Populaire producten

By Bruce Lang
Het klimaat van Canada is een van de meest diverse ter wereld. Het varieert op basis van de geografie, van lange, koude winters en zonloze dagen in het hoge noorden tot vier afzonderlijke seizoenen langs de grens met de VS en doorgaans milde winters in het lager gelegen deel van B.C.. De temperaturen kunnen oplopen tot meer dan 40 C (104 F) in de zomer en dalen tot onder -50 C (-58 F) in de winter. Dit gevarieerde en extreme klimaat kan belangrijke gevolgen hebben voor het ontwerp van commerciële gebouwen, vooral als het gaat om energie-efficiëntie en het welzijn en de productiviteit van de gebruikers.

De gebouwschil – dak, muren en ramen – is de interface tussen het gebouw en zijn omgeving, en de eerste verdedigingslinie van een constructie tegen de elementen. Het ontwerp van de schil en de keuze van de producten hebben een grote invloed op de energie-efficiëntie en het welzijn van de bewoners. Goed geïsoleerde ‘massieve’ muren zijn meestal de prioriteit voor een bestekschrijver bij het ontwerpen voor koude klimaten, maar ze bieden niet de esthetische aantrekkingskracht en de voordelen van natuurlijk daglicht van glas. Wat als glas dezelfde isolatie en energie-efficiëntie zou bieden als muren?

Het geheim van hoogrendementsglas
Het best bewaarde geheim voor het verbeteren van de energie-efficiëntie van commerciële gebouwen is hoogrendementsruiten. Het gebruik van glas als percentage van de gebouwschil neemt toe naarmate architecten meer gebruik maken van de esthetische aantrekkingskracht en de voordelen van daglichttoetreding. Een groot deel van deze toename is mogelijk gemaakt door de vooruitgang in low-e coatingtechnologie in de afgelopen twee decennia.

Vergeleken met geïsoleerde muren en plafonds, zijn ramen echter een serieuze energieverliezer. Isolatie wordt gemeten in termen van weerstand tegen warmtestroom of R-waarde – hoe hoger de R-waarde, hoe beter de isolerende prestatie. Muren met een isolerend vermogen van R-30 (d.w.z. RSI-5.3) worden tegenwoordig als normaal beschouwd voor de meeste Canadese gebouwen, terwijl het isolerend vermogen van ramen meestal niet hoger is dan R-4 (d.w.z. RSI-0.7). Waarom genoegen nemen met R-4 ramen in huizen en gebouwen met R-30 geïsoleerde muren? Deze dubbele standaard voor energiebesparing bestaat omdat het gemakkelijker is om een muur te zijn dan een raam. Muren hoeven alleen maar goed te isoleren, terwijl ramen veel meer moeten doen.

Ramen (specifiek vensterglas) moeten:

• doorzichtig en kleurloos zijn;
• natuurlijk daglicht doorlaten;
• ongewenste zonne-energie weerkaatsen;
• de ultraviolette (UV) straling verminderen die materiaal- en meubelverbleking veroorzaakt;
• geluidsoverdracht verminderen;en
• isoleren tegen warmteverlies-vooral tijdens de koude, wintermaanden.

Voorts moeten veel ramen ook openstaan om in geval van nood te kunnen ventileren en naar buiten te kunnen. Aangezien ramen tot 30% van het warmteverlies van conventionele gebouwen en woningen voor hun rekening nemen, vormen ze laaghangend fruit dat een dramatisch – en onmiddellijk – effect op de energie-efficiëntie kan hebben.

Een radicale oplossing zou kunnen zijn om veel van de bestaande ramen dicht te timmeren. Dit zou energie kunnen besparen, maar het belemmert de transmissie van natuurlijk licht in een gebouw. De voordelen van daglichttoetreding worden steeds duidelijker:

• vermindering van het gebruik van kunstlicht;
• verbetering van de gezondheid en het welzijn van de gebruikers;
• verbetering van passieve zonneverwarming door glas op het zuiden in de winter; en
• verbetering van de verkoopwaarde van onroerend goed.

Er is duidelijk een stimulans om ramen beter te laten presteren. Het is niet haalbaar om eenvoudigweg het aantal en de grootte van de ramen te verminderen, vooral niet in het koude Canadese klimaat, waar ‘hutkoorts’ een realiteit kan zijn.

Glasopties met een hoge prestatie
Omdat glas het hart van een raam is, moeten bestekschrijvers op de hoogte zijn van opties met een hoge prestatie. Enkel glas houdt weliswaar het weer buiten, maar het isoleert nauwelijks tegen warmteverlies of reflecteert de zonnewarmte – de prestaties zijn ongeveer R-1 (d.w.z. RSI-0,18). De luchtruimte in isolatieglas met dubbele beglazing (d.w.z. twee glasplaten met een low-e coating gescheiden door een gesloten luchtruimte), vooral wanneer gevuld met een inert gas zoals argon, verbetert de isolatie, en de coating reflecteert de zonnewarmte – maximale prestaties tot ongeveer R-4.

Gezien het feit dat de coatingtechnologie nu praktische grenzen heeft bereikt met een emissiviteit van slechts 0,003, kan men helaas niet langer vertrouwen op betere low-e coatings om de glasprestaties te verbeteren, zoals in de afgelopen twee decennia het geval was. Om de prestatiebarrière van glas te doorbreken, moet men nu overschakelen van coatings op “spouwen”, dat zijn warmte-isolerende luchtruimten binnenin een isolerende beglazing (IG). In tegenstelling tot dual-pane glas (dat beperkt is tot één spouw), maakt multi-cavity glas gebruik van meerdere isolerende luchtruimten om een nieuw niveau van energie-efficiëntie te bereiken.

Triple-pane isolerend glas
Triple-pane isolerend glas bestaat uit drie glasbladen en twee low-e coatings gescheiden door twee luchtruimten. Het verbetert de isolerende prestaties tot R-10 (d.w.z. RSI-1.8)-met kryptongasvulling. Het slechte nieuws is dat driedubbel glas 50% zwaarder is dan dubbel glas, waardoor sterkere raamconstructies nodig zijn en de constructie van het gebouw aanzienlijk zwaarder wordt belast. Het is ook moeilijker te hanteren en te installeren.

Suspended-film isolerend glas
Suspended-film isolerend glas bestaat uit een gecoate folie die tussen twee glasbladen wordt opgehangen. Het verbetert de isolerende prestaties tot R-20 (d.w.z. RSI-3.5) – met kryptongas en drie opgehangen folies – bij hetzelfde gewicht als dubbel glas. Tot drie gecoate folies kunnen in de unit worden opgehangen om tot vier isolerende holtes te creëren. Door toevoeging van een warmte-isolerend gas aan de interne holten kan een isolerend vermogen in het midden van het glas worden bereikt van maximaal R-10 (met argon) en R-20 (met krypton), zoals geïllustreerd in figuur 1.

Hoog isolerend glas presteert beter dan
Suspended-film isolatieglas maakt gebruik van meerdere folies om ten minste R-8 (d.w.z. RSI-1.4) isolerend vermogen te bereiken en de zonnewarmtewinst te matigen. Ramen die zijn voorzien van isolatieglas met opgehangen folie kunnen in feite energie-efficiënter zijn dan geïsoleerde muren, wanneer naast de isolerende eigenschappen van het glas ook rekening wordt gehouden met de passieve zonnewinst van het daglicht. In tegenstelling tot muren kan met isolerend cellulair glas een netto energiewinst worden behaald door meer zonnewarmte binnen te laten dan er door geleiding verloren gaat. Op dit punt kan een glassysteem beter presteren dan de omringende wand.

Zo kan bijvoorbeeld, zoals hierboven vermeld, hangfolie-isolerend glas een prestatie bereiken van maximaal R-20. Op dit punt houdt het glas 95 procent van het potentiële warmteverlies tegen (U-factor 0,05). Dit betekent dat er minder dan twee procent verschil in warmteverlies is tussen R-20 glas en een omringende R-30 muur. Als men bedenkt dat er ook zonnewinst is in een 24-uurs, 365-daagse cyclus, kan de passieve winst van het beglazingssysteem uiteindelijk het warmteverlies compenseren. Dit betekent dat een R-20 beglazing, ondanks haar lagere R-waarde, beter kan presteren dan een R-30 muur.

Extra voordelen van isolatieglas met opgehangen folie
Gehangen isolatieglas met meerdere spouwen maakt gebruik van de voordelen van folie- en glasgebaseerde technologie om een lichtgewicht IG-eenheid te creëren. Glas met een laag e-coating wordt gebruikt om de zonnewarmtewinsten te minimaliseren, terwijl opgehangen gecoate folie wordt gebruikt om de isolerende prestaties te maximaliseren, UV-straling te blokkeren, lawaai te verminderen en het comfort van de bewoners effectiever te verhogen dan alleen gecoat glas.

Echter, extra voordelen kunnen worden gerealiseerd wanneer de hogere prestaties van opgehangen-folie-isolerend glas worden beschouwd als onderdeel van een holistische benadering om de totale gebouwprestaties en kosten te optimaliseren. Bijvoorbeeld, een gebouw ontworpen met laagrendementsglas zal waarschijnlijk extra systemen vereisen, zoals perimeterverwarming en een groter HVAC-systeem. Een ‘strakke’ gebouwschil kan echter de perimeterverwarming elimineren en het HVAC-systeem verkleinen. Dit verlaagt niet alleen de initiële prijs van het gebouw, maar ook de jaarlijkse exploitatiekosten.

Glas dat isoleert als een muur
In een tijdperk van R-30 muren is glas de energie-efficiënte ‘zwakke schakel’ in de gebouwschil geweest. Dit is echter niet langer het geval. Het is belangrijk dat bestekschrijvers weten dat de prestatiebeperking van dubbel glas, of de gewichtsbeperking van driedubbel glas, niet langer hoeft te worden geaccepteerd.

Superieure multi-cavity oplossingen die zwevende gecoate folie bevatten, hebben de regels veranderd en kunnen tot R-20 glasprestaties bereiken zonder extra structureel gewicht. Specifiers hebben een geweldige kans om deze multi-cavity oplossingen te gebruiken om niet alleen de energiebesparing drastisch te verhogen, maar ook de totale kosten te verlagen door de hogere prestaties van dit glas te benutten om andere bouwsystemen te elimineren of te verkleinen. Met andere woorden, ontwerpers hoeven niet langer te denken aan muren voor isolatie – ze kunnen denken aan ramen.

Bruce Lang is de vice-president van marketing en bedrijfsontwikkeling voor Southwall Technologies, een leverancier van high-performance films en glasproducten. Hij is ook de president van Southwall Insulating Glass, een bedrijf dat energie-efficiënt, zwevende-film isolerend glas produceert. Lang behaalde een bachelor in elektrotechniek aan de Stanford University en een master in bedrijfskunde aan de Santa Clara University in Californië. Hij is per e-mail te bereiken op [email protected].