BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

112
UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO www.better-building.eu 1 UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO - SLOVENIJA www.better-building.eu

Transcript of BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

Page 1: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO

www.better-building.eu 1

UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO - SLOVENIJA

www.better-building.eu

Page 2: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

Better Building

2 www.better-building.eu

Page 3: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 4: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

Better Building

4 www.better-building.eu

Page 5: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 6: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 7: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO

www.better-building.eu 7

Page 8: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 9: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 10: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 11: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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)

Page 12: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 13: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 14: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 15: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 16: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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)

Page 17: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 18: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 19: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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 % .

Page 20: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 21: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 22: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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).

Page 23: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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)

Page 24: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 25: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 26: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 27: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 28: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 29: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 30: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 31: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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:

Page 32: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 33: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 34: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 35: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 36: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 37: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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).

Page 38: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 39: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 40: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 41: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 42: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 43: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 44: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 45: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 46: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 47: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 48: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 49: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 50: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 51: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 52: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 53: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 54: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 55: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 56: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 57: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 58: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 59: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 60: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 61: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 62: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 63: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 64: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 65: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 66: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 67: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 68: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 69: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 70: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 71: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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%.

Page 72: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 73: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 74: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 75: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 76: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 77: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 78: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 79: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 80: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 81: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 82: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 83: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 84: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 85: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 86: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 87: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 88: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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)

Page 89: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 90: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 91: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 92: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 93: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 94: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 95: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 96: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 97: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 98: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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?!

Page 99: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 100: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 101: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 102: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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?

Page 103: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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/)

Page 104: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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.

Page 105: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO

www.better-building.eu 105

Page 106: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 107: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 108: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 109: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 110: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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

Page 111: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

UČNI NAČRT IN UČNO GRADIVO

www.better-building.eu 111

Page 112: BETTER BUILDING_energetika hiše in materiali

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