Upload
anita-grubar
View
1.816
Download
11
Embed Size (px)
Citation preview
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 1
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO - SLOVENIJA
www.better-building.eu
Better Building
2 www.better-building.eu
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 3
Pričujoča publikacija je nastala v okviru projekta Leonardo da Vinci “Better
Building – Certifying VET teachers as energy saving advisers. A transfer system
into three different European societies”, številka projekta LLP-
LDV/TOI/07/IT/307.
Partnerstvo projekta je sestavljeno iz:
The project partnership:
• IAL Emilia Romagna, Bologna, Italy (Ente promotore)
• BEST Institut für berufsbezogene Weiterbildung und Personaltraining GmbH,
Vienna, Austria (Coordinatore)
• Fundatia Romano-Germana Timisoara, Timisoara, Romania
• GLOBAL Training and Consulting, Istanbul, Turkey
• PAPILOT - Zavod za vzpodbujanje in razvijanje kvalitete življenja, Ljubljana,
Slovenia
• Rogaland Kurs og Kompetansesenter, Stavanger, Norway
• Tekniker Eğitim Sağlık Kültür Vakfı (TEK-SAV), Ankara, Turkey
Priročnik je v nekomercialne namene dosegljiv na internetni strani projekta do
14 Novembra 2011: www.better-building.eu
Copyright 2009
Better Building
4 www.better-building.eu
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 5
Vsebina
PREDGOVOR ............................................................................................................................. 8
2 NAMEN PRIROČNIKA ............................................................................................................. 9
3 UČNI NAČRT SEMINARJA..................................................................................................... 10
4 UVOD .................................................................................................................................... 13
4.1 NOVOGRADNJA ................................................................................................................13 4.2. KAJ JE POTREBNO TOPLOTNO ZAŠČITITI? .......................................................................15 4.3 STARE GRADNJE .................................................................................................................15
5 TOPLOTNE IZGUBE SKOZI OVOJ ZGRADB............................................................................ 17
5.1 PREDPISI O TOPLOTNIH IZGUBAH ......................................................................................17 5.2 IZRAČUN TOPLOTNIH IZGUB OBJEKTA ..............................................................................20 5.3 POVZETEK O TOPLOTNIH IZGUBAH SKOZI OVOJ ZGRADBE...........................................23
6 TOPLOTNA ZAŠČITA OVOJA ZGRADBE............................................................................... 25
6.1 IZOLACIJA OBODA ZGRADBE...........................................................................................26 6.2 SISTEMI TOPLOTNOIZOLACIJSKIH FASAD..........................................................................37 6.3 GRADBENI DETAJL PRI POLAGANJU TOPLOTNE IZOLACIJE...........................................43 6.4 MEDETAŽNA KONSTRUKCIJA NA PODSTREŠJU IN PREZRČEVALNA STREHA.................47 6.5 ZAKLJUČEK ..........................................................................................................................50
7 ENERGETSKO UČINKOVITA ZASTEKLITEV IN OKNA ............................................................. 51
7.1 OKNO IN STAVBA................................................................................................................51 7.2 OKNO IN BIVALNO OKOLJE...............................................................................................54 7.3 OSNOVE PRENOSA TOPLOTE SKOZI OKNA......................................................................57 7.4 VRSTE OKEN.........................................................................................................................60 7.5 ZASTEKLITEV .........................................................................................................................65 7.6 MATERIALI ZA OKENSKE OKVIRE IN KRILA.........................................................................81
8 UPORABA SOLARNE ENERGIJE ............................................................................................ 87
8.1 DIREKTNA UPORABA SOLARNE ENERGIJE........................................................................87 8.2 PASIVNO IZKORIŠČANJE SONČNEGA SEVANJA ............................................................89
Better Building
6 www.better-building.eu
8.3 SOLARNO HLAJENJE ..........................................................................................................92 8.4 FOTOVOLTAIKA...................................................................................................................92 8.5 SOLARNA TERMIJA .............................................................................................................94 8.6 TOPLOTNE ČRPALKE ...........................................................................................................95
9 PASIVNE HIŠE ........................................................................................................................ 98
10 KAZALO SLIK ..................................................................................................................... 106
11 KAZALO TABEL .................................................................................................................. 109
12 VIRI .................................................................................................................................... 110
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 7
Better Building
8 www.better-building.eu
Predgovor
Priročnik temelji na rezultatih predhodnega EU projekta - ECOES.A. V fazi
priprave in prilagoditve predhodnega projekta, katerega vsebine se prenašajo
kot inovacija, so poleg pričujočih materialov, ki so bili prilagojeni potrebam in
zahtevam treh ciljnih držav: Slovenije, Italije in Turčije, bile dodane tudi nove
vsebine kot so aktivnosti, razlage, itd. Ustreznost posameznih specifičnih
vsebine glede na državo so se več mesecev preverjale v različnih izobraževalnih
institucijah z vključenimi različnimi ciljnimi skupinami. S tem smo pripomogli k
dodani vrednosti pričujočega priročnika “Better Building” , ki se lahko uporablja
v različnih oblikah usposabljanja z različnimi ciljnimi skupinami.
Pri tem je pomembno poudariti, da se pričujoči priročnik in v njem zajete
vsebine lahko uporabljajo v celoti ali le kot dodatek k raznovrstnim situacijam v
okviru usposabljanj, glede na to, da dopušča možnost prilagajanja vašim
individualnim potrebam in potrebam končnih uporabnikov.
Specifične informacije za Slovenijo:
Gradivo projekta “Better Building” je bilo razvito v okviru projektnega
konzorcija in s podporo Nacionalne Strateške Svetovalne Skupine. V okviru
obstoječega izobraževanja in usposabljanja, ki poteka v Zavodu PAPILOT, so
bila organizirana pilotna testiranja v okviru različnih ciljnih skupin brezposelnih
(nizka stopnja izobrazbe, dolgotrajno brezposelni…)
Priročniki projekta “Better Building” so kot specifika posamezne države so v
celoti dostopni v slovenski, italijanski in turški verziji. Kratek povzetek vsebin pa
je spisan tudi v angleščini.
Uporabljati jih je možno v nekomercialne namene, dostopni pa so na internetni
strani projekta: www.better-building.eu do meseca Novembra 2011.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 9
2 NAMEN PRIROČNIKA
Namen tega priročnika je prenos znanja in prilagoditev na slovenske razmere
programa iz projekta ECOES.A, ki je bil podprt s strani Evropske Unije v sklopu
programa Leonardo da Vinci v Romuniji. Namenjen je učiteljem in mentorjem
na strokovnih šolah do V. stopnje, kot pomoč pri izobraževanju za predstavitev
pomembnosti uporabe pravilnih materialov in sklopov za boljšo in racionalnejšo
gradnjo.
Better Building
10 www.better-building.eu
3 UČNI NAČRT SEMINARJA
Predvideni čas izvedbe: 5 x 4 ure = 20 ur
Predavanja:
Toplotne izgube skozi ovoj zgradb (teorija 3 ure + 1 ura prakse - ogledi)
Predpisi o toplotnih izgubah
Izračun toplotnih izgub zgradbe
Povzetek o toplotnih izgubah skozi ovoj zgradbe
Toplotna zaščita ovoja zgradb (teorija 3 ure + 1 ura praksa-ogledi)
Izolacija oboda zgradbe
Izračun toplotne prehodnosti
Sistem toplotno izolacijskih fasad
Stene brez dodane izolacije
Stene s toplotno izolacijo
Stene s toplotno izolacijo na notranji strani
Lahke stene
Zunanje stene proti terenu
Gradbeni detajli pri polaganju toplotne izolacije
Medetažna konstrukcija na podrešju in prezračevalna streha
Zaključek
Energetsko učinkovita zasteklitev in okna (teorija 3 ure + 1 ura praksa - ogledi)
Okno in stavba
Okno in bivalno okolje
Starejša okna
Sodobna okna
Raba energije v stavbi
Osnove prenosa toplote skozi okna
Mehanizem prenosa toplote
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 11
Toplotni upor in toplotna prehodnost okna
Vrste oken
Škatlasto okno
Vezano okno
Enojno okno
Zasteklitev
Enojna zasteklitev
Večslojna zasteklitev
Energetsko učinkovita zasteklitev
Zasteklitveni distančniki
Nove tehnologije na področju zasteklitev
Materiali za okenske okvire in krila
Les
PVC
Kovina
Drugi materiali in kombinacije
Uporaba solarne energije (teorija 2 uri + 2 uri praksa - ogledi)
Direktno izkoriščanje sončnega sevanja
Pasivno izkoriščanje sončnega sevanja
Solarno hlajenje
Fotovoltaika
Solarna termija
Toplotne črpalke
Pasivne hiše (teorija 1 uro + 3 ure praksa - ogledi)
Better Building
12 www.better-building.eu
Tabela 1: Plan izvedbe
1. dan Toplotne izgbe skozi ovoj zgradb Teorija 3 ure
2. dan Toplotna zaščita ovoja zgradb Teorija 3 ure
3. dan Energetsko učinkovita zasteklitev in
okna
Teorija 3 ure
4. dan Uporaba solarne energije Teorija 2 uri
Pasivne hiše Teorija 1 ura
5. dan Ogledi gradbišč 8 ur
Potrebni material za izvedbo:
Učilnica 40 – 50 m2, računalnik, projektor, tabla, kreda, zvezki, svinčniki
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 13
4 UVOD
Zaradi vse dražjih energentov in skrbi za okolje smo prisiljeni, da se pri gradnji
obnašamo racionalno in poizkušamo s kombinacijo različnih ukrepov zmanjšati
neracionalno porabo energije. To velja tako za novogradnjo, kot tudi za starejše
objekte.
4.1 NOVOGRADNJA
Preprečevati je lažje kot popravljati. Zato je treba misliti na varčevanje že ob
načrtovanju gradnje. Zamisel o podobi vaše hiše naj raste v sodelovanju z
energetskim svetovalcem. Pri gradnji hiše je treba paziti na lego, lokacijo hiše,
na samo zgradbo in pravilno gradnjo s primerno toplotno zaščito.
Pri legi in lokaciji je treba kolikor je pač mogoče upoštevati klimatske vplive, kot
npr.: veter, sonce,… Lokacijo na pobočjih, na drevesa, griče, ki mečejo sence.
Pri sami zgradbi je treba upoštevati obliko hiše - strnjenost hiše (bolj ko je
oblika zgradbe strnjena, tem ugodnejša je za porabo energije ) ter kako hiša
leži glede na sonce - velika okna na južni strani (okna večja od 1/7 tlorisne
površine), manjša okna na vzhodni in zahodni strani zgradbe (okna manjša od
1/7 tlorisne površine), oknom vgrajenim v severno stran zgradbe, pa se
izogibajte. Na ta način boste najbolje izrabljali brezplačni vir energije, sonce.
Better Building
14 www.better-building.eu
Slika 1: ekonomična postavitev slike (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko
UM. URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
Slika 2: solarna hiša (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko UM.
URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
Pri pravilni gradnji in toplotni zaščiti je odgovor že očiten. Če je zunaj hladneje
kot znotraj, toplota stalno uhaja, zato jo moramo nadomeščati z ogrevanjem.
Čim bolj je stavba toplotno zaščitena, tem manj toplote uide.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 15
4.2. KAJ JE POTREBNO TOPLOTNO ZAŠČITITI?
Potrebno je zaščititi lupino zgradbe, ki jo sestavljajo:
• streha oziroma strop nad zgornjim nadstropjem,
• zunanje stene,
• okna in vrata v zunanjih stenah,
• strop nad kletjo.
4.3 STARE GRADNJE
Starejša stanovanja in stanovanjske zgradbe porabijo preveč toplote za
ogrevanje. In ker bo ta zagotovo vedno dražja, je prav, da iščemo možnosti,
kako bi prihranili toploto in ustrezno ukrepamo. Najprej moramo pregledati
zasnovo zgradbe, poznati pa moramo tudi stroške, ki smo jih porabili za
ogrevanje zadnjih nekaj let.
Better Building
16 www.better-building.eu
Kaj lahko naredimo:
• zaščita stropa v najvišjem nadstropju oziroma strehe,
• vrata in okna - ureditev starih oken ali vgradnja novih,
• zunanje stene - saniranje fasade ali ureditev dodatne notranje izolacije,
• zaščita tal ali stropa kleti.
Slika 3: toplotno izolirana hiša (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko UM.
URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
Slika 4: toplotno neizolirana hiša (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko UM.
URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 17
5 TOPLOTNE IZGUBE SKOZI OVOJ ZGRADB
Na področju toplotnih izgub in toplotne zaščite je eden vodilnih avtorjev Bojan
Grbovšek, univ.dipl.inž.str. (članek 19.3.2007) takole predstavil svoje videnje:
Klasične stanovanjske hiše, zgrajene v sedemdesetih letih, brez primerne
toplotne izolacije, s potratnimi in netesnimi okni, s slabim izkoristkom
ogrevalnega sistema, imajo porabo toplotne energije približno kWh na kvadratni
meter ogrevane površine v kurilni sezoni. Kot primer takšne porabe toplotne
energije je stanovanjska zgradba s 150 m2 ogrevanih površin, kjer prostore
ogrevamo na približno 20°C ter porabimo 3000 litrov kurilnega olja v kurilni
sezoni.
Glede na porabljeno toplotno energijo, takšne hiše spadajo med energijsko
potratne, saj imajo porabo 20 litrov kurilnega olja na kvadratni meter ogrevane
površine. Glede na novi pravilnik o toplotni zaščiti, ki velja od leta 2002, je
predpisana poraba olja med 6 do 8Iitrov/m2Ieto.
5.1 PREDPISI O TOPLOTNIH IZGUBAH
Na področju toplotne zaščite zgradb je pri Izračunu potrebno upoštevati
Pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah, ki je stopil v
veljavo meseca avgusta 2002.
Better Building
18 www.better-building.eu
Tabela 2: Dovoljene vrednosti toplotne prehodnosti gradbenih
konstrukcij
VRSTA KONSTRUKCIJE TOPLOTNA PREHODNOST Umax
(W/m2K)
Zunanje stene in stene proti
neogrevanim prostorom
0,6
Stene med ogrevanimi prostori 1,6
Zunanja stena in strop proti terenu 0,7
Stropna konstrukcija med ogrevanimi
prostori
1,35
Pod na terenu 0,45
Strop proti neogrevanemu podstrešju 0,35
Strop nad neogrevano kletjo 0,4
Strop ali tla, ki mejita na zunanji zrak
ali odprti prehod ali tla na terenu pri
panelnem - talnem ogrevanju
0,4
Poševna streha na ogrevanim
podstrešjem
0,25
Ravna streha 0,25
Lahke gradbene konstrukcije razen
streh (pod 150 kg/m2)
0,30
Letna poraba energije za ogrevanje za starejše stavbe znaša preko 200 kW /rn-
leto. Za zgradbe, zgrajene po letu 1995 se je ta poraba zmanjšala na 90 kW
/rn-leto oziroma na tretjino. Takšen trend zmanjševanja porabe energije se še
vedno nadaljuje, kar potrjujejo že zgrajene nizkoenergijske hiše, ki porabijo za
ogrevanje 50 - 75 kwh/m-leto in 3 - litrske hiše, ki porabijo za ogrevanje manj
kot 30 kwh/rn-leto. Najmanj porabijo pasivne hiše in sicer letno manj kot 15
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 19
kwh/rn-leto. Pri dobro izolirani zgradbi se znatno zmanjšajo transmisijske
toplotne izgube, naraščajo pa prezračevalne toplotne izgube. Pri starejših
zgradbah ta delež znaša 50 %, medtem ko je pri novejših zgradbah njihov delež
25 % .
Better Building
20 www.better-building.eu
5.2 IZRAČUN TOPLOTNIH IZGUB OBJEKTA
5.2.1 OSNOVNI PODATKI ZGRADBE
Za prikaz načina izračuna toplotnih izgub izberemo neizolirano zgradbo tlorisne
površine 11 x 11 m, ki je grajena iz modularne opeke debeline 29 cm. Vgrajeno
ima okna in vrata z dvojnimi izolacijskimi stekli z nizko emisivnim nanosom.
Osnovni podatki zgradbe so:
bruto površina: 438 m2
bruto prostornina: 525 m3
površina oken in vrat: 38 m2
oblikovno število f0: 0.83 m2
notranja temperature: 20 °C
zunanja projektna temperature: -16°C
Na osnovi veljavnega pravilnika o toplotni zaščiti stavb predvidijo naslednjo
debelino toplotne izolacije:
Zunanji zidovi D = 12 cm
Tla proti terenu D = 12 cm
Streha - strop D = 25 cm
Razen izoliranja zgradbe se odločimo še za zamenjavo energijskih varčnih oken,
ki imajo skupno toplotno prehodnost za okvir in steklo 1 A W /m2K.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 21
5.2.2 PRIKAZ IZRAČUNANIH TOPLOTNIH IZGUB
Toplotne izgube posameznih elementov (W/m2K) so prikazane v tabeli, kjer so
toplotne prehodnosti posameznih gradbenih konstrukcij pomnožene s
pripadajočimi površinami.
V tabeli št.1 so prikazane toplotne izgube za neizolirano zgradbo in v tabeli št.2
toplotne izgube za izolirano zgradbo. Kot izolacijski material se lahko uporabi
stekleno ali kameno volno, polistiren, s toplotno prevodnost jo D med 0,035 do
0,040 W/m2K.
Tabela 3: neizolirana konstrukcija
konstrukcija %
Zunanji zidovi U = 1.5 W/m2K 45
Streha - strop U = 1.25 W/m2K 31
Tla na terenu U = 1.2 W/m2K 10
Okno U = 2.6 W/m2K 14
Skupaj 100
Tabela 4: izolirana hiša
Konstrukcija %
Zunanji zidovi U = 0.30 W/m2K 32
Streha - strop U = 1.15 W/m2K 13
Tla na terenu U = 1.3 W/m2K 15
Okno U = 1 A W/m2K 40
Skupaj 100
Better Building
22 www.better-building.eu
Izračun toplotnih izgub pokaže, do pri neizoliranemu objektu kor 76 % toplotnih
izgub odpade no zunanje zidove in streho. Okno in tla imajo 24 % delež v
celotnih izgubah.
Izračun toplotnih izgub izolirane zgradbe pokaže, do se po izvedenem izoliranju
objekta toplotne izgube porazdelijo drugače. Največji delež prenosa izgubljene
toplote se sedaj vrši preko oken in sicer 40 %. Delež zunanjih zidov in strehe po
se močno zniža in znaša 45 %, kor je razvidno iz zgornje tabele .
Slika 5: Razdelitev toplotnih izgub in poraba goriva (Vir: Athem d.o.o. –
http://www.arhem.si/)
Na osnovi izračuna prehoda toplote skozi posamezne dele gradbenih konstrukcij
izračunano toplotno obremenitev zgradbe. Izračunana toplotna obremenitev
objekta nam tudi služi za izračun letne porabe goriva, kar je razvidno iz
diagrama.
Poenostavljen izračun pokaže, da porabi neizolirana hiša v kurilni sezoni za
ogrevanje približno 3250 litrov kurilnega olja, medtem ko izolirana hiša porabi le
približno 1412 litrov kurilnega olja. Pri izračunu je bil upoštevan temperaturni
primanjkljaj 3200 (K, dan).
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 23
5.3 POVZETEK O TOPLOTNIH IZGUBAH SKOZI OVOJ ZGRADBE
Enostaven izračun toplotnih izgub je pokazal, da je pri izolirani zgradbi poraba
goriva za več kot polovico manjša kot pri neizolirani zgradbi. Za opečne zidove
29 cm se še vedno vgrajuje debelina toplotne izolacije 8 cm, debelina toplotne
izolacije v strehah pa znaša 15 - 20 cm. Če bomo hoteli zadostiti še strožjim
novim predpisom, ki so v pripravi novim predpisom, bo potrebno za opečne
zidove 29 cm vgraditi debelino toplotne izolacije 12 cm ter debelino toplotne
izolacije 25 cm za strehe rekonstrukcije stavb. Pri projektiranju toplotne zaščite
zgradbe je potrebno upoštevati krajevno ugotovljene podatke o projektni
zunanji temperaturi, temperaturnem primanjkljaju, o trajanju ogrevalne sezone
in globalnem sončnem obsevanju. Predvidena letna potrebna toplota za
ogrevanje stavbe se izračuna skladno s standardom SIST EN 832. Upoštevajo
se transmisijske in prezračevalne toplotne izgube, dobitki notranjih virov in
dobitki sončnega sevanja.
Časovna stiska pri izvajanju mokrih gradbenih del pogosto sili izvajalce, da
prehitevajo posamezne gradbene postopke, zaradi česar se prisotna vlaga v
novo vgrajenih elementih nima časa izsušiti. Težave najpogosteje nastanejo
kasneje, to je že med uporabo stavbe. Za rešitev teh problemov so potrebna
kasnejša dodatna sanacijska dela, ki pa niso poceni.
S pravilnim načrtovanjem in izbiro gradbenih materialov, se lahko že v fazi
projektiranja izognemo problemov, ki so povezani s kondenzacijo vlage v
gradbenih konstrukcijah. Na razpolago imamo mnogo različnih vrst izolacijskega
materiala, vendar se ti močno razlikuje glede oviranja prehoda vodni pari. Od
klasičnih izolacijskih materialov se za izolacijo zunanjega ovoja največ uporablja
mineralna volna in polistiren. Mineralna volna, ki ima difuzijsko upornost vodni
pari (o = 1,1 - 2,5) omogoča dober prehod vodne pare, medtem ko polistiren
(ekspandirani in ekstrudirani), ki ima difuzijsko upornost vidni pari (o = 35 - 60)
Better Building
24 www.better-building.eu
prehod vodne pare znatno ovira. Pri tem je izjema perforirani polistiren, ki ima
difuzijsko upornost vodni pari (o = 10).
Paroprepustnost oziroma vrednost O pove, za koliko je odpor prehodu vodne
pare pri določenem materialu večji kot pri zraku, ki ima vrednost O = l. Nižja
kot je vrednost o, boljša je paroprepustnost materiala.
Da dosežemo dobro paroprepustnost (difuzijsko odprta gradbena konstrukcija)
in zagotovimo primerno bivalno ugodje, moramo pravilno izbrati izolacijske
materiale, kar je še posebej pomembno pri zunanjih stenah, stropih proti
podstrešju in poševnih strehah. Prehod vodni pari je pri difuzijsko zaprti
gradbeni konstrukciji preprečen s parno zaporo, nameščeno na notranji strani
toplotne izolacije. V tem primeru je zato prehajanje vodne pare skozi element
ovoja stavbe praktično nemogoče. V ogrevalni sezoni lahko pride zaradi
previsokega deleža vodne pare v toplem notranjem zraku in nizke temperature
notranjih sten do kondenzacije vodne pare na hladnih površinah in s tem do
pojava plesni ter propadanja notranjega ometa. Površinsko kondenzacijo lahko
preprečimo z vgradnjo toplotno izolacijskega materiala, ki omogoča čim boljši
prehod vodne pare skozi konstrukcijo ter istočasno zagotavlja tudi dovolj visoko
površinsko temperaturo notranje površine.
Osnovne zahteve za zasnovo gradbenih konstrukcij glede na difuzijo vodne pare
so zbrane v novem standardu SIST 1025. V standardu so predpisani osnovne
zahteve za zasnovo gradbeni konstrukcij glede na difuzijo vodne pare.
Opredeljene so z naslednjimi zahtevami:
gradbena konstrukcija mora biti zasnovana tako, da pri računskih
temperaturi in vlagi vodna para, ki prodira skozi gradbeno konstrukcijo ne
kondenzira,
če vodna para kondenzira, ne sme preseči dopustne vlažnosti materiala,
da kondenzirana vlaga izpari v poletnem obdobju.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 25
6 TOPLOTNA ZAŠČITA OVOJA ZGRADBE
Vsi vemo, do dobro izolirano hišo oziroma toplotno zaščito zgradbe pomeni velik
prihranek energije pozimi, poleti po nas zaščiti pred pregrevanjem. Toplotno
zaščito zajema tudi vse ukrepe, ki zmanjšujejo neugodne vplive zunanje klime
na temperaturne razmere glede vloge v zgradbi ob minimalni porabi energije. Z
manjšo porabe energije za ogrevanje zmanjšujemo tudi količino okolju
škodljivih snovi, ki se sproščajo pri ogrevanju. Pri vseh teh ukrepih po moramo
stanovalci imeti primerno bivalno okolje, saj je prijetno počutje v bivalnem
prostoru eden najpomembnejših dejavnikov. Ustrezno toplotno zaščito celotne
zgradbe, zagotavlja tudi večjo trajnost zgradbe, saj preprečuje prevelike
temperaturne obremenitve v gradbenih konstrukcijah ter poškodbe zaradi vpliva
zračne vloge.
Pri načrtovanju toplotne izolacije je potrebno zgradbo vedno obravnavati kot
celoto, zato moramo poleg zunanjih sten primerno izolirati še medetažne
konstrukcije in streho. Pri tem je pomembno: lokacija in orientacija zgradbe,
razvrstitev prostorov in temperatura v njih, sestava in lastnosti obodnih
konstrukcij, velikost in zračno tesnost oken, prezračevanje in navlaževanje
konstrukciji.
Pri stanovanjskih zgradbah predstavljajo zunanje stene velik del celotnih
obodnih površin. Delež toplotnih izgub skozi obod ne površine je za posamezne
tipe stavb različen. Največ toplotnih izgub nastaja pri prosto stoječih zgradbah.
Ocenjene približne vrednosti za prosto stoječo dvoetažno zgradbo znašajo od
30 do 40 odstotkov, medtem ko za samostoječo atrijsko zgradbo le 20 do 30
Better Building
26 www.better-building.eu
odstotkov. V primeru, do imamo vrstno dvoetažno hišo, znašajo ocenjene
toplotne izgube obodnih sten 20 do 25 odstotkov ter za vrstno atrijsko hišo 12
do 15 odstotkov.
Sestavek je razdeljen na dve poglavji. V prvem poglavju bodo obravnavane
enoslojne in večslojne fasade ter prikazano primerjavo med njima. Nosilnostnih
primerjav, kot so potresna varnost ipd, članek ne vsebuje, obdelane so
prvenstveno samo toplotne in fizikalne karakteristike obeh primerjanih
sistemov.
Drugo poglavje obravnava toplotne izolacije za medetažne konstrukcije in
izolacijo strehe ter najpogostejše napake pri vgradnji toplotne izolacije (balkoni,
okna, fasadni podstavek).
6.1 IZOLACIJA OBODA ZGRADBE
6.1.1 IZRAČUN TOPLOTNE PREHODNOSTI
Zunanje stene morajo poleg tega, da prenašajo velike mehanske obremenitve
ter ščitijo notranjost pred padavinami, vlago, nizkimi in visokimi temperaturami,
zaščititi notranje prostore tudi pred sončnim sevanjem in hrupom.
Za zunanje stene znaša največja dovoljena vrednost toplotne prehodnosti 0,6 W
/m2K. Veljavni standard pa poleg zahtev glede največjih dovoljenih U vrednosti,
tudi obvezuje, da se pri zunanji konstrukciji stavb preveri difuzijsko
navlaževanje. Nepravilna sestava ima lahko za posledico kondenzacijo v
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 27
posameznih plasteh, kar povzroči poslabšanje U - vrednosti ali celo poškodbo
stene.
Če želimo izpolniti zahteve navedenega standarda, je potrebno večinoma sten
dodati toplotno izolacijo. Izjeme so lahko enoslojne stene, kjer je gradivo že
samo dovolj toplotno izolativno. Takšno gradivo je lahki siporeks s toplotno
prevodnost jo O = 0,13 W /m2K, votličavi opečni blok Porotherm (o = 0,22 W
/m2K ) in drugo. S takšnimi materiali je že pri spremenljivi debelini in (30 - 40
cm) ter primernimi zaključnimi ometi mogoče doseči ugodne U - vrednosti (0,35
- 0,5 W /m2K). Te stene lahko na zunanji strani omečemo tudi z izolacijskimi
ometi, ki toplotno izolativnost še povečajo. Za omenjena materiala niso
primerne dodatne toplotno izolacijske obloge. Pri steni iz penjenega betona
lahko pride zaradi velike paro prepustnosti do kondenzacije in spremljajočih
neželenih pojavov (vlaga, plesen itd), zato je za takšne stene potrebno izdelati
toplotno - difuzijski izračun in izvedbo izolacijskih sistemov prepustiti
strokovnjakom. Prav tako je zaščita toplotne izolacije s porolitom, ki se pri nas
pogosto uporablja, tehnično zelo vprašljiva.
Pri izvedbi toplotne izolacije se pogosto pojavi vprašanje, ali vgraditi zunanjo ali
notranjo toplotna izolacija zidu. V primeru, da uporabimo notranjo toplotno
izolacijo zidu, ostanejo ti v celoti hladni, saj globoko v notranjosti naletimo na
temperaturo pod 0°C (ledišče), kar je razvidno iz skice št.7.
Pri takšni izvedbi, zidovi ne morejo akumulirati toplote. Ko izključimo ogrevanje
prostorov, se zidovi zelo hitro ohladijo.
Better Building
28 www.better-building.eu
Slika 6: Topli zidovi pri zunanji izolaciji (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. -
URL=http://www.gi-zrmk.si/)
Nadaljnja posledica tega je močan vpliv spremembe zunanjih temperatur, ki se
hitro prenaša po vsej globini zidu in pogosto povzroča spremembe v napetosti
materiala in razpoke. Pojavijo se tudi toplotni mostovi zaradi nepopolne
izolacije.
Slika 7: Mrzli zidovi pri uporabi notranje izolacije (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. -
URL=http://www.gi-zrmk.si/)
Pri zunanji toplotni izolaciji (skica št. 6) ostaja temperatura ledišča na zunanji
strani zidu, sam zid pa ima možnost akumulacije toplote.
Če ogrevamo notranjost zgradbe se ogreva tudi zid. Ko pa gretje izključimo, se
zid počasi ohlaja in omogoča vzdrževanje izenačene temperature v prostoru.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 29
Pri zunanji toplotni zaščiti toplotni mostovi niso tako izraženi, saj je ogrevanje
celotne hiše enakomerno. Razpok, ki so posledica temperaturnega skoka v zidu
je manj kot v primeru toplotne zaščite z notranje strani.
Tabela 5: Najpogosteje uporabljeni materiali in debeline zidu ter
pripadajoče toplotne prehodnosti za izolirane in neizolirane stene.
Material zidu Debelina U (W/m2K) U (W/m2K)
(cm) (brez
toplotne
izolacije,
klasičen
omet)
(izolacijski
material:
mineralna
volna, polistiren
- stiropor D =
0.41)
d = 6 cm d = 10
cm
Beton 15 4.90 0.60 0.38
(2400 kg/m3) 25 3.90 0.58 0.36
Betonski
votlak
19 2.52 0.54 0.35
(1600
kg/m3)
29 1.83 0.50 0.33
Polna opeka 25 1.95 0.52 OA8
(1800 kg/m3) 38 OA8 0.33
Opečni
votlak
19 2.00 0.52 0.35
(1400 kg/m3) 29 1.55 OA8 0.33
Better Building
30 www.better-building.eu
Če se odločimo za klasično zidan objekt, bomo za zunanji ovoj uporabili
betonski ali opeč ni zidak, najpogosteje debeline 19 in 29 cm. Večja debelina
pomeni večjo statično stabilnost objekta in večjo toplotno akumulacijo v bivalnih
prostorih. Ker tradicionalni pečni zidak nima dovolj velike toplotne izolativnosti,
ga moramo obdati z primerno toplotno izolacijo. Da dosežemo U - vrednost med
0,35 do 0,5 W /m2K, moramo npr. opečni zidak debeline 19 cm obdati z
toplotno izolacijo v debelini od 6 do 10 cm, kar je prikazano v tabeli št. 5.
Betonske zidake uporabljamo le za izvedbo kletne etaže. Imajo dobre statične
karakteristike, nimajo pa možnosti akumulacije toplote. Pri prosto stoječi
enodružinski hiši, ki nima toplotno izoliranih zunanjih kletnih sten in tal proti
terenu, dosegajo toplotne izgube podkletenega dela tudi do 20 % vseh
toplotnih izgub zgradbe. Zaradi tega je smotrno, da predvidimo tudi izvedbo
zunanje toplotne izolacije kletnih prostorov. Toplotna izolacija obenem ščiti
hidroizolacijo proti poškodbam. Primerne izolacijske plošče pa tudi ne vpijajo
vode, so odporne proti zmrzovanju ter omogočajo trajno toplotno izolativnost.
Namesto zidanja z klasičnimi zidaki, lahko uporabimo za zidanje tudi zidake iz
penjenega betona (Siporeks) ali Porotherm zidake.
Siporeks se že nekaj let uporablja za gradnjo zunanjih zidov kot tudi predelnih
zidov. Zidaki iz penjenega betona so narejeni iz peska, apna, cementa in vode.
Zidni bloki z odprtino (vogalniki) so namenjeni za izdelavo armirano - betonskih
vezi, kjer morajo imeti nosilne stene vertikalne vezi. Imajo zelo dobre toplotno
izolativne lastnosti, so lažji od tradicionalne opeke, vendar moramo biti pazljivi
pri vgrajevanju, ker so hidroskopični. To pomeni, da niso primerni za vgradnjo
mokrih prostorov, na primer za kopalnice. Fasadno steno je najprimerneje
izolirati s toplotno izolativnim ometom.
Porotherm zidaki imajo zelo dobre toplotno izolacijske sposobnosti. Zid iz takšne
opeke ima enako toplotno prehodnost kot dvakrat debelejši zid iz tradicionalne
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 31
opeke. Ker se malta vgrajujejo po sistemu maltnih žepov po vertikalni reži in ne
vzdolž cele reže, so toplotne izgube znatno manjše (vezna malta tako dejansko
ni toplotni most). Zaradi takšne vezave je tudi povečan tlačna trdnost zidu. Za
fasado takšnega zidu je že primeren toplotno izolacijski omet. V primeru, da zid
iz Porotherm zidakov omečemo z izolacijskim ometom, lahko dosežemo zelo
dobro toplotno izolativnost.
Tabela 6: Pripadajoče U-vrednosti za različne debeline zidu
Material zidu Debelina U (W/m2K) U (W/m2K)
(izolacijski omet o = 0,1
W/m2K na zunanji strani,
notranja stran neometana)
(cm) (neometano,
Porotherm
zidan z
navadno
malto)
d = 2 cm d = 6 cm
Porotherm 30 0.65 0.57 OA5
(o = 0.22
W/m2K)
38 0.52 OA7 0.39
Porobeton 30 0.39 0.34 0.28
( o = 0.13
W/m2K)
37,5 0.32 0.28 0.24
6.1.2 DIFUZIJA VODNE PARE V ZIMSKIH IN LETNIH POGOJIH
Če primerjamo izračunane U - vrednosti za večslojne fasadne sisteme (tabela št.
5) in masivne sisteme (tabela št. 6) ter želimo doseči U - vrednost zidu med 0,4
in 0,5 W /m2K lahko sestavimo sloje:
Better Building
32 www.better-building.eu
klasični opečni zidak 19 cm in debelina izolacije 8 cm (U = 0,41 W/m2K),
Porotherm zidak 38 cm in izolacijski omet debeline 2 cm (U = 0,47 W/m2K),
Porobeton 30 cm in navadni omet debeline 2 cm (U = 0,38 W/m2K).
Za primer je narejen difuzijski izračun po SIST ISO Upoštevana je zunanja
temperaturo - 10°C. Izračun dušenja temperature in izračun temperaturne
zakasnitve novi predpisi o toplotni zaščiti ne vrednotijo več. Rezultati izračuna
so le informacijski in prikazani v tabeli št. 7.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 33
Tabela 7: Informacijski difuzijski izračun po SIST ISO pri zunanji
temperaturi -10°C.
ZIMSKI POGOJI LETNI POGOJI material Vlaga (%) Čas
sušenja (dni)
Dušenje temperature* standard > 15
Temperaturna zakasnitev** (h)
Porotherm 38 cm 0.5 < 5.8 6 < 60 178 - krat 17 Izol. Omet 2 cm Opečni votlak 19 cm Polistiren - stiropor 6 cm Ni kondenzacije 72 - krat 8.3 Bovalit 0.5 cm Opečni votlak 29 cm Polisiren - stiropor 6 cm Ni kondenzacije 174 - krat 11.6 Bovalit 0.5 cm Opečni votlak 19 cm**** Steklena volna 6 cm (dif. upornost 2)
3.3 < 7 2 < 60 129 - krat 11.3
Osnovni omet 1.5 cm Plem. fasadna malta 2 cm Opečni votlak 29 cm Steklena volna 6 cm (dif. upornost 2)
5.45 < 7 9.6 < 60 224 - krat 11.8
Osnovni omet 1.5 cm Plem. fasadna malta 2 cm Opečni votlak 19 cm Kamena volna 6 cm (dif. upornost 1)
3.3 < 7 12.6 < 60 129 - krat 11.3
Osnovni omet 1.5 cm Plem. fasadna malta 2 cm Opečni votlak 29 cm Kamena volna 6 cm (dif. upornost 1)
5.6 < 7 9.9 < 60 194.5 - krat 12.6
Osnovni omet 1.5 cm Plem. fasadna malta 2 cm Porobeton 37.5 cm Ni kondenzacije 179 - krat 17 Izolacijski omet 6 cm
Better Building
34 www.better-building.eu
Op.
* in** Veljavni standard ne vrednoti več izračuna dušenja
temperature in temperaturne zakasnitve!
**** Zaradi primerjav toplotnih prehodnosti Porotherma in
ostalih materialov je pri klasičnem opečnem bloku izbrana
debelina izolacije 6 cm. Glede na predpisano letno rabo energije
za ogrevanje (Pravilnik o toplotni zaščiti), je potrebno za
zgradbe grajene v krajih, s krajevno ugotovljeno projektno od -
13 DC in nižjo, debelino toplotne izolacije povečati.
Poleti se lahko pod kritino (čim bolj temno, tem bolj vročo) ogreje zrak preko 60
°C ali celo tudi do 80 °C. Toplotna energija kot posledica sončnega sevanja
vdira v notranjost. Odločilno pri tem je zmožnost materiala, do sprejme toploto
ter jo shrani, in ko temperatura v okolici pade, jo odda. To zmožnost strokovno
imenujemo akumulativnost.
Temperatura zunanjega zraka in zunanjih površin konstrukcije niha s periodo 24
ur. Amplitudo temperaturnega vala prodira skozi konstrukcijo (steno) in se pri
tem zmanjšuje - duši. Karakteristično vrednost, s katero opišemo toplotno
stabilnost konstrukcije je dušenje temperature. Čas, ki preteče med pojavom
najvišje temperature na notranji površini konstrukcije imenujemo fazni zamik
oziroma temperaturna zakasnitev.
V konstrukciji nastaja kondenz v zimskem času. Če vlaga ne doseže kritične ne
prihaja do zmrzlin ker se vlaga v ugodnih pogojih hitro posuši. V tabeli št. 7 so
prikazani rezultati izračuna difuzijske vlage za različne gradbene konstrukcije.
Izračun je prikazan za masivne fasade, kot je na primer sistem zidan iz
Porotherm opeke, obdane z izolacijskim ometom in za sistem iz opečnih
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 35
votlakov, izoliranih z različnimi izolacijskimi materiali. Za primerjavo je narejen
tudi izračun za varianto s penjenim betonom, obdanim z izolacijskim ometom.
Za našo primerjavo vzemimo varianto, kjer je toplotna prehodnost zidov (U -
vrednost) v obeh primerih enaka in znaša približno 0,5 W /m2K. Takšna
varianta je na primer zid debeline 38 cm iz Porotherma in izolacijskim ometom
debeline 2 cm ter demit fasada z opeko debeline 19 cm in izolacijskim
materialom polistirenom debeline 6 cm. Izračun pokaže, da pri varianti
Portherm v zimskih pogojih nastaja kondenz, vendar ne presega kritične vlage.
Drugače je pri varianti demit, ko v zimskem času kondenz ne nastaja.
Za oba primera je zahtevano 15 - kratno letno dušenje temperature. Izvedba
Porotherm duši 178 - krat, izvedba demit 72 - krat. V primeru, da pri izvedbi
demit povečamo debelino zidu od 19 cm na 29 cm, takšna izvedba duši 174-
krat. Za ostale materiale je dušenje prikazano v tabeli št. 7.
Pri nas je še vedno za fasadni sistem najpogosteje uporabljena varianta demit,
kjer se kot izolacijski sloj uporablja polisteren - stiropor in kot zaključni sloj
bavalit. Poglejmo še, kakšna so razlike med varianto Porotherm in demit glede
temperaturnega delovanja in zvočne izolativnosti.
Pri Porotherm varianti je obremenitev zaradi temperaturnega delovanja (krčenje
in raztezanje posameznih plasti v fasadni sestavi) relativno majhna. Zunanji
omet se zaradi masivnejše in toplotno vpojnejše konstrukcije na južni strani
fasade nikoli ne segreje preko 40°C. Najnižja zimska projektna temperatura je -
19 °C. Tako znaša temperaturna razlika nt = 59 °C.
Varianta z demitom in bavalitom je toplotno bolj obremenjena, zaradi slabega
odvajanja toplote pri polistirenu - stiroporju. Pri takšni sestavi stene na južni
strani pri beli barvi dosegamo + 70 °C in pozimi - 27 °C (Stefanov zakon v jasni
zimskih nočeh). Zaradi tega je temperaturni interval približno nt = 97 °C, pri
Better Building
36 www.better-building.eu
temnih fasadah pa lahko celo presega 100 °C. Problem rešujemo z zaključnim
slojem, ki mora biti elastičen, zato je sloju dodan lateks. Vodoodbojnost
zaključnega sloja pa dosežemo z dodajanjem silikonov in silanov, vendar so vsi
ti dodatki občutljivi na V žarke.
Zvočna izolativnost obeh sistemov (primerjava brez oken) znaša približno 45 dB
z demitom 6 cm in varianta s Porothermom 38 cm pa približno 50 dB.
PO DIN 4102 je varianta s Porothermom 38 cm uvrščena v razred F - 180 A,
stena iz modularnega bloka 19 cm pa v razred F 90 - A.
Naredimo še ekonomsko primerjavo in življenjsko dobo obeh sistemov. Če za
primerjavo vzamemo trenutne cene za 1 m2 zidu z izolacijo, znaša za zid
Porotherh 38 cm z izolacijskim ometom 2 cm približno 55 €/m2. Cena opečnega
bloka 19 cm in demit fasade z izolacijo 6 cm pa znaša približno 50 €/m2. Cene
so informativne, točne podatke je potrebno dobiti na osnovi zbranih ponudb
izvajalcev in dobaviteljev
Kot je razvidno, sta oba sistema konkurenčna glede na ceno. Glede na
gradbeno fizikalne lastnosti, je sistem s Porothermom »difuzijsko odprt sitem«,
boljši pa je tudi je v poletnih razmerah, zaradi večje toplotne stabilnosti.
Vzdrževanje fasadnih sistemov z demitom, kjer se življenjska doba ocenjuje na
30 let je zahtevnejše od fasadnih mineralnih ometov. V primeru, da na
Porotherm sistem vgradimo fasadni sistem, ki je vodoodbojen, znaša ocenjena
življenjska doba takšnega sistema tudi do 50 let.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 37
6.2 SISTEMI TOPLOTNOIZOLACIJSKIH FASAD
6.2.1 STENE BREZ DODANE TOPLOTNE IZOLACIJE
Za enoslojne stene uporabljamo zidake - bloke iz penjenega betona (siporeks).
votličaste porozne opeke, bloke iz glinopornega betona. Pri debelinah zidov med
30 in 50 cm dosegamo ustrezne U - vrednosti. Zelo pomembno je, da enoslojne
zidove obdamo z zunanje strani s paroprepustnimi in vodoodbojnimi ometi. Zid
lahko obdamo tudi z montažno fasadno oblogo in omogočimo prezračevalno
plast zraka med zidom in oblogo. Namesto do sedaj običajnega osnovnega
ometa iz apneno cementne malte je bolje uporabiti toplotno izolacijske malte.
Pri enoslojnih zidovih je posebno paziti na toplotne mostove, ki jih lahko
povzročimo z nepravilno vgradnjo stropnih in konzolnih plošč, betonskih vencev,
protipotresnih vezi ter temeljnih in kletnih zidov.
6.2.2 STENE S TOPLOTNO IZOLACIJO NA ZUNANJI STRANI
Stenam, ki niso dovolj toplotno izolativne, je potrebno dodati toplotno izolacijo z
nizko toplotno prevodnost jo O = med 0,035 do 0,04 W /mK. Kot toplotno
izolacijski material so največkrat uporabljajo plošče iz kamene ali steklene
volne, penjenega polistirena ali drugih materialov. Priporočene debeline plošč,
ki jih praviloma nameščamo na zunanjo steno znašajo med 5 in 15 cm Za
zaščito toplotne izolacije uporabljamo toplotne izolacijske uporabljamo
tankoslojne in debeloslojne omete.
Prvi so ojačani s tanko stekleno mrežico, drugi z jekleno. Takšne fasade
imenujemo tudi kontaktne fasade (skica št. 8).
Better Building
38 www.better-building.eu
Slika 8: Kontaktna fasada. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. - URL=http://www.gi-
zrmk.si/)
Takšne fasadne sisteme pri nas poznamo pod različnimi komercialnimi imeni in
sicer: DEMIT,TERMOFAS, KOMBIFAS, JUBIZOL, FASATERM itd. Priporočljivo je,
da pred vgradnjo preverimo, če ima sistem kontaktne fasade, ki ga
nameravamo vgraditi, potrebne ateste. Samo izvedbo prepustimo strokovno
usposobljenim izvajalcem. Omenjene fasadne obloge pa niso primerne za stene
iz penjenega betona (siporeksa) in podobnih materialov zaradi možnosti
kondenzacije. Za takšne izvedbe potrebujemo toplotno difuzijski izračun.
Zunanje stene zaščitimo z izolacijo na zunanji strani z lažjimi ali težjimi
fasadnimi oblogami. Izvedba takšnih fasad je lahko z nekaj centimetrov široko
prezračevano plastjo ali pa je izvedba brez zračne plasti (skica št. 9, 10). V
standardu DIN 1053 je točneje opisano, kako je potrebno načrtovati masivne
fasadne zidove, ki morajo biti izdelani iz ustreznih opečnih zidakov debeline 9 ali
12 cm.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 39
Slika 9: Fasada z zračno plastjo. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. -
URL=http://www.gi-zrmk.si/)
Slika 10: Fasada brez zračne plasti. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. -
URL=http://www.gi-zrmk.si/)
Fasadne obloge morajo biti ustrezne kakovosti in primerno sidrane. Obzidava
sten iz opeke oziroma toplotnih izolacij (kameno ali stekleno volno) z zunanje
strani s porolitom je strokovno oporečno in se je ne priporoča. V primeru, da se
kljub temu odločimo za takšno izvedbo, je potrebno narediti izračun difizuje
vodne pare. Pri prezračevanih fasadah je priporočeno debelina izolacije med 8
in 10 cm. Pri izvedbi brez zračne plasti po je lahko debelina izolacije tudi do 15
cm.
V primeru montažne gradnje lahko uporabimo tudi betonske stene z vmesno
toplotno izolacijo iz penjenega polistirena (stiropora) vendar mora biti izvedbo
Better Building
40 www.better-building.eu
zelo strokovno izvedeno. Pri uporabi betona lahko toplotno izolacijo vgradimo
na zunanji in notranji strani stene (beton lahko vgrajujemo med izolacijske
plošče ali zidne bloke, izdelane iz toplotno izolacijskega materiala).
Slika 11: Pri uporabi betona, lahko toplotno izolacijo vgradimo na obe strani. (Vir:
gradbeni inštitut ZRMK d.d. - URL=http://www.gi-zrmk.si/)
6.2.3 STENE S TOPLOTNO IZOLACIJO NA NOTRANJI STRANI
Toplotno izolacijo z notranje strani izvajamo izjemoma v objektih, ki se občasno
ogrevajo, ali pa pri slabo toplotno izoliranih stenah, pri katerih izolacija z
zunanje strani ni mogoča. Pri takšnih izvedbah ob priključkih toplotne izolacije
na čelne stene, strope in pode ponavadi dobimo toplotne mostove z vsemi
škodljivimi posledicami. Pri tem načinu toplotne izolacije zunanjih sten moramo
praviloma uporabiti parno zaporo, ki jo položimo na toplo stran izolacije in
nikakor na steno (skica št. 12). Parno oviro zaščitimo s tanjšo ali debelejšo
stensko oblogo.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 41
Slika 12: Parna zapora mora biti nameščena na toplo stran izolacije in zaščitena z
oblogo. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. - URL=http://www.gi-zrmk.si/)
6.2.4 LAHKE STENE
Takšne izvedbe so značilne za montažne gradnje, kjer so stene sestavljene iz
lesenega ali kovinskega ogrodja, toplotne izolacije, obložnih notranjih plošč ter
parne in vetrne zapore (skica št. 13).
Stene lahko obložimo dodatno s tankoslojno kontaktno fasado. Zaradi majhne
akumulacijske sposobnosti takšnih sten znašajo njihove U - vrednosti med 0,25
in 0,35 W /m2K.
Slika 13: Lahka stena. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. - URL=http://www.gi-
zrmk.si/)
Better Building
42 www.better-building.eu
6.2.5 ZUNANJE STENE PROTI TERENU
Priporočljivo je toplotno izolirati tudi zunanje stene proti terenu, še posebej če
kletne prostore ogrevamo. Ker moramo zunanje stene v terenu in delno nad
njimi zaščititi s hidroizolacijo, toplotno izolacijo namestimo na zunanji strani na
hidroizolacijo. S tem je hidroizolacija zaščitena tudi pred mehanskimi
poškodbami.
Slika 14: Toplotna izolacija nameščena na hidroizolacijo. (Vir: gradbeni inštitut
ZRMK d.d. - URL=http://www.gi-zrmk.si/)
V ta namen uporabimo plošče iz ekstrudiranega polistirena ali penjenega stekla
debeline 6 do 8 cm, ki jih točkovno zalepimo na vertikalno hidroizolacijo (skica
št. 14). Steno lahko izoliramo tudi z notranje strani, kar pa tehnično ni povsem
neoporečno. Tudi za stene proti terenu velja pravilo, da ne smejo presegati U -
vrednosti zunanjih sten.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 43
6.3 GRADBENI DETAJL PRI POLAGANJU TOPLOTNE IZOLACIJE
Toplotni mostovi so mesta v gradbeni konstrukciji, ki povečajo toplotne potrebe
objekta. Zgraditi hišo brez toplotnih mostov je nemogoče, s pravilno gradnjo pa
lahko njihovo število in velikost zmanjšamo na minimum. Na mestih, to je na
zunanjih delih objekta, pri ogrevanju uhaja neprimerno več toplote, kot skozi
ostale površine. Zato se kasneje pojavljata na površinah zidov kondenz in
plesen. Posledice toplotnih mostov so poleg povečane porabe toplotne energije
tudi še moteno toplotno ugodje in higienske razmere bivanja ter seveda
poškodbe objekta, ki se pojavijo po določenem času.
S pravilno izvedbo gradbeno betonskih detajlov se lahko večini toplotnih mostov
izognemo ali pa zmanjšamo njihov vpliv. Zato zahtevajte od vašega gradbenega
projektanta, da to upošteva ob projektiranju, pri gradnji pa vztrajajte pri pravilni
izvedbi.
Posebej moramo biti pozorni na stik okenskega podboja in izoliranega zidu.
Vgradnjo okenske police moramo izvesti tako, da izoliramo tudi del opečnega
zidu pod njo. Tako skozenj ne uhaja toplota, s tem tudi preprečimo možnost
nastanka plesni na notranji strani pod oknom (skica št 15). Pri slabi izvedbi
pride do velikih toplotni izgub, pojava kondenza (vlage) na notranji strani zidu.
To je še posebej izrazito, če imamo vgrajeno nova, dobro tesnjena okno.
Better Building
44 www.better-building.eu
Slika 15: Stik okenskega podboja in izolacijskega zidu. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK
d.d. - URL=http://www.gi-zrmk.si/)
Velik toplotni most nastane tudi na armirano - betonskih vezeh v vogalu. Čeprav
bomo no zunanji strani kasneje namestili izolacijo primerne debeline, bo v
vogalu še vedno povečan toplotni most. Detajl toplotne izolacije AB stebra po je
prikazan no skici 16.
Slika 16: Toplotna izolacija stebra. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. -
URL=http://www.gi-zrmk.si/)
Za nastanek toplotnega mostu sta dva vzroka. Prvi je geometrične, drugi pa
fizikalne narave. Vogal ima notranjo "toplotno sprejemajočo" površino mnogo
manjšo kot zunanjo "toplotno oddajajočo" površino. Fizikalni vzrok je v tem, do
ima beton precej večjo toplotno prevodnost kot opeka. Do se izognemo
neugodnim posledicam takega toplotnega mostu, moramo povečati debelino
toplotne izolacije na fasadi. Če to ni možno, je rešitev tudi v tem, do vgradimo
dodatno izolacijo ob betonski vezi med njeno izdelavo, to je v opaž.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 45
Armirana betonska plošča, ki prehaja v balkon, je klasičen toplotni most, ki
odvaja veliko toplote in skoraj vedno povzroča plesen pod stropom. Vzrok je
velika površina balkona, ki deluje kot hladilno rebro in odvaja iz notranjosti
veliko toplotne energije.
Problem rešimo tako, do balkon termično ločimo od AB plošče. Lahko ga iz vseh
strani izoliramo (skica št.18) ali položimo na konzolne nosilce, da zmanjšamo
hladilno površino.
Slika 17: Debelejša toplotna zaščita v kotu. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. -
URL=http://www.gi-zrmk.si/)
Balkon je potrebno izolirati vsaj pol metra od stičišča z zunanjo steno. Lahko pa
se v AB ploščo, ki sega iz prostora v zunanjost, vstavi termodilatacijski element,
ki bo zadostil statičnim in toplotnim zahtevam.
Better Building
46 www.better-building.eu
Slika 18: Toplotna izolacija balkona iz vseh strain. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. -
URL=http://www.gi-zrmk.si/)
Armirano betonska plošča nad podhodom je po celi površini izpostavljena
hlajenju zaradi vpliva vetra. Če se hočemo izogniti hladnemu podu v prostoru
nad podhodom moramo ploščo izolirati kot je prikazano na skici 19. Lahko jo
izoliramo kot ostalo fasado, še bolje pa je z nekoliko debelejšo izolacijo.
Slika 19: Izolacija talne armirano betonske plošče. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d.
- URL=http://www.gi-zrmk.si/)
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 47
6.4 MEDETAŽNA KONSTRUKCIJA NA PODSTREŠJU IN
PREZRČEVALNA STREHA
Izvedba je prikazana na skici 17. V primeru, da nad AB ploščo ni predvidena
mansarda je potrebna debelina izolacije minimalno 12 cm. V primeru, da na
podstrešju uredimo mansardno stanovanje je debelina toplotne izolacije
minimalno 6 cm.
Občutek hladnih tal in predvsem pa pojav vlage in s tem hitrega propadanja tal
sta pogost pojav pri nepravilni zaščiti tal proti zemlji. Če toplotna izolacija tal ni
primerno izvedena so tla neprestano hladna. Zaradi nizke temperature tal pa se
lahko pojavi kondenzacija na teh površinah, ki je še izrazitejša, če ni vgrajene
hidroizolacije.
Za pravilno toplotno in hidroizolacijo je potrebno najprej izvesti izkop vlažnih tal
v debelini približno 50 cm ter narediti drenažno nasutje iz gramoza. Preko
gramoza izvedemo betoniranje podložnega betona, položimo hidroizolacijo in
nato še toplotno izolacijo, kot je prikazano na skici št. 20. Debelina toplotne
izolacije znaša 8 cm. Preko izolacije položimo PVC folijo in nato še izvedemo
polaganje armiranega cementnega estriha. Debelina estriha naj ne bo manjša
od 5 cm. Da ne pride do stika cementnega estriha s steno je potrebno položiti
še dilatacijske lamele, s čimer preprečimo prenos udarnega zvoka.
Better Building
48 www.better-building.eu
Slika 20: Izolacija tal za izogib mrzlih tal. (Vir: gradbeni inštitut ZRMK d.d. -
URL=http://www.gi-zrmk.si/)
V spodnji tabeli so prikazane največje dovoljene toplotne prehodnosti Umax(W
/m2K) gradbenih konstrukcij po veljavni regulativi o toplotni zaščiti stavb.
Na področju toplotne zaščite zgradb je pri izračunu potrebno upoštevati
Pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah, ki je stopil v
veljavo meseca avgusta 2002.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 49
Tabela 8: Največje dovoljene toplotne prehodnosti gradbenih
konstrukcij po veljavni regulativi o toplotni zaščiti stavb.
Največja dovoljena toplotna
prehodnost
Umax (W/m2K)
Stari predpisi
(klim. cona III)
Novi
pravilnik
Zunanje stene in stene proti
neogrevanim prostorom
0.8 0.6
Stene med ogrevanimi prostori 1.6 1.6
Zunanja stena in strop proti terenu 0.8 0.7
Stropna konstrukcija med
ogrevanimi prostori
1.35 1.35
Pod na terenu 0.65 0.45
Strop proti neogrevanemu
podstrešju
0.7 0.35
Strop nad neogrevano kletjo 0.5 0.4
Strop ali tla, ki mejita na zunanji
zrak ali odprti prehod ali tla na
terenu pri panelnem - talnem
ogrevanju
0.4 0.4
Poševna streha nad ogrevanim
podstrešjem
0.25
Ravna streha 0.55 0.25
Lahke gradbene konstrukcije razen
streh (pod 1500 kg/m2)
0.30
Better Building
50 www.better-building.eu
6.5 ZAKLJUČEK
S kvalitetno toplotno izolacijo celotne zgradbe močno znižamo toplotne izgube,
s tem znižamo porabo goriva, posredno pa prispevamo tudi k manjši emisiji
dimnih plinov v okolje
V prispevku smo spoznali, da je pri izvedbi toplotne izolacije pomembna tako
debelina toplotne izolacije kot tudi izvedba vseh ostalih gradbenih detajlov, da
se lahko v veliki meri izognemo toplotnim mostovom. Izolacijo je potrebno
položiti natančno in strokovno, kar je včasih zamudno in nehvaležno delo,
vendar se s takšnim načinom dela lahko v veliki meri izognemo nastajanju
plesni v vogalih prostorov, ob oknih in balkonskih ploščah.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 51
7 ENERGETSKO UČINKOVITA ZASTEKLITEV IN OKNA
Pri toplotnih izgubah v stavbah je eden najbolj kritičnih gradbenih elementov
okno (zasteklitev). Ker je to področje tako občutljivo si bomo to tematiko
podrobneje ogledali in si pomagali s podrobnostmi iz brošure, ki je bila izdana v
okviru projekta FEMOPET, katerega avtorja sta dr. Marjana Šijanec Zavrl, univ.
dipl. inž. grad. mag. in Miha Tomšič, univ. dipl. inž. grad. Iz Gradbenega
inštituta ZRMK (kompletno brošuro lahko najdete na spletu
http://www.aure.gov.si/eknjiznica/V8-zasteklitev.pdf).
7.1 OKNO IN STAVBA
Okno je ena najpomembnejših, a za uspešno celostno delovanje stavbe tudi
ena najbolj kritičnih stavbnih komponent. Vseskozi je bilo in ostaja arhitekturni
element, ki daje fasadi posebne poudarke in določa njen značaj. Vloga okna
glede na notranjost stavbe pa se je spreminjala in nadgrajevala glede na
naraščanje zahtev uporabnikov prostorov. Vzporedno s tem so se izpopolnjevale
tudi njegove komponente: okvir, krilo, tesnila, zasteklitev in okovje. Včasih je za
okno veljalo, da predstavlja zvočno in energetsko luknjo v zunanji steni.
Sodobno okno opravlja več funkcij, ki so med seboj povezane, pokrivajo pa
praktično celotno področje gradbene fizike. V zvezi z okni govorimo o
svetlobnem, toplotnem in zvočnem ugodju v prostoru, o kakovosti zraka v
prostoru, o zaščiti pred atmosferskimi vplivi oziroma padavinami in o
psihofizičnih učinkih.
Better Building
52 www.better-building.eu
Funkcija okna kot sestavnega dela tako kompleksne celote, kot je stavba, je
torej večplastna. Okno je tisti element ovoja, ki nudi uporabniku prostorov
vizualni stik z zunanjim okoljem, in preko katerega človek vzpostavlja vizualno
komunikacijo z dogajanjem izven stavbe. Hkrati pa mora zagotavljati občutek
varnosti in zavetja ter nuditi možnost ustvarjanja intimnosti, kadar je to
zaželeno. Zadostna površina in pravilna razporeditev okenskih ploskev nudi
ustrezno stopnjo naravne osvetljenosti prostorov ter s tem znižanje potrebe po
energiji za umetno razsvetljavo in zmanjšuje toplotno obremenitev prostorov.
Razporeditev okenskih odprtin mora omogočiti učinkovito in pravilno
prezračevanje prostorov skozi vse leto. Celoten okenski sistem mora zagotavljati
potrebno stopnjo zvočne zaščite pred hrupom iz zunanjega okolja in ščititi
notranjost pred vetrom in vdorom padavin. S pravilno izbiro toplotnih
karakteristik lahko okna varujejo pred mrazom v hladnem obdobju in pred
vročino v toplem obdobju leta.
Če bi obravnavali stavbo le z vidika energetske učinkovitosti, torej golih številk,
ki ponazarjajo rabo energije, ne pa tudi z vidika bivalnega ugodja, zadovoljstva
uporabnika, estetike, namembnosti in drugih pomembnih parametrov, bi
idealna stavba sploh ne imela oken. Na ta poenostavljen način bi bili v veliki
meri odpravljeni problemi s toplotnimi izgubami v zimskem času in s
pregrevanjem v letnem času. Seveda pa bi bile ob upoštevanju vseh funkcij, ki
jih okno opravlja v ovoju stavbe, bivalne in delovne razmere v taki stavbi zelo
neprijetne za uporabnika.
Okno mora zato zagotavljati vizualno povezavo in dinamično toplotno
razmejitev notranjega in zunanjega okolja. Izpolnjevanje naštetih zahtev je
omogočil razvoj novih tipov zasteklitvenih sistemov in izboljšane konstrukcijske
ter gradbeno fizikalne lastnosti okenskega okvira, okovja, tesnil in drugih
sestavnih delov.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 53
Kakovostne komponente podaljšujejo življenjsko dobo okna in tehnološko
življenjsko dobo celotne stavbe ter tako znižujejo obratovalne in vzdrževalne
stroške. Sodobna okna z nizko toplotno prehodnost jo in majhno zračno
prepustnostjo zmanjšujejo transmisijske toplotne izgube in s tem ugodno
vplivajo na toplotno bilanco stavbe ter z njo povezane stroške. Izjemno
pomemben je tudi njihov pozitiven vpliv na toplotno ugodje v prostoru. Vsi
našteti dejavniki pa nenazadnje zvišujejo tržno in uporabno vrednost stavbe.
Better Building
54 www.better-building.eu
7.2 OKNO IN BIVALNO OKOLJE
7.2.1 STAREJŠA OKNA
Okno je bilo skozi dolga obdobja stavbni element, ki je slabo vplival na bivalno
ugodje, posebej v toplotnem smislu. Pozitivne učinke naravne osvetljenosti
prostorov so največkrat izničile težave s slabim tesnjenjem pripor in s tem
povezanim prepihom in vdorom padavin, velike toplotne izgube, neprijetno
počutje ob zadrževanju v bližini takih oken ter iz vseh navedenih razlogov
pogosto neustrezno bivalno ugodje v celotnem prostoru.
S slabim tesnenjem pripor in stika med okenskim okvirom in steno so povezane
konvekcijske toplotne izgube (konvekcijski toplotni mostovi) oziroma
nekontroliran vdor hladnega zunanjega zraka v prostor v zimskem obdobju.
Poleg fiziološkega občutka prepiha in zvišanih stroškov za ogrevanje se ta
problem pogosto izraža tudi v težavah z lokalno površinsko kondenzacijo vodne
pare in nastankom plesni na okenskih špaletah, polici in prekladi.
Res pa so taka netesna okna ob siceršnjem nezadostnem prezračevanju in
slabem ogrevanju prostorov marsikdaj odigrala tudi pozitivno vlogo glede
preprečevanja površinske kondenzacije na notranjih stenah. Dandanes si
tovrstnega reševanja gradbeno fizikalnih problemov seveda ne moremo in ne
smemo več zamisliti.
Še pomembnejše za bivalno ugodje pa so toplotne karakteristike oken. Majhen
toplotni upor okna povzroči velike toplotne izgube ter nizko površinsko
temperaturo njegovih sestavnih delov, posebej še notranje šipe (slika 2).
Zadrževanje v bližini takega okna običajne velikosti je neprijetno iz dveh
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 55
razlogov: človeško telo s sevanjem oddaja veliko količino toplotne energije proti
mnogo hladnejšemu oknu in se tako ohlaja; topel notranji zrak se ob okenski
površini močno ohlaja in pada ob oknu navzdol. Ta pojava pogosto občutimo
kot prepih in včasih opišemo celo kot "vlago", čeprav gre le za intenzivne
radiacijske in konvekcijske procese. Namestitev grelnih teles - radiatorjev - pod
okna je bila tako v preteklosti nujna in logična posledica opisanega.
V toplih obdobjih leta so lahko neustrezne toplotne karakteristike oken, posebej
zasteklitve, vzrok za pregrevanje prostora in neprijetno počutje v njem. Majhen
toplotni upor zasteklitve je namreč vzrok za visoko radiacijsko temperaturo
notranje šipe. Slabo tesnjenje in slabe toplotne lastnosti oken povzročijo tudi
oblikovanje nesimetričnega temperaturnega polja v prostoru praktično skozi vse
leto, kar dodatno negativno vpliva na splošno počutje.
7.2.2 SODOBNA OKNA
Sodobna okna prinašajo v tem pogledu bistvene prednosti. Njihov toplotni upor
je večji, nekontrolirana izmenjava zraka skozi pripore je zmanjšana, višja
površinska temperatura notranje šipe pa zmanjšuje sevalne izgube človeškega
telesa v njeni neposredni bližini in upočasnjuje gibanje zraka ob njej. Tudi
namestitev ogreval pod okna praviloma ni več potrebna.
Toplotne izgube skozi energetsko učinkovita okna iz prostora v zunanjost so
zmanjšane, toplotno ugodje v prostoru pa izboljšano. V toplem obdobju leta je
sevalna temperatura notranje šipe nižja, kar prispeva k manjšemu pregrevanju
prostora. Temperaturno polje v prostoru je enakomernejše, kar pozitivno vpliva
na počutje uporabnika.
Better Building
56 www.better-building.eu
Zavedati pa se je potrebno, da terja vgradnja energetsko učinkovitih oken kljub
izboljšanemu toplotnemu ugodju v prostoru določene spremembe v načinu
uporabe bivalnih prostorov. Pri takih oknih je stopnja nekontrolirane izmenjave
zraka skozi netesne pripore in rege mnogo manjša, zato ne smemo zanemariti
aktivnega prezračevanja prostorov. Tako zadostimo higienskim zahtevam
zadostne stopnje izmenjave zraka na uro v prostoru (vsaj O.7-kratna
izmenjava). Na ta način tudi dosežemo, da relativna vlažnost notranjega zraka
ne preseže kritične meje.
Naravno prezračevanje mora biti seveda pravilno (redno kratkotrajno zračenje s
povsem odprtimi okni in ob zaprtih navadnih ventilih na ogrevalih), še
ugodnejše pa je kontrolirano prezračevanje z rekuperacijo toplote.
Kadar v toplotno neizoliranih stavbah zamenjamo okna z energetsko
učinkovitimi, ne smemo zniževati temperature prostora, da bi tako dosegali
dodatne energetske prihranke. Prenizka temperatura zraka v prostoru bi lahko
povzročila padec površinske temperature na širšem območju stika okna s steno
(toplotni most) ter posledično površinsko kondenzacijo in nastanek plesni.
7.2.3 RABA ENERGIJE V STAVBI.
Stavba je organski sistem, katerega delovanje je odvisno od pretoka energije. S
pravilnim, premišljenim in strokovno kreativnim načrtovanjem njenih
posameznih elementov in ob upoštevanju njihovega medsebojnega sodelovanja
lahko količino energije, potrebne za nemoteno obratovanje in uporabo stavbe v
njeni celotni življenjski dobi, bistveno zmanjšamo. Vzporedni korak v procesu
načrtovanja je taka zasnova stavbe, njenih elementov in servisnih sistemov, ki
omogoča učinkovito rabo energije za ustvarjanje zadovoljivih bivalnih in
delovnih razmer.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 57
Pri dobro toplotno izoliranih stavbah je zato še toliko bolj pomembna
energetska učinkovitost drugih njenih delov in sistemov, med drugim tudi
zasteklitve oziroma oken.
Primerjava toplotne bilance za povprečno enodružinsko hišo pokaže, da lahko
ob zamenjavi oken z navadno dvojno zasteklitvijo z energetsko učinkovitimi okni
toplotne izgube skozi okna tudi prepolovimo. Skupni prihranek energije za
ogrevanje pa je seveda odvisen od števila oken in njihovih dimenzij.
Upoštevati moramo tudi orientacijo okna, ki bistveno vpliva na njegovo toplotno
bilanco. Ta bilanca je izražena z razmerjem med toplotnimi izgubami iz prostora
v zunanjost in pritoki toplotnega dela sončnega sevanja iz zunanjosti v prostor.
Okno je namreč dinamični delovodja stavbe, ki v sončnih obdobjih deluje kot
sprejemnik oziroma prevodnik toplote in prepušča sončno sevanje v stavbo. Ko
sonca ni oziroma v primeru, ko je zunanja temperatura nižja od notranje,
stavba skozi okna toploto le izgublja.
7.3 OSNOVE PRENOSA TOPLOTE SKOZI OKNA
7.3.1 MEHANIZEM PRENOSA TOPLOTE
Pri zasteklitvi srečamo vse tri osnovne oblike prenosa toplotne energije;
sevanje, kondukcijo in konvekcijo. Sevalne toplotne izgube predstavljajo
približno dve tretjini celotnih toplotnih izgub skozi zasteklitev.
Ko kratkovalovno sončno sevanje zadane ob površino prozornega ali prosojnega
elementa, na primer okenskega stekla, se delno odbije, delno absorbira, delno
Better Building
58 www.better-building.eu
pa neposredno preide skozi element. Absorbirani del sevanja segreje element,
ki del shranjene energije odda nazaj v zunanjost z dolgovalovnim sevanjem
oziroma s konvekcij o neposredno ob površini, del pa se s kondukcijo preko
elementa prevaja do druge površine, kjer se ponovi oddaja energije s sevanjem
in konvekcijo.
V primeru dvojne zasteklitve je potek podoben pri obeh šipah. V vmesnem
prostoru pride do izmenjave toplotne energije delno s sevanjem površin šip,
delno s kondukcijo preko plasti plina, ki se nahaja v medprostoru, delno pa s
konvekcijo, to je z gibanjem plina.
Slika 21: Mehanizem prenosa toplote pri dvoslojni zasteklitvi. (vir: portal Varčujem z
energijo. URL= http://varcevanje-energije.si/)
Sončno sevanje, ki preide skozi zasteklitveni sistem, ter drugi notranji viri
toplotne energije segrejejo predmete v prostoru. Ti del sprejete energije z
dolgovalovnim sevanjem oddajo nazaj v prostor proti površinam z nižjo
temperaturo. Navadno steklo brez posebnih nanosov dobro prevaja
dolgovalovno sevanje, zato se prej opisani proces ponovi v smeri od notranje
proti zunanji šipi. Dejansko je navadna zasteklitev le konvekcijska past za
toplotno energijo iz prostora. Šele posebni nanosi na steklu, ki bodo omenjeni v
nadaljevanju, predstavljajo tudi radiacijsko past za toplotno energijo iz
notranjosti. V primeru njihove uporabe lahko upravičeno govorimo o pozitivnem
učinku tople grede.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 59
7.3.2 TOPLOTNI UPOR IN TOPLOTNA PREHODNOST OKNA
Toplotni upor in toplotna prehodnost sta karakteristiki, ki opisujeta stopnjo
izmenjave toplotne energije skozi konstrukcijski element zaradi temperaturne
razlike med notranjim in zunanjim okoljem. Toplotni upor (R) okna podaja upor
toplotnemu toku skozi okno, pri čemer višje vrednosti pomenijo boljšo toplotno
zaščito. Toplotna prehodnost (k oz. v bodoči regulativi U) pa je merilo za
toplotni tok skozi okno in je obratna vrednost skupnega toplotnega upora okna.
Toplotna prehodnost plasti torej pove, kolikšen toplotni tok preteče pri
stacionarnih pogojih v eni uri skozi 1 m2 površine materiala z debelino d pri
temperaturni razliki 1 K. Toplotna prehodnost celotnega konstrukcijskega sklopa
pa pove, kolikšen je toplotni tok, ki pri stacionarnem stanju prehaja pravokotno
na mejne ploskve skozi 1 m2 površine, če je temperaturna razlika zraka na obeh
straneh sklopa 1 K. Nižje vrednosti pomenijo manjši toplotni tok in s tem boljšo
toplotno zaščito.
Toplotno prehodnost okna pogojujejo karakteristike njegovih sestavnih delov in
stopnja tesnjenja pripor. Toplotna prehodnost okvira je odvisna od njegove
geometrije oziroma dimenzij, od izvedbe okvira v prerezu (masiven, eno- ali
večkomoren, s prekinitvijo toplotnih mostov ali brez nje, ... ) in seveda od vrste
izbranega materiala ali kombinacije različnih materialov. Toplotna prehodnost
zasteklitve je odvisna od njene geometrije oziroma dimenzij in od kemijsko-
fizikalnih lastnosti zasteklitve. Tu mislimo med drugim na število slojev stekla,
na morebitne nanose na šipah, na vložke posebnih folij v medprostoru, na vrsto
plina v medprostoru in podobno. Pomemben element, ki vpliva na toplotno
prehodnost okna, je tudi distančnik v izolacijskem steklu na stiku med
zasteklitvijo in okvirom, ki povzroča lokalni toplotni most.
Better Building
60 www.better-building.eu
Skupno toplotno prehodnost okna določimo tako kot utežno povprečje toplotnih
prehodnosti okvira in zasteklitve glede na deleže njihovih površin v površini
celotnega okna. Upoštevati je potrebno še dodatne toplotne izgube na stikih.
Podrobnosti računskih postopkov navaja ISOIDIS 10077. Tako ima na primer
okno povprečnih dimenzij iz petkomornega PVC profila (k = l.2 W/m2K) in z
zasteklitvijo s k 1.1 W/m2K skupni k okoli 1.3 W/m2K.
Okno, kakršno je opisano zgoraj, sodi tudi med energetsko učinkovite izdelke
po določilih Uredbe vlade RS o določitvi kriterijev energetske učinkovitosti,
manjše porabe pitne vode in manjšega obremenjevanja okolja za nekatere
proizvode široke rabe (Ur. 1. RS št.8 z dne 12.2.l996). Uredba namreč navaja,
da morajo energetsko učinkovita okna imeti toplotno prehodnost zasteklitve
manjšo od 1.4 W/m2K, toplotno prehodnost okvira manjšo od l.6 W/m2K in
morajo ustrezati najmanj kategoriji C glede zračne prepustnosti po SIST 1018.
Kriteriji iz Uredbe so sprejeti tudi kot minimalne tehnične zahteve, ki jih morajo
izpolnjevati okna, ki se od leta 1997 dalje potegujejo za Znak kakovosti v
graditeljstvu v kategoriji oken s poudarkom na energetski učinkovitosti.
7.4 VRSTE OKEN
7.4.1 ŠKATLASTO OKNO
Škatlasto okno je značilno za starejše stavbe, zidane iz kamna in/ali opeke, z
masivnejšimi oziroma debelejšimi zunanjimi zidovi. Okno je navadno dvokrilno,
sestavljeno pravzaprav iz dveh samostojnih enojnih oken oziroma iz zunanjih in
notranjih kril, ki imajo tudi vsako svoje vrtišče.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 61
Oba dela sta pogosto povezana z masivnim okvirom. Zunanja krila se pri
starejših izvedbah običajno odpirajo navzven, notranja pa navznoter. Razmak
med njimi v splošnem ustreza debelini zidu. Zvočno izolacijske lastnosti
škatlastega okna so lahko celo boljše kot pri vezanem ali enojnem oknu.
Osnovna ideja izvedbe škatlastega okna je bila v izboljšanju toplotne zaščite z
namestitvijo dodatnega krila, s čimer se med krili ustvari zračni tampon, ki
znižuje kondukcijske toplotne izgube iz prostora.
Tabela 9: Povprečne vrednosti toplotne prehodnosti oken glede na
material in tip okvira ter tip zasteklitve.
OKVIR ZASTEKLITEV DZ+low- TZ+ 2x
DZ + zmes E+Xenonmateria tip krila enojna dvojna trojna Argon plinov izo!. profil k 5.5-5.9 2.9-3.4 2.0-2.5 1.1-1.3 0.9 0.4 2.2 (DZ+EZ
škatlasto 1.6
2.3 (DZ+EZ les vezano 1.7
1.6-1.9 4.6 2.4-2.9 1.9 1.4-1.7 1.0-1.4 0.6-0.8
enojno
vezano (DZ+EZ enokomorno 2.5 1.9 vezano (DZ+EZ večkomorno 2.6 PVC-U 2.0 enojno 2.4-2.6 2.8-3.1 enokomorno enojno 1.2-1.8 1.7-2.5 2.0 1.3-1.8 1.1-1.3 0.6-0.9 večkomorno vezano 3.7 vezano + (DZ+EZ 2.9 kovina prekinjen toplotni most
2.3
enojno 6.0-10 0
3.7-4.0 enojno +
prekinjen 2.8-4.5 3.0-3.3 2.4 1.7-2.0 toplotni most
Better Building
62 www.better-building.eu
Slika 22: Primer škatlastega okna. (vir: portal Varčujem z energijo. URL=
http://varcevanje-energije.si/)
Škatlasta okna v osnovi niso imela posebnih tesnil, zato lahko njihova zračna
prepustnost sčasoma precej naraste. Sipe se v hladnejših obdobjih leta rosijo, v
slabo ogrevanih prostorih tudi tako imenovane ledene rože niso redek pojav.
Toplotna prehodnost škatlastega okna znaša približno 2.2 W/m2K. Pogosti so
primeri sanacije škatlastih oken, kjer se enojna zasteklitev v zunanjem krilu
nadomesti z dvojno izolacijsko zasteklitvijo. Tako okno dosega toplotno
prehodnost okrog l.6 W/m2K.
7.4.3 VEZANO OKNO
Vezano okno ali okno "krilo na krilo" ima podobne toplotne karakteristike kot
škatlasto okno z enako zasteklitvijo. Krilo je sestavljeno iz dveh delov, ki imata
skupno vrtišče in sta s posebnim mehanizmom povezana v celoto. Mehanizem
omogoča enostavno ločitev obeh delov za potrebe čiščenja. Vezano okno je bilo
priljubljeno tudi zaradi možnosti namestitve roloja ali žaluzije v prostor med
obema sestavnima deloma krila.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 63
Širina zračnega prostora med šipama je lahko različna, v splošnem pa znaša
nekaj centimetrov, tako da prihaja v njem do občutnejših konvekcijskih
toplotnih tokov. Notranja šipa se zato lahko ohladi do te mere, da pride ob
manj ugodni kombinaciji temperature in vlažnosti zraka do kondenza na njeni
površini v medstekelnem prostoru.
Toplotna prehodnost lesenega vezanega okna z dvojno zasteklitvijo je približno
2.3 W/m2K, obstajajo pa tudi variante s trojno zasteklitvijo (kombinacija
notranje enojne šipe in zunanje dvojne izolacijske zasteklitve ), ki dosegajo
toplotno prehodnost okrog l.7 W/m2K. Na tržišču so bila dostopna tudi vezana
okna z eno- ali več komornimi profili iz umetnih mas. Njihova toplotna
prehodnost se je gibala okrog 2.5 W/m2K pri dvojni zasteklitvi in okrog l.9
W/m2K pri trojni zasteklitvi (enojno steklo in dvojno izolacijsko steklo). Vezanih
oken že nekaj let praktično ni več na tržišču, ker so jih zaradi številnih prednosti
in zaradi zahtev tehnične regulative nadomestila enojna okna.
Slika 23: Primer vezanega okna. (vir: portal Varčujem z energijo. URL=
http://varcevanje-energije.si/)
Better Building
64 www.better-building.eu
7.4.3 ENOJNO OKNO
Enojno okno je danes praktično edini tip okna, ki se pojavlja na tržiščih.
Uveljavilo se je z razvojem izolacijske dvojne zasteklitve, kjer sta šipi neločljivo
povezani med seboj v zasteklitveni sistem. Tako okno nudi tudi nove možnosti
in načine izvedbe odpiranja. Okensko krilo je v splošnem vitkejše kot pri
vezanem oknu, teža je manjša, vgrajevanje in vzdrževanje pa enostavnejše.
Okovje je izpopolnjeno in omogoča boljšo vodotesnost in manjšo zračno
prepustnost okna.
Bistvena prednost enojnega okna z izolacijsko zasteklitvijo je v tem, da med
šipama ob strokovno pravilni izdelavi ne pride do kondenzacije vodne pare. V
zvočnem in toplotnem smislu pa enojno okno z izolacijsko zasteklitvijo ne
predstavlja izboljšave v primerjavi z vezanim oknom. Toplotna prehodnost
takega okna se giblje približno med 2.4 in 2.9 W/m2K. Izboljšanje toplotnih
karakteristik enoj nega okna je vezano na izbiro tipa zasteklitve, materiala in
sestave okvira, ter kakovosti uporabljenih tesnil in okovja, kar bo opisano v
naslednjih poglavjih.
Slika 24: Primer enojnega okna. (vir: portal Varčujem z energijo. URL=
http://varcevanje-energije.si/)
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 65
7.5 ZASTEKLITEV
Zasteklitev je tista komponenta okna, ki lahko pri običajnih okenskih dimenzijah
in deležu svoje površine glede na celotno površino okna najbolj vpliva na
skupno velikost energijskega toka skozi okno. Primarna naloga zasteklitve je
bila nekdaj preprečevanje prepiha in zagotovitev zadostne dnevne osvetljenosti
prostorov, pa tudi zaščita pred zunanjim hrupom.
Novo pomembno vlogo je zasteklitev dobila v energetsko in ekološko
osveščenem načrtovanju stavb. Ker je z razvojem sistemov za toplotno zaščito
ovoja stavbe okno postalo šibka točka, je bil dan močan poudarek na razvoj
tehnologije izdelave energetsko učinkovite zasteklitve.
Zasteklitev je tako postala kompleksen element okenskega sistema, ki združuje
svetlobne, zvočne in toplotne lastnosti ter elemente varnosti. Pomembno je, da
glede na zahteve tehnične regulative, namembnost prostora in želje ter potrebe
uporabnika izberemo njihovo pravo kombinacijo. Pri tem moramo paziti na
ustrezno razmerje med svetlobno in toplotno prepustnostjo, zvočno
izolativnostjo, zaščito pred sončnim sevanjem ter seveda mehanskimi
lastnostmi.
Better Building
66 www.better-building.eu
Tabela 10: Povprečne vrednosti skupne energijske prepustnosti
zasteklitve (g)
Vrsta zasteklitve g
enojna zastekli
t
0.87
dvojna
t klit
0.80
trojna
t klit
0.65
dvojna zasteklitev z low-e 0.58
trojna zasteklit z dvakratnilow-e 0.50
nanosom
sončno zaščitna zasteklitev 0.35
7.5.1 ENOJNA ZASTEKLITEV
Običajno enojno steklo relativno dobro prepušča vidni del sončnega sevanja.
Prepustnost znaša približno 80% (20% svetlobe se torej odbije) do vpadnega
kota približno 50°. Z večanjem vpadnega kota se prepustnost hitro manjša do
praktično 0% pri vpadnem kotu 90°. Navedeni odstotki so seveda odvisni med
drugim tudi od debeline in vrste oziroma kemijske sestave stekla. Visoka je tudi
prepustnost za dolgovalovno (toplotno) sevanje, predvsem zaradi visoke
emisivnosti zunanje površine šipe. Za kratkovalovno sevanje UV-B spektra pa je
steklo praktično neprepustno.
Enojno steklo se je uporabljalo v škatlastih in vezanih oknih ter kot enojna
zasteklitev pri enojnem oknu. S tehnološkim razvojem pa je postalo izhodišče za
izdelavo večslojnih zasteklitvenih sistemov.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 67
Enojna zasteklitev se pri nas že dolgo ne uporablja več; tudi tehnična regulativa
je ne dopušča. Toplotna prehodnost take zasteklitve je velika (odvisno od vrste
stekla in njegove debeline tudi do 5.9 W/m2K), zato so tudi toplotne izgube
velike. Notranja površinska temperatura šipe je nizka, kar povzroča kondenzacij
o vodne pare na njej, intenzivne konvekcijske toplotne tokove oziroma
ohlajevanje notranjega zraka ob šipi ter nižjo temperaturo okvira in celo stene
ob oknu z enojno šipo. Posledica vsega naštetega je zelo nizka stopnja
toplotnega ugodja v prostorno Tudi zvočna izolativnost okna z enojnim steklom
je slaba.
Bistvo uporabe večslojne zasteklitve je v izkoristku plasti zraka med
posameznimi stekli kot dodatnega toplotnega izolatorja. Zrak je slab prevodnik
toplote, zato vsak njegov zaprt in mirujoč sloj skoraj za polovico izboljša
toplotni upor zasteklitvenega sistema. Za primerjavo: šele pri debelini stekla
približno 2.5 cm se toplotna prehodnost šipe zmanjša za 0.1 W /m2K glede na
toplotno prehodnost običajne debeline šipe (cca 4 mm).
7.5.2 VEČSLOJNA ZASTEKLITEV
Slaba stran večjega števila stekel oziroma zračnih plasti je v zmanjšanju
neposrednih sončnih toplotnih pritokov in svetlobne prepustnosti zaradi
večkratnih odbojev in absorpcije toplotnega in svetlobnega dela sevanja.
Sodobni zasteklitveni sistemi so sestavljeni iz steklenih šip, hermetično (vsaj
teoretično) povezanih v celoto s posebnimi distančnimi profili in tesnili.
Pomembna je širina medstekelnega prostora - če je le-ta preozek, je toplotni
upor majhen, če pa je preširok, lahko ob sicer zmanjšanih kondukcijskih
toplotnih tokovih nastopijo intenzivnejši konvekcijski toplotni tokovi, ki prav tako
zmanjšujejo toplotni upor. Gledano z vidika zmanjšanja toplotnih izgub znaša
Better Building
68 www.better-building.eu
pri dvojni izolacijski zasteklitvi in polnitvi medstekelnega prostora z zrakom
optimalen razmak med stekli tako med 12 in 16 mm.
Slika 25: Shematski prikaz dvoslojne zasteklitve. (vir: portal Varčujem z energijo.
URL= http://varcevanje-energije.si/)
Na tržišču je najpogosteje zastopana dvojna zasteklitev s šipama debeline 4 mm
in širino medstekelnega prostora 12 mm. Ob uporabi posebnih plinov pa se
lahko te vrednosti tudi nekoliko spremenijo. V splošnem velja, da je potrebno
optimirati širino medstekelnega prostora glede na medij, ki se v njem nahaja.
Enojno okno z dvojno zasteklitvijo je že precej dolgo pri nas standardna izvedba
okna. V tujini dvojni zasteklitvi z zrakom v medstekelnem prostoru pravijo
izolacijska zasteklitev, pri nas pa smo privzeli izraz zanjo kar po komercialnem
imenu "termopan" . Zavedati pa se je potrebno, da ta tip nikakor ne predstavlja
energetsko učinkovite zasteklitve.
Dvoslojna zasteklitev ima navadno dovolj majhno težo, da je odpiranje krila
enostavno in da masivnejše okovje z izboljšano nosilnostjo ni potrebno. Zvočna
izolativnost je precej boljša od okna z enojno zasteklitvijo, dodatno jo lahko
povečamo s polnitvijo medstekelnega prostora s posebno mešanico plinov.
Toplotna prehodnost dvojne zasteklitve z zrakom je v najboljšem primeru okrog
2.9 W/m2K, kar je več kot dvakrat nižja vrednost od enojne zasteklitve.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 69
Povprečna vrednost toplotne prehodnosti enojnega okna z lesenim okvirom in
navadno izolacijsko zasteklitvijo je tako 2.6 W/m2K . Temu primerno manjše so
tudi toplotne izgube iz prostora in nižji stroški ogrevanja, čeprav navedene
vrednosti še zdaleč ne ustrezajo kriterijem energetske učinkovitosti.
Precej dolgo je veljala troslojna zasteklitev za energetsko najugodnejšo
različico. Srednja šipa razdeli z zrakom napolnjeni medprostor na dva dela
enake širine kot pri dvojni zasteklitvi, s čimer so kondukcijski toplotni tokovi
dodatno zmanjšani, konvekcijski toplotni tokovi pa ostanejo na približno enaki
stopnji kot pri dvojni zasteklitvi. Če bi na primer uporabili dvojno zasteklitev z
medstekelnim prostorom, katerega širina bi bila enaka skupni širini obeh
medstekelnih prostorov trojne zasteklitve, bi se konvekcijske toplotne izgube
opazno povečale. Ob dovolj sprejemljivih optičnih lastnostih trojna zasteklitev
ob polnjenju z zrakom dosega toplotno prehodnost okrog 2.1 W Im2K.
Najpogostejša debelina trojne zasteklitve je 36 mm. Problematična je predvsem
z vidika cene, težjega odpiranja zaradi lastne teže, potrebe po masivnejšem in
zapletenejšem okovju ter okvirih in zaradi neugodnejšega vzdrževanja. Težave
lahko povzroča nedostopno tesnilo srednje šipe, ki ga je v primeru popustitve
nemogoče sanirati.
Zvočnoizolacijske lastnosti trojne zasteklitve so ob enaki debelini šip in
medstekelnega prostora slabše kot pri dvojni izolacijski zasteklitvi. Ob dostopni
in tudi cenovno ugodni energetsko učinkoviti dvojni zasteklitvi je trojna
zasteklitev brez posebnih nanosov na šipah in z zračnim polnjenjem povsem
izgubila na pomenu.
Better Building
70 www.better-building.eu
7.5.3 ENERGETSKO UČINKOVITA ZASTEKLITEV
Tehnologija na področju proizvodnje energetsko učinkovite zasteklitve je v
minulem poldrugem desetletju močno napredovala, tako da je danes na trgu za
sprejemljivo ceno dostopna dvojna zasteklitev, pri kateri so toplotne izgube kar
2.7-krat manjše kot pri dvojni izolacijski ("termopan") zasteklitvi.
Ker predstavlja sevalni toplotni tok kar 2/3 celotnih toplotnih izgub skozi
zasteklitev, je šel tehnološki razvoj predvsem v smeri zmanjševanja sevalnih
toplotnih izgub z uporabo nizkoemisijskih (low-e) nanosov. Običajna vrednost
emisivnosti stekla je nekaj nad 0.80. Nizkoemisijski nanos na šipi omogoča
neoviran prehod kratkovalovnega sončnega sevanja v prostor, navzven pa ne
prepušča dolgovalovnega toplotnega sevanja (infrardeči spekter) predmetov
segretih na sobno temperaturo.
Gre za izjemno tanke in za oko nevidne nanose kovinskih oksidov ali celo
polprevodniških filmov, ki zmanjšajo emisivnost površine tudi do vrednosti 0.04.
Steklo s takim nanosom deluje kot toplotna past in v tem primeru lahko
govorimo o lokalnem dejanskem "učinku tople grede".
Nizkoemisijski nanos je občutljiv na mehanske dražljaje, zato se praktično
vedno nahaja na tisti strani šipe, ki omejuje medstekelni prostor. Pri običajni
izvedbi je to zunanja stran notranje šipe, če gledamo iz prostora navzven.
Obstajajo pa tudi zasteklitveni sistemi z dvema nizkoemisijskima nanosoma (pri
obeh šipah na površinah, ki omejujeta medstekelni prostor). Skupni toplotni
upor take zasteklitve je na ta način dodatno povečan.
Vedeti je potrebno tudi, da low-e nanos na šipi sicer res delno odbija toploto iz
zunanjega okolja v toplem obdobju in tako nekoliko zmanjšuje nevarnost
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 71
pregrevanja prostorov. Vendar gre tu le za odboj dolgovalovnega toplotnega
sevanja iz okolice, torej tistega, ki ga proti zasteklitvi sevajo od sonca segreti
predmeti in objekti (na primer sosednje stavbe, cestne površine in podobno).
Kratkovalovno sončno sevanje pa še vedno neovirano vstopa v prostor, tako kot
v zimskem času, ko je to najbolj zaželeno.
Žlahtni plini kot so argon, ksenon in kripton v primerjavi z zrakom slabše
prevajajo toploto. Prenos toplote v medstekelnem prostoru je ob njihovi uporabi
upočasnjen, toplotni upor pa je tako večji in izgube toplote manjše. V sodobnih
zasteklitvenih sistemih je vsebnost žlahtnega plina preko 90%.
Najpogosteje se uporablja argon, pri katerem je razmerje med stopnjo
inertnosti in ceno daleč najugodnejše. Argonsko polnjenje v povprečju poveča
toplotni upor dvojne zasteklitve z nizkoemisijskim nanosom za eno tretjino.
V uporabi sta tudi žlahtna plina kripton in ksenon, ki pa sta razmeroma draga in
na voljo v precej manjših količinah kot argon. Kripton ima sicer približno pol
manjšo toplotno prevodnost od argona, vendar je njegova kinematična
viskoznost nekoliko prenizka. Zaradi tega se mu navadno primeša določena
količina argona. Nizka stopnja viskoznosti je tudi pri ksenonu ovira za
neposredno uporabo, čeprav ima sicer še nižjo toplotno prevodnost kot kripton.
Pri izbiri plina je zato potrebno upoštevati tako njegovo toplotno prevodnost kot
viskoznost, pri čemer je pomembna tudi širina medstekelnega prostora. Iz
tabele 3 je razvidno, da ima zrak sicer največjo viskoznost, a tudi največjo
toplotno prevodnost. Argon ob zelo nizki ceni ponuja najugodnejšo kombinacijo
omenjenih karakteristik. V splošnem velja, da za vsako širino medstekelnega
prostora obstaja minimalna vrednost viskoznosti, pri kateri še ne pride do
negativnega vpliva povečanega konvekcijskega prenosa toplote. Pri širini 9 mm
na primer je tako spodnja meja viskoznosti 0.7 x 10-5 m%.
Better Building
72 www.better-building.eu
Konvekcijske toplotne izgube skozi zasteklitev lahko zmanjša tudi dodatna, za
oko nevidna folija v medstekelnem prostoru, ki ovira vzpostavitev vzgonskega
gibanja zračne mase. Folija je lahko naparjena s posebnim kovinskim nanosom,
kar še znižuje toplotno prehodnost sistema.
Tabela 11: Fizikalne lastnosti najpogosteje uporabljenih plinov pri
večslojni zasteklitvi (vrednosti veljajo pri tlaku 1 bar in temperaturi
0°C).
Vrsta plina
Lastnost argon kripton ksenon žveplov zrak
(Ar) (Kr) (Xe) heksa- N2/02
fluorid
(SF6)
gostota
(kg/m2) 1.78 3.74 5.90 6.60 1.27
toplotna
prevodnost 0.0162 0.0086 0.0051 0.014 0.0241
(W/m2K)
Kinematična
viskoznost 1.25 0.60 0.42 0.25 1.35
(105 m2/s)
hitrost zvoka
(mis) 308 212 169 130 332
največji
razmak med 17 11 8 6 20
stekli (mm)*
* navedene vredno sli veljajo za optimalne toplotne karakteristike
zasteklitve; v primeru posebnih zahtev glede zvočne izolativnosti so te
vrednosti večje. posebej še pri SF6
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 73
V primerjavi z navadno dvojno zasteklitvijo dosegajo tržno dostopne novejše
tehnologije zasteklitve, ki so tudi ekonomsko zanimive, toplotno prehodnost k
l.1 W Im2K. Tak primer je dvojna zasteklitev z eno plastjo nizkoemisijskega
nanosa in argonskim polnjenjem v medsteklenem prostoru lahko v zimskem
času v jasnem dnevu solarni toplotni pritoki povsem pokrijejo toplotne izgube
skozi tako zasteklitev.
Novejše tehnologije za proizvodnjo zasteklitve uporabljajo stekla z mehkim
nizkoemisijskim nanosom, s katerim dosegajo k zasteklitve 1.1 W/m2K, medtem
ko so še pred nekaj leti uporabljali trde nanose, ki so omogočali doseganje k
zasteklitve le 1.3 W/m2K.
Če bi pri opisani zasteklitvi s k 1.1 W/m2K namesto argona uporabili zrak, bi se
toplotna prehodnost povečala na 1.4 W/m2K. Takšno toplotno prehodnost
zasteklitve lahko torej pričakujemo ob izgubi žlahtnega plina iz medstekelnega
prostora. Izkušnje kažejo, da žlahtni plin, kljub dvomu uporabnikov, ostaja v
zasteklitvi najmanj 10 let, ocene pa se gibljejo vse tja do 30 let. Res pa se
njegova vsebnost sčasoma niža zaradi difuzije skozi steklo in zaradi bolj ali manj
številnih mikro poškodb stekla. Toplotna prehodnost zasteklitve, pri kateri je v
medstekelnem prostoru ostalo le še 50% argona, 50% volumna pa že zavzema
zrak, je še vedno le približno 14% višja od toplotne prehodnosti zasteklitve, pri
kateri je medstekelni prostor popolnoma zapolnjen z argonom.
Uporaba žlahtnih plinov kot polnil je smiselna le v primerih nizkoemisijskih
nanosov na steklih. V primeru dvojne zasteklitve brez low-e nanosa namreč
velike sevalne toplotne izgube praktično izničijo zmanjšanje konvekcijskih in
kondukcijskih izgub ob uporabi žlahtnega plina, zato tak zasteklitveni sistem
tudi ekonomsko ni najbolj upravičen.
Better Building
74 www.better-building.eu
Opisana zasteklitev s k l.1 W/m2K je zaradi nizke toplotne prehodnosti,
karakteristik sprejemljive in cenejše cene, boljših ter enostavnejše svetlobnih
vgraditve (enostavnejše In vitkejše okovje, manjša teža, lažje odpiranje in
vzdrževanje) izpodrinila navadno trojno zasteklitev.
Na tržišču so na voljo tudi dražje energetsko učinkovite zasteklitve s k okoli 0.8
W/m2K, na primer trojna zasteklitev z dvema nizkoemijskima nanosoma in
argonskim polnjenjem, ali dvojna zasteklitev z enim kovinskim nanosom in
ksenonom v medstekelnem prostoru, ki ima k 0.9 W/m2K. Ker pa cena hitro
narašča z zniževanjem toplotne prehodnosti, se ti proizvodi uporabljajo pri
posebnih zahtevah. Tehnološko je mogoče izdelati tudi zasteklitve s k pod 0.5
W/m2K, na primer vakuumska zasteklitev ali trojna zasteklitev z dvema
nizkoemisijskima nanosoma, ksenonom in toplotnoizolacijskim distančnim
profilom s toplotno prehodnost jo 0.4 W/m2K, a tudi tu velja, da je cena zelo
visoka.
7.5.4 ZASTEKLITVENI DISTANČNIK
Dolgo časa je bila ob dovolj kakovostnih okvirih, tesnilih in okovju zasteklitev
tisti element, ki je predstavljal šibko mesto okenskega sistema v toplotnem
smislu. S tehnološkim razvojem zasteklitve pa prihaja do izraza toplotni most na
mestu aluminijastega distančnika med šipama, ki nastane zaradi mnogo večje
toplotne prevodnosti aluminija v primerjavi z zrakom ali inertnim plinom v
preostalem delu zasteklitve
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 75
Tabela 12: Površina zasteklitve, ki je pod vplivom obodnega dela (v
odvisnosti od dimenzij zasteklitve).
dimenzije površina dolžina robna cona delež robne
zasteklitve zasteklitve oboda oz. cone glede (cm) (m2) zasteklitve površina na celotno (m) pod površino vplivom (%) oboda (nr') 300 x 300 9.00 12.0 1.71 19 ISO x ISO 2.25 6.0 0.81 36 100 x 100 1.00 4.0 0.51 51 80 x 80 0.64 3.2 0.39 61 60 x 60 0.36 2.4 0.27 75 40 x 40 0.16 1.6 0.15 94 30 x 30 0.09 0.9 0.09 100
Dokazano je, da sega vpliv distančnika v območje 15 cm od oboda zasteklitve
proti sredini. Dejanska toplotna prehodnost zasteklitve se torej lahko v
odvisnosti od njenih dimenzij znatno razlikuje od t.i. nazivne vrednosti, ki je
običajno določena z meritvijo v središčni točki zasteklitve. Z manjšanjem
površine zasteklitve oziroma okna se namreč veča relativni vpliv distančnika na
toplotne izgube skozi okno. Pri zasteklitvi velikosti 1.0 m2 se izraža vpliv velike
toplotne prevodnosti aluminijastega distančnika že na praktično polovici njene
površine. Toplotne izgube preko takega distančnika lahko predstavljajo tudi do
10% in več celotnih toplotnih izgub skozi okno, še pomembneje pa je, da so
lahko v tem območju površinske temperature šipe precej nižje kot v osrednjem
delu. Tudi okenski okvir je na mestu stika med zasteklitvijo in okvirom zožen,
zato na primer tudi število komor pri PVC profilih na tem mestu ne pride več do
veljave.
Better Building
76 www.better-building.eu
Slika 26: Primerjava vpliva navadnega in naprednega zasteklitvenega distančnika
na robno cono. (vir: portal Varčujem z energijo. URL= http://varcevanje-
energije.si/)
Na stiku med zasteklitvijo in okvirom prihaja tako do toplotnega mostu in celo
do površinske kondenzacije na notranji površini notranje šipe. V izogib tem
težavam je namesto aluminijastega distančnika smiselno uporabiti na primer
distančnik iz nerjavnega jekla ali pa toplotnoizolacijski distančnik iz umetnih
mas, ki ima toplotno prevodnost A okoli 0.6 W/m2K in celo nižjo.
Na tržišču so na voljo distančniki na primer iz trdega silikona ali votlih
polikarbonatov. Dostopne so tudi izvedbe distančnikov, ki po zasnovi posnemajo
izvedbo aluminijastega okenskega profila s prekinjenim toplotnim mostom. V
tem primeru vložek iz umetne snovi deli distančnik na hladno in toplo polovico.
Tabela 13: Primerjava toplotnih prevodnosti nekaterih materialov.
Material Toplotna prevodnost (W/mK)
aluminij 200.00
jeklo 60.00
plemenito jeklo 15.00
PVC 0.19
butil 0.23
poliuretan 0.25
zračna plast 8 mm med stekli 0.057
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 77
Druga pot k reševanju toplotnega mostu na mestu distančnika je vgrajevanje
zasteklitve globlje v okenski okvir, tako da okvir (npr. les) ob straneh toplotno
zaščiti območje ob distančniku. V obeh primerih je temperatura šipe v robni
coni višja, s čimer je precej zmanjšana možnost nastanka površinskega
kondenza na steklu.
Slika 27: Zasteklitveni distančnik iz aluminija s prekinjenim toplotnim mostom. (vir:
portal Varčujem z energijo. URL= http://varcevanje-energije.si/)
7.5.5 NOVE TEHNOLOGIJE NA PODROČJU ZASTEKLITVE
Že nekaj let je tehnološki razvoj usmerjen tudi v iskanje novih, naprednih
rešitev glede optičnih in toplotnih lastnosti zasteklitve. Po eni strani se iščejo
možnosti za aktivno oziroma dinamično spreminjanje karakteristik zasteklitve,
po drugi strani pa možnosti za doseganje še boljšega toplotnega upora
zasteklitvenega sistema. Idealna rešitev bi bila kombinacija zelo velikega
toplotnega upora za dolgovalovno sevanje iz prostora v zunanje okolje in
poljubno nastavljivih oziroma spremenljivih transmisijskih parametrov za
vpadno svetlobno in toplotno sevanje.
Dinamično kontrolo svetlobnih in toplotnih pritokov omogočajo t.i. kromatska
stekla, pri katerih se v odvisnosti od robnih pogojev reverzibilno spreminjata
njihova reflektivnost in absorptivnost. V trenutnih razmerah (cena kromatskih
stekel v primerjavi s ceno energije na svetovnem trgu) njihove uporabe še ne
Better Building
78 www.better-building.eu
moremo upravičiti z neposrednimi prihranki energije. Gotovo pa igra zelo
pomembno vlogo možnost kontrole in uravnave svetlobnih in toplotnih razmer v
prostoru, predvsem v poslovnih stavbah.
Z njihovo uporabo lahko v določeni meri prilagajamo bivalno in delovno okolje
trenutnim željam in potrebam, s tem izboljšamo bivalno in delovno ugodje ter
zvišamo produktivnost. Končni učinek se torej posredno lahko kaže tudi v
energetski učinkovitosti oziroma v manjši rabi energije in boljših rezultatih dela.
Pri fotokromnih steklih se spreminjajo transmisijske lastnosti glede na
prevladujočo stopnjo svetlobnega dela sončnega sevanja. Ko se spremeni
transmisivnost fotokromnega stekla, se absorptivnost poveča in steklo absorbira
večjo količino toplote. V primeru hladnega sončnega dneva tako steklo
sprejema toploto sončnega sevanja in toploto, ki jo oddajajo toplotni viri v
prostoru. Del absorbirane toplote nato odda nazaj v okolico s sevanjem. V
primeru toplega sončnega dneva pa fotokromno steklo ne odbija toliko
sončnega sevanja kot posebna refleksijska stekla. Do opisane spremembe
prihaja samodejno, zato neodvisna kontrola praktično ni mogoča. To lahko
privede do učinkov, ki so ravno nasprotni želenim. V zimskem času ima namreč
sonce relativno nizek položaj na nebu in njegovi žarki so usmerjeni bolj
pravokotno na vertikalno okno kot v poletnem času. Fotokromno okno bi se
zaradi tega v zimskem času bolj zatemnilo kot v poletnem in s tem zmanjšalo
količino pasivnih solarnih pritokov v prostor.
Zaenkrat obstajajo še precejšni tehnični problemi v zvezi z izdelavo dovolj
velikih ploskev fotokromnega stekla, da bi bilo uporabno v okenskih sistemih.
Tako steklo pa se uspešno že vrsto let uporablja pri izdelavi očal.
Termokromno steklo spreminja svoje optične lastnosti v odvisnosti od
temperaturnih sprememb v okolici. Največkrat je sestavljeno iz dveh ali več
slojev stekla, med katerimi se nahaja posebna tekočina ali gel. Termokromno
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 79
steklo je namenjeno predvsem preprečevanju oziroma zmanjševanju toplotnih
pritokov v prostor.
Ko se termokromni material segreje, preide iz prozornega stanja v prosojno.
Njegova slaba lastnost se zato kaže v določenem zmanjšanju svetlobne
prepustnosti, zaradi česar je verjetno primernejše za strešna okna in
svetlobnike kot za vertikalna okna. Zaenkrat še niso povsem zadovoljivo rešeni
problemi z dolgotrajno stabilnost jo take zasteklitve zaradi možnega izcejanja
termokromne tekočine iz sistema. Kot pri fotokromnih tudi pri termokromnih
steklih težko nadzorujemo spremembo optičnih lastnosti. Ker pa ta nastopi v
sled variacij razmer v zunanjem okolju, lahko termokromno steklo v določeni
meri izboljša toplotno in svetlobno ugodje v prostoru.
Elektrokromno steklo za razliko od prejšnjih dveh tipov kromatskega stekla
omogoča precej visoko stopnjo nadzora nad spreminjanjem optičnih lastnosti.
Te se spremenijo, ko skozi sistem steče električni tok. Običajna delovna
napetost je 1-3 V, električna energija pa je potrebna le za izvršitev spremembe,
ne pa tudi za ohranjanje doseženega stanja prepustnosti.
Na šipo je podobno kot pri low-e steklu naneseno več tankih prozornih slojev
kovinskih filmov. Obstajajo tudi sistemi, pri katerih se med dvema slojema
zasteklitve nahaja film tekočega kvarca. Električni signal spremeni
transmisivnost elektrokromnega sloja in s tem prepustnost sistema za sončno
svetlobo in toploto. Možne so tudi izvedbe s spektralno selektivnimi nanosi, ki
na primer omogočijo absorpcijo infrardečega dela spektra sončnega sevanja. Za
širšo komercialno zanimivost elektrokromnih stekel bo predvsem potrebno še
nekoliko pospešiti proces izmenjave prozorne in prosojne faze stekla ter
povečati kontrast med njima.
Better Building
80 www.better-building.eu
Slika 28: Primer stekla s spremenljivimi optičnimi lastnostmi. (vir: portal Varčujem z
energijo. URL= http://varcevanje-energije.si/)
Precej je napredovala tudi tehnologija uporabe novih materialov v
medstekelnem prostoru namesto mešanice plinov. Najbolj obetavna je
tehnologija aerogelov, ki jih nekateri viri prištevaj o k širši skupini prozornih
toplotnoizolacijskih materialov. Predvsem so za uporabo zanimivi aerogeli silike,
kjer so delci manjši od valovne dolžine vidne svetlobe. Njihova velikost se giblje
med 0.005 in 0.01 Il. Imajo manjšo toplotno prevodnost kot miruj oči zrak, ker
vsebujejo do 97 volumskih odstotkov zraka v porah, ki so manjše od povprečne
proste poti zračnih molekul. Toplotni upor aerogelov debeline 25 mm se v
odvisnosti od materiala giblje med 0.88 in 1.23 W/m2K. Aerogeli imajo zelo
majhno gostoto, so zelo porozni in precej manj trdni od osnovnega materiala, iz
katerega so narejeni. Za praktično uporabo jih je zato potrebno dodatno ojačiti.
Vakuumska zasteklitev je zasteklitev, pri kateri se med šipama nahaja
brezzračen prostor. Na ta način preprečimo kakršnekoli kondukcijske ali
konvekcijske toplotne izgube. Poglaviten tehnološki problem take zasteklitve je
v stabilnosti sistema. Vakuumska zasteklitev sestoji iz dveh po celotnem obodu
lasersko zvarjenih šip. Dodaten low-e nanos na eni ali obeh šipah zmanjšuje
tudi sevalne toplotne izgube, tako da je celoten toplotni tok skozi vakuumsko
zasteklitev zelo majhen. Toplotni upor tovrstne zasteklitve se približuje
vrednosti 2.0 W/m2K, vendar komercialno še ni dostopna.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 81
7.6 MATERIALI ZA OKENSKE OKVIRE IN KRILA
Primarne zahteve, ki jih mora izpolnjevati okenski okvir, so zadostna trdnost in
stabilnost, trajnost, estetska vrednost in dovolj enostavno vzdrževanje. Ko
govorimo o energetsko učinkovitih oknih, pa ne smemo pozabiti na toplotno
prehodnost okvira, ki pomembno vpliva na skupno toplotno prehodnost okna.
Okvir zavzema v povprečju med 15 in 35 % svetle okenske površine. Pri
sodobnih energetsko učinkovitih oknih predstavlja okvir skupaj z zasteklitvenim
distančnikom primarno pot toplotnega toka skozi okno iz ogrevanega prostora v
zunanje okolje. Na trgu so uveljavljeni trije osnovni materiali za proizvodnjo
okenskih okvirov: les, plastična masa (PVC) in aluminij. Med seboj se razlikujejo
tako po toplotni prehodnosti kot po mehanskih lastnostih, trajnosti in načinu
vzdrževanja.
Za vse pa velja, da morajo biti sposobni skozi svojo tehnološko življenjsko dobo
enakovredno opravljati svojo funkcijo ter brez posledic prenašati mehanske in
klimatske (posebej temperaturne in padavinske) obremenitve.
7.6.1 LES
Leseni okenski okviri zahtevajo redno vzdrževanje in zaščito pred atmosferskimi
vplivi za dolgotrajno izpolnjevanje svoje funkcije. Les je v suhem stanju
praktično neobčutljiv na temperaturne spremembe, potrebuje pa trajno zaščito
pred lesnimi škodljivci, VV sevanjem in vlago. V primem navlaževanja lahko
pride do ukrivljanja lesa, razpok in v daljšem obdobju do gnitja oziroma
razpada. Toplotni upor okvira narašča z njegovo debelino. Leseni okviri so
praviloma debeli od 60 do 80 mm, med energetsko varčne okenske okvire pa
Better Building
82 www.better-building.eu
štejemo tiste z debelino okoli 70 mm in več. Glede na debelino in vrsto
uporabljenega lesa (največkrat so to iglavci) se tako toplotna prehodnost
lesenih okenskih okvirov giblje med 1.6 W/m2K in 1.9 W/m2K.
Slika 29: Prerez enojnega lesenega okna z dvojno zasteklitvijo. (vir: portal Varčujem
z energijo. URL= http://varcevanje-energije.si/)
7.6.2 PVC
PVC okenski okviri so se na trgu kar močno uveljavili, pri čemer je pomembno vlogo
odigrala predvsem manjša potreba po vzdrževanju in zelo visoka odpornost na vlago.
PVC se da dovolj enostavno reciklirati, tako da marsikateri proizvajalec že ponuja
okenske profile iz recikliranega PVC materiala. Barvanje PVC profilov ni potrebno,
pomembno pa je, da je tovarniško obarvan celoten material oziroma masa profila, ne le
njegova zunanja površina. V primerjavi z lesenimi okviri je PVC okvire težko popraviti v
primem poškodb.
Sodobni PVC okviri so dimenzijsko stabilni. Zaradi relativno majhnega modula
elastičnosti osnovnega materiala je potreben vložek pločevine v jedrn profila, ki
zagotavlja dobre mehanske lastnosti. Odporni morajo biti na UV sevanje in
ekstremna temperaturna nihanja.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 83
Sam PVC podobno kot les slabo prevaja toploto. Prenos toplote omejuje večje
število komor, ki preprečujejo konvekcijski prenos toplote v okviru. Razvoj PVC
profilov je šel od dvokomornega in trikomornega profila do petkomornih
profilov, ki so že dostopni tudi na našem trgu.
Izdelati je mogoče tudi okvire s še večjim številom komor, vendar le na račun
povečanja skupne debeline okvira, kar je komercialno manj zanimivo. Komore
morajo imeti namreč določeno minimalno debelino, da lahko opravljajo svojo
funkcijo v toplotnem smislu. Slabši PVC profili imajo k okoli 2.0 W/m2K,
trikomorni profil ima k okoli l.6 W/m2K, medtem ko petkomorni profili dosegajo
k okoli 1.2 W/m2K.
Slika 30: Prerez večkomornega PVC okna. (vir: portal Varčujem z energijo. URL=
http://varcevanje-energije.si/)
7.6.3 KOVINA
V preteklosti je možnost uporabe železa za izdelavo okenskih okvirov zaradi
dobrih mehanskih lastnosti povzročila razmah okenske industrije in ponudila
projektantom povsem nove možnosti oblikovanja zunanjega ovoja stavbe.
Seveda pa je bistvena pomanjkljivost železa v potrebi po rednem vzdrževanju in
v slabih toplotnih lastnostih.
Better Building
84 www.better-building.eu
Sčasoma je med kovinami za izdelavo okenskih komponent prevladal aluminij,
ki združuje dobre mehanske lastnosti, majhno težo, majhne potrebe po
vzdrževanju in visoko trajnost. Slabost takih okenskih okvirov pa je njihov
majhen toplotni upor, ki ga pogojuje visoka toplotna prevodnost osnovnega
materiala - aluminija. Iz tega razloga zasnova večprekatnega okvirja ne bi
prinesla želenih rezultatov. Potrebna je fizična ločitev aluminijastih delov z
vložkom snovi z nizko toplotno prevodnost jo. Okvir je tako toplotno ločen na
dva dela - hladnejši zunanji in toplejši notranji del. Najpogosteje se danes
uporabljajo PVC vmesniki. Njihova širina je iz konstrukcijskih razlogov omejena
na približno poltretji centimeter. Med energetsko učinkovite okvire iz aluminija
štejemo tako le tiste s prekinjenim toplotnim mostom. V nasprotnem primem
pride pogosto tudi do kondenzacije vodne pare na takem okviru, kar je
posledica njegove nizke površinske temperature.
Toplotna prehodnost okenskega okvira iz aluminija znaša med 3.4 W/m2K in 2.2
W/m2K. Odvisna ni le od debeline okvira in števila prekatov oziroma toplotnih
prekinitev v njem, ampak tudi od emisivnosti notranjih površin okvira. Toplotno
prehodnost je mogoče še nekoliko zmanjšati z vstavitvijo toplotnoizolacijskega
materiala (običajno v obliki pene) v območju PVC vložka. Okna iz aluminija so
relativno draga, tudi zaradi visoke vsebnosti vgrajene primarne energije.
Slika 31:Okno iz aluminijastih profilov s prekinjenim toplotnim mostom. (vir: portal
Varčujem z energijo. URL= http://varcevanje-energije.si/)
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 85
7.6.4 DRUGI MATERIALI IN KOMBINACIJE
Na tržiščih se danes pojavljajo tudi leseni okviri z oblogo iz PVC ali še pogosteje
iz aluminija, ki združujejo prednosti posameznih materialov. Obloga je v primeru
uporabe PVC lahko tako na zunanji kot tudi na notranji strani okvira, v primeru
kombinacije z aluminijem pa se slednji praviloma nahaja na zunanji strani
okvira. Predvsem gre tu za zaščito lesa pred vremenskimi vplivi in za enostavno
vzdrževanje takih oken zaradi uporabe trajnega materiala na zunanji strani, les
na notranji strani pa ima velik toplotni upor in ugodno vpliva na prijetno počutje
v prostoru.
Toplotna prehodnost takega okvira je podobna kot pri običajnem lesenem
okviru, pod pogojem, da gre za enako debelino lesenega dela in enako vrsto
lesa. Zelo pa je potrebno paziti na pravilno zasnovo povezave med lesenim in
aluminijastim delom, da ne pride do poškodb zaradi različnih dimenzijskih
sprememb pod vplivom temperatur in zaradi morebitnega dolgotrajnega
navlaževanja lesenega dela zaradi kondenzacije vodne pare na spodnji oziroma
notranji strani aluminijaste obloge.
Slika 32: Kombinacija les - aluminij. (vir: portal Varčujem z energijo. URL=
http://varcevanje-energije.si/)
Better Building
86 www.better-building.eu
Na področju okenskih okvirov gre razvoj v smeri izboljšanja toplotne
prehodnosti tudi z vključevanjem toplotnoizolacijskih materialov v sam okvir, na
primer lesen okvir s poliuretanskim jedrom [5]. Okna z omenjenimi profili in
trojno zasteklitvijo z nizkoemisijskimi nanosi ter plinskim polnjenjem dosegajo k
za celotno okno okoli 1.0 W/m2K, v primerih s toplotnoizolacijskim distančnikom
ali s poglobljeno vgrajeno zasteklitvijo, s čimer je zmanjšan vpliv robne cone ob
zasteklitvenem distančniku, pa k celotnega okna dosega celo 0.8 W/m2K.
Manj uveljavljena so zaenkrat okna z okviri iz drugih umetnih materialov. Že
pred dobrim desetletjem so se tako na tržišču pojavila okna iz steklenih vlaken
in poliuretana, vendar posebnega komercialnega uspeha niso dosegla. Pri
profilih iz steklenih vlaken gre za vezavo vlaken v poliestrski matrici in nadaljnjo
toplotno obdelavo. Proizvajalci zatrjujejo, da imajo taki okviri precej boljše
mehanske lastnosti in nižjo toplotno prehodnost v primerjavi z okviri iz PVC.
Tudi poliuretanski okviri naj bi imeli odlične mehanske in toplotne lastnosti,
predvsem pa naj bi bila pri obeh tip ih okvirov praktično izključena možnost
površinske kondenzacije.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 87
8 UPORABA SOLARNE ENERGIJE
Ena najčistejših in dostopnih energij v naših krajih, ki je prijazna do okolja je
sončna energija, zato je pomembno, da si ogledamo možnosti uporabe.
8.1 DIREKTNA UPORABA SOLARNE ENERGIJE
Ogrevanje sanitarne vode: najpreprostejša naprava za pripravo tople vode s
pomočjo sončne energije deluje na t.i. termosifonskem principu. Pri tem je
kolektor spojen z bojlerjem, ki se nahaja nad njim (slika 33).
Voda se segreva, ko teče skozi kolektor in cirkulira zaradi razlike gostote tople
vode na vrhu in hladne vode na dnu sistema. Voda na vrhu bojlerja je zato
toplejša ter se od tam vodi do uporabnika. Vodo v bojlerju lahko še dodatno
segrevamo s pomočjo dodatnega grelca predvsem takrat, ko je intenzivnost
sevanja premajhna ali ko je poraba tople vode večja kot proizvodnja.
Prednost tega sistema je enostavnost brez uporabe črpalke. Bojler mora pri tem
biti najmanj 20 cm nad robom kolektorja. Zaradi naravne cirkulacije je pretok
vode skozi kolektor majhen (30-40 l/hm2).
Če bi pa želeli imeti bojler nameščen kjerkoli drugje (npr. v kleti), lahko
namestimo sistem s črpalko in prisilno cirkulacijo vode. Pri tem poznamo dva
osnovna tipa in sicer z ali brez izmenjevalca vode.
Better Building
88 www.better-building.eu
Slika 33: Termosifonski princip. (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko UM.
URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
Solarno ogrevanje prostorov se lahko izvede na več načinov:
• segreti zrak iz kolektorja se lahko neposredno ali posredno, s pomočjo
rezervoarja napolnjenega z drobnimi kamenčki, uporablja za segrevanje,
• topla voda se neposredno dovaja v radiatorje,
• topla voda segreva zrak, s katerim se segrevajo prostori.
Slika 34: Solarno ogrevanje prostorov. (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko
UM. URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 89
8.2 PASIVNO IZKORIŠČANJE SONČNEGA SEVANJA
Pasivno sončno ogrevanje in hlajenje igra pomembno vlogo v današnjih
zgradbah. Izkoriščanje sončne energije v zgradbi poteka običajno preko zidov,
oken, tal in streh, z dodajanjem elementov in površin s katerimi reguliramo
ogrevanje, ki jih povzročajo sončni žarki. Za pasivno hlajenje pa zmanjšamo
vpliv sončnih žarkov z zasenčevanjem ali z ventilacijo.
Toplota se dalje prenaša z naravnim prehajanjem toplote: s konvekcijo,
prevodom ali sevanjem.
Osnovna težava tega sistema je predvsem to, da se ne morejo uporabljati že
zgrajene stavbe, ker njihova konstrukcija, orientacija ali lega morebiti ne
odgovarjajo za optimalno izrabo in doseganje optimalnih učinkov.
Slika 35: Hiša z izkoriščanjem sončevega sevanja. (vir: Fakulteta za naravoslovje in
matematiko UM. URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
Pasivno sončno ogrevanje stavb poteke tako, da pri prehodu sončne svetlobe
skozi okna zadene določene predmete (tla, zidove, okno), v katere se absorbira
in pretvori v toploto. Za najboljšo učinkovitost mora biti okno obrnjeno znotraj
naklona 30° proti jugu. Cena postavitve pasivne solarne zgradbe je lahko
povsem primerljiva s ceno "klasično" zasnovane zgradbe. S principi pasivnega
zajema sončne energije, lahko realno pričakujemo prihranke v količini energije
za ogrevanje zgradbe od 30 do 50 %. Nemške študije in njihove praktične
Better Building
90 www.better-building.eu
izkušnje, navajajo celo vrednosti prihrankov od 70-90%. V razvoju so tudi hiše z
letnim shranjevanjem toplote, ki se bodo približale nični porabi. Na ta način bo
možno graditi ''zero energy houses''; hiše v katerih bo ob popolni uveljavitvi
bioklimatskega pristopa k projektiranju zgradb in uporabi najnovejših materialov
in naprav, kot npr. stekel s spremenljivimi optičnimi lastnostmi, hiša delovala
sama zase. Treba je tudi opozoriti na visoko raven bivalnega udobja in
izboljšana kakovosti življenja, ki jo nudi taka (pasivna solarna, ekosolarna,
bioklimatska) zgradba.
Slika 36: Pasivno sončno ogrevanje. (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko
UM. URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
Eden najbolj enostavnih načinov pasivnega gretja poteka tako, da sončno
sevanje prehaja skozi veliko stekleno okno in neposredno segreva prostor,
poleg tega pa se toplota še dodatno akumulira v zidovih in na tleh ali v
posebnem rezervoarju napolnjenem z gramozom.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 91
Slika 37: Velika steklena okna. (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko UM.
URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
Slika 38: Zimski vrt. (vir: Fakulteta za naravoslovje in matematiko UM.
URL=http://tehnika.fnm.uni-mb.si)
Nam najbolj znano pasivno izkoriščanje sončnega sevanja so zimski vrtovi.
Pozimi se v takih prostorih zbira toplota, nadalje pa se lahko vodi tudi v hišo ali
poseben zbiralec toplote.
Stekleni zid zgradbe in neposredno za njim črno pobarvan zid sta istočasno
kolektor in rezervoar toplote. Hladni zrak iz prostora prehaja skozi spodnji
prostor, teče ob segretem zidu in se pri tem segreva.
Energija se lahko akumulira tudi na posebno narejeni strehi. Kovinska streha s
polimernim materialom napolnjenim z vodo ali streha s plitkim bazenom se
segreva s pomočjo sončne energije. Tako zbrana toplota služi za segrevanje
prostorov. Ponoči se mora takšen krog pokriti z izolacijskimi ploščami, da se
Better Building
92 www.better-building.eu
prepreči izguba toplote. Poleti se lahko takšen sistem uporablja za hlajenje, če
pokrijemo streho podnevi in jo odkrijemo ponoči.
8.3 SOLARNO HLAJENJE
Sončna energija se lahko izkorišča v absorbcijskih napravah tudi za hlajenje.
Vendar, da se lahko uporabijo kompresijske naprave za hlajenje se mora
najprej sončna energija pretvoriti v električno.
Solarne naprave za hlajenje izkoriščajo toplotno energijo sonca za proizvodnjo
hladu in/ali razvlaževanje zraka na podoben način kot hladilniki ali običajne
klimatske naprave. Potreba po hlajenju je navadno največja ravno takrat, ko je
sončno sevanje najintenzivnejše, zato toplotna energija sonca zelo ustreza temu
principu. Solarno hlajenje se že uspešno uveljavlja v praksi. Z nadaljnjim
zniževanjem cene tehnologije je poleg manjših sistemov v prihodnosti realno
pričakovati tudi izgradnjo večjih sistemov za solarno hlajenje.
8.4 FOTOVOLTAIKA
To je pretvarjanje sončne energije v enosmerni tok, ter nato s pomočjo
pretvornika napetosti pretvarjanje v izmenični tok, da ga potem lahko koristimo
na običajen način.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 93
Slika 39: Princip fotovoltaike. (Vir: PROSIGMA d.o.o. URL=http://www.solarna-
tehnologija.si/)
Zakaj Fotovoltaika?
Vremenska odpornost na podlagi eloksiranega Aluminijskega okvirja
Optimalen izkoristek energije na podlagi minimalnih izgub toplote pri Solarno
termičnih Kolektorjih
Visok zajem energije pri Fotovoltaičnih modulih
Enostavna montaža
Univerzalna uporaba sistemov montaž
na streho,
integracija v streho,
ravne strehe,
nadstrešek kot tudi
integracija v fasado
Sistemi z visoko stopnjo estetike in dizajna
Eden model kolektorja pomeni enkratno izobraževanje o sistemu
Najvišja kvaliteta izdelkov na trgu
Better Building
94 www.better-building.eu
8.5 SOLARNA TERMIJA
Slika 40: Princip delovanja solarne termije. (Vir: PROSIGMA d.o.o.
URL=http://www.solarna-tehnologija.si/)
Faze delovanja:
Sončna energija se v kolektorju absorbira preko posebne absorbcijske folije,
privarjene na cevni sistem v katerem je solarna tekočina.
Ogreta solarna tekočina se s pomočjo regulacijsko vodene črpalke transportira v
rezervoar za toplo vodo.
V rezervoarju se toplota prenese preko izmenjevalca toplote na vašo sanitarno
toplo vodo, ki vam je takoj na razpolago.
V konstantnem tokokrogu se ohlajena solarna tekočina prečrpa ponovno v
kolektorje.
Zakaj solarna termija?
Skrb za okolje/ redukcija emisij
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 95
Velika neodvisnost od obstoječih resursov energije (npr. 70% prihranek pri
ogrevanju sanitarne vode)
Delno financiranje s pomočjo subvencij ali nepovratnih sredstev.
Optični dodatek / dvig tržne vrednosti objekta
Podaljšana življenjska doba kurjavi in rezervoarju,saj sonce prevzame ogrevanje
sanitarne vode čez celo poletje
Navzven razpoznavna zavest o varovanju okolja
Porast cen nafte
Slika 41: Solarna termija. (Vir: PROSIGMA d.o.o. URL=http://www.solarna-
tehnologija.si/)
8.6 TOPLOTNE ČRPALKE
Solarni set za pripravo sanitarne vode z integrirano toplotno črpalko je idealna
rešitev za enodružinske hiše v kompletu.
Schüco Solarni sistem z dvema kolektorjema, v kombinaciji s toplotno črpalko
sistema zrak/voda WPSol 300, prevzame pripravo sanitarne vode za obdobje
celega leta, za 4 osebe.
Better Building
96 www.better-building.eu
Solarni sistem ogreva vodo v obdobju sončnih dni, medtem ko v preostalih
dnevih to funkcijo prevzame toplotna črpalka, ki odvzema temperaturo prostoru
in jo koristi za ogrevanje sanitarnega bojlerja.
88% potrebne energije za pripravo sanitarne vode nam daje solarni sistem in
toplotna črpalka, brez dodatnih stroškov. Preostalih 12% potrebne energije, je
električna energija, ki jo potrebuje toplotna črpalka za delovanje kompresorja.
Slika 42: Solarni sistem z integrirano toplotno črpalko pri jasnem dnevu zagotavlja
vso potrebno energijo. (Vir: PROSIGMA d.o.o. URL=http://www.solarna-
tehnologija.si/)
Slika 43: Solarni sistem. (Vir: PROSIGMA d.o.o. URL=http://www.solarna-
tehnologija.si/)
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 97
Slika 44: Integrirana črpalka prevzame vlogo ogrevanja ob oblačnih dnevih. (Vir:
PROSIGMA d.o.o. URL=http://www.solarna-tehnologija.si/)
Slika 45: Integrirana črpalka (Vir: PROSIGMA d.o.o. URL=http://www.solarna-
tehnologija.si/)
Solarni sistem z integrirano toplotno črpalko ob oblačnem vremenu. Vlogo
ogrevanja v tem primeru prevzame toplotna črpalka.
Better Building
98 www.better-building.eu
9 PASIVNE HIŠE
Slika 46: Pasivna hiša. (vir: portal Varčujem z energijo. URL= http://varcevanje-
energije.si/)
Aleksander Pečarič d.i.s. (http://varcevanje-energije.si/aktualno/nacrtovanje-
pasivnih-his-4.html) meni:
Bolj kot se dražijo fosilna goriva in drugi neobnovljivi viri energije, bolj
intenzivna in mrzlična je postala želja vsakega bodočega lastnika objekta, da bi
se potrošnja objekta približala ali celo dosegla ničlo.
Medtem ko vladne organizacije iščejo rešitve v alternativnih virih energije, je
racionalnemu človeku jasno, da je prvi korak zmanjšanje stroškov na minimum,
komaj ko to dosežemo, bomo razmišljali o energentih.
Moja hiša – perpetuum mobile?!
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 99
Toplotne izgube vsakega objekta se dogajajo na dveh koncih:
• skozi zunanji ovoj zgradbe (zunanje stene, okna, vrata)
• pri prezračevanju
Slika 47: Troslojno okno z okvirji s prekinjenimi toplotnimi mostovi. (vir: portal
Varčujem z energijo. URL= http://varcevanje-energije.si/)
Toplotni dobitki – hladilne potrebe so bolj kompleksne in sestojijo iz:
• toplotnih dobitkov skozi zunanji ovoj zgradbe
• prezračevanja
• notranjih izvorov toplote
• segrevanja zunanjega ovoja zgradbe zaradi sončnega sevanja in prenosa
toplote v notranjost s konvekcijo in sevanjem.
Da bi zmanjšali toplotne izgube na minimum, moramo zmanjšati prehod toplote
skozi zunanji ovoj objekta, kar pomeni izdatno toplotno izolacijo zunanjih sten
in streh (debeline izolacije tudi do 40 – 50 cm), okna in vrata z nizkimi toplotno
prehodnostnimi faktorji (pod 0,8 W/m2K), ki jih omogočajo troslojna okna s
plinskim polnjenjem ter okenski okvirji s premišljeno konstrukcijo, kjer so v
največji možni meri prekinjeni toplotni mostovi. U faktorji tako dobro izoliranih
Better Building
100 www.better-building.eu
sten ne bodo presegali vrednosti 0,11 – 0,13 W/m2K. Okna in vrata morajo biti
popolnoma zrakotesna – brez zelo opevanih »sistemov prezračevanja«, ki niso
nič drugega, kot neuspešna simulacija starih, netesnih oken! Toplotni mostovi –
tipičen je npr. nosilna plošča balkona, ki prekinja izolacijo ovoja in predstavlja
hladilno rebro – morajo biti prekinjeni. V nasprotnem primeru se nam tam
dogajajo precejšnje izgube toplote.
Brez zraka ne moremo in v ekstremnem slučaju bi se v taki zrakotesni hiši,
popolnoma brez zračenja zadušili. Prezračevalna naprava z dovodom in
odvodom zraka je neobhodno potrebna. Na tržišču so naprave z rekuperativnim
vračanjem toplote z učinki preko 90%, ter naprave s kombiniranim vračanjem
toplote (v napravi vgrajen rekuperator in toplotna črpalka). Oba načina imata
prednosti in slabosti. Naprave z rekuperacijo omogočajo vračanje toplote brez
vnosa energije za vračanje - delujejo po principu toplotnega izmenjalnika, kjer
odpadni zrak indirektno preko sten rekuperatorja, predaja toploto svežemu -
dovodnemu zraku. Naprave s kombiniranim vračanjem imajo rekuperator in
toplotno črpalko. Rekuperatorji imajo pri teh napravah nekaj nižje stopnje
vračanja toplote (okrog 70%), vendar v kombinaciji s toplotno črpalko lahko
vrnejo blizu 100% toplote iz odvedenega na sveži dovodni zrak.
Slika 48: Detajl vgradnje okna brez toplotnega mostu na stiku stena - okenski okvir.
(vir: portal Varčujem z energijo. URL= http://varcevanje-energije.si/)
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 101
Seveda je pri tem potrebno upoštevati, da moramo za pogon kompresorja
toplotne črpalke vložiti električno energijo. Ta vložena energija, ki se sprošča na
svež – doveden zrak pri nekaterih pasivnih hišah skupaj z ostalimi notranjimi
izvori toplote predstavlja zadosten izvor toplote za popolno pokrivanje izgub
toplote, tudi pri ekstremno nizkih zunanjih temperaturah.
Pazljiv bralec bo ugotovil, da se večina problemov pri pasivnih hišah pojavi v
poletnem času, saj nam notranji izvori ter vpadla toplota sončnega sevanja,
pregrevajo prostore. A vendar se pasivna hiša poleti kar dobro odreže. Ustrezna
- zunanja zaščita pred sončnim sevanjem (zunanje žaluzije, markize, screeni,
itd.) ali ustrezni fiksni previsi (balkoni, strehe nad zasteklitvijo) prestrežejo velik
del vpadle toplote sevanja. Dobro izolirane stene preprečujejo zajem svežega
zraka skozi zemeljske kolektorje - cevi, skozi katere sesa zrak prezračevalna
naprava, položene v terenu. Bolj učinkovit sistem je reverzibilna toplotna
črpalka, ki je vgrajena v prezračevalni napravi in v letnem režimu deluje kot
hladilni agregat. Na tak način doveden zrak tudi osušimo, kar je bolj pomembno
kot samo znižanje temperature (samo spomnimo se “znosne” vročine v arabskih
deželah, pri temperaturah blizu 50°C, pri relativni vlagi pod 10°C), je pa res, da
takrat za višjo stopnjo ugodja plačamo s porabo električne energije za pogon
kompresorja reverzibilne toplotne črpalke.
Tako opremljena hiša bo ob primerni – kar se da enostavni, po možnosti
kockasti obliki po današnjih merilih pasivna. Zakaj torej tako enostavne oblike
pasivnih hiš – da zgleda kot povečana pasja utica?
Odgovor je v fiziki. Kockasta oblika ima največji koristni volumen ob hkratnih
najmanjših površinah zunanjega ovoja. Tako bomo dosegli najmanjše izgube
(ali dobitke) toplote na enoto koristnega volumna.
Better Building
102 www.better-building.eu
Slika 49: Prezračevalna naprava z rekuperativnim vračanjem toplote (rekuperator
na desni strani). (vir: portal Varčujem z energijo. URL= http://varcevanje-
energije.si/)
V zahodnem svetu so se uveljavile nove smernice za izračun in klasifikacijo ter
certificiranje pasivnih hiš. Dolga leta uveljavljeni normativi za preračune
toplotnih izgub in (starejši DIN 4701, novejša verzija SIST EN 12813) ne
omogočajo upoštevanja vseh potrebnih parametrov kot. npr. izvori toplote,
natančno ovrednotenje toplotnih mostov itd., zato so v Nemčiji razvili komplet
izračunov in postopkov za izračun in certifikacijo pasivnih hiš - PHPP
(Passivhaus Projektierungs Paket), ki obsega izdelavo natančnih toplotnih bilanc
objekta, izračune potrebne toplote na podlagi temperaturnega primanjkljaja
(stopinjski dnevi), klasifikacijo in tabele primernih gradbenih elementov,
natančne izračune notranjih in zunanjih toplotnih dobitkov in veliko drugega.
V eni od prihodnjih številk Svetovalca bomo podrobneje predstavili ta relativno
nov in pri nas v splošnem slabo poznan paket postopkov in izračunov.
V lanski popis stanovanj in drugih prostorov so popisovalci vnesli tudi garaže in
vrtne lope. Če so informacije, ki sem jih dobil točne, bodo ravno garaže in lope
čez čas označene za luksuzne dodatke in temu primerno obdavčene. Kaj pa če
iz vrtne lope naredimo energetsko centralo? Na primer Energy Cabin?
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 103
Pod imenom Energetska kajuta (Energy Cabin) se skriva popolnoma zaključen
in delujoč sistem za ogrevanje zgradb. Deluje na kombinacijo sončne energije in
lesnih pelet ali sekancev. Pripravljen je za takojšen priklop na ogrevalni razvod
radiatorjev ali talnega ogrevanja in lahko popolnoma nadomesti kotel na plin,
olje ali druga goriva. Vgrajeni kolektorji prevzamejo ogrevanje sanitarne vode
skoraj preko vsega leta, kotel na pelete ali sekance s prigrajenim
akumulatorjem toplote pa ogreje hišo in sanitarno vodo.
Zamisel temelji na mobilnosti. Avtorji ideje so hoteli problem z ogrevanjem rešiti
z enim zamahom, brez poseganja v stavbo. Za postavitev potrebujemo majhno
zemljišče na južni strani hiše, kjer je dovolj prostora in ki ni zasenčen z drugimi
stavbami ali drevjem. V trenutku, ko ogrevanje potrebujemo, bo dobavitelj z
avtomobilskim dvigalom postavil Energy Cabin na njeno mesto, priklopil
elektriko ter pretok in povratek povezal z obstoječim razvodom centralnega
ogrevanja stavbe. Sledi še povezava ogrevanja sanitarne vode in zagon.
Začetek in zaključek postavitve je mogoč v enem dnevu. Tako hitre rešitve ni
mogoče izvesti na noben drug način. Kabino lahko kupimo ali jo samo
najamemo, izdelujejo jih v razponu grelnih moči od 10 do celo 1000 kW, z
enakim postrojenjem lahko poleg ogrevanja hišo tudi hladimo. Proizvajalec
ponuja celo kombinirane izdelke, ki proizvajajo toploto in elektriko istočasno,
vse pa je odvisno od razpoložljivega časa, denarja in želja kupca.
Slika 50: Velikost enote je odvisna od toplotnih potreb stavbe in števila stanovalcev.
(vir: portal Varčujem z energijo. URL= http://varcevanje-energije.si/)
Better Building
104 www.better-building.eu
V primerjavi z drugimi energenti imajo pelete vedno prednost, po ekološki in
cenovni plati. Zaradi velikih proizvodnih kapacitet je cena pelet nizka, razlika v
primerjavi z nafto pa se še dalj časa počasi, a vztrajno veča. Najnovejša
primerjava je takšna. Kilovat energije iz pelet stane 3,4 Centa/ kWh, iz
kurilnega olja pa 8,5 Centa/kWh. Če se pripravljamo prehod od kurilnega olja
na pelete, bomo zaradi manjše energetske gostote pelet potrebovali za
skladiščenje več prostora. Volumen 1000 l kurilnega olja bomo nadomestili z
2000 kg pelet, ki jih spravimo v zalogovnik s prostornino 3 kubične metre. Dva
kubična metra razlike v škodo pelet nebi smela biti razlog za odločitev proti.
Zlasti zato, ker jih ne bomo imeli v hiši ampak v energetski kabini.
Izbira velikosti kabine je najprej odvisna od grelnih potreb hiše nato pa še od
števila oseb. Najprimernejša osnova za določanje je lahko dosedanja povprečna
poraba kurilnega olja na grelno sezono.
V kabini se nahaja primerno zmogljiv kotel na palete, sončni kolektorji,
zalogovnik tople vode povezan s kotlom in kolektorji, skladiščni prostor za
palete (ali sekance) in avtomatika, ki vse to vodi. Ravno uglašenost in
uravnotešenost vseh elementov je pomemben razlog ob odločitvi za nakup. Pri
tem je potrebno vedeti, da kotli na pelete ne delujejo popolnoma tiho, zato je
za tiste ki preveč dobro slišijo bolje, da se hišna toplarna nahaja izven stavbe.
Celotna zadeva deluje popolnoma avtomatizirano, potrebno je le občasno
čiščenje pepela in dopolnjevanje zalogovnika pelet. Energy Cabin pa ni zanimiva
samo za lastnike hiš, z večjimi enotami ogrevajo tudi hotele in bolnišnice. In
končno, nikjer na internetni strani ne piše, da je ideja patentirana, zato imajo
hišni mojstri in samograditelji proste roke.
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 105
Better Building
106 www.better-building.eu
10 KAZALO SLIK
Slika 1: ekonomična postavitev slike 14
Slika 2: solarna hiša 14
Slika 3: toplotno izolirana hiša 16
Slika 4: toplotno neizolirana hiša 16
Slika 5: Razdelitev toplotnih izgub in poraba goriva 22
Slika 6: Topli zidovi pri zunanji izolaciji 28
Slika 7: Mrzli zidovi pri uporabi notranje izolacije 28
Slika 8: Kontaktna fasada 38
Slika 9: Fasada z zračno plastjo 39
Slika 10: Fasada brez zračne plasti 39
Slika 11: Pri uporabi betona, lahko toplotno izolacijo vgradimo na obe strani 40
Slika 12: Parna zapora mora biti nameščena na toplo stran izolacije in zaščitena
z oblogo 41
Slika 13: Lahka stena 41
Slika 14: Toplotna izolacija nameščena na hidroizolacijo 42
Slika 15: Stik okenskega podboja in izolacijskega zidu 44
Slika 16: Toplotna izolacija stebra 44
Slika 17: Debelejša toplotna zaščita v kotu 45
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 107
Slika 18: Toplotna izolacija balkona iz vseh strain 46
Slika 19: Izolacija talne armirano betonske plošče 46
Slika 20: Izolacija tal za izogib mrzlih tal 48
Slika 21: Mehanizem prenosa toplotw pri dvoslojni zasteklitvi 58
Slika 22: Primer škatlastega okna 62
Slika 23: Prmer vezanega okna 63
Slika 24: Primer enojnega okna 64
Slika 25: Shematski prikaz dvoslojne zasteklitve 68
Slika 26: Primerjava vpliva navadnega in naprednega zasteklitvenega
distančnika na robno cono 76
Slika 27: Zasteklitveni distančnik iz aluminija s prekinjenim toplotnim mostom
77
Slika 28: Primer stekla s spremenljivimi optičnimi lastnostmi 80
Slika 29: Prerez enojnega lesenega okna z dvojno zasteklitvijo 82
Slika 30: Prerez večkomornega PVC okna 83
Slika 31:Okno iz aluminijastih profilov s prekinjenim toplotnim mostom 84
Slika 32: Kombinacija les - aluminij 85
Slika 33: Termosifonski princip 88
Slika 34: Solarno ogrevanje prostorov 88
Slika 35: Hiša z izkoriščanjem sončevega sevanja 89
Slika 36: Pasivno sončno ogervanje 90
Slika 37: Velika steklena okna 91
Better Building
108 www.better-building.eu
Slika 38: Zimski vrt 91
Slika 39: Princip fotovoltaike 93
Slika 40: Princip delovanja solarne termije 94
Slika 41: Solarna termija 95
Slika 42: Solarni sistem z integrirano toplotno črpalko pri jasnem dnevu
zagotavlja vso potrebno energijo 96
Slika 43: Solarni sistem 96
Slika 44: Integrirana črpalka prevzame vlogo ogrevanja ob oblačnih dnevih 97
Slika 45: Integrirana črpalka 97
Slika 46: Pasivna hiša 98
Slika 47: Troslojno okno z okvirji s prekinjenimi toplotnimi mostovi 99
Slika 48: Detajl vgradnje okna brez toplotnega mostu na stiku stena - okenski
okvir 100
Slika 49: Prezračevalna naprava z rekuperativnim vračanjem toplote
(rekuperator na desni strani) 102
Slika 50: Velikost enote je odvisna of toplotnih potreb stvabe in števila
stanovalcev 103
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 109
11 KAZALO TABEL
Tabela 1: Plan izvedbe 12
Tabela 2: Dovoljene vrednosti toplotne prehodnosti gradbenih konstrukcij 18
Tabela 3: neizolirana konstrukcija 21
Tabela 4: izolirana hiša 21
Tabela 5: Najpogosteje uporabljeni materiali in debeline zidu ter pripadajoče
toplotne prehodnosti za izolirane in neizolirane stene 29
Tabela 6: Pripadajoče U-vrednosti za različne debeline zidu 31
Tabela 7: Informacijski difuzijski izračun po SIST ISO pri zunanji temperaturi -
10°C 33
Tabela 8: Največje dovoljene toplotne prehodnosti gradbenih konstrrukcij po
veljavni regulativi o toplotni zaščiti stavb 48
Tabela 9: Povprečne vrednosti toplotne prehodnosti oken glede na material in
tip okvira ter tip zasteklitve 61
Tabela 10: Povprečne vrednosti skupne energijske prepustnosti zasteklitve (g)
66
Tabela 11: Fizikalne lastnosti najpogosteje uporabljenih plinov pri večslojni
zasteklitvi (vrednosti veljajo pri tlaku 1 bar in temperaturi 0°C) 72
Tabela 12: Površina zasteklitve, ki je pod vplivom obodnega dela (v ovdisnosti
od dimenzij zasteklitve) 75
Tabela 13: Primerjava toplotnih prevodnosti nekaterih materialov 76
Better Building
110 www.better-building.eu
12 VIRI
http://www.ecoes-a.ro
http://www.arhem.si/pdfs/toplotne%20izgube%20skozi%20ovoj%20stavbe%2
0-%20ARHEM%20doo.pdf
http://www.arhem.si/pdfs/toplotne%20izgube%20skozi%20ovoj%20stavbe%2
0-%20ARHEM%20doo.pdf
http://www.arhem.si/?p=1013
http://164.8.13.140/projekti/energetika%2005/objekti_za_pretvarjanje_merjenj
e_in_obnovljivi_viri_energije.html
http://164.8.13.140/projekti/energetika%2005/varcno_koriscenje_energije.html
http://www.energetika.net/portal/index.html?ctrl:id=page.default.counsel&ctrl:t
ype=render&ec%3Adet=27555&en%3Aref=rel
http://www.solarna-tehnologija.si/fotovoltaika
http://www.solarna-tehnologija.si/soncna-energija
http://www.pasivnagradnja.si/pasivna_nizkoenergijska_gradnja_isorast.shtml
http://varcevanje-energije.si/aktualno/nacrtovanje-pasivnih-his-4.html
http://www.aure.gov.si/eknjiznica/V8-zasteklitev.pdf
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO
www.better-building.eu 111
Better Building
112 www.better-building.eu
LLP-LDV/TOI/07/IT/307
This project has been funded with support from the European Commission. This
communication reflects the views only of the authors, and the Commission cannot be
held responsible for any use that may be made of the information contained therein.
Copyright 2009