Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 11 okladka

       11/2019

 

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

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

  

budma 2020 - 480x120

 

Typowe wady okien z szybami zespolonymi
Data dodania: 10.10.19

Minimalizacja zapotrzebowania na energię, zwłaszcza na energię dla celów grzewczych, powoli staje się jednym z najbardziej istotnych elementów polityki zrównoważonego rozwoju. Dlatego też w wielu krajach od lat podejmowane są działania mające zracjonalizować wykorzystanie energii.

 

Z danych Passivhaus Institut w Darmstadt wynika, że o ile w latach 1986-1992 zapotrzebowanie na energię do ogrzewania dla budynków mieszkalnych wynosiło ok. 160-180 kWh/m2 rocznie, to po roku 1998 zmalało do ok. 100-120 kWh/m2 rocznie. W budownictwie niskoenergetycznym nie powinno natomiast przekraczać 65 kWh/m2 rocznie, a dla budynków pasywnych musi być znacznie niższe i wynosić nie więcej niż 15 kWh/m2 rocznie. Jak już wspomniano, bez dobrych okien, spełnienie tych wymagań nie jest możliwe

 

O jakości gotowych okien decyduje szereg czynników, a więc: jakość szyb zespolonych i ramki dystansowej oraz szczelność całego pakietu szybowego, a także jakość i szczelność połączenia szyby z ramą okna, jakość profili okiennych oraz stan uszczelek między skrzydłem okiennym a ościeżnicą. Natomiast decydujące znaczenie może mieć jakość montażu i uszczelnienia okna w murze oraz jakość końcowej obróbki i wykończenia otworu okiennego.

 

Tymczasem już na etapie produkcji, na styku szyby zespolonej z ramą okna mogą wystąpić nieszczelności powodujące dobrze widoczne w kamerze termowizyjnej przenikanie zimnego powietrza przez szpary między ramą okna a ramką dociskową szyby.

 

Doświadczenie pokazuje, że to jedna z najczęściej spotykanych wad produkcyjnych. Przykład niestarannie wstawionej szyby jest pokazany na fot. 1. Kolejnym elementem mającym wpływ na termoizolacyjność szyby są szprosy, które potrafią nadać oknom elegancki i niepowtarzalny wygląd, ale są przyczyną znacznych strat ciepła, nie wspominając

 

już uciążliwości, jakie wiążą się z myciem takich okien. Najgorsza sytuacja występuje w przypadku tradycyjnych szprosów, które w rzeczywistości dzielą okno na szereg mniejszych szyb. Nietrudno zauważyć, że kiedy zamiast jednej tafli szklanej okno składa się kilku a nawet kilkunastu mniejszych szyb, łączna długość mostków termicznych wokół każdej z szyb może wynosić kilka a nawet kilkanaście metrów (fot. 2). Straty ciepła przez takie okna są zdecydowanie większe. Istnieje jednak kilka rozwiązań, które (przynajmniej w teorii) pozwalają uniknąć wspomnianych strat ciepła.

 

Są to szprosy naklejane na szyby od zewnątrz, dzięki czemu nie powodują one żadnych dodatkowych strat ciepła lub szprosy wewnątrzszybowe, montowane przez producentów szyb zespolonych od razu w komorze między szybami. Dzięki temu można uzyskać zamierzony efekt estetyczny, a jednocześnie mycie takiego okna nie różni się niczym od mycia pojedynczej szyby.

 

Diabeł, jak zwykle, tkwi jednak w szczegółach. Jeśli szprosy te stykają się z szybami, jest rzeczą oczywistą, że powoduje to również powstanie mostków termicznych, choć są one dużo mniej intensywne niż w przypadku okien ze szprosami tradycyjnymi. Zależy to od materiału, z którego taka imitacja została wykonana oraz sposobu ich zamocowania wewnątrz szyby.

 

 

2019 10 29 1
Fot. 1. Wady montażu 2-komorowej szyby zespolonej w ramie skrzydła okiennej

 

2019 10 29 2

Fot. 2 Okno z tradycyjnymi szprosami i szybami wypełnionymi powietrzem

 

 2019 10 29 3

Fot. 3. Okno z 1-komorową szybą zespoloną wypełnioną powietrzem i szprosami naklejonymi od zewnątrz

 

 2019 10 29 4

Fot. 4. Mostki termiczne spowodowane wklęśnięciem 1-komorowej szyby zespolonej ze szprosami wewnętrznymi

 

(...)

 

 

Na powyższym termogramie (fot. 3) przedstawiono rozwiązanie ze szprosami naklejonym od zewnątrz na szybę 1-komorową wypełnioną powietrzem, dzięki czemu uniknięto wystąpienia mostków termicznych, choć mycie takiego okna od zewnątrz pozostaje nadal uciążliwe. Na kolejnym termogramie (fot. 4) przedstawiono duże okno z drzwiami prowadzącymi na taras, w którym imitacja szprosów została umieszczona wewnątrz między szybami.

 

Przy zachowaniu odpowiedniej odległości szprosów od szyby zewnętrznej i wewnętrznej można wyeliminować nie tylko mostki termiczne ale i problem ich mycia. W tym konkretnym przypadku w jednej z szyb widać jednak mostki termiczne, które pojawiły się na skutek wklęśnięcia szyby i zetknięcia obu szklanych tafli ze szprosami.

 

Nie bez powodu wspomniano tu o wklęśnięciu szyby zespolonej, gdyż jest to bardzo często występujące zjawisko, na którego temat pisze się dość dużo w literaturze fachowej. Jednakże problem ten jest rozpatrywany przez naukowców i specjalistów od szyb głównie pod kątem powstających odkształceń tafli szkła i związanych z tym niebezpiecznych naprężeń, jakie mogą występować na skutek zmian ciśnienia zewnętrznego i wewnętrznego w przestrzeniach międzyszybowych stanowiących hermetycznie zamknięte komory.

 

Hermetyczność tych komór jest niezbędna dla utrzymania bardzo niskiej wilgotności powietrza w przestrzeni między szybami, co ma zapobiec skraplaniu się w nich pary wodnej. Poza tym gaz szlachetny wypełniający przestrzeń międzyszybową i zapewniający dobre parametry cieplne szyby zespolonej nie może wydostać się na zewnątrz.

 

W publikacjach tych nie wspomina się jednak o tym, że na skutek odkształcenia jakie powstaje, gdy ciśnienie panujące wewnątrz szyby stanie się niższe od ciśnienia atmosferycznego, dochodzi do „wybrzuszenia” tafli szklanych do wewnątrz czyli wklęśnięcia, a to z kolei powoduje znaczący wzrost strat ciepła przez szybę (fot. 5).

 

 2019 10 29 5

Fot. 5. Kondensacja pary wodnej w środkowej części dużej szyby witrynowej na skutek jej wklęśnięcia

 

 2019 10 29 6

Fot. 6. Fronton hotelu z wyraźnym wklęśnięciem szyb zespolonych

 

 2019 10 29 7

Fot. 7. Drzwi tarasowe z zaklęśniętymi szybami zespolonymi

 

 2019 10 29 8

Fot. 8. Wadliwe szyby zespolone (wklęśnięcia) w budynku biurowym

 

Przy okazji mogą wystąpić też inne niekorzystne efekty, wpływające na komfort użytkowników, jak choćby kondensacja pary wodnej na środku wewnętrznej powierzchni szyby, gdzie odległość między szybami jest najmniejsza lub nawet dojdzie do zetknięcia się tafli szkła (gdy pod wpływem obciążeń klimatycznych szyby zostaną wygięte „do środka”). Spływające po szybie skropliny mogą powodować przyspieszoną degradację okien (zwłaszcza drewnianych), a przy silniejszych mrozach na szybach może nawet pojawić się lód.

 

Z dostępnych publikacji wynika, że przyczyn „wklęśnięcia” może być kilka. Po pierwsze sztywność samych szyb. Im większa jest powierzchnia szyby a grubość szklanej tafli mniejsza, tym jej podatność na ugięcie pod wpływem zmieniającego się ciśnienia wewnątrz przestrzeni międzyszybowej jest większa.

 

Jeśli na dodatek grubość ramki dystansowej a więc odległość między szybami jest zbyt mała, rośnie ryzyko, że – jak wcześniej wspomniano – w środkowej części okna może na skutek wklęśnięcia dojść nawet do zetknięcia się obu szklanych tafli. Efekt cieplny takiego wklęśnięcia widać doskonale podczas badania kamerą termowizyjną zarówno od wewnątrz budynku (fot. 5) jak i od zewnątrz (fot. 6 i 7).

 

Oczywiście, w każdym przypadku bardzo istotne jest ciśnienie panujące wewnątrz przestrzeni międzyszybowej, a to zależy m.in. od ciśnienia atmosferycznego panującego aktualnie w hali, w której szyba została sklejona, a więc jej położenia względem poziomu morza.

 

Z pewnym przybliżeniem można przyjąć, że jeśli zakład produkcyjny znajduje się np. w Krośnie na wysokości ok. 250 m n.p.m, gdzie ciśnienie standardowe wynosi ok. 984 hPa a szyba zostanie następnie zamontowana np. w Malborku (ok. 20 m n.p.m.), gdzie panuje ciśnienie ok. 1011 hPa, to tylko z uwagi na inną wysokość występuje różnica ciśnień rzędu 27 hPa.

 

Taka różnica ciśnień odpowiada wysokości słupa wody ok. 27 cm, a zatem powoduje powstanie nacisku rzędu 275 kg/m2, mogącego spowodować znaczącą zmianę kształtu szyb. Zakładamy przy tym, że nie występuje dodatkowa różnica ciśnień wynikająca z układów barycznych czy panującej aktualnie temperatury, co może wpłynąć na dalsze zwiększenie różnicy ciśnień!

 

Nic więc dziwnego, że zjawisko wklęśnięcia szyb, które z punktu widzenia strat ciepła jest zdecdowanie niekorzystne, a tym samym ma przede wszystkim znaczenie w „zimnych” lub „gorących” strefach klimatycznych, obserwuje się w trakcie badań termowizyjnych okien dość często. Jeżeli wklęśnięcie występuje tylko w niektórych oknach (fot. 8 i 10), trzeba przyjąć, że wada dotyczy tylko tych szyb zespolonych, a jej powodem jest prawdopodobnie zbyt małe ciśnienie gazu w przestrzeni międzyszybowej ew. doszło do jego ucieczki.

 

 2019 10 29 9

Fot. 9. Wklęśnięta szyba zespolona w oknie połaciowym (paleta barwna MIDGREEN)

 

2019 10 29 10

Fot. 10. Szklany dach z wklęśniętymi szybami zespolonymi (paleta MIDGREEN

 

Badania termowizyjne pokazują także, że wklęśnięcia nie dotyczą wyłącznie szyb o dużych powierzchniach. Można je napotkać również w szybach zespolonych mniejszych rozmiarów, np. w oknach połaciowych (fot. 9).

 

Termogram zarejestrowany z wykorzystaniem palety barwnej MIDGREEN wskazuje, że znaczna część powierzchni szyby w pobliżu środka ma temperaturę znacznie niższą (do 5 K) od temperatury w pobliżu jej krawędzi. Podobne wady można napotkać w wieloelementowych przeszkleniach fasad oraz dachów (fot. 10).

 

Powstające w nich naprężenia są największe, ponieważ elementy szklane o mniejszych rozmiarach są bardziej wrażliwe na obciążenia klimatyczne.

 

Warto przy okazji wspomnieć o rozwiązaniach, które mają zapobiegać odkształceniom szyb zespolonych poprzez wyrównanie ciśnienia wewnętrznego z zewnętrznym. Wiążą się one jednak z wieloma problemami, gdyż takie rozwiązanie musi całkowicie wykluczyć możliwość gromadzenia się w przestrzeni międzyszybowej pary wodnej, wnikania kurzu czy owadów.

 

Aby to osiągnąć, proponuje się m.in. zastosowanie zaworu wyrównawczego z filtrem, wyrównywanie ciśnienia przez kapilarę zintegrowaną z ramką dystansową lub stosowanie membran grubszych ramek dystansowych pozwalających umieścić większą niż zwykle ilość sita molekularnego pełniącego rolę osuszacza.

 

Ponadto w szybach z tego typu „regulacją” ciśnienia nie można stosować gazu szlachetnego, który w bardzo krótkim czasie ulotniłby się na skutek ciągłych przepływów lub dyfuzji. Dlatego też wszelkie tego typu rozwiązania są na razie na etapie projektów badawczych.

 

(...) 

 

Wojciech Derwiński
TERMOCERT Badania termowizyjne
Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

 

  

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji:  Świat Szkła 10/2019
  

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik