6 Tehnične informacije o steklu in gradbeni fiziki

Transkript

1

2 6 Tehnične informacije o steklu in gradbeni fiziki Barva stekla 6.2 Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah 6.3 Toplotni mostovi 6.4 Nizkoenergijske in pasivne zgradbe 6.5 Žaluzije v izolacijskih steklih 6.6 Okna prihodnosti Vrste sistemov 6.7 Zimski vrtovi 6.8 Rast rastlin za steklom 6.9 Statika stekla in smernice Linijsko vstavljene zasteklitve TRLV Prezračevane, zunanje obloge zida iz kaljenega stekla RX SAFE ESG Varovalne zasteklitve TRAV Točkovno vpete zasteklitve TRPV Steklo in varnost Smernice za ocenjevanje vizualne kakovosti stekla za gradbeništvo Smernice za ocenjevanje vizualne kakovosti emajliranega in potiskanega stekla Čiščenje stekla 228

3 V Poglavju 3»Steklo, okno in fasada«so podane zahteve za okno kot celotni gradbeni element, vključno s steklom. V Poglavju 5»Proizvodni program«so opisani posamezni produkti iz stekla in navedeni njihovi tehnični podatki. S temi»tehničnimi informacijami o steklu in gradbeni fiziki«posredujemo pobude, priporočila in primere iz prakse, ki nam olajšajo konstruktivni prenos zahtev v vsakdanjo uporabo. Poleg tega so še obširno predstavljeni in s komentarji opremljeni različni pravilniki in smernice. 6.1 Barva stekla Barvne razlike pri pogledu na toplotnozaščitna izolacijska stekla, ki so sestavljena iz stekel z nanosom Ta izolacijska stekla odlikuje nizek koeficient toplotnega prehoda, visoka prepustnost svetlobe in visoka prepustnost sončnega sevanja. Tako kakovostne tehnične lastnosti dosežemo z nanosom izredno tankih prevlek, ki preprečujejo nastanek toplotnih izgub zaradi sevanja. V strokovni terminologiji imenujemo takšne nanose tudi Low-e nanosi. Pojem, ki izhaja iz angleščine in pomeni nizko emisivnost, označuje dejstvo, da omenjena stekla z emisijo ne oddajajo praktično nobene toplote. Poznamo različne vrste nanosov, ki se razlikujejo po sestavi, tehničnih vrednostih in optičnih lastnostih. V grobem jih delimo na mehke in trde nanose. Stekla s trdim nanosom (hard coating) so stekla, na katera s pirolitičnim postopkom nanesemo plast kositra. Pod njim je lahko, tako kot pri steklu Planibel G, tudi plast, ki temelji na silicijevem dioksidu. Stekla z mehkimi nanosi (soft coated) pa so tista stekla, ki jim na eno od površin z vakuumsko tehniko naparimo več (tudi do 5) plasti različnih materialov. Posamezne plasti so namenjene boljši oprijemljivosti na steklo, blokiranju določenih valovnih dolžin, zunanji zaščiti in seveda osnovni funkciji stekla. Ta večplastni nanos tvori sistem interferenčnih plasti, katerih naloga je odvzem odbojnosti, ki bi jo steklo zaradi nanosov sicer imelo. Zaradi različno sestavljenih plasti imajo stekla posameznih proizvajalcev različno barvo, ki pa naj bi bila čim bolj nevtralna. Proizvajalci morajo barvo specificirati in navesti tudi dovoljena odstopanja. 6.1 V nadaljevanju navajamo nekaj misli in predlogov k omenjeni tematiki. 229

4 6.1 Barva več kot samo prvi vtis o zgradbi Barva vedno odločilno vpliva na prvi vtis, kar velja tudi pri zgradbah. Vendar pa ima barva v tem primeru še globlji pomen: svetloba in barva namreč vplivata tudi na energijsko bilanco, kar pride posebej do izraza pri sodobnih fasadah, ki so zastekljene z barvno nevtralnimi stekli in s stekli z nizko odbojnostjo vidne svetlobe. V takšnih primerih je zelo težko istočasno zagotavljati barvno nevtralnost in homogenost nanosov. Zato proizvajalci teh stekel posvečajo izjemno pozornost merilnim tehnikam, s katerimi bi lahko zagotovili enakomernost pri pogledu na steklo od zunaj. Barva kaj je to Barva in svetloba imata veliko skupnega. Svetloba je le manjši del sončnega sevanja. Če ji uspe v celoti in brez kakršnihkoli omejitev prodreti v človeško oko, nastane nevtralen barvni vtis, podoben tistemu pri opazovanju svetlo belih oblakov na jasnem poletnem nebu. Belo je nevtralno, sivo prav tako. Vendar pa nam mavrica na nebu kaže, da je sončna svetloba tudi barvno pisana. Dežne kapljice razbijejo belo, nevtralno svetlobo na barvne komponente, kar dokazuje, da bela sončna svetloba vsebuje vse barve. Predmet ima določeno barvo zato, ker njegova površina odbija ali absorbira samo določen del sončne svetlobe. To pomeni, da morata biti za obarvanost predmeta izpolnjena dva pogoja: predmet mora osvetljevati nevtralna bela sončna svetloba, njegova sposobnost absorpcije in refleksije pa mora biti barvno tipična. Samo pod tema pogojema lahko predmet pokaže svojo barvo (sicer bi tudi podnevi veljal pregovor, da je ponoči vse črno). Barva v številkah indeks barvne reprodukcije Za ocenjevanje barvitosti si seveda želimo številčne vrednosti, do katerih pa je izjemno težko priti. Barva ima neskončno število pojavnih oblik, njihovo dojemanje pa je zelo subjektivno. Pa vendar lahko barvo vsaj deloma ovrednotimo z nekaj številkami. Najpreprostejši način je uporaba indeksa barvne reproduktivnosti R a, ki obsega vrednosti od 0 do 100. Vrednost 100 pomeni idealno nevtralno, vrednosti, ki so nižje od 90, pa predstavljajo barvitost. Čim nižji je indeks, tem bolj je barvna reprodukcija barvita. Iz tega vrednotenja je izključena osvetljenost: črna, siva in bela barva imajo indeks barvne reprodukcije 100, torej so brezbarvne. Z indeksom barvne reprodukcije opisujemo le barvni spekter. To morda zveni preprosto, vendar metoda v resnici nudi več, kot bi pričakovali. Opisovanje se namreč lahko nanaša na različne pogoje uporabe: na opazovanje v odbojni svetlobi in na gledanje skozi steklo (glej sliki). 230

5 Način opazovanja Zasteklitev na zgradbi lahko optično vrednotimo z dveh vidikov: z gledanjem na steklo od zunaj z gledanjem skozi steklo. Seveda obstaja tudi zelo natančna metoda vrednotenja barvnega vtisa. Vsak barvni odtenek ima točno določeno mesto v tridimenzionalnem koordinatnem sistemu in je definiran s tremi števili: prva vrednost določa mesto na osi modra-rumena barva; druga mesto na osi zelenardeča barva, tretja vrednost pa določa svetlost (os črna-bela barva). Pogled na steklo R a, Ra Indeks reprodukcije barve pri opazovanju slike v refleksiji Pogled skozi steklo R a, Rd Indeks reprodukcije barve pri opazovanju slike v transimisiji Pri gledanju od zunaj ocenjujemo svetlobo, ki se odbija od zunanje površine stekla. Ta odboj določa zunanji vtis in barvno estetiko. Če znaša indeks R a,ra več kot 90, imamo pri gledanju na fasado barvno nevtralen vtis. Pri gledanju skozi steklo igra odločilno vlogo sposobnost spektralne transmisije. V tem primeru ocenjujemo, v kolikšni meri bela sončna svetloba nemoteno prehaja skozi steklo oziroma ali vidimo predmete v naravnih barvah. Naravna osvetlitev notranjosti prostorov je obenem tudi pomemben dejavnik za dobro počutje. Indeks barvne reprodukcije gledanja skozi steklo R a,d bi v tem primeru moral biti večji od 90. Ta metoda merjenja se uporablja pri proizvodnji stekel z nanosi. Izmerjene vrednosti za vsako stekleno ploščo se arhivirajo skupaj z meritvami prepustnosti in odbojnosti svetlobe. Daljši opis te merilne tehnike bi presegel predvideni okvir tega priročnika

6 6.2 Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah 6.2 Torek, 30. september Minister za okolje in prostor Janez Podobnik je na novinarski konferenci predstavil pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah in spodbujanju učinkovite rabe energije in rabi obnovljivih virov energije. Gre za pravilnika, s katerima zaokrožujemo prenos evropske Direktive o energetski učinkovitosti stavb v naš pravni red. Direktivo 2002/91/ES o energetski učinkovitosti stavb smo v slovensko zakonodajo prenesli: z Zakonom o spremembah in dopolnitvah energetskega zakona, ki je začel veljati konec leta Z njim smo uvedli obveznosti za: izdelavo študij izvedljivosti alternativnih sistemov večjih stavb, izdajanje energetskih izkaznic stavb in redne preglede klimatskih sistemov. z Zakonom o graditvi objektov smo v naš pravni red prenesli tisti del direktive, ki se nanaša na metodologijo izračunavanja in minimalne zahteve energetske učinkovitosti stavb. z Zakonom o varstvu okolja pa zahtevo direktive glede rednih pregledov kotlov (glej Dodatek št. 1. stran 6). Zahteve direktive, da je treba pred izgradnjo novih stavb s celotno uporabno površino nad 1000 m 2 preveriti tehnično, okoljsko in ekonomsko izvedljivost alternativnih sistemov (uporaba OVE, kogeneracije, daljinski ali blokovni sistemi ogrevanja in hlajenja, toplotne črpalke), smo uredili s Pravilnikom o izdelavi študije izvedljivosti alternativnih sistemov oskrbe stavbe z energijo. Pravilnik o metodologiji izdelave in izdaji energetskih izkaznic pa je pripravljen in je v medresorskem usklajevanju. Ta pravilnik določa tehnične zahteve, ki morajo biti izpolnjene, kar zadeva toplotno zaščito in učinkovito rabo energije za ogrevanje stavb, namenjenih za bivanje in delo ljudi. Uporaba pravilnika je obvezna za novogradnje in rekonstrukcije stavb, če so pri rekonstrukcijah dane tehnične možnosti za izvedbo zahtev in upoštevani pogoji varstva kulturne dediščine. V nadaljevanju povzemamo nekaj pomembnejših zahtev v zvezi z okni oziroma zasteklitvami. 1. člen (vsebina pravilnika) (1) Ta pravilnik določa tehnične zahteve, ki morajo biti izpolnjene za učinkovito rabo energije v stavbah na področju toplotne zaščite, gretja, prezračevanja, hlajenja, klimatizacije, priprave tople pitne vode in razsvetljave v stavbah, ter način izračuna projektnih energijskih karakteristik stavbe v skladu z Direktivo 2002/91 Evropskega parlamenta in Sveta z dne 16. december 2002 o energetski učinkovitosti stavb (UL L št. 1, z dne , stran 65). (2) Ta pravilnik se uporablja za projektiranje in gradnjo novih stavb ter prenovo obstoječih stavb. (3) Pri prenovi delov stavbe se ta pravilnik uporablja smiselno ob upoštevanju zunanjih klimatskih in lokalnih razmer ter notranjih klimatskih zahtev in stroškovne učinkovitosti, in sicer pri vseh sistemih, podsistemih in elementih, ki vplivajo na učinkovito rabo energije v stavbah in se prenavljajo. Pri prenovi obstoječih stavb in investicijskih vzdr- 232

7 ževalnih delih, pri katerih je strošek celotne prenove, povezan z ovojem stavbe oziroma energetskimi inštalacijami, kot so gretje, priprava pitne tople vode, prezračevanje, klimatizacija zraka in razsvetljava, večji od 25 % vrednosti stavbe brez vrednosti zemljišča, na katerem ta stoji, ali kadar prenova zajema več kot 25 % površine ovoja stavbe, se ta pravilnik smiselno upošteva za posamezne elemente, ki se prenavljajo. 8. člen (uporaba obnovljivih virov energije) (1) V stavbah se mora zagotavljati najmanj 25 % moči za gretje, prezračevanje, hlajenje in toplo pitno vodo, določene v osmem in devetem odstavku 7. člena tega pravilnika, z obnovljivimi viri energije, in sicer z aktivno uporabo enega ali več virov v lastnih napravah, ki jih predstavljajo: toplota okolja, sončno obsevanje, biomasa, geotermalna energija in energija vetra ali predviden priključek na naprave za pridobivanje toplote ali hlada iz obnovljivih virov energije zunaj stavbe. (2) Zahteva iz prejšnjega odstavka tega člena je izpolnjena tudi: a) če se vgradi najmanj A(SSE) = 4 + 0,02 Au (m 2 ) svetle površine sprejemnikov sončne energije (SSE) z letnim donosom SSE najmanj 500 kwh/m 2 a na vsak kvadratni meter koristne površine stanovanjske stavbe Au, vendar ne manj kot 6 m 2 na bivalno enoto s pripadajočim hranilnikom toplote z vsebnostjo nad 25 l/m2 SSE. Pri centralnih sistemih se sistem izvede v skladu z zadnjim stanjem gradbene tehnike; b) če se vgradijo sončne celice (PV) z nazivno močjo najmanj 5 W na vsak kvadratni meter koristne površine stavbe (~ 0,04 m 2 PV/m 2 Au pri nazivnem električnem izkoristku sistema ~12,5 %); c) če se zgradi hranilnik za naravni led ali sistem za aktivno naravno hlajenje, ki zagotavlja nad 25 % potrebne toplote za hlajenje stavbe na leto. 10. člen (toplotni mostovi) (1) Stavbe morajo biti grajene tako, da je vpliv toplotnih mostov na letno potrebo po toploti čim manjši, pri čemer se uporabljajo ukrepi v skladu z zadnjim stanjem gradbene tehnike. (2) Toplotni mostovi z zunanjo linijsko toplotno prehodnostjo PSI(e )> 0,2 W/mK po standardu SIST EN ISO iz preglednice 2 Priloge 1 niso dovoljeni, razen če se dokaže, da se vodna para pri projektnih notranjih pogojih na mestih toplotnih mostov ne bo kondenzirala. 11. člen (zahteve za okna) (1) V ogrevanih stanovanjskih in poslovnih prostorih stavbe se smejo uporabljati okna s toplotno prehodnostjo zasteklitve največ 1,1 W/m 2 K. Toplotna prehodnost celotnega okna (stekla in nosilnega okvirja) sme biti največ 1,3 W/m 2 K, razen v poslovnih objektih pri uporabi oken s kovinskim okvirjem, pri katerih je dovoljena vrednost toplotne prehodnosti največ 1,6 W/m 2 K. Za industrijske stavbe veljajo vrednosti, določene v preglednici 1 Priloge 1 tega pravilnika. (2) Toplotna prehodnost zunanjih vrat ne sme biti večja od 1,8 W/m 2 K. (3) V neogrevanih prostorih s temperaturo pod 15 C je na ovoju stavbe dovoljena uporaba steklenih prizem, vendar le do 30 % površine zidu

8 6.2 (4) Toplotna prehodnost dela ovoja stavbe na mestu, na katerem je vgrajena omarica za rolete ali druga senčila, vključno s pogoni in napravami za njihovo upravljanje, ne sme biti večja od 0,6 W/m 2 K. (5) Zahteve tega člena ne veljajo za zaprte izložbene prostore, ki omejujejo zaprt izložbeni prostor, in za steklena vrata, ki so del vetrolova. 12. člen (vgradnja stavbnega pohištva) (1) Vgraditi se smejo samo okna in vrata, za katere se na podlagi proizvajalčeve izjave o razvrstitvi lahko ugotovi njihov razred po standardu SIST EN (2) Pri oknih in vratih mora biti njihova zračna prepustnost: - vsaj v razredu 2 po standardu SIST EN 12207, kar velja za okna in balkonska vrata, vgrajena v eno- ali dvoetažne stavbe, ter za vhodna vrata; - vsaj v razredu 3 po standardu SIST EN 12207, kar velja za okna in balkonska vrata, vgrajena v tri- ali večetažne stavbe, ter za vhodna vrata. 13. člen (zračna prepustnost ovoja) (1) V stavbah brez mehanskega prezračevanja zračna prepustnost stavbe ali njenega dela ne sme presegati 3,5 izmenjave zraka na uro pri tlačni razliki 50 Pa, merjeno po standardu SIST ISO (2) Tesnost ovoja se pri stavbah z uporabno površino, večjo od 5000 m 2, ki so polno ali delno klimatizirane, preveri s preizkusom po standardu SIST EN (Q(50)/ S(T) vključno s površino poda pritličja) ali pa se izmeri indeks zračne prepustnosti (Q(50)/S). (3) V stavbah z vgrajenim sistemom mehanskega prezračevanja z več kot 0,7-kratno izmenjavo zraka, računano z V(e,) zračna prepustnost ne sme presegati 2 izmenjavi zraka na uro pri tlačni razliki 50 Pa, merjeno po standardu SIST ISO člen (zaščita proti sončnemu obsevanju in toplota sonca) (1) Vse zastekljene površine na ovoju stavbe s površino stekla nad 0,5 m 2 razen tistih, ki so obrnjene v smeri od severovzhoda, severa do severozahoda ali so v juniju med 9. in 17. uro zasenčene z naravno ali umetno oviro, morajo omogočati zaščito pred sončnim obsevanjem in bleščanjem, pri kateri je ob upoštevanju vpliva položaja vgradnje faktor prepustnosti celotnega sončnega sevanja stekla in senčila g < 0,5. (2) Če se vgrajujejo senčila v prostor med stekli, se faktor prepustnosti celotnega sončnega sevanja senčila določi po naslednjem izrazu: g(s,m) = 1 0,4 (1-g(s)) kjer pomenita: g(s) faktor prepustnosti celotnega sončnega sevanja senčila, g(s,m) faktor prepustnosti celotnega sončnega sevanja senčila v medsteklenem prostoru. (3) Senčila, vgrajena na notranji strani ovoja stavbe, se ne štejejo kot zaščita proti sončnemu obsevanju. 234

9 PRILOGA 1 1. Preglednica s podatki Preglednica 1: Največje dovoljene toplotne prehodnosti, U max Št. Gradbena konstrukcija U max (W/m 2 K) za stavbe s temperaturo notranjega zraka pozimi nad 19 o C ali poleti hlajene na 26 o C U max (W/m 2 K) za stavbe s temperaturo notranjega zraka pozimi med 12 o C in 19 o C in nestanovanjske stavbe po CC-SI Zunanje stene in stene proti neogrevanim prostorom, tla nad 0,28 0,35 1. neogrevano kletjo ali nad neogrevanim prostorom in tla nad zunanjim zrakom 1.a Zunanje stene in stene proti neogrevanim prostorom manjše 0,60 0,60 površine pod 10 % površine neprozornega dela Stene med ogrevanimi prostori različnih enot, različnih 0,90 1,0 2. uporabnikov ali lastnikov Stene, ki mejijo na sosednje stavbe 0,50 0,60 3. Dvojne fasade: prepustnost celotnega sončnega sevanja stekla g svetlobna prepustnost stekla τd65 1,4 0,48 0,72 1,9 0,60 0,78 4. Zunanja stena proti terenu in strop proti terenu 0,30 0,35 5. Stropna konstrukcija med ogrevanimi prostori 1,35 1,35 6. Strop proti neogrevanemu prostoru, ravna in poševna streha nad neogrevanim prostorom 0,20 0,35 7. Tla na terenu (ne velja za industrijske stavbe) 0,30 0,35 8. Tla na terenu in tla nad terenom pri ploskovnem gretju 0,30 0,30 9. Lahke gradbene konstrukcije (pod 150 kg/m 2 ) razen streh 0,20 0, Okna in okenska vrata v gretih prostorih: prepustnost celotnega sončnega sevanja stekla g svetlobna prepustnost stekla τd65 Steklene strehe, svetlobniki, zimski vrtovi: največja prepustnost celotnega sončnega sevanja stekla g najmanjša svetlobna prepustnost stekla τd65 Svetlobne kupole: največja prepustnost celotnega sončnega sevanja stekla g najmanjša svetlobna prepustnost stekla τd65 Zaščita pred soncem. Pri uporabi refleksijskih stekel veljajo naslednje vrednosti: za dvojne fasade: največja prepustnost celotnega sončnega sevanja stekla g najmanjša svetlobna prepustnost stekla τd65 za okna in okenska vrata: največja prepustnost celotnega sončnega sevanja stekla g najmanjša svetlobna prepustnost stekla τd65 1,3 0,60 0,78 2,4 0,69 0,72 2,7 0,64 0,59 0,35 0,58 0,35 0,62 1,9 0,60 0,78 2,4 0,69 0,72 2,7 0,64 0,59 0,35 0,58 0,35 0, Dodatek k Um zaradi manjših toplotnih mostov Um 0,05 0, Srednje vrednosti dovoljenih toplotnih prehodnosti Upov za skupine konstrukcij, kadar se zahteve iz točk 1 do 15 zaradi tehnoloških razlogov ne morejo uporabiti za posamezen del konstrukcije: a) neprosojne gradbene konstrukcije ovoja stavbe (razen če niso zajete v c) in d)) b) prosojne gradbene konstrukcije ovoja stavbe (razen če niso zajete v c) in d)) c) dvojne fasade d) steklene strehe, svetlobniki, svetlobne kupole Preglednica 2: Projektne notranje temperature Vrsta stavbe Projektna notranja temperatura zraka, gretje Ti ( o C) 0,35 1,90 1,90 3,10 Projektna notranja temperatura zraka, hlajenje Ti ( o C) Stavbe z n < 0,7 h Stavbe z n > 0,7 h Industrijske stavbe 19 26* * Pri klimatizaciji ali hlajenju

10 6.3 Toplotni mostovi 6.3 Čim boljša je toplotna zaščita zgradbe, tem večji je pomen deleža toplotnih izgub, ki nastajajo zaradi toplotnih mostov. Toplotni mostovi lahko nastanejo na mestih, kjer gradbeni element spremeni obliko (vogali, robovi), ali pa tam, kjer prihajajo v stik različni materiali (steklo z okenskim okvirjem, okenski okvir z zidom in podobno). Na voljo je obširna literatura, v kateri so ovrednoteni energijski vplivi različnih toplotnih mostov. Razvoj novih tehnologij, predvsem magnetronski način nanašanja nizkoemisijskih nanosov na steklo, je odločilno vplival na očitno zmanjšanje toplotnih izgub skozi steklo (U g). Ker je končna vrednost toplotne zaščite pri oknu (U w) vezana predvsem na vrednost toplotne izolativnosti stekla, so se močno izboljšale toplotnozaščitne lastnosti celotnega okna. Nizkoemisijski nanos na steklu pa nima nobenega vpliva na toplotno izolativnost v robni coni. Sodobno izolacijsko steklo ima robno tesnjenje izdelano iz aluminijastega distančnika in tesnil. Kot je znano, se toplotna prevodnost aluminija bistveno razlikuje od drugih, v izolacijskem steklu uporabljenih materialov: - aluminij 200,00 W/mK - jeklo 60,00 W/mK - plemenito jeklo 15,00 W/mK - PVC 0,19 W/mK - tesnila 0,23 W/mK - zračna plast v IZO 0,057 W/mK. Iz teh podatkov je razvidno, da teče skozi stik steklo-aluminij-steklo veliko večji toplotni tok kot skozi stik steklo-zrak (plin)- steklo. Zato na tem mestu nastanejo toplotni mostovi. Z meritvami je dokazano, da sega vpliv aluminijastega distančnika od oboda stekla proti sredini 15 cm globoko. V Poglavju 3.3 smo navedli, da predstavlja nazivna vrednost toplotnega koeficienta tisto vrednost, ki je bila izmerjena v sredini stekla. Dejanska vrednost pa se lahko zaradi dimenzij, predvsem pri manjših steklih, bistveno razlikuje od nazivne. Kot vidimo v zgornji tabeli, sega pri steklu velikosti 1 m 2 vpliv distančnika skoraj do polovice njegove površine. Izračun kaže, da lahko toplotne izgube prek aluminijastega distančnika predstavljajo tudi do 10 % vseh izgub skozi okno. Dimenzija stekla (cm) Površina stekla (m 2 ) Robna cona (m 2 ) Delež robne cone v celi površini (%) 200 x 200 4,00 1, x 150 2,25 0, x 100 1,00 0, x 60 0,36 0, x 40 0,16 0, x 30 0,09 0,

11 Toplotni mostovi pri oknih pa ne vplivajo negativno le na toplotne izgube, temveč imajo tudi druge slabosti. Zaradi večjega toplotnega toka skozi robno cono so temperature ob steklenih robovih bistveno nižje kot v sredini stekla. Ker je tudi profil okenskega krila na tem mestu ožji, lahko pri posebej neugodnih pogojih, kot sta nizka temperatura in visoka relativna vlažnost, na robni coni stekla pride celo do kondenzacije vodne pare. Pojav kondenza ni samo estetski problem, temveč lahko povzroči nastajanje plesni in s tem tudi škodo na oknih. Da bi v praksi lahko uresničili zahtevno zastavljene cilje, povezane z zmanjševanjem toplotnih izgub, moramo že v fazi energijskega načrtovanja upoštevati izgube zaradi toplotnih mostov. To pa ni potrebno pri načrtovanju oken, saj nova evropska zakonodaja zajema problematiko toplotnih mostov že v formuli za izračun koeficienta toplotnega prehoda skozi okno. U w = U ga g + U fa f + ψ l A w Za toplotno izboljšano robno tesnjenje (poenostavljeno) veljajo vsi profili, katerih karakteristike izpolnjujejo naslednjo zahtevo: Σ (d λ) 0,007 W/K d debelina stene profila (mm) λ toplotna prevodnost materiala, iz katerega je distančnik (W/mK) To zahtevo izpolnjujejo distančniki iz vseh vrst materialov, razen iz aluminija. RE- FLEX za izdelavo izolacijskih stekel s toplim robom uporablja distančne profile podjetja TGI iz Nemčije. Profil ima enako geometrijo kot običajni aluminijasti distančniki. Izdelan je iz obstojne umetne mase in je na bokih in hrbtu prevlečen s tanko folijo iz plemenitega jekla. Zaradi nizke toplotne prevodnosti umetne mase s tem distančnikom preprečimo nastanek toplotnih mostov. Vloga kovinskega filma pa je dvojna: zagotavlja dobro adhezijo tesnila med profilom in steklom in preprečuje uhajanje žlahtnih plinov iz medstekelnega prostora. 6.3 Iz formule je razvidno, da se za opis toplotnih tokov v sistemu okenski okvir-robno tesnjenje-steklo kot toplotnotehnično karakteristiko uporablja linearni koeficient toplotnega prehoda ψ (psi). Velikost vpliva toplotnih mostov, ki nastanejo v coni robnega tesnjenja (warm edge efekt), podaja izraz ψ lg. Koeficient ψ sicer upošteva toplotni prehod, ki izhaja iz kombiniranega vpliva okvirja, stekla in distančnika, vendar pa je v največji meri odvisen od toplotne prevodnosti materiala, iz katerega je izdelan distančnik. TGI distančnik 237

12 Prednosti so naslednje: majhna toplotna prevodnost občutno izboljšanje U w-vrednosti povišanje temperature na notranji površini steklenega roba (topel rob) močno znižanje nastanka kondenza na robovih zmanjšanje kroženja zraka v bližini okna dober oprijem Butyla in sekundarnega tesnila zaradi anorganske površine jeklene folije varčevanje s toploto in stroški ogrevanja. Linearnega koeficienta toplotnega prehoda ψ samo za izolacijsko steklo ni mogoče podati. Njegova velikost je odvisna od materialov, iz katerih sta izdelana okensko krilo in distančnik v izolacijskem steklu. Vrednosti ψ za vse vrste distančnih profilov se lahko izračunajo s pomočjo standarda EN ISO Zunaj 0 C Znotraj 20 C TGI Distančnik Kritična izoterma 10 C Primarno tesnilo Sušilno sredstvo Sekundarno tesnilo Primarno tesnilo Steklo Potek temperature v izolacijskem steklu s TGI distančnikom. 238

13 Spodaj prikazana primerjalna tabela nam kaže vpliv različnih materialov, iz katerih je okvir, sestave izolacijskega stekla in sistema robnega tesnjenja ter zasteklitvene tehnike na linearni koeficient toplotnega prehoda ψ in s tem na celotni gradbeni produkt okno (U w). Linearni koeficient toplotnega prehoda ψ (W/mK) v odvisnosti od materiala okvirja, U-vrednosti stekla U g in različnih rešitev robnega tesnjenja pri normirani vstavitvi stekla v folc. Material okvirja Sestava izolacijskega stekla U g Robno tesnjenje oziroma distančnik Aluminij Nirotec 017* TGI TPS W/m 2 K W/mK W/mK W/mK W/mK Kovina s termično ločitvijo Umetni material Les Dvoslojno 1,1 0,108 0,068 0,056 0,047 Troslojno 0,7 0,111 0,063 0,051 0,042 Dvoslojno 1,1 0,067 0,051 0,044 0,039 Troslojno 0,7 0,070 0,048 0,041 0,037 Dvoslojno 1,1 0,068 0,053 0,044 0,038 Troslojno 0,7 0,074 0,053 0,043 0,037 Dvoslojno 1,1 0,073 0,058 0,049 0,042 Les / kovina Troslojno 0,7 0,079 0,058 0,047 0,040 * Distančnik iz nerjavečega jekla Vir: Bundesverband Flachglas, Troisdorf, Delovna skupina»topli rob«6.3 Izračun celotnega okna nam kaže, da se z uporabo izboljšanega robnega tesnjenja izboljša U-vrednost okna za 0,1 W/m 2 K. Največji vpliv pa ima velikost okna. To je še en razlog več v prid večjih oken kot pa večjega števila manjših. Globlje vstavljanje izolacijskega stekla v folc Vstavljanje izolacijskega stekla v okenski okvir je v prvi vrsti namenjeno zaščiti robnega tesnjenja pred sončno svetlobo. Globina vstavitve po pravilu znaša 2/3 globine folca h, kar je približno 18 mm. Da se izognemo toplotnim mostovom v prehodnem območju stekla in okvirja, moramo izvesti bolj globok folc oziroma globlje vstaviti izolacijsko steklo v folc. Izračuni so pokazali, da aluminijasti distančnik z globino vstavitve v folc 30 mm dosega ψ vrednost, ki je primerljiva s termično izboljšanim robnim tesnjenjem (TGI) pri normalni globini vstavitve. Bojazni, da globlje vstavljeno izolacijsko steklo lahko pomeni višjo termično obremenitev na robu stekla, najnovejše znanstvene raziskave niso potrdile. 239

14 6.4 Nizkoenergijske in pasivne zgradbe Povečana skrb za okolje, strah pred prezgodnjo dokončno porabo fosilnih goriv in nenazadnje ekonomičnost bivanja terjajo občutno izboljšanje toplotne zaščite zgradb. Danes določeno zgradbo označujemo kot nizkoenergijsko, če je poraba energije za njeno bivalno oziroma koristno izrabljeno površino manjša od 50 kwh/m 2 a. Spodnja tabela prikazuje razliko med takšno in konvencionalno zgradbo. Kako močno lahko z manjšo porabo energije razbremenimo okolje, vidimo iz spodnje tabela, ki prikazuje emisijo CO 2 različnih energijskih virov med zgorevanjem. Iz podatka, da ima 1 kg kurilnega olja kurilno vrednost 12 kwh, lahko hitro izračunamo, da se ob sežigu 1 litra tega goriva v ozračje sprosti 3 kg CO 2. Če se vrnemo nekoliko nazaj, ugotovimo, da običajna zgradba letno izpusti v okolje kg CO 2, nizkoenergijska pa samo kg. Nivo toplotne zaščite Gradbeni element Stara gradnja Do leta 1993* Od 1995* Nizkoenergijska zgradba 6.4 Koeficient toplotnega prehoda U (W/m 2 K) Okno 5,2 2,6 1,4 0,7 Zid 1,8 0,6 0,3 0,15 Streha 0,9 0,3 0,3 0,12 Kletna plošča 0,8 0,55 0,55 0,25 Zračenje Letna poraba ogrevalne energije (kwh/m 2 a) slabo zatesnjena okna * Podatki v teh dveh stolpcih veljajo za Nemčijo. večinoma odpiranje na nagib ustrezno mehansko zračenje zračenje s toplotnim izmenjevalcem 460 do do do do 35 Zgornji podatki kažejo, da običajna zgradba z 200 m 2 koristne površine letno porabi približno kwh energije, za kar je potrebno približno litrov kurilnega olja. Enako velika nizkoenergijska hiša porabi komaj kwh letno, kar pomeni le še okrog 470 litrov kurilnega olja. To izredno nizko porabo energije lahko v veliki meri pokrijemo z izrabo sončne energije in z energijo, ki jo oddajajo različni notranji viri toplote (na primer električni aparati, razsvetljava, ljudje...). Vir energije kg CO2/kWh Kurilno olje 0,29 Rjavi premog 0,40 Črni premog 0,33 Zemeljski plin 0,19 Regenerativna energija 0,00 240

15 Nizkoenergijska zgradba ima poleg energijskih še druge prednosti: zagotavlja bistveno prijetnejše bivanje, hkrati pa močno zmanjšuje možnosti za nastanek kondenza. Dobro počutje v prostorih: Zaradi toplotnozaščitnih ukrepov je tako poleti kot pozimi bivanje v prostorih prijetnejše. Poleti se zgradba manj segreje (poletna toplotna zaščita), pozimi pa so temperature na vseh notranjih površinah bistveno višje. Visokokakovostna toplotnozaščitna stekla, ki zmanjšujejo porabo energije, pozimi zadržujejo toploto na notranji strani oken, poleti pa zmanjšujejo vdor sončne emisije v prostore. Trajno ohranjanje vrednosti zgradbe: Pri toplotnozaščitni gradnji je verjetnost, da bi na kateremkoli gradbenem elementu prišlo do kondenziranja vodne pare, občutno nižja kot pri običajni gradnji. S tem se močno zmanjša tveganje, da bi zaradi plesni na zgradbi nastale poškodbe ali da bi bili zunanji in kletni zidovi ter streha preveč toplotno obremenjeni. Konstrukcijski kriteriji: kompaktna oblika zgradbe posebno visoka toplotna zaščita toplotnozaščitna okna z optimizirano energijsko bilanco skrbna izvedba priključkov (manjše izgube zaradi toplotnih mostov) tesnjenje ovoja ščiti zgradbo pred vetrom prezračevalne naprave, ki izkoriščajo odpadno energijo zelo učinkovite ogrevalne naprave, sposobne hitrega prilagajanja aktivna izraba energije vetra in sonca (na primer za ogrevanje vode). Pasivne zgradbe Prizadevanja za čim nižjo porabo energije so razvoj premaknila v smer pasivnih hiš. Pasivna hiša je zgradba, v kateri dosežemo ugodno bivalno ozračje brez uporabe aktivnih ogrevalnih in klimatskih sistemov hiša se pasivno ogreva in ohlaja. Predpogoj, da lahko neko zgradbo uvrščamo med pasivne hiše, je letna poraba ogrevalne energije, ki ne sme biti večja od 15 kwh/m 2 a. Tako nizke porabe pa ne sme spremljati povečana poraba drugih energentov (npr. električnega toka). Še več: skupna poraba primarne energije v pasivni hiši mora biti manjša od 120 kwh/ m 2 a. Z visoko toplotno izolacijo celotnega ovoja zgradbe, učinkovito uporabo vseh razpoložljivih izolacijskih in tehničnih možnostih ter aktivno izrabo sončne energije lahko letno porabo energije zmanjšamo na minimum. Tako lahko pri pasivnih zgradbah s temi ukrepi dosežemo raven, ko za ogrevanje ne potrebujemo več primarne energije. Za doseganje tako visoke stopnje izolirnosti imajo posamezne komponente ovoja zgradbe omejene vrednosti koeficienta toplotnega prehoda. Za okno (okvir in steklo skupaj) je predpisan koeficient: U W 0,80 W/m 2 K Za doseganje tako nizke vrednosti toplotnih izgub mora imeti steklo koeficient prehoda: U g 0,60 W/m 2 K Izolacijsko steklo RX Warm 0,5 C s koeficientom U g = 0,49 W/m 2 K je primeren izdelek za zastekljevanje oken v pasivnih hišah (več o izdelkih glej Poglavje 5.4.6)

16

17 6.5 Žaluzije v izolacijskih steklih Že v Poglavju 3.6 Fasada in zaščita pred soncem smo razložili, da v notranjosti zgradb, ki nimajo ustrezne sončne zaščite, lahko pride do velikega pregrevanja. Zaradi tega moramo vgrajevati predimenzionirane klimatske naprave, kar investicijo najprej občutno podraži, poleg tega pa te naprave med obratovanjem porabijo veliko energije (ta je lahko tudi nekajkrat večja od energije, ki jo pozimi potrebujemo za ogrevanje). Razumljivo je, da zaradi tega s predpisi o racionalni rabi energije povsod poskušajo z različnimi zahtevami omejiti takšen način gradnje objektov. Podobno je ravnala tudi Slovenija. V Pravilniku o učinkoviti rabi energije v stavbah je navedena naslednja zahteva: 14. člen (zaščita proti sončnemu obsevanju in toplota sonca) (1) Vse zastekljene površine na ovoju stavbe s površino stekla nad 0,5 m 2 razen tistih, ki so obrnjene v smeri od severovzhoda, severa do severozahoda ali so v juniju med 9. in 17. uro zasenčene z naravno ali umetno oviro, morajo omogočati zaščito pred sončnim obsevanjem in bleščanjem, pri kateri je ob upoštevanju vpliva položaja vgradnje faktor prepustnosti celotnega sončnega sevanja stekla in senčila g < 0,5. (2) Če se vgrajujejo senčila v prostor med stekli, se faktor prepustnosti celotnega sončnega sevanja senčila določi po naslednjem izrazu: kjer pomenita: g(s,m) = 1 0,4 (1-g(s)) g(s) - faktor prepustnosti celotnega sončnega sevanja senčila, g(s,m) - faktor prepustnosti celotnega sončnega sevanja senčila v medsteklenem prostoru. (3) Senčila, vgrajena na notranji strani ovoja stavbe, se ne štejejo kot zaščita proti sončnemu obsevanju. Celotna prepustnost sončne energije skozi zasteklitev vključuje tudi senčila in se izračuna po: g total = g ST F c Koeficient F c (DIN ) je odvisen od učinkovitosti senčila: če je okno brez senčila, je vrednost koeficienta F c enaka 1, zelo učinkovita senčila pa imajo vrednost 0,1. Senčila niso samo zaščita pred sončno toploto in premočno svetlobo, z njimi lahko svetlobo tudi usmerjamo globoko v notranjost prostorov. Poleg tega so prijetna dopolnitev vizualne podobe fasade objekta. Senčila v grobem delimo na rolete, žaluzije in lamelne žaluzije, markize in screene. V tabeli so prikazane vrednosti koeficienta F c za različne vrste senčil

18 Vrsta senčila a Fc 1 Brez senčila 1,0 2 Senčilo v prostoru ali v medstekelnem prostoru b 2.1 Z belo ali reflektirajočo površino z majhno prepustnostjo svetlobe 0, V svetlih barvah ali z majhno transparentnostjo c 0,8 2.3 V temnih barvah ali z visoko transparentnostjo 0,9 3 Zunanja senčila 3.1 Vrtljive, prezračevane lamele 0, Prezračevane žaluzije in materiali z majhno transparentnostjo 0, Žaluzije na splošno 0,4 3.4 Rolete, naoknice 0,3 3.5 Nadstreški, lože, prostostoječe lamele d 0,5 3.6 Markize d, od zgoraj in ob straneh zračene 0,4 3.7 Markize na splošno 0,5 a Senčilo je fiksno nameščeno, običajnih dekorativnih zaves ne uvrščamo med senčila. b Za senčila v prostoru in v medstekelnem prostoru je priporočljivo bolj natančno določanje, saj lahko dosežejo bistveno boljše vrednosti. c Transparentnost senčila pod 15 % ocenjujemo kot majhno. d Zagotoviti moramo, da sončni žarki ne sevajo neposredno na okna. 6.5 Višina paketa zloženih lamel je odvisna od višine stekla: Višina stekla mm Višina paketa mm Dimenzije žaluzij so lahko naslednje: Širina žaluzije mm Višina žaluzije mm Najmanjša Največja

19 Če je bilo za določen objekt izbrano steklo, ki ne zagotavlja dovolj učinkovite sončne zaščite, pri tem pa vgradnja zunanjih senčil ni sprejemljiva rešitev, ponuja REFLEX izolacijska stekla, ki imajo v medstekelnem prostoru vstavljene žaluzije. Njihova prednost ni samo sončna zaščita, temveč tudi v možnosti usmerjanja svetlobe. Ker so žaluzije umeščene v hermetično zaprt medstekelni prostor, so neodvisne od vremena, zato odpadeta tudi vzdrževanje in čiščenje. Žaluzije so sestavljene iz različno širokih aluminijskih lamel in vgrajene med stekli izolacijskega stekla. Izbiramo lahko med poljubnimi stekli, ki so običajno 6 mm debela in kaljena. V izolacijskih steklih za predelne stene imajo lamele širino 20 mm, v steklih za fasado pa so, odvisno od velikosti elementa, široke 24 ali 27 mm. Lamele so prašno barvane ali eloksirane. Standardnih barv je devet, po dogovoru pa lahko kupci izbirajo med vsemi barvami iz lestvice RAL. Po načinu delovanja so vgrajene žaluzije fiksne ali dvižne, v obeh primerih pa lahko lamelam spreminjamo naklon. Dvig in spust ter spreminjanje naklona lamel poteka ročno ali s pomočjo vgrajenega elektromotorja. Elemente z žaluzijami na električni pogon lahko povežemo v sklope, ki delujejo popolnoma avtonomno. Drugi tehnični podatki: elektromotor potrebuje 24-voltno napetost, ohišje na vrhu izolacijskega stekla, v katerega je vstavljen rotor, je visoko 32 ali 42 milimetrov

20 6.6 Okna prihodnosti 6.6 V tej brošuri smo že večkrat poudarili, kako pomembno vplivajo okna na energijsko bilanco zgradbe in na dobro počutje ljudi, ki v njej delajo ali bivajo. Osvetljevanje z naravno svetlobo poveča vizualno ugodje: okna omogočajo pogled skozi steklo, kar je s psihološkega vidika zelo pomembno, istočasno pa zmanjšujejo porabo energije za osvetljevanje. Če imajo hkrati tudi funkcijo koriščenja pasivne sončne energije, s tem znižajo tudi strošek za porabljeno ogrevalno energijo. Vendar pa morajo velike okenske površine, ki jih najdemo predvsem na poslovnih objektih, nuditi tudi sončno zaščito. Pri tem pa se ne smeta bistveno zmanjšati možnost koriščenja naravne svetlobe in gledanja skozi zasteklitev. Te, v marsičem nasprotujoče si zahteve, lahko zadovoljivo izpolnijo le t. i. pametna okna (smart window). V njih so preklopna stekla, ki jih (večinoma) lahko po želji krmilimo. Odvisno od trenutne situacije lahko z njimi na dinamičen način uravnavamo velikost prehoda sončne energije in svetlobe. V nasprotju z večino konvencionalnih sistemov lahko preklopna stekla ob dobri sončni zaščiti nudijo tudi zadovoljivo koriščenje dnevne svetlobe in gledanje skozi steklo. Pomembno je tudi, da z njihovo uporabo odpade potreba po dodatnih senčilih. Nanosi na površinah sončnozaščitnih stekel omogočajo prehod velikega dela vidne svetlobe in majhnega dela sončne energije (selektivnost). Ta funkcija v vseh letnih časih ostaja nespremenjena, kar pomeni, da pozimi ne omogočajo koriščenja pasivne sončne energije. Že več let si znanstveniki prizadevajo izdelati sistem, s katerim bi uresničili že dolgo prisotno željo po izdelavi univerzalnega letno-zimskega okna. Rešitve v glavnem iščejo med različnimi vrstami kromatskih stekel, ki omogočajo dinamično kontrolo svetlobnih in toplotnih pritokov. Ali drugače povedano, njihova reflektivnost in absorptivnost sončne energije se reverzibilno spreminjata v odvisnosti od robnih pogojev. Nekateri od teh sistemov so v razvoju že dosegli stopnjo pilotske proizvodnje, večina pa jih je še v fazi laboratorijskega preizkušanja. Vsem pa je skupno, da zaradi visoke cene, v primerjavi s ceno energije, njihove uporabe še ne moremo upravičiti z neposrednimi prihranki energije. 246

21 6.6.1 Vrste sistemov Fotokromna stekla Ta stekla imajo na eni od površin organske nanose ali pa nanose s srebrovimi halogenidi. Pod vplivom sončnega sevanja spremenijo prepustnost vidne svetlobe (potemnijo). S tem se poveča absorptivnost nanosa in steklo absorbira večjo količino toplote. Prednost tega sistema je, da se samodejno aktivira, ima pa tudi veliko slabost: zaradi sončnih žarkov se aktivira tudi pozimi, ko želimo koristiti pasivno sončno energijo. Zato te sisteme lahko le pogojno uvrščamo med sončnozaščitne. Termokromna stekla Ta stekla spreminjajo svoje optične lastnosti v odvisnosti od temperaturnih sprememb. Termokromni material (na primer vanadijev oksid) je nameščen med dve stekli. Pri določeni temperaturi se segreje in preide iz prozornega v prosojno stanje. Njegova prednost je v preprečevanju oziroma zmanjševanju toplotnih pritokov v zgradbo, slabost pa zmanjšanje prepustnosti svetlobe in onemogočeno gledanje skozi steklo. Zaradi teh lastnosti je primeren le za zastekljevanje nadsvetlob, svetlarnikov ali streh. Elektrokromna stekla Med dve stekli, ki imata na notranji površini nanesen prozoren elektroprevodni nanos, so kot funkcionalni sloj vstavljeni različni elektroliti. Električni tok spremeni transmisivnost elektrokromnega sloja in s tem prepustnost sistema za sončno svetlobo in toploto. Pri teh spremembah ostane pogled skozi steklo nemoten. Električna energija je potrebna le za sprožanje spremembe ne pa tudi za ohranjanje doseženega stanja. V nasprotju s foto in termokromnimi stekli elektrokromna stekla omogočajo visoko stopnjo nadzora nad spreminjanjem optičnih lastnosti. Plinokromna stekla Enak način delovanja in zato tudi enake karakteristike imajo plinokromna stekla. Ta se od elektrokromnih razlikujejo samo v tem, da imajo na elektroprevodnem nanosu še dodatne kovinske plasti, vlogo elektrolita med obema stekloma pa ima plin. Termotropna stekla Ta stekla so zelo primerna za sončno zaščito. Med dve stekli vstavljena termotropna plast se pri določeni temperaturi samodejno aktivira. Pri nizki temperaturi je material homogen in brezbarven, zato je steklo prozorno. Ko okolica doseže dovolj visoko temperaturo (ta se z manipulacijo materiala lahko tovarniško nastavi), nastanejo v termotropnem sloju spremembe, zaradi katerih pride do močnega razprševanja svetlobe, steklo pa postane prosojno belo. Spremembe nastanejo zato, ker se termotropna masa fazno razsloji na osnovo in na delce, ki močno razpršujejo svetlobo. S tem se doseže učinkovita sončna zaščita, gledanje skozi steklo pa ni mogoče

22 PDLC-stekla Podobno kot pri termotropnih steklih tudi v tem primeru drobni delci, ki imajo drugačen lomni količnik kot okolica, povzročijo razprševanje svetlobe. Med dve kaljeni stekli, ki imata na notranji površini neviden elektroprevoden nanos, je vstavljena plast PDLC (Polymerdispersed liquid crystal). Ta vsebuje tekoče kristale, katerih lomni količnik je odvisen od njihove naravnanosti (anizotropija). Brez električne napetosti so tekoči kristali kaotično naravnani in steklo je prosojno belo. Po priključitvi napetosti pa se lomna količnika tekočih kristalov in medija uskladita in steklo postane prozorno. SPD-stekla Način delovanja SPD (Suspended Particle Devices) stekel je zelo podoben delovanju stekel s tekočimi kristali. Namesto LC-filma je med prevodna stekla vstavljen SPD-film, ki vsebuje lebdeče delce. Kadar je film pod električno napetostjo, so ti naravnani tako, da so nevidni in steklo je prozorno. V odsotnosti električne energije pa zaradi svoje naravnanosti postanejo absorptivni, zato steklo močno potemni. V spodnji tabeli so prikazane nekatere značilnost zgoraj navedenih stekel Vrsta funkcionalne plasti Fotoktrokromna Barva Prepustnost svetlobe Prepustnost energije svetla temna svetlo temno svetlo temno neznatna da - modra 0,64 0,10 0,47 0,05 Termokromna da da 0,33 0,30 0,33 0,23 Elektrokromna Plinokromna neznatna neznatna da - modra da - modra 0,50 0,15 0,29 0,07 0,60 0,15 0,50 0,15 Termotropna ne da 0,73 0,21 0,44 0,13 PDLC SPD ne neznatna da - bela da - črna 0,77 0,76 0,63 0,64 0,50 0,10 Specifične lastnosti - ohrani prozornost; visok hod preklopa - preklop sproži absorpcija, hitrost preklopa je močno odvisna od temperature - samodejni preklop - majhna prepustnost svetlobe v svetlem stanju, majhen hod preklopa; bleščanje - ohrani prozornost - preklop sproži absorpcija, nevarnost bleščanja - ohrani prozornost - preklop sproži absorpcija, nevarnost bleščanja - samodejni preklop - izgubi prozornost; tudi v svetlem stanju motnje v funkcionalnem sloju - proizvod za zaščito pred pogledi; že prisoten na tržišču - ne zagotavlja sončne zaščite; tudi v svetlem stanju motnje v funkcionalnem sloju - ohrani prozornost - tudi v svetlem stanju motnje v funkcionalnem sloju, nevarnost bleščanja 248

23 6.7 Zimski vrtovi Zimski vrtovi in stekleni nadzidki oziroma prizidki predstavljajo kompleksen sistem izkoriščanja pasivne sončne energije. Takšne gradnje predstavljajo doživeto arhitekturo, hkrati pa ponujajo možnost izkoriščanja sončne energije in s tem zmanjšanja porabe ogrevalne toplote v zgradbah. Z ustrezno izbiro materialov za ovoj zgradbe in optimiziranjem videza oziroma oblike gradbene enote lahko uspešno združimo obliko in funkcionalnost. Gradbene enote morajo biti oblikovane tako, da so površine, ki lahko sprejmejo največ sončnega sevanja to je steklo obrnjene proti soncu. Na drugih površinah pa moramo z izboljšanjem toplotne izolacije čim bolj zmanjšati toplotne izgube. Tako dobimo kompakten način gradnje z visoko ravnjo toplotne izolacije. Motivi za gradnjo zimskega vrta so različni: uresničitev privlačnega arhitektonskega elementa gradnje možnost oblikovanja uporabnega pro- stora, katerega vrednost in kakovost sta individualno lahko zelo različni povečana vrednost stanovanja oziroma zgradbe možnost varčevanja z energijo. Zasnova zimskih vrtov Zimski vrtovi izkoriščajo sončno energijo, ki jo prestrežejo s svojimi velikimi steklenimi površinami. Stekleni ovoj ustvari plast med prostorom in zunanjim ozračjem, ki jo imenujemo tudi tamponska plast (ali pufer cona). Prihranek energije izhaja iz temperaturnih razlik med prostorom in tamponsko plastjo, ki so precej manjše od razlik med prostorom in zunanjim ozračjem. Tamponska plast je torej nekakšna vmesna plast z določeno energijo, neodvisno od tega, ali sije sonce ali je noč. Ta učinek velja tudi v primeru odsotnosti sončnega sevanja. Ker prezračevanje zgradbe poteka skozi tamponsko plast, se zmanjšajo toplotne izgube, ki nastanejo pri transmisiji in zračenju. 6.7 toplo Zima zmerno toplo mrzlo toplo Poletje zmerno toplo vroče 249

24 Položaj zgradbe Varčevanje energije s pomočjo zimskega vrta je odvisno predvsem od: vključitve vrta v prostornino zgradbe načina zračenja za njim ležečih prostorov izbire specifične vrste zasteklitve. Sama lega zimskega vrta je zgolj drugotnega pomena. Z S Problem poletnega pregrevanja Učinkovita izraba sončne energije, o kateri veliko razmišljamo predvsem pozimi, pa ima poleti, ko je intenzivnost sončnega sevanja bistveno večja, tudi slabo stran: v zimskem vrtu nastajajo neprijetno visoke temperature. Da bi lahko zimski vrt uporabljali tudi v tem letnem času, moramo: s senčili ali z zasaditvijo listnatega drevja zmanjšati vpadno sončno sevanje z izbiro sončnozaščitne zasteklitve z ekstremno nizko g-vrednostjo zmanjšati pregrevanje (v ta namen so primerna stekla RX SUN) z učinkovito napravo za prezračevanje odvajati odvečno toploto. J V Ukrepi za zaščito pred soncem 6.7 Sposobnost akumuliranja toplote Sposobnost zimskega vrta, da akumulira toploto, lahko v splošnem ocenjujemo pozitivno. Tla in stene akumulirajo vpadno kratkovalovno sončno sevanje in ga spremenijo v toploto. To toploto lahko uporabimo za ogrevanje samega zimskega vrta ali pa jo v obliki ogretega zraka vodimo v sosednje prostore. Zaradi boljše akumulacijske sposobnosti priporočamo uporabo talnih oblog temne barve. Zaradi majhnega naklona strehe pogosto uporabljamo senčila iz jadrovine ali pa markize, ki jih avtomatsko krmilijo temperaturni oziroma sevalni senzorji. Njihovo učinkovitost vrednotimo s koeficientom zmanjševanja prepustnosti toplotnega prehoda»z«, ki naj bo po možnosti čim manjši. Nasadi v zimskem vrtu Z izbiro primerne zasaditve lahko ustvarimo zeleno okolje oziroma poletje, ki traja vse leto. Za zaščito rastlin pred nizkimi temperaturami ponavadi zadostuje že, če v ekstremno mrzlih dneh poskrbimo za dovod toplote do njihovih korenin. Za senčenje poleti skrbijo listnata drevesa Pozimi lahko sonce neovirano oddaja toploto. Pri zimskih vrtovih je posrečena rešitev nasaditev listnatega drevja, ki poleti ovira prehod sončnih žarkov, jeseni, ko listje odpade, pa jih ponovno prepušča. 250

25 Odvajanje toplote z zračenjem Če želimo toploto odvajati z zračenjem, moramo že pri načrtovanju predvideti zadostno število odprtin za dovod in odvod zraka. Odprtine naj bodo tako velike, da bodo omogočale čim večje število zamenjav celotne prostornine zraka v eni uri (do petdesetkrat). Odprtine moramo namestiti tako, da bo mogoče navzkrižno zračenje. Ekonomičnost povečanje vrednosti bivalne enote Odločitev za gradnjo zimskega vrta je individualna in temelji na različnih možnostih uporabe: vrt lahko uporabljamo kot dodaten bivalni prostor, zeleno oazo ali rastlinjak. Morebitni prihranek pri kurjavi, ki bi bil posledica postavitve takšne enote, naj bo pri odločanju drugotnega pomena. Odvod zraka Mehanska sončna zaščita Vsekakor moramo upoštevati, da je ogrevan, a slabo toplotno izoliran zimski vrt, energijsko zelo potraten. Ob tem pa je treba tudi vedeti, da zimski vrt izredno poveča vrednost bivalne enote. Povzetek Dovod zraka Konstrukcije in materiali Konstrukcijo zimskega vrta moramo prilagoditi želji naročnika; njegova je odločitev, ali naj ima vrt funkcijo rastlinjaka ali dnevne sobe. Na tržišču so danes na voljo konstrukcijski elementi iz aluminija, lesa, plastike ali kombinacije aluminij-les, ki se po tehnični izvedbi in ceni med seboj precej razlikujejo. Prav tako je na voljo tudi izčrpna literatura o zimskih vrtovih. Zimski vrtovi so lahko zelo pomemben, vendar ne edini element za izrabo pasivne sončne energije. Zimskega vrta ne smemo obravnavati kot ločeno enoto, saj gre za sistem, ki je usklajen s celotnim konceptom zgradbe zaradi arhitekture, uporabnih možnosti in varčevanja z energijo

26 6.8 Rast rastlin za steklom 6.8 Pogosto obstaja zmotno mnenje, da stekla z nanosom negativno vplivajo na rast rastlin. Da se načeloma ne obnašajo tako, dokazuje študija Silke Hoffman z Inštituta za tehniko vrtnarstva in kmetijstva univerze Hannover (Institut für Technik im Gartenbau und Landwirtschaft der Universität Hannover) iz leta Ta študija, dolga 45 strani, je preobsežna, da bi jo v celoti predstavili v tem priročniku. Zato se omejujemo samo na povzetek, kjer so predstavljene osnovne ugotovitve. Povzetek Raziskave nekaj vzorcev toplotno in sončnozaščitnih stekel različnih proizvajalcev so pokazale razlike v njihovih optičnih lastnostih. Predvsem se razlikujejo v transmisiji za PAR (Photosynthetically Active Radiation PAR: nm). Pri tem je PAR prepustnost nekaterih sončnozaščitnih stekel povsem primerljiva s prepustnostjo toplotnozaščitnih. Zmanjšanje transmisije za modro in svetlo rdeče sevanje v primerjavi s transmisijo za zeleno sevanje ima za rast rastlin sekundarni pomen. Glede na PAR področje so odstotni deleži obeh področij primerljivi s sestavo sevanja dosedanjih oziroma običajnih zasteklitev rastlinjakov. Poleg tega kaže akcijski spekter fotosinteze za različne vrste rastlin, da te potrebujejo tudi zeleno sevalno področje. Močna absorpcija stekel za temno rdeče sevanje deluje na morfologijo rastlin pozitivno. Naraščajoče razmerje SR:TR in fitokromno ravnovesje vodi do zmanjšanja rasti v dolžino, rastline ostanejo kompaktnejše. Zmanjšana transmisija za UV sevanje (UVA) nima nobenega vpliva na učinek fotosinteze in s tem na rast rastlin. Izračuni razpoložljivosti PAR v odvisnosti od zasteklitve, položaja sonca, oblačnosti in odmika od stekla so ponazorili primarni pomen količine sevanja za rast rastlin. Toplotno in sončnozaščitna stekla z izmerjeno PAR - transmisijo < 45 % (Tv < %) so neprimerna za uporabo za ozelenitev notranjosti, vsa druga stekla so za uporabo primerna, če upoštevamo čim manjši odmik od stekla in izbiro primernih rastlin. Hkrati sta pri vgradnji izbranega stekla za celotno transmisijo pomembna tudi naklon stekla in vsakdanji položaj sonca, torej vpadni kot globalnega sevanja na steklo in usmerjenost k določeni strani neba. Tudi konstrukcijski deli in drugi elementi, ki povzročajo senčenje (na primer večje rastline), vplivajo na razpoložljivo količino svetlobe za rastline na razdalji od stekla. Drugi dejavniki, ki vplivajo na rast, še posebej prezračevanje in namakanje, imajo pomembno vlogo za razvoj ozelenitve notranjosti in jih moramo optimirati. 252