Przewiń do artykułu
Poradnik okienny

Artykuły są sortowane alfabetycznie według porządku A-Z. Jeżeli nie możesz odszukać interesującej Cię treści w spisie treści skorzystaj z wyszukiwarki treści.

Zamknij spis treści

Szyby zespolone - ciepła ramka

Elementem konstrukcyjnym każdej szyby zespolonej jest ramka dystansowa, która oddziela od siebie pojedyncze tafle szyb, ale również łączy je w strefie brzegowej. Od wielu lat podstawowym materiałem wykorzystywanym do produkcji ramek dystansowych jest aluminium. Pojawiająca się w budownictwie potrzeba wdrażania technologii energooszczędnych zmusiła konstruktorów okien do poszukiwania rozwiązań, które będą przyczyniać się do ograniczania strat energii przenikającej przez przegrody przeszklone. Szybko okazało się, że jednym z najsłabszych ogniw w tym zakresie zaczyna być miejsce styku szyby zespolonej z kształtownikiem skrzydła i strefa brzegowa szyby zespolonej. Powodem powstawania mostka cieplnego w tym obszarze i zwiększonego przepływu energii od ciepłej szyby wewnętrznej w kierunku zimnej szyby zewnętrznej była wysoka przewodność cieplna aluminium stosowanego do produkcji ramek dystansowych. Konieczne stało się opracowanie technologii produkcji szyb zespolonych z ramkami dystansowymi wykonanymi z materiałów o niższej wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ niż aluminium. Aktualnie aluminium wykorzystywane do produkcji ramek dystansowych jest coraz częściej zastępowane stalą, stalą szlachetną lub tworzywami sztucznymi.

Wartości obliczeniowe współczynnika przewodzenia ciepła λ dla niektórych materiałów wykorzystywanych do produkcji ramek dystansowych na podstawie normy PN-EN 12524:2003 przedstawia poniższa tabela

MateriałWartość obliczeniowa
współczynnika przewodzenia ciepła λ
W/(m2 * K)
Aluminium 160
Stal 50
Stal szlachetna (nierdzewna) 17
Tworzywa sztuczne (poliwęglany) 0,20

Zastosowanie w produkcji szyb zespolonych ramek dystansowych wykonanych z materiałów innych niż aluminium pozwoliło na ograniczenie strat ciepła powodowanego przez mostek cieplny Ψ na styku szyby z kształtownikiem okna. Wraz z wprowadzeniem nowych typów ramek dystansowych pojawiło się na rynku pojęcie „ciepła ramka”. Czy o każdej nie-aluminiowej ramce dystansowej można powiedzieć, że jest „ciepłą ramką”? Niestety nie można.

Ciepła ramka
Ciepła ramka

O ile znana jest wartość obliczeniowa współczynnika przewodzenia ciepła λ materiałów z jakich wykonane są ramki o tyle ze względu na mniej lub bardziej skomplikowany kształt ramek dystansowych oraz technologie ich produkcji, w których łączone są różne materiały, zdecydowanie trudniej jest określić parametry cieplne dla samej ramki. Pierwszą próbę ustalenia wymagań minimalnych dla „ciepłych ramek” dystansowych podjęto w projekcie załącznika niemieckiej normy DIN V 4108-4:2002-02 „Krawędź szyby zespolonej o ulepszonych własnościach cieplnych”.

W polskim systemie norm zagadnienie, to podjęte zostało w załączniku E do normy PN-EN ISO 10077-1:2007 „Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji -- Obliczanie współczynnika przenikania ciepła -- Część 1: Postanowienia ogólne”, w którym stwierdza się, że ramka o ulepszonych właściwościach cieplnych jest definiowana przez poniższe kryterium:

Σ (d * λ) ≤ 0,007 W/K

gdzie:

d - grubość ściany ramki wyrażona w metrach
λ – przewodność cieplna materiału ramki w W/(m * K)

Przykładowe sprawdzające obliczenie dla ramki dystansowej pustej lub litej powinno odbywać się według następujących zasad:

Ramka pusta
Ramka pusta
Ramka lita
Ramka lita

Ciepła ramka - ekonomia i użyteczność

Zadaniem „okna energooszczędnego” jest przede wszystkim ograniczenie strat energii cieplnej odbywającej się przez to okno. Należy przyjąć, że im niższy określony metodą badawczą lub obliczeniową współczynnik przenikania ciepła okna Uw , tym mniejsze straty ciepła przez to okno. „Ciepła ramka”, a właściwie wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψ jest jednym z bardzo istotnych argumentów niezbędnych do prawidłowego, zgodnego z normą PN-EN ISO 10077-1:2007 obliczenia współczynnika przenikania ciepła Uw całego okna. Poniżej podajemy wzór na obliczanie współczynnika przenikania ciepła okna znajdujący się w przywołanej normie.

Wzór obliczanie wartości Uw ramki dystansowej

gdzie:

Uw - wartość współczynnika przenikania ciepła przez okno [W/(m2 * K)]
Af - pole powierzchni ramy okiennej    [m2]
Uf - współczynnik przenikania ciepła przez ramę okienną [W/(m2 * K)]
Ag - pole powierzchni szyby zespolonej [m2]
Ug - współczynnik przenikania ciepła szyby zespolonej [W/(m2 * K)]
Lg - obwód krawędzi szyby zespolonej (także długość szprosów międzyszybowych) [mb]
Ψ - liniowy współczynnik przenikania ciepła przez krawędź [W/(m2 * K)]

W tabeli pokazujemy w jaki sposób zmiana wartości liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψ wynikająca z zastosowania różnego typu ramek dystansowych wpływa na końcową wartość współczynnika przenikania ciepła Uw okna o określonej konstrukcji i powierzchni przy stałej wartości pozostałych argumentów.

szkic okno 1200mm x 1500mm
AAfUfAgUgLgRodzaj ramkiΨUw
1,800 0,458 1,100 1,342 0,700 4,672 aluminiowa 0,075 0,997
1,800 0,458 1,100 1,342 0,700 4,672 Chromatech
stal nierdzewna
0,048 0,926
1,800 0,458 1,100 1,342 0,700 4,672 TPS 0,037 0,898
1,800 0,458 1,100 1,342 0,700 4,672 Swisspacer V 0,032 0,885

W zależności od rodzaju „ciepłej ramki” dystansowej użytej do wykonania szyby zespolonej przykładowego okna i wartości liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψ, współczynnik przenikania ciepła Uw ulega obniżeniu od 7,7% do 11% w stosunku do tego samego okna wyposażonego w taką samą szybę zespoloną tylko ze standardową ramką aluminiową.

Jakie jeszcze użyteczne zalety oprócz obniżenia współczynnika przenikania ciepła okna przynosi stosowanie „ciepłych ramek”? Pozwalają one także na podniesienie temperatury okna od strony pomieszczenia na styku ramy i szyby zespolonej. W efekcie, w określonych warunkach następuje ograniczenie zjawiska kondensacji pary wodnej w tym obszarze. Wyższa temperatura na krawędzi szyby wewnętrznej w pakiecie szyby zespolonej, pozwala nawet na kilkuprocentowy wzrost względnej wilgotności powietrza w pomieszczeniu. Przy tej samej podwyższonej wilgotności powietrza, w podobnych warunkach temperaturowych, przy zastosowaniu tradycyjnej ramki aluminiowej woda z pewnością wykraplałaby się na powierzchni szyby.

Poniżej przedstawiamy tabelę obrazującą zakres opisanego zjawiska dla okien PVC, opartą o wyniki badań firmy PressGlas w warunkach gdy temperatura zewnętrzna wynosi 0 ºC, a temperatura wewnętrzna w pomieszczeniu wynosi 20 ºC.

Temperatura
zewnętrzna
w ºC
Temperatura
wewnętrzna w
pomieszczeniu
w ºC
Rodzaj
okna
Materiał
ramki
dystansowej
Temperatura na
krawędzi
szyby wewnętrznej
w pakiecie
szyby zespolonej
w ºC
Wilgotność
punktu rosy
na krawędzi
szyby
wewnętrznej
w %
0 20 PVC Aluminium 11,1 56,2
0 20 PVC Stal
szlachetna
12,5 62,3
0 20 PVC Tworzywo
sztuczne
13,2 64,3

Podsumowując, zastosowanie „ciepłej ramki” do budowy szyby zespolonej może wywierać znaczący wpływ na dwa istotne parametry każdego okna. Na przenikalność cieplną odpowiedzialną za ograniczanie strat energii przez to okno oraz na temperaturę punktu rosy na styku szyby z kształtownikami okna, co z kolei ma znaczenie dla komfortu użytkowania zarówno okna, jaki pomieszczeń, w których ono się znajduje.

OKNOTEST.PL

Więcej produktów
Przejdź do kategorii „Artykuły i wiadomości branżowe” Przejdź do kategorii „Okna energooszczędne”