minimalnych dla ciepłych ramek dystanswych pdjęt w prjekcie załącznika nrmy DIN V : Krawędź szyby zesplnej ulepsznych własnściach cieplnych. Zgdnie z tym prjektem za krawędź szyby zesplnej ulepsznych parametrach cieplnych mżna uznać taką krawędź szyby, w której ramka dystanswa spełnia następującą zależnść: Σ (d i * λ i ) 0,007 gdzie: d i - grubść ścianki materiału z któreg wyknana jest ramka λ i - współczynnik przewdzenia ciepła materiału w W/(m * ºK) Przykładwe sprawdzające bliczenie dla ramki dystanswej pustej lub litej pwinn dbywać się według następujących zasad:

4 Psi () D czasu zdefiniwania prblemu zwiększnych strat ciepła przez kna na skutek pwstawania mstka cieplneg na styku szklenia z kształtwnikami kiennymi, przy bliczeniach współczynnika przenikania ciepła kien U w, wartść liniweg współczynnika przenikania ciepła mstka cieplneg na styku szyby z ramą była całkwicie pmijana. Definicję i znaczenie liniweg współczynnika przenikania ciepła płączenia z szkleniem lub panelem nieprzezrczystym pdaje i bjaśnia nrma PN-EN ISO :2003, w której stwierdza się: przenikania ciepła szklenia U g ma zastswanie d centralnej części szklenia i nie uwzględnia efektu rzpórki (ramki dystanswej) przy krawędzi szklenia. przenikania ciepła ramy U f jest stswany przy braku szklenia. Liniwy współczynnik przenikania ciepła pisuje ddatkwy strumień ciepła spwdwany wzajemnym ddziaływaniem ramy i krawędzi szklenia, łącznie z efektem rzpórki(ramki dystanswej) Tym samym mżna stwierdzić, że rzeczywisty efekt mstka termiczneg na krawędzi szyby zesplnej zamntwanej w knie i jeg wartść kreślana jak zależy d: rdzaju ramki dystanswej, izlacyjnści cieplnej śrdkwej części szyby zesplnej U g głębkści sadzenia szyby w prfilu współczynnika przenikania ciepła U f kształtwnika kienneg. W rku 2008 Instytut Techniki Okiennej w Rsenheim przeprwadził badania liniweg współczynnika przenikania ciepła przy wykrzystaniu wielu typów dstępnych na rynku ramek dystanswych. Badania były prwadzne przy użyciu kształtwników kiennych wyknanych z różnych materiałów raz szyb zesplnych zróżnicwanej budwie i wartści współczynnika ciepła U g dla śrdkwej części szyby. Na pdstawie pracwania inżynier Katrin Gandler z ift Rsenheim pniżej przedstawiamy tabelę zawierającą wyniki badań. Klrem czerwnym zaznaczn wartści współczynnika dla kien PVC.

5 Nazwa lub rdzaj ramki dystanswej Budwa szyby przenikania ciepła szyby U g Okn PVC Okn drewniane Okn aluminiwe Okn drewnian - aluminwe Ramka aluminiwa Chrmatech Chrmatech Plus Chrmatech Ultra GTS Nirtec 017 Nirtec 015 SS Triseal Swisspacer Swisspacer V TGI TGI 4301* Thermix TX.N TPS (Rü: PS 4 mm) WEP classic WEP premium 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,077 0,081 0,111 0,092 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,075 0,086 0,111 0,097 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,051 0,053 0,069 0,059 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,048 0,053 0,065 0,059 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,051 0,052 0,067 0,058 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,048 0,052 0,063 0,057 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,041 0,041 0,051 0,045 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,038 0,040 0,045 0,043 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,049 0,051 0,065 0,056 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,046 0,051 0,061 0,056 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,051 0,053 0,068 0,058 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,048 0,053 0,063 0,058 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,050 0,051 0,066 0,057 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,047 0,051 0,061 0,056 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,035 0,034 0,041 0,037 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,033 0,032 0,036 0,035 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,045 0,047 0,060 0,052 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,042 0,046 0,056 0,051 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,034 0,032 0,039 0,035 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,032 0,031 0,034 0,033 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,044 0,044 0,056 0,049 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,041 0,043 0,051 0,047 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,041 0,041 0,051 0,045 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,039 0,040 0,046 0,043 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,041 0,041 0,051 0,044 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,038 0,039 0,045 0,042 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,039 0,038 0,047 0,042 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,037 0,037 0,042 0,040 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,052 0,054 0,071 0,060 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,049 0,055 0,067 0,061 4/16/4 jednkmrwa 1,1 0,051 0,053 0,068 0,058 4/12/4/12/4 dwukmrwa 0,7 0,048 0,052 0,063 0,058 Wniski płynące dla nabywców kien PVC z danych zawartych w tabeli są dść czywiste. Pierwszy, t że wartść liniweg współczynnika przenikania ciepła kien przeszklnych jedn lub dwukmrwymi szybami zesplnymi z ramką aluminiwą jest zdecydwanie wyższa niż dla tych samych kien z przeszkleniami wykrzystującymi ramki dystanswe ze stali szlachetnej lub twrzyw sztucznych. Drugi taki, że liniwy współczynnik przenikania ciepła nie ma żadneg wpływu na wartść współczynnika przenikania ciepła szyby zesplnej U g.

6 Ciepła ramka - eknmia i użytecznść Z pewnścią ta część artykułu każe się najbardziej interesująca dla wszystkich inwestrów szukających eknmiczneg uzasadnienia i praktyczneg znaczenia zakupu kien energszczędnych wypsażnych w szyby zesplne z ciepłymi ramkami. Zacznijmy d eknmii. Zadaniem kna energszczędneg jest przede wszystkim graniczenie strat energii cieplnej dbywającej się przez t kn. Należy przyjąć, że im niższy kreślny metdą badawczą lub bliczeniwą współczynnik przenikania ciepła kna U w, tym mniejsze straty ciepła przez t kn. Ciepła ramka, a właściwie wartść liniweg współczynnika przenikania ciepła jest jednym z bardz isttnych argumentów niezbędnych d prawidłweg, zgdneg z nrmą PN-EN ISO :2003 bliczenia współczynnika przenikania ciepła U w całeg kna. Dla przypmnienia pniżej pdajemy wzór na bliczanie współczynnika przenikania ciepła kna znajdujący się w przywłanej nrmie. Wzór współczynnik przenikania ciepła Uw gdzie: U w - wartść współczynnika przenikania ciepła przez kn [] A f - ple pwierzchni ramy kiennej [m 2 ] U f - współczynnik przenikania ciepła przez ramę kienną [] A g - ple pwierzchni szyby zesplnej [m 2 ] U g - współczynnik przenikania ciepła szyby zesplnej [] L g - bwód krawędzi szyby zesplnej (także długść szprsów międzyszybwych) [mb] - liniwy współczynnik przenikania ciepła przez krawędź [] W tabeli pkazujemy w jaki spsób zmiana wartści liniweg współczynnika przenikania ciepła wynikająca z zastswania różneg typu ramek dystanswych wymieninych w pracwaniu Instytutu Techniki Okiennej w Rsenheim wpływa na kńcwą wartść współczynnika przenikania ciepła U w przy stałej wartści pzstałych argumentów. Pwierzchnia całkwita kna (m 2 ) Pwierzchnia nieprzeszklna kształtwników kiennych przenikania ciepła kształtwników kiennych Pwierzchnia przeszklna kna(szyby zesplne) przenikania ciepła dla śrdkwej części szyby zesplnej Długść linweg mstka na styku szyby i kształtwnika Rdzaj ramki dystanswej według ift Rsenheim Wartść liniweg mstka cieplneg według ift Rsenheim przenikania ciepła kna A A f U f A g U g L U w 1,800 0,458 1,100 1,342 0,700 4,672 aluminiwa 0,075 0,997 1,800 0,458 1,100 1,342 0,700 4,672 Chrmatech 0,048 0,926 1,800 0,458 1,100 1,342 0,700 4,672 TPS 0,037 0,898 1,800 0,458 1,100 1,342 0,700 4,672 Swisspacer V 0,032 0,885

7 W zależnści d rdzaju ciepłej ramki dystanswej użytej d wyknania szyby zesplnej kna energszczędneg i wartści liniweg współczynnika przenikania ciepła, współczynnik przenikania ciepła U w ulega bniżeniu d 7,7% d 11% w stsunku d teg sameg kna wypsażneg w taką samą szybę zesplną tylk ze standardwą ramką aluminiwą. T całkiem spr. W artykule Okna energszczędne. Czy t się płaca? zamieszcznym na naszej strnie internetwej znajdziecie Państw bliczenia w jaki spsób bniżenie wartści współczynnika Uw przekłada się na knkretne szczędnści nśników energii i pieniędzy raz jaki w związku z tym mże być kres zwrtu inwestycji w zakup kien energszczędnych. Praktycznść raz użytecznść stswania ciepłych ramek d knstrukcji pakietów szyb zesplnych wynika z faktu, iż pzwalają ne na pdniesienie temperatury kna d strny pmieszczenia na styku ramy i szyby zesplnej. W efekcie następuje znaczne graniczenie zjawiska kndensacji pary wdnej w tym bszarze. Wyższa temperatura na krawędzi szyby wewnętrznej w pakiecie szyby zesplnej, pzwala nawet na kilkuprcentwy wzrst względnej wilgtnści pwietrza w pmieszczeniu. Przy tej pdwyższnej wilgtnści w kreślnych warunkach, przy zastswaniu tradycyjnej ramki aluminiwej wda z pewnścią wykraplałaby się na pwierzchni szyby. Pniżej przedstawiamy tabelę brazującą zakres pisaneg zjawiska dla kien PVC, partą wyniki badań firmy PressGlas w warunkach gdy temperatura zewnętrzna wynsi 0 ºC, a temperatura wewnętrzna w pmieszczeniu wynsi 20 ºC. Temperatura zewnętrzna w ºC Temperatura wewnętrzna w pmieszczeniu w ºC Rdzaj kna Materiał ramki dystanswej Temperatura na krawędzi szyby wewnętrznej w pakiecie szyby zesplnej w ºC Wilgtnść punktu rsy na krawędzi szyby wewnętrznej w % 0 20 PVC Aluminium 11,1 56, PVC Stal szlachetna 12,5 62, PVC Twrzyw sztuczne 13,2 64,3 Pdsumwując, zastswanie ciepłej ramki d budwy szyby zesplnej mże wywierać znaczący wpływ na dwa isttne parametry każdeg kna. Na przenikalnść cieplną dpwiedzialną za graniczanie strat energii przez t kn raz na temperaturę punktu rsy na styku szyby z kształtwnikami kna c z klei ma znaczenie dla kmfrtu użytkwania, tak kna jak i pmieszczeń, w których n się znajduje. OKNOTEST.PL Źródł: A L U P R O M A T A L U P R O M A T S. C., W r c ł a w, u l. S ł t y s w i c k a 1 5 B N I P : , R e g n : t e l , t e l / f a x