Produse populare

De Bruce Lang
Clima Canadei este una dintre cele mai diverse de pe planetă. Aceasta variază în funcție de geografie, de la ierni lungi și reci și zile fără soare în nordul îndepărtat, la patru anotimpuri distincte de-a lungul graniței cu SUA și ierni de obicei blânde în Lower Mainland din British Columbia. Temperaturile pot urca până la peste 40 C (104 F) în timpul verii și pot scădea sub -50 C (-58 F) în timpul iernii. Acest climat divers și extrem poate avea ramificații semnificative pentru proiectarea clădirilor comerciale, în special atunci când vine vorba de eficiența energetică și de bunăstarea și productivitatea ocupanților.

Învelișul clădirii – acoperiș, pereți și ferestre – este interfața dintre clădire și mediul înconjurător și prima linie de apărare a unei structuri împotriva elementelor. Proiectarea anvelopei și alegerea produselor au un impact semnificativ asupra eficienței energetice și a bunăstării ocupanților. Pereții „solizi” bine izolați sunt, de obicei, prioritari pentru un proiectant atunci când proiectează pentru climatele reci, dar aceștia nu oferă atractivitatea estetică și avantajele iluminării naturale a zilei oferite de sticlă. Ce s-ar întâmpla dacă sticla ar putea oferi o izolare și o eficiență energetică similare cu cele cerute de la pereți?

Cercetare despre sticla de înaltă performanță
Secretul cel mai bine păstrat despre îmbunătățirea eficienței energetice a clădirilor comerciale este sticla de înaltă performanță pentru ferestre. De fapt, utilizarea sticlei ca procent din anvelopa clădirii este în creștere, pe măsură ce arhitecții caută să valorifice atractivitatea sa estetică și beneficiile iluminării naturale. O mare parte din această creștere a fost permisă de progresele înregistrate în tehnologia de acoperire cu emisivitate redusă (low-e) în ultimele două decenii.

Cu toate acestea, în comparație cu pereții și plafoanele izolate, ferestrele tipice sunt un mare pierzător de energie. Izolația se măsoară în termeni de rezistență la fluxul de căldură sau valoarea R – cu cât este mai mare valoarea R, cu atât este mai bună performanța de izolare. Pereții cu o performanță de izolare de R-30 (adică RSI-5,3) sunt considerați normali pentru majoritatea clădirilor canadiene de astăzi, în timp ce performanța de izolare a ferestrelor atinge de obicei doar R-4 (adică RSI-0,7). De ce să vă mulțumiți cu ferestre R-4 în case și clădiri cu pereți izolați cu R-30? Acest dublu standard de conservare a energiei există pentru că este mai ușor să fii un perete decât o fereastră. Pereții trebuie doar să izoleze bine, în timp ce ferestrele trebuie să facă mult mai mult.

Ferestrele (în special sticla ferestrelor) trebuie:

• să fie transparente și incolore;
• transmite lumina naturală a zilei;
• reflectă energia solară nedorită;
• reduce radiația ultravioletă (UV) care provoacă decolorarea materialelor și a mobilierului;
• reduce transmiterea sunetului; și
• izolează împotriva pierderilor de căldură – în special în timpul lunilor reci, de iarnă.

În plus, multe ferestre trebuie, de asemenea, să se deschidă pentru a asigura ventilația și ieșirea în caz de urgență. Având în vedere că ferestrele reprezintă până la 30 % din pierderile de căldură ale clădirilor și locuințelor convenționale, acestea reprezintă un fruct ușor de atins care poate avea un impact dramatic – și imediat – asupra eficienței energetice.

O soluție radicală ar putea fi de a astupa multe dintre ferestrele existente. Acest lucru ar putea economisi ceva energie, dar împiedică transmiterea luminii naturale în interiorul unei clădiri. Beneficiile din ce în ce mai recunoscute ale introducerii luminii naturale includ:

• utilizarea redusă a iluminatului artificial;
• creșterea sănătății și a bunăstării ocupanților clădirii;
• îmbunătățirea încălzirii solare pasive prin intermediul geamurilor orientate spre sud în timpul iernii; și
• îmbunătățirea valorii de revânzare a proprietății.

Există în mod clar un stimulent pentru a face ferestrele mai performante. Simpla reducere a dimensiunii și a numărului acestora nu este fezabilă, mai ales în climatele canadiene reci, unde „febra cabinei” poate fi o realitate.

Opțiuni de sticlă de înaltă performanță
Din moment ce sticla este inima unei ferestre, specificatorii ar trebui să cunoască opțiunile de înaltă performanță. Sticla cu un singur geam poate ține la distanță de intemperii, dar face puțin pentru a izola împotriva pierderilor de căldură sau pentru a reflecta căldura soarelui – performanța sa este de aproximativ R-1 (adică RSI-0,18). Spațiul de aer din interiorul geamului termoizolant cu două geamuri (adică două geamuri de sticlă cu un strat low-e separate de un spațiu de aer sigilat), în special atunci când este umplut cu un gaz inert, cum ar fi argonul, îmbunătățește izolarea, iar stratul de acoperire reflectă căldura soarelui – performanță maximă de până la aproximativ R-4.

Din păcate, din moment ce tehnologia de acoperire a ajuns acum la limite practice, cu o emisivitate de până la 0,003, oamenii nu se mai pot baza pe acoperiri low-e mai bune pentru a îmbunătăți performanța sticlei, așa cum s-a întâmplat în ultimele două decenii. Pentru a sparge bariera performanței sticlei, trebuie să se facă acum o trecere de la acoperiri la „cavități”, care sunt spații de aer care împiedică căldura în interiorul unei unități de sticlă izolatoare (IG). Spre deosebire de sticla cu două geamuri (care se limitează la o singură cavitate), sticla cu mai multe cavități utilizează mai multe spații de aer izolante pentru a atinge un nou nivel de eficiență energetică.

Veața izolantă cu trei panouri
Veața izolantă cu trei panouri este formată din trei panouri de sticlă și două acoperiri low-e separate de două spații de aer. Îmbunătățește performanța de izolare până la R-10 (adică RSI-1,8) – cu umplere cu gaz krypton. Vestea proastă este că geamul triplu este cu 50% mai greu decât geamul dublu, necesitând o ramă de fereastră mai puternică și adăugând o sarcină structurală semnificativă la clădire. De asemenea, este mai dificil de manevrat și de instalat.

Veghea izolatoare cu peliculă suspendată
Veghea izolatoare cu peliculă suspendată constă într-o peliculă acoperită suspendată între două panouri de sticlă. Aceasta îmbunătățește performanța de izolare până la R-20 (adică RSI-3,5) – cu gaz krypton și trei pelicule suspendate – la aceeași greutate ca și sticla cu două geamuri. Până la trei pelicule acoperite pot fi suspendate în interiorul unității pentru a crea până la patru cavități izolatoare. Adăugarea unui gaz cu impediment termic în cavitățile interne poate atinge performanțe de izolare în centrul sticlei de până la R-10 (cu argon) și R-20 (cu kripton), așa cum este ilustrat în figura 1.

Veața termoizolantă de înaltă performanță
Veața termoizolantă cu pelicule suspendate utilizează mai multe pelicule pentru a obține performanțe de izolare de cel puțin R-8 (adică RSI-1,4) și un aport moderat de căldură solară. Ferestrele echipate cu geam termoizolant cu peliculă suspendată pot fi, de fapt, mai eficiente din punct de vedere energetic decât pereții izolați atunci când, pe lângă proprietățile de izolare ale sticlei, se ia în considerare și câștigul solar pasiv al luminii de zi. Spre deosebire de pereți, geamul izolant cu folie suspendată poate obține un câștig net de energie prin admiterea unei cantități mai mari de căldură de la soare decât cea pierdută prin conducție. În acest punct, un sistem de sticlă este capabil să depășească performanța peretelui înconjurător.

De exemplu, după cum s-a menționat mai sus, sticla izolatoare cu film suspendat poate atinge o performanță de până la R-20. În acest punct, sticla oprește 95 la sută din pierderile potențiale de căldură (factor U 0,05). Acest lucru înseamnă că există o diferență de mai puțin de două procente în ceea ce privește pierderile de căldură între sticla R-20 și un perete înconjurător R-30. Dacă se ia în considerare și câștigul solar într-un ciclu de 24 de ore, 365 de zile, câștigul pasiv al sistemului de geamuri poate compensa în cele din urmă pierderea de căldură. Acest lucru înseamnă că, în ciuda faptului că are o valoare R mai mică, o unitate de sticlă R-20 poate fi de fapt mai performantă decât un perete R-30.

Beneficii suplimentare ale sticlei termoizolante cu peliculă suspendată
Vatra termoizolantă cu peliculă suspendată, cu mai multe cavități, valorifică avantajele tehnologiei bazate pe peliculă și sticlă pentru a crea o unitate IG ușoară. Sticla cu strat low-e este utilizată pentru a minimiza câștigul de căldură solară, în timp ce pelicula cu strat suspendat este utilizată pentru a maximiza performanța de izolare, pentru a bloca radiațiile UV, pentru a reduce zgomotul și pentru a crește confortul ocupanților mai eficient decât sticla cu strat singur.

Cu toate acestea, pot fi obținute beneficii suplimentare atunci când performanța mai mare a sticlei izolante cu strat suspendat este considerată ca parte a unei abordări holistice pentru a optimiza performanța și costul general al clădirii. De exemplu, o clădire proiectată cu sticlă cu performanțe scăzute va necesita probabil sisteme suplimentare, cum ar fi încălzirea perimetrală și un sistem HVAC mai mare. Cu toate acestea, o proiectare „etanșă” a anvelopei clădirii poate elimina încălzirea perimetrală și poate reduce dimensiunea sistemului HVAC. Acest lucru nu numai că reduce prețul inițial al clădirii, dar scade și costurile anuale de funcționare.

Vetru care izolează ca un perete
Într-o eră a pereților R-30, sticla a fost „veriga slabă” a eficienței energetice în anvelopa clădirii. Cu toate acestea, acesta nu mai este cazul. Este important ca responsabilii cu specificațiile să știe că limitarea performanței sticlei cu două geamuri sau limitarea greutății sticlei cu trei geamuri nu mai trebuie să fie acceptate.

Soluțiile superioare cu mai multe cavități care încorporează pelicula cu strat suspendat au schimbat regulile și pot obține o performanță a sticlei de până la R-20 fără greutate structurală suplimentară. Specificatorii au o mare oportunitate de a utiliza aceste soluții cu mai multe cavități nu numai pentru a crește dramatic economiile de energie, ci și pentru a reduce costurile totale prin valorificarea performanțelor superioare ale acestei sticle pentru a elimina sau a redimensiona alte sisteme de construcție. Cu alte cuvinte, profesioniștii din domeniul proiectării nu mai trebuie să se gândească la pereți pentru izolare – ei se pot gândi la ferestre.

Bruce Lang este vicepreședintele departamentului de marketing și dezvoltare a afacerilor pentru Southwall Technologies, un furnizor de filme și produse din sticlă de înaltă performanță. El este, de asemenea, președintele Southwall Insulating Glass, o companie care produce geamuri termoizolante cu filme suspendate, eficiente din punct de vedere energetic. Lang este licențiat în inginerie electrică la Universitatea Stanford și are o diplomă de master în administrarea afacerilor la Universitatea Santa Clara din California. El poate fi contactat prin e-mail la [email protected].