• Ablakok
• hőszigetelés
• üvegezés

Ablakok és határolók üvegezése, hőszigetelő üvegezés

Az ablakok transzmissziós veszteségei

A transzmissziós veszteségek három összetevő eredőjeként foghatók fel: az üvegezés, a keret és a beépítés veszteségeinek összegeként. Az üvegezést illetően alapvető kérdés a rétegek száma. Mivel ma­gának az üvegtáblának a hővezetési ellenállása igen kicsi, a hőátbocsátási tényező elsősorban az üvegtáb­lák közötti légréteg vastagságától, annak függőleges méretétől, vala­mint a hőátadási tényezőktől függ. Az üvegezés rétegszámának növelé­se – akár a meglévő ablakok kiegé­szítése háromrétegűvé – a hőszige­telés javításának hagyományos módja. Ugyancsak javítja a hőszige­telő képességet a légréteg helyett különleges gázok alkalmazása és az üvegek speciális bevonattal való el­látása.

A „hőátadás” – azaz a felület és a környezet közötti hőcsere – valójá­ban két folyamatból tevődik össze: a tényleges hőátadásból, amely a felü­let és a levegő közötti hőcserét je­lenti, valamint a sugárzásos hőcseréből, amely a felület és más felületek (talaj, épület, felhőzet, a levegőben lévő vízgőz) között ját­szódik le. Ezeket a számítások egy­szerűsítése érdekében a tervezési gyakorlatban együtt kezeljük, egy megfelelő értékű látszólagos hőát­adási tényezőt alkalmazva, de ha az energia megtakarítás lehetőségeit keressük, akkor az egyes tényezőket külön-külön kell vizsgálni.

A külső felületeken a hőátadás – a szél hatása miatt – nagyobb arányú, a belső felületeken pedig a hőátadás és a sugárzás nagyjából azonos mér­tékű. A homlokzati ablakoknál és az üvegezéseknél alkalmazott energia­takarékossági megoldásokban leg­nagyobb számban a dupla vagy há­romrétegű üvegezést alkalmazzák. Az üvegezések anyagát hozzáér­tő szakember véleménye és számí­tásai alapján kell kiválasztani, mert nagymértékben eltér egymástól hőtechnikai, vagyis transzmissziós veszteségük, melynek legfontosabb befolyásoló tényezői.

Ezek:

• az üvegrétegek száma;
• az üvegrétegek közötti légrés
• vastagsága;
• töltete (normál vagy gáz);
• a tábla mérete;
• az üvegréteg vastagsága;
• a kapcsoló-egyesítő rendszer tí­pusa, illetve fajtája;
• az alkalmazott bevonatrendsze­rek (pl. fóliák).

A belső téri fűtési hőveszteség csökkenthető, ha a kifelé irányuló sugárzásos hő leadást, vagyis az emissziós tényezőt csökkentjük. En­nek hatása főleg kis hővezetési el­lenállású szerkezetek esetében jelen­tős, ezért kis emissziós tényezőjű felületbevonatot elsősorban üvege­zéseken és mozgatható, éjszakai hő­szigetelést szolgáló társított szerke­zeteken – az üvegtáblák közötti vékony fóliákon – alkalmaznak. A látható fény tartományában e fóliák átbocsátási tényezője jó, a termé­szetes világítást nem zavarják.

Az infravörös tartománybeli átbocsátá­si tényezőjük alacsony, ez a téli nap-sugárzási hő nyereséget némileg csökkenti, de egyúttal a nyári hő-terhelést is mérsékli. A 3 fim feletti hullámhosszaknál visszaverési ténye­zőjük – 0,8, az áteresztés 0, az ab­szorpciós = emissziós tényező -0,2, azaz igen kicsi lesz a felület sugárzá­sos hőleadása. Ennek következtében a hőátbocsátási tényező is csökken.

Külön hangsúlyozandó, hogy a kis emissziós tényezőjű felületbevo­nat az üvegezés által a hosszúhullámú infravörös tartományban kisu­gárzott energiaáram, azaz a hőveszteség csökkentését célozza. Nem tévesztendő össze azokkal a „hő védő” bevonatokkal és egyéb technikákkal, amelyek az üvegezé­sen át a helyiségbejutó sugárzás, az­az a nyári hő terhelés csökkentésére szolgálnak.

Ablakok és határolók üvegezése

A hagyományos értelemben vett ab­lakokat és homlokzati határolókat a természetes bevilágítás és a benapo­zás biztosítása érdekében az adott körülményeknek legmegfelelőbb üvegezéssel kell ellátni. Az ablak falban elfoglalt helyzete és tájolása, a helyiség természetes fénnyel való megvilágítása, a hőenergia átbocsátása, valamint a kül­ső és belső terek közötti optikai kapcsolat mind függ a különböző üvegfajták anyagtulajdonságaitól és az ablak, illetve az üvegfelület nagy­ságától.

Az üvegezési mód kiválasztásakor a következő szempontokat kell fi­gyelembe venni:

• a hőszigetelési előírásokat;
• a fény-, ill. sugárzásátbocsátási követelményeket az esetleges árnyé­kolásra és/vagy belátás korlátozásra tekintettel;
• a külső megjelenést;
• az üveg előírásos hibamentessé­gét és minőségét;
• az üvegtábla nagyságát és a rög­zítési lehetőségeket a csavarási me­revség függvényében;
• a keretbe való beépítési, tömíté­si, rögzítési és kiékelési módokat az építés alatt és a javítási munkák so­rán egyaránt;
• az ellenőrzött tartósságot, a lecsapódás mentességet és a reakció­képességet, különösen speciális (pl. hőszigetelő) üvegezések esetén;
• az előírt hangszigetelést, a betö­rés- és a tűzbiztonságot;
• a felületi szerkezetet és a tisztí­tási lehetőségeket;
• az üveg, a tömítőanyag és a keret hosszú távú igénybevételnek megfelelő, csapó esőálló és feszült­ségmentes kapcsolatának kialakí­tását.

(Kép fent) Korszerű hőszigetelő üvegek a) kétrétű; b) háromrétű üvegezés­hez Hőszigetelő üvegezés rétegtelepítése a) kétrétegű; b) háromrétegű üveg­ből; 1 síküveg; 2 távtartó profil (léc).

(Kép fent) Sorolt tetősík ablakok padlástéri lakásoknál. Az alul kis meredekségű, majd fokozatosan növekvő hajlásszögű tetőbe épített ablakok benapozási hatékonysága sokkal jobb a homlokzati (függőleges) ablakokénál. Gázzal töltött hőszigetelő üvegezésükkel a legjobbak közé tartoznak (VELUX példa).

Síküvegek

A síküveg gépi úton húzott tábla­üveg vagy hengerelt öntött üveg (tükörüveg, valamint egy sor hő kezelt biztonsági üveg és színes tükör­üveg).

Többrétegű szigetelőüvegezések

Többrétegű szigetelőüvegezések ké­szítésekor – amelyeket hőszigetelő üvegezésnek is nevezünk – különbö­ző eljárásokkal két vagy több üveg­táblát kapcsolnak össze egymással, mereven vagy rugalmasan, de rend­szerint lég tömören. A különféle szigetelőüvegezések között az üvegtáblák összekötéséből és az üvegtávolságból adódóan je­lentős különbségek mutatkoznak. Szigetelőüvegezések készítéséhez nemcsak a különféle ablak- és tü­körüvegfajták, hanem sík felületű, különleges üvegek is alkalmasak.

A hőszigetelő üvegezés

A hazánkban is széles körben alkal­mazott ún. hőszigetelő üvegezés – a hőtechnikai számítások tanúsága szerint – hő forgalmában tulajdon­képpen alapvetően nem különbözik a közönséges kettős üvegezéstől. A ténylegesen kedvezőbb adatok a pe­remek különleges összeépítése és a szigorú előírások szerinti beépítés következtében csökkent filtrációs hő veszteségnek, valamint a közbe­zárt légréteg ideális vastagságának köszönhetők. A légréteg 6-20′ mm közötti vastagsága esetén ugyanis a két üvegtábla sugárzási hőátadása és a légréteg közvetítette hőáramlás minimálissá válik.

Egy üvegszerkezet akkor tekint­hető ténylegesen hőszigetelőnek, ha a peremek egyesítésén kívül:

• módosítják a síküveg optikai tu­lajdonságait, vagy
• különleges gáztöltést alkalmaz­nak.

Az építőiparban alkalmazott mó­dosított optikai tulajdonságú üveg­szerkezetek két alaptípusa:

• az abszorbens és
• a reflexiós üvegezés.

Az abszorbens üvegek általában már gyártásukkor különféle adalé­kok hozzáadásával készülnek (anya­gukban színezettek), a reflektív üve­gek pedig utólagos felületkezeléssel, felhordott vagy felragasztott reflexi­ós réteg segítségével nyerik el mó­dosított tulajdonságaikat. Ez utób­bira számos eljárás ismert (Solar Flex, Fassolar stb.).

Az így készült füstszínű reflexiós üvegszerkezet előnye a normál hő­szigetelő üvegezések hő- és hangszi­getelő tulajdonságaihoz képest, hogy jelentős fényvisszaverő képes­séggel rendelkezik, és a jó átlátható­ság megőrzése mellett a nap sugár­zó energiájának mintegy 65%-át visszaveri. Szelektív visszaverő képessége folytán az értékes látható fénytarto­mányban átbocsátása jó, a belső te­reket zavaró spektrális tartományo­kat  viszont  alaposan  megszűri.

(Kép fent) Háromrétegű hőszigetelő üveg fel­építése 1 külső tábla; 2 légrés; 3 belső táb­la; 4 közbenső üvegréteg; 5 távol­ságtartó léc; 6 páramentesítő; 7 ra­gasztás; 8 tömítő fugázás.

(Kép fent) Reflexiós hőszigetelő üveg a) rétegfelépítés; b) napfény átbocsátási jellemzők; 1 fémes fólia; 2 külső üveg; 3 belső üveg; 4 távol­ságtartó léc; 5 ragasztás; 6 pára­mentesítő; 7 tömítő fugázás.

(Kép fent) Üvegfelület elé vagy mögé szerelt árnyékoló hatása az épületbelsőre a) külső rolóval, illetve b) belső, fényvisszaverő felületű gördülőár­nyékolóval a nem kívánt fénymennyiség kirekeszthető.

(Kép fent) Különböző réteg felépítésű üvegszerkezetek hőszigetelő ké­pessége a) egyrétegű; b) kétrétegű, hőszigetelő; c) há­romrétegű, hő­szigetelő; h: a felületi hőmér­séklet esése: 23°, 11°, 8°.

Ennek megfelelően:

• csökkenti a napsugárzás vakító hatását;
• megőrzi a helyiségek kellemes hőmérsékletét;
• megakadályozza a függönyök, a bútortextíliák és a berendezési tár­gyak fakulását.

Használata feleslegessé teszi az ablakzsaluk és egyéb árnyékoló ­berendezések használatát, dekoratív megjelenése és kellemes színárnya­latai fokozhatják az épületek esztéti­kai megjelenését.

A hővédelem másik lényeges te­rülete az árnyékolás, amely egyrészt a külső üvegfelületek kellemetlen hő fizikai tulajdonságainak („üveg­házhatás”) kiküszöbölésére szolgál, másrészt az egész épület hő védelmét is jelenti. Különösen a klimatizált belső terek igénylik a nap su­gárzó energiájától való védelmet, amihez legkedvezőbb (a megfelelő hőszigetelés mellett) a szellőztetett légtérrel ellátott teljes külső épület­burkolás.

A külső üvegezett felületek jó hőtechnikai paraméterei nemcsak a fűtési energiával való takarékossá­got, hanem általában a belső térben tartózkodók kedvező hőérzetének kialakítását is szolgálják. Amíg az előbbi a „k” értékkel egyszerűen ki­fejezhető, addig a kellemes hőérzet­hez szükséges jellemzők meghatározása jóval összetettebb feladat. A belső tér nyári hő terheléssel szembeni védelme ma már a nyílás­zárók és üvegfalak napvédő (külön­böző reflexiós és/vagy színezett) üvegezésével is elérhető. A további­akban a téli időszakra vonatkozó hőtechnikai jellemzők alakulásával foglalkozunk.

Az ember hőérzetét számos té­nyező befolyásolja

Hiába tartjuk té­len megfelelő hőmérsékleten a bel­ső légteret, tesszük egyenletessé a függőleges hőmérséklet-elosztást, szüntetjük meg a huzathatást, ha az ablakok és üvegfelületeik hidegek, akkor a közelükben tartózkodva érezzük, hogy „húznak”. Nem vélet­len tehát, hogy a fejlett ipari orszá­gok az energiatakarékosság mellett egyre nagyobb figyelmet fordítanak az ablakok és üvegfalak belső felüle­ti hőmérsékletére. A mai korszerű nyílászáró szerkezetek hőhíd mentes tok- és szárnyprofilokkal készülnek, így a leghidegebb felületnek jelen­leg az üvegezett felület számít, an­nak ellenére, hogy hőszigetelő üveg­ből készül.

Mi az oka az üvegen keresztüli in­tenzív hő veszteségnek? A hőenergia háromféleképpen jut át a két- (vagy több)rétegű üvegszerkezeten: hősu­gárzással, hőátadással és hővezetéssel. A fűtési hőveszteség egyik ténye­zője a felmelegedett anyagok hosszúhullámú (infravörös) sugárzó hőleadása. A sugárzásos hőveszteség hatásosan csökkenthető alacsony emissziós tényezőjű, az ún. „low-e” speciális üveg (vagy hőtükör fólia) al­kalmazásával.

A két (vagy több) üvegréteg kö­zötti gázelegy hőszigetelő rétegként is funkcionál. A légrés méretének növelésével tehát a hőszigetelő ké­pesség is javulna, azonban a konvekció (a gázelegy fel- és leszál­ló cirkulációs áramlása) miatt egy adott légrés vastagság felett már le­rontja a hőszigetelő képességet. Lé­tezik tehát egy optimális légrés ­méret, amely az adott gáz eleggyel a legkedvezőbb (legalacsonyabb) hőátbocsátási tényezőt eredménye­zi. Ez a méret az alkalmazott gázelegy (levegő, argon, kén-hexafluorid stb.) hővezetési tényezőjétől és visz­kozitásától függ.

A hővezetés során a hő az üvegen és légrétegen keresztül, anyagon be­lüli hőátadással távozik. Hővezetés azonban nemcsak az üveg – légrés üveg úton megy végbe, hanem a hő­szigetelő üveg távtartóján keresztül is, az üveg teljes pereme mentén.

Egy ablak átlagos hőátbocsátási tényezője a keretszerkezet, az üveg­perem-tartomány és a belső üveg­mező hőátbocsátási tényezőjének felületarányos átlagából számítható ki. Minél kedvezőbb tehát a tok- és szárnyszerkezet, valamint a belső üvegmező hőátbocsátási tényezője, arányában annál többet ront az üvegperem hőhíd hatása.

A fokozott hőszigetelő képességű anyagok [k= 1,3 – 1,8 W/(m²-K)] iránti igény növekedésével az ala­csony emissziós tényezőjű üvegek és gáztöltés alkalmazásával egyre ke­vésbé kezelhető közömbösen a táv­tartó anyaga, kialakítása és hőtechnikai értéke! Az üvegperem hő hídja hideg idő­ben a kerület mentén jelentős pára kondenzációt is előidéz, mivel itt (pl. egy alumínium távtartó lécen keresztül) intenzívebb a hőáramlás, így az üveg széle lényegesen hide­gebb lesz, mint belső mezője.

Nemesgáztöltésű üvegezések

A nemesgázok közül az argon vi­szonylag könnyebben nyerhető ki a levegőből. Az egy és két légrétegű üvegezés hőátbocsátási tényezője kis emissziós tényezőjű felületbevonattal és 15 mm vastag gázréteggel argon­feltöltés esetén k=l,5 W/( m²K), kripton feltöltéssel k=l,l W/(m²K). Háromrétegű üvegezéssel, két kis emissziós tényezőjű felületbevonattal és argonfeltöltéssel k=0,9 W/( m²K), kripton feltöltéssel a szenzációsan kedvező k=0,7 W/(m²K) hőátbocsá­tási tényező érhető el, míg a látható fény tartományában az áteresztési té­nyező mindössze 0,57-0,67. Hason­ló eredményre vezetett az is, ha csak két üvegtáblát alkalmaznak,  de azok közé még egy vagy két kis emissziós tényezőjű felületbevonat­tal ellátott fóliát feszítenek.

A hőszigetelő üveg hőtechnikai értéke az elemzett tényezők gondos összehangolásával optimalizálható. A speciális „low-e” termékek (üve­gek vagy fóliák) használata, a meg­felelő gáztöltés és az ehhez megvá­lasztott légrés méret, valamint a hőhíd mentes, „meleg peremes” táv­tartó együttese biztosítja a megfele­lő komfortérzetet a helyiségben tar­tózkodók számára.