Sodobna okna za svetlobno in toplotno ugodje

13 julija, 2020
Nina Šprohar

Kakšen vpliv na kakovost bivanja imajo okna, razložita dr. Mitja Košir in Luka Pajek s Katedre za stavbe in konstrukcijske elemente na Fakulteti za gradbeništvo in geodezijo: »Pri sodobnih oknih lahko govorimo o enem bolj prefinjenih gradbenih elementov, ki stavbam omogoča zagotavljanje primernega notranjega okolja s stališča toplotnega in svetlobnega ugodja.«

Če so v preteklosti okna predstavljala šibak člen stavbnega ovoja zaradi svojih slabih toplotno zaščitnih lastnosti, so z razvojem, predvsem sodobnih zasteklitev, zdaj postala eden najbolj tehnološko prefinjenih elementov, ki omogoča izjemno dobro delovanje sodobnih stavbnih ovojev. A pozor: izjemno dobro toplotno zaščitna okna bodo pri stavbi, ki nima pretirano velikih okenskih površin, le malenkostno pripomogla k nižji energijski bilanci, lahko pa bistveno poslabšajo notranjo osvetljenost.

»Še tako kakovostno okno lahko s slabo montažo predstavlja za uporabnike stavbe težavo.«

Imamo torej ogromno različnih možnosti, vse pristope pa je možno tudi kombinirati. Ravno zaradi pestrosti izbora različnih tehnologij, ki lahko bistveno vplivajo na delovanje okna, je po mnenju strokovnjakov treba preudarno pretehtati, kakšna okna s kakšno zasteklitvijo nameravamo vgraditi v stavbo. Odločitev pa nikakor ni enostavna, saj je spremenljivk veliko.

 

Plinsko polnjenje v medstekelnem prostoru zmanjša toplotne izgube

 

Kot pravita sogovornika, je sodobno okno sestavljeno iz večslojne zasteklitve (tipično dve ali tri slojne) in okenskega okvirja. Večslojne zasteklitve poleg visoko transparentnega stekla vsebujejo še posebne izjemno tanke nanose, s katerimi glede na zahteve in namen okna prilagajamo optične lastnosti zasteklitve.

Kakšna se pri nas najpogosteje uporabljajo? »V slovenskem okolju poznamo predvsem uporabo t. i. nizko emisijskih premazov, ki v toplotno zaščitnih zasteklitvah zmanjšajo emisivnost stekla v dolgovalovnem infrardečem spektru na vrednosti, manjše od 10 % (lahko tudi nižje od 3 %) in s tem močno znižajo sevalne toplotne izgube skozi steklo,« razložita.

Toplotne lastnosti zasteklitev se lahko dodatno izboljšajo še s plinskim polnjenjem v medstekelnem prostoru. Za polnjenje se po njunih navedbah uporabljajo predvsem žlahtni plini, kot sta argon in kripton, v preteklosti pa se je uporabljal tudi suh zrak. Namen plinskega polnjenja pa je v tem, da zmanjša konvekcijske toplotne izgube pri prenosu toplote iz notranjega stekla na zunanjega preko vmesnega plina.

»Žlahtni plini so pri tem izjemno uspešni, saj konvekcijsko zelo slabo prenašajo toploto. Ker pa mora biti takšna zasteklitev tudi neprodušno zaprta, da vmesni plin ne uide, so vse sodobne večslojne zasteklitve po obodu povezane z distančnikom in neprodušno zatesnjene,« dodajata. Prav aluminijast distančnik pa lahko predstavlja težave z vidika toplotnih izgub, kar povzroča rosenja ob robu zasteklitve in se v sodobnih oknih rešuje s t. i. toplim robom, kjer se namesto kovinskih uporabljajo distančniki iz posebnih plastičnih mas z veliko nižjo toplotno prevodnostjo.

Poleg nizko emisijskih nanosov poznamo tudi spektralno selektivne, ki se uporabljajo predvsem pri solarno zaščitnih steklih za zmanjšanje pregrevanja stavb zaradi prejetega sončnega sevanja. »Pri spektralno selektivnih zasteklitvah s posebnimi nanosi vplivamo na prepustnost zasteklitve za določene valovne dolžine (velikokrat le v očem nevidnem IR spektru) sončnega sevanja in s tem na solarne dobitke, ki v poletnem času lahko povzročajo pregrevanje v stavbi. Obstajajo pa tudi t. i. refleksivne zasteklitve, ki zaradi nanosov na steklu odbijajo velik del sončnega sevanja, kot tudi barvana stekla, ki absorbirajo del sončnega sevanja, vendar sta ti dve tehnologiji solarno zaščitnih zasteklitev nekoliko starejši in se vse manj uporabljata,« pojasnjujeta Košir in Pajek.

 

Pri vratih je kupcem najpomembnejša protivlomna varnost

Pomemben element v stavbi predstavljajo tudi vrata, kjer veljajo podobna pravila kot pri oknih, s tem, da so vrata včasih manj obsežno zastekljena ali pa sploh ne vsebujejo zasteklitve – z izjemo balkonskih vrat in panoramskih sten. Kot opažata Košir in Pajek, kupci pri izbiri vhodnih vrat največ pozornosti posvetijo vidiku varnosti, torej da so vrata protivlomno varna. Opozarjata pa, da bi morali enako pomisliti tudi na protivlomno varnost pri oknih, vsaj tistih, ki so vgrajena v pritlični etaži. Toplotna izolativnost je pomembna tudi pri vratih, a kot sta že opozorila, se kupcem skuša »kompleksna zgodba gradbeno fizikalnih vplivov okna poenostaviti le na U vrednost,« v resnici pa je vidikov precej več, recimo prepustnost za svetlobo, stroški vzdrževanja, trajnost ipd.

https://matjaz.si/

 

V ospredju je vseeno osvetlitev

Sogovornika pa še opozorita, da pri izbiri okna ne smemo upoštevati le njegovih toplotno zaščitnih lastnosti (U vrednost okna), temveč tudi optične lastnosti, saj te vplivajo na dejansko osvetljenost prostorov z dnevno svetlobo.

»Ravno pomembnost dnevnega osvetljevanja stavb se v zadnjih desetletjih ponovno postavlja v ospredje, saj je z odkritjem novih fotoreceptorjev v človeškem očesu, ki so povezani z našo notranjo biološko uro (cirkadianim sistemom) pridobila novo dimenzijo in kompleksnost. S stališča inženirskega načrtovanja je tako izbira primernega okna oziroma zasteklitve vse prej kot enostavna, saj je treba izračunati tako njegov vpliv na toplotno ugodje stanovalcev in energijsko bilanco stavbe kot tudi analizirati dnevno osvetljenost ter oceniti vpliv na ljudi in rabo elektrike za umetno razsvetljavo,« pojasnjujeta.

 

Kakovost montaže je ključna

Kot na drugih področjih gradnje je tudi pri oknih kakovost montaže ključnega pomena. »Še tako kakovostno okno lahko s slabo montažo predstavlja za uporabnike stavbe težavo. Ker je okno dejansko zaključen industrijski izdelek, ki se le vgradi v stavbni ovoj, se seveda težave mnogokrat pojavljajo predvsem na nivoju stika med oknom in zunanjo steno oziroma streho, če govorimo o strešnem oknu,« razložita Košir in Pajek.

Primerno tesnjenje med oknom in steno, t. i. tri nivojsko tesnjenje (po RAL smernicah), se doseže z uporabo tesnilnih folij ali tesnilnih pen. Kot poudarita sogovornika, je to ključno za preprečevanje nekontroliranih toplotnih izgub zaradi infiltracije zunanjega zraka, kot tudi za preprečevanje pojava rosenja in posledične rasti plesni na stiku med oknom in steno.

Opozorita pa še na en, mnogokrat spregledan vidik vgradnje oken, in sicer izbiro primerne postavitve okna glede na toplotno izolacijski sloj v zunanji steni. S tem se lahko uspešno izognemo toplotnim mostovom. »Idealno bi bilo, če bi okno vgradili v sloj toplotne izolacije, saj je tako povezava med njo in oknom najbolj neposredna, prav tako s tem minimalno vplivamo na spremembo geometrije stavbnega ovoja, vse skupaj pa prispeva k odpravi potencialnega toplotnega mostu,« pojasnjujeta sogovornika. »A takšno vgradnjo lahko izvedemo le s posebnimi kovinskimi pritrdilnimi elementi ali pa s slepimi okvirji in je z vidika izvedbe najbolj zahtevna in zamudna, hkrati je pri zelo velikih in težkih oknih včasih celo neizvedljiva,« dodajata.

»Drugi najboljši položaj okna glede na toplotni ovoj je takšen, da okno potisnemo tik do toplotne izolacije. Še vedno je lahko neposredno pritrjeno na nosilno konstrukcijo stavbe, a hkrati s toplotno izolacijskim slojem zunanje stene ni povezano preko dolgih špalet, ki so skoraj vedno izolirane s tanjšim slojem toplotne izolacije,« pravita.

https://www.kipkop.si/

 

Določene lastnosti oken in vrat celo boljše od zahtevanih

Strokovnjaki sicer ocenjujejo, da so vsa okna in vrata, ki so na našem trgu, zelo dobra, določene lastnosti so celo boljše, kot to od njih zahtevajo standardi in predpisi. K temu je veliko pripomogla okoljska certifikacijska shema, ki jo vodi Gradbeni inštitut ZRMK, Znak kakovosti v graditeljstvu (ZKG). Ob pripravi meril so določili, da morajo izdelki dosegati višje standarde od minimalnih, ki so določeni s tehničnimi predpisi. Ker je bil nakup takšnih izdelkov spodbujen s subvencijami, so proizvajalci začeli izdelovati energetsko bolj učinkovita okna in vrata, takšna, ki so presegala zahteve predpisov.

Okno in senčilo moramo obravnavati kot neločljiv element

Vseeno pa Košir in Pajek poudarita, da je pri zaščiti pred pregrevanjem stavb zaradi prepuščenega sončnega sevanja treba vedno treba najprej pomisliti na zaščito s pomočjo zunanjih senčil, kot so recimo žaluzije ali nadstreški – ta po njunem mnenju ponujajo najbolj učinkovito solarno zaščito, saj ustavijo sončno sevanje, preden sploh pade na zasteklitev, in s tem skoraj popolnoma preprečijo pregrevanje stavbe zaradi prejetega sončnega sevanja«. Zato je treba, kot opozarjata, izbirati in načrtovati okno in senčilo kot neločljivo povezan element stavbnega ovoja. »Pomen primerne in učinkovite sončne zaščite pri sodobnih stavbah bo postajal vse bolj pereč, saj se bodo te zaradi podnebnih sprememb vse bolj pregrevale, hkrati pa bo obdobje hladilne sezone vse daljše,« poudarita.

 

»Pomen primerne in učinkovite sončne zaščite pri sodobnih stavbah bo postajal vse bolj pereč, saj se bodo te zaradi podnebnih sprememb vse bolj pregrevale, hkrati pa bo obdobje hladilne sezone vse daljše.«

 

Les še vedno eden najboljših materialov, a zahtevnejši za vzdrževanje

Zasteklitev je nato treba še vgraditi v okensko krilo in nato z okovjem, ki omogoča odpiranje, povezati z okenskim okvirjem. Tu pa pridemo do izbire, s katero se sooča večina ljudi, ki gradi ali renovira – lesen, plastičen ali aluminijast okenski okvir?

Košir in Pajek pravita, da les še vedno ostaja eden najboljših materialov za izdelavo okenskega okvira. »Alternativno se uporabljajo tudi kovinski (predvsem aluminijasti) okvirji, ki jih odlikujeta predvsem izjemna odpornost na vremenske vplive in visoka konstrukcijska nosilnost, a je toplotna izolativnost slabša. Plastični okvirji pa so po svojih toplotno-izolativnih lastnostih sicer podobni lesenim, so cenejši, a imajo krajšo življenjsko dobo od lesenih okvirjev,« pojasnjujeta. Obenem pa dodajata tudi, da so leseni okvirji precej zahtevnejši za vzdrževanje od plastičnih in aluminijastih.

Idealen material za izdelavo okenskega okvirja torej po njunem mnenju ne obstaja, zato proizvajalci mnogokrat kombinirajo različne materiale (npr. lesen okenski okvir z zunanjo oblogo iz aluminija) in hkrati tudi v okvirje dodajajo toplotno izolacijske pene, s čimer še dodatno izboljšujejo toplotno izolacijske lastnosti oken.

Nove tehnologije in avtomatizacija oken

Pestro izbiro imamo tudi na področju avtomatiziranih oken: od avtomatskega odpiranja in s tem naravnega zračenja prostorov, vezanega recimo na koncentracijo izdihanega CO2 v notranjem prostoru, do senčenja, ki se aktivira glede na količino zunanjega prejetega sončnega sevanja, s čimer aktivno ščiti notranje okolje pred pregrevanjem …

Strokovnjaka s Fakultete za gradbeništvo in geodezijo zato svetujeta, naj najprej premislimo, kaj je sploh namen avtomatizacije in kako bo izboljšala udobje in storilnost prebivalcev stavbe. »Avtomatizacijo okna je treba tudi integralno povezati z drugimi deli stavbe, kot sta ogrevalni in hladilni sistem ter umetna razsvetljava,« dodajata. Po njunem mnenju je »najbolj logičen element za izvedbo avtomatizacije« senčilo, ker je najbolj dinamično odziven del stavbnega ovoja.

Zanimiva pa je tudi tehnologija pretičnih zasteklitev – z njo lahko zasteklitvi aktivno spremenimo optične lastnosti. »Takšne zasteklitve so recimo termokromne zasteklitve, ki se zatemnijo, ko se zunanja površinska temperatura stekla dvigne nad določeno vrednost, ali pa recimo elektrokromne zasteklitve, pri katerih zatemnjenost stekla prilagajamo po želji z izjemno šibkim električnim tokom,« pojasnjujeta strokovnjaka. Novejšim elektrokromnim zasteklitvam je celo možno ločeno prilagajati prepustnost za sončno sevanje v očeh nevidnemu IR spektru in ločeno v vidnem spektru sončnega sevanja. »Takšna zasteklitev omogoča visoko prepustnost za dnevno svetlobo ob sočasni solarni zaščiti, pa še prilagajamo lahko obe vrednosti. To je sicer s konvencionalnimi zasteklitvami nedosegljivo,« razložita sogovornika. A veliko omejitev predstavlja visoka cena, saj nekatere tehnologije še niso komercialno dostopne. Vseeno pa so dober kazalnik, v katero smer se giblje razvoj – v vedno bolj dinamične, odzivne zasteklitve.

(Visited 123 times, 6 visits today)