Tepelnoizolaฤnรก vlastnosลฅ izolaฤnรฉho skla
Tepelnoizolaฤnรก vlastnosลฅ izolaฤnรฉho skla a moลพnosti jej overenia in situ. Sรบ tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti izolaฤnรฉho skla po dodanรญ na stavbu alebo zabudovanรญ do stavby skutoฤne takรฉ, ako ich deklaruje vรฝrobca?
Izolaฤnรฉ sklรก sรบ v sรบฤasnosti neodmysliteฤพnou sรบฤasลฅou modernej vรฝstavby. Skladajรบ sa z dvoch alebo troch tabรบฤพ skla v hrรบbkach a druhoch zodpovedajรบcich funkฤnรฝm, mechanickรฝm a estetickรฝm nรกrokom. Vzdialenosลฅ medzi tabuฤพami skla vymedzuje rรดzne ลกirokรฝ diลกtanฤnรฝ profil naplnenรฝ vysรบลกacรญm prostriedkom โ molekulovรฝm sitom, ktorรฝ odstraลuje vlhkosลฅ a vyrovnรกva tlak v dutine medzi sklami. Obvodovรฉ spojenie tabรบฤพ skla a diลกtanฤnรฉho profilu je zabezpeฤenรฉ adhรฉznym, trvale plastickรฝm tmelom, vonkajลกรญ okraj izolaฤnรฉho skla je po celom obvode utesnenรฝ trvale pruลพnรฝm tmelom, ktorรฝ zabraลuje prenikaniu vlhkosti do dutiny.
S cieฤพom zvรฝลกiลฅ tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti sa dutina medzi sklami vypฤบลa inertnรฝm plynom (napr. argรณnom, kryptรณnom). V ostatnรฝch rokoch doลกlo k najvรฝznamnejลกรญm zmenรกm najmรค v pouลพitรญ materiรกlu na diลกtanฤnรฝ profil. Pรดvodnรฉ hlinรญkovรฉ rรกmฤeky uลพ neodporรบฤa STN 73 0540-2: 2012, nahrรกdzajรบ ich oceฤพovรฉ, antikorovรฉ alebo najnovลกie plastovรฉ tepelnotechnicky zlepลกenรฉ diลกtanฤnรฉ rรกmiky. Tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti izolaฤnรฉho skla sรบ spochybลovanรฉ hlavne poukazovanรญm na vplyv zlyhania ฤพudskรฉho (niekedy aj technickรฉho) faktora pri vรฝrobe, ฤo sa najฤastejลกie spรกja s รบnikom inertnรฉho plynu.
Sรบฤiniteฤพ prechodu tepla a sรบฤasnรฉ poznatky
Najznรกmejลกou charakteristickou vlastnosลฅou izolaฤnรฝch skiel je sรบฤiniteฤพ prechodu tepla (Ug). Hodnota sรบฤiniteฤพa prechodu tepla udรกva tepelnรฝ tok (t. j. tepelnรก strata v zimnom obdobรญ), ktorรฝ sa ลกรญri jednรฝm ลกtvorcovรฝm metrom dielca pri teplotnom rozdiele vzduchu medzi interiรฉrom a exteriรฉrom jeden kelvin (K). Mernou jednotkou je W/(m2โ.โK). ฤรญm je tรกto hodnota niลพลกia, tรฝm je lepลกia tepelnรก izolรกcia izolaฤnรฉho skla. Aj keฤ nie je jedinou charakteristickou vlastnosลฅou izolaฤnรฉho skla, je iste najdiskutovanejลกou, ale aj najviac investormi a uลพรญvateฤพmi okien spochybลovanou. Zvรฝลกenรบ kondenzรกciu vodnej pary na povrchu skla uลพรญvatelia ฤasto pripisujรบ nedostatoฤnej koncentrรกcii alebo absencii plynu v priestore medzi sklami. Prispieva k tomu skutoฤnosลฅ, ลพe sรบ len veฤพmi obmedzenรฉ moลพnosti jej priameho merania na reรกlnom rozmere okna alebo zasklenej steny, ฤi uลพ v laboratรณriu, alebo na stavbe.
Sรบฤiniteฤพ prechodu tepla izolaฤnรฉho skla je moลพnรฉ zistiลฅ vรฝpoฤtom podฤพa EN 673 [7] alebo meranรญm podฤพa STN EN 674 [8], prรญpadne STN EN 675 [9]. Ide o meranie vzorky โ prototypu โ danรฉho notifikovanej osobe na poฤiatoฤnรบ skรบลกku, nie kaลพdรฉho jednรฉho dodanรฉho kusa izolaฤnรฉho skla. Harmonizovanรก EN 1279-5+A1 ukladรก vyjadrovaลฅ Ug vรฝpoฤtom, t. j. podฤพa EN 673. Postup podฤพa EN 674 alebo EN 675 sa mรดลพe pouลพiลฅ len vtedy, ak nie je moลพnรฉ Ug stanoviลฅ vรฝpoฤtom. Ani jeden z tรฝchto spรดsobov nie je pouลพiteฤพnรฝ na konkrรฉtnom vรฝrobku. Vรฝpoฤet sa pouลพije, ak nevieme, akรก koncentrรกcia inertnรฉho plynu je v medzisklenom priestore, a meranie podฤพa EN 674 alebo EN 675 zas z dรดvodu obmedzenรฉho rozmeru vzorky (750 ร 750 mm) vkladanรฉho do skรบลกobnรฉho zariadenia. Hodnoty sรบฤiniteฤพa prechodu tepla izolaฤnรฉho skla Ug, ktorรฉ moลพno oฤakรกvaลฅ pri rรดznych koncentrรกciรกch plynu, udรกvajรบ podklady niektorรฝch vรฝrobcov [6] alebo ich moลพno zistiลฅ pomocou programu Window 6.3 [1]. K podobnรฝm vรฝsledkom je moลพnรฉ dospieลฅ aj voฤพne dostupnรฝm programom Calumen. Problรฉmom zostรกva zistenie koncentrรกcie plynu v priestore medzi sklami pri uลพ zabudovanom okne. Meradlo koncentrรกcie plynu nie je beลพne dostupnรฉ.
Zdruลพenie SLOVENERGOokno vlastnรญ meradlo SPARKLIKE v2, ktorรฝm je moลพnรฉ meraลฅ koncentrรกciu plynu nedeลกtruktรญvnou metรณdou (obr. 1). Problรฉmom je meranie koncentrรกcie plynu v trojsklรกch alebo farbenรฝch izolaฤnรฝch sklรกch, pri ktorรฝch nie je toto meradlo vhodnรฉ. Tu je k dispozรญcii iba deลกtrukฤnรก metรณda, pri nej sa vyberie izolaฤnรฉ sklo z rรกmu krรญdla okna, navลta sa otvor s priemerom pribliลพne 3 mm a odoberie (odsaje) sa vzorka plynu na analรฝzu. Keฤลพe sรบฤiniteฤพ prechodu tepla izolaฤnรฉho skla zรกvisรญ okrem koncentrรกcie plynu aj od ลกรญrky medzisklovej medzery, podmienkou na รบspeลกnรฉ zistenie Ug je schopnosลฅ zmeraลฅ ลกรญrku tejto medzery. K dispozรญcii je laserovรฉ meradlo na obr. 4. Na zistenie sรบฤiniteฤพa prechodu tepla nepriehฤพadnรฝch konลกtrukciรญ v nestacionรกrnych podmienkach sa niekedy pouลพรญva meradlo tepelnรฉho toku. Ponรบka sa moลพnosลฅ pouลพiลฅ ho aj na meranie sรบฤiniteฤพa prechodu tepla izolaฤnรฝch skiel, a to najmรค v prรญpadoch, ak pouลพitie opรญsanรฝch meradiel nie je moลพnรฉ (napr. farebnรฉ sklo, trojsklo, izolaฤnรฉ sklo vo fasรกde, ktorรฉ nie je moลพnรฉ vyลaลฅ z rรกmu a pod.).
Pouลพitรก metรณda a vรฝsledky
Na nรกลก pokus sa pouลพilo meradlo tepelnรฉho toku s obchodnรฝm oznaฤenรญm Hukseflux s vรฝstupom v milivoltoch, ktorรฉ sa datalogerom LI-19 transformovali na W/m2 (obr. 5). Z tohto vรฝstupu a merania povrchovรฝch teplรดt sa vypoฤรญtal sรบฤiniteฤพ prechodu tepla podฤพa vzลฅahu:
kde Ug je sรบฤiniteฤพ prechodu tepla izolaฤnรฉho skla vo W/(m2โ.โK),
ฮธsi, ฮธse – vnรบtornรก a vonkajลกia povrchovรก teplota v K,
q – tepelnรฝ tok v W/m2,
0,17 – konลกtanta (zahลลa ลกtandardnรฉ odpory pri prechode tepla v m2โ.โK/W)
Ako skรบลกobnรฉ vzorky sa pouลพili zabudovanรฉ izolaฤnรฉ dvojsklรก s deklarovanou skladbou 4-16-4 mm, priฤom rozmer 16 mm sa vzลฅahuje na medzisklovรบ medzeru a rozmer 4 mm je hrรบbka tabule skla. Izolaฤnรฉ sklรก boli zabudovanรฉ v rรกmoch okien z PVC-U. Pri kaลพdej vzorke sa zmerala koncentrรกcia plynu meradlom podฤพa obr. 1 a 2. Hrรบbka medzisklovej medzery a tabule skla sa overila meradlom podฤพa obr. 4 v strede viditeฤพnej ลกรญrky izolaฤnรฉho skla. Na snรญmanie povrchovรฝch teplรดt sa pouลพili snรญmaฤe Arexx. Pri spracovanรญ vรฝsledkov merania sa zohฤพadnili odchรฝlky merania zรญskanรฉ z kalibraฤnรฝch listov meradiel. Oknรก boli zvislรฉ, otvรกravรฉ, so ลกtandardnรฝmi rozmermi a s viditeฤพnรฝmi rozmermi skla uvedenรฝmi v tab. 1.
Ako dopadli merania?
Najฤastejลกie spochybลovanou charakteristikou izolaฤnรฝch skiel je hodnota sรบฤiniteฤพa prechodu tepla. Na reรกlne zabudovanรฝch izolaฤnรฝch sklรกch v oknรกch sa vykonali merania uvedenรฉ v tab. 1. Z meranรญ vyplynula veฤพmi dobrรก zhoda nameranรฉho Ug s koncentrรกciou argรณnu. Pre meranรฝ typ izolaฤnรฉho skla je podฤพa STN EN 673 vypoฤรญtanรก hodnota 1,1 W/(m2โ.โK). Tรกto vypoฤรญtanรก hodnota platรญ, ak koncentrรกcia argรณnu v izolaฤnom skle je minimรกlne 90 ยฑ 5 %. Nami nameranรฉ hodnoty (vzorka 1 aลพ 3) sรบ v tomto rozpรคtรญ. Takรบto hodnotu (zaokrรบhlene) moลพno dokonca prijaลฅ eลกte pri koncentrรกcii plynu 80 % (vzorka ฤ. 4). Pri zniลพovanรญ koncentrรกcie plynu sa preukรกzal vรฝraznรฝ pokles sรบฤiniteฤพa prechodu tepla (vzorka ฤ. 5 a 6). Keฤลพe meradlo koncentrรกcie plynu dokรกลพe preukรกzaลฅ spoฤพahlivรฉ vรฝsledky len od koncentrรกcie plynu 40 %, vloลพila sa do vรฝpoฤtu podฤพa EN 673 v programe Calumen II. hodnota pre vzduch (vzorka ฤ. 6). Meranie meradlom tepelnรฉho toku tรบto skutoฤnosลฅ potvrdilo, v izolaฤnom skle sa nachรกdzalo zanedbateฤพnรฉ mnoลพstvo argรณnu.
Pritom sa izolaฤnรฉ sklo montovalo s deklarovanou hodnotou Ug = 1,1 W/(m2โ.โK). Dnes sa uลพ nedozvieme, ฤi takรกto nรญzka hodnota koncentrรกcie plynu bola uลพ pri zabudovanรญ alebo plyn โvyprchalโ poฤas pribliลพne 10 rokov pouลพรญvania. Na vzorkรกch (2 aลพ 5) sa meranรญm dosiahli lepลกie hodnoty Ug ako vรฝpoฤtom, napr. podฤพa Window 6.3 [1]. Takรฉto vรฝsledky nie sรบ pri meranรญ sรบฤiniteฤพa prechodu tepla ฤastรญ okien (rรกmy, sklรก) nezvyฤajnรฉ [4], [5]. Realizovanรฝmi overovacรญmi meraniami sa podarilo preukรกzaลฅ vhodnosลฅ metรณdy merania sรบฤiniteฤพa prechodu tepla izolaฤnรฝch skiel meradlom tepelnรฉho toku na reรกlnych okennรฝch konลกtrukciรกch v zabudovanom stave. V prรญpade pochybnostรญ o deklarovanรฝch hodnotรกch sรบฤiniteฤพa prechodu tepla zasklenia moลพno na preukรกzanie reรกlnych hodnรดt na stavbe odporuฤiลฅ meradlรก tepelnรฉho toku.
Literatura
- Window 6.3 Computer Program for Calculating Thermal Performance of Windows. Lawrence Berkeley Laboratory, 2012.
- Chmรบrny, I.: Tepelnรก ochrana budov. Bratislava: JAGA GROUP, 2003.
- Puลกkรกr, A. a kol.: Oknรก, zasklenรฉ steny, dvere, brรกny. Bratislava: JAGA GROUP, 2008, ISBN 978-80-8076-062-5.
- Panรกฤek, P. โ Puลกkรกr, A.: Vplyv druhu dreviny na tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti okien. In: DลEVฤNร OKNA, DVEลE, SCHODY 2012, Sbornรญk pลednรกลกek odbornรฉho seminรกลe, 2. a 3. 2. 2012, Brno ฤR, Mendelova univerzita v Brne, ISBN 978-80-7375-599-7, s. 6.
- Puลกkรกr, A. โ Panรกฤek, P. โ Szabรณ, D.: Energeticky รบspornรฉ drevenรฉ oknรก a kritickรก povrchovรก teplota. In: Zbornรญk Odbornรฝ seminรกล โDลevฤnรก okna, dveลe, schodyโ, Hranice, 2009.
- Pilkington: Das Glas-Habdbuch, Flachglas AG, 1995.
- STN EN 673: 2000: Sklo v stavebnรญctve. Stanovenie sรบฤiniteฤพa prechodu tepla (hodnota U). Vรฝpoฤtovรก metรณda.
- STN EN 674: 2000: Sklo v stavebnรญctve. Stanovenie sรบฤiniteฤพa prechodu tepla (hodnota U). Metรณda chrรกnenej teplej platne.
- STN EN 675: Sklo v stavebnรญctve. Stanovenie sรบฤiniteฤพa prechodu tepla (hodnota U). Metรณda meradla tepelnรฉho toku.
TEXT: prof. Ing. Ivan Chmรบrny, PhD., a prof. Ing. Anton Puลกkรกr ,PhD., Stavebnรก fakulta STU v Bratislave, Ing. Pavol Panรกฤek, PhD., SLOVENERGOokno
FOTO: archรญv autorov
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Stavebnรฉ Materiรกly.