Populära produkter

By Bruce Lang
Kanadas klimat är ett av de mest varierande på planeten. Det varierar beroende på geografi, från långa, kalla vintrar och solfattiga dagar i den nordligaste delen av landet till fyra olika årstider längs den amerikanska gränsen och typiskt milda vintrar i Lower Mainland i British Columbia. Temperaturen kan stiga till mer än 40 C (104 F) på sommaren och sjunka under -50 C (-58 F) på vintern. Detta varierande och extrema klimat kan ha betydande konsekvenser för utformningen av kommersiella byggnader, särskilt när det gäller energieffektivitet och användarnas välbefinnande och produktivitet.

Byggnadsskalet – tak, väggar och fönster – är gränssnittet mellan byggnaden och dess omgivning och en byggnads första försvarslinje mot väder och vind. Höljets utformning och produktval har en betydande inverkan på energieffektiviteten och de boendes välbefinnande. Välisolerade ”solida” väggar är vanligtvis prioriterade för en konstruktör när han eller hon planerar för kalla klimat, men de erbjuder inte glasets estetiska attraktionskraft och naturliga dagsljusfördelar. Vad skulle hända om glas kunde erbjuda liknande isolering och energieffektivitet som krävs av väggar?

Den låga nivån på högpresterande glas
Den bäst bevarade hemligheten när det gäller att förbättra energieffektiviteten i kommersiella byggnader är högpresterande fönsterglas. Faktum är att användningen av glas som andel av byggnadsskalet ökar i takt med att arkitekter försöker utnyttja dess estetiska attraktionskraft och dagsljusfördelar. En stor del av denna ökning har möjliggjorts av de senaste två decenniernas framsteg inom beläggningsteknik med låg emittering (low-e).

Jämfört med isolerade väggar och tak är typiska fönster dock en allvarlig energislukare. Isolering mäts i termer av motstånd mot värmeflöde eller R-värde – ju högre R-värde desto bättre isoleringsförmåga. Väggar med en isoleringsförmåga på R-30 (dvs. RSI-5,3) anses vara normalt för de flesta kanadensiska byggnader i dag, medan isoleringsförmågan hos fönster vanligtvis bara når upp till R-4 (dvs. RSI-0,7). Varför nöja sig med R-4-fönster i bostäder och byggnader med R-30-isolerade väggar? Denna dubbla standard för energibesparing finns eftersom det är lättare att vara en vägg än ett fönster. Väggar behöver bara isolera bra, medan fönster måste göra mycket mer.

Fönster (särskilt fönsterglas) måste:

• vara genomskinliga och färglösa;
• genomsläppligt dagsljus;
• reflektera oönskad solenergi;
• minskad ultraviolett strålning (UV-strålning) som orsakar att material och möbler bleknar;
• minskad ljudgenomsläpplighet;
• isolera mot värmeförlust, särskilt under kalla vintermånader.

Och många fönster måste dessutom kunna öppnas för att ge ventilation och utgångar i nödsituationer. Eftersom fönster står för upp till 30 procent av värmeförlusterna i konventionella byggnader och bostäder är de en lågt hängande frukt som kan ge en dramatisk – och omedelbar – effekt på energieffektiviteten.

En radikal lösning kan vara att plåta igen många av de befintliga fönstren. Detta skulle kunna spara en del energi, men det hindrar överföringen av naturligt ljus in i en byggnad. De alltmer erkända fördelarna med att få in dagsljus är bland annat:

• minskad användning av artificiell belysning;
• ökad hälsa och ökat välbefinnande hos de som vistas i byggnaden;
• förbättrad passiv solvärme genom glas som vetter mot söder på vintern; och
• förbättrat fastigheters återförsäljningsvärde.

Det finns helt klart ett incitament för att få fönstren att fungera bättre. Att bara minska deras storlek och antal är inte möjligt, särskilt inte i det kalla kanadensiska klimatet, där ”stugfeber” kan vara en realitet.

Högpresterande glasalternativ
Då glaset är hjärtat i ett fönster, bör planerare känna till högpresterande alternativ. Enkelglas kan hålla vädret ute, men det gör inte mycket för att isolera mot värmeförluster eller reflektera solens värme – dess prestanda är ungefär R-1 (dvs. RSI-0,18). Luftrummet i isoleringsglas med dubbla rutor (dvs. två glasrutor med en låg-e-beläggning som är åtskilda av ett förseglat luftrum), särskilt när de är fyllda med en inert gas som t.ex. argon, förbättrar isoleringen, och beläggningen reflekterar solens värme – maximal prestanda upp till cirka R-4.

Då beläggningstekniken nu har nått praktiska gränser med en emissivitetsgrad som är så låg som 0,003, kan man tyvärr inte längre förlita sig på att bättre låg-e-beläggningar förbättrar glasets prestanda på samma sätt som man gjort de senaste två decennierna. För att bryta igenom barriären för glasprestanda måste man nu övergå från beläggningar till ”kaviteter”, som är värmehämmande luftutrymmen inne i ett isolerande glas (IG). Till skillnad från dubbelglas (som är begränsat till en enda kavitet) använder glas med flera kaviteter flera isolerande luftrum för att uppnå en ny nivå av energieffektivitet.

Triple-pane isolerglas
Triple-pane isolerglas består av tre glasrutor och två lågemissionsbeläggningar som är åtskilda av två luftrum. Det förbättrar isoleringsförmågan upp till R-10 (dvs. RSI-1,8) – med kryptongasfyllning. Den dåliga nyheten är att trippelglas är 50 procent tyngre än dubbelglas, vilket kräver starkare fönsterramar och ökar den strukturella belastningen på byggnaden. Det är också svårare att hantera och installera.

Isolerande glas med upphängd film
Isolerande glas med upphängd film består av en belagd film som är upphängd mellan två glasskivor. Det förbättrar isoleringsförmågan upp till R-20 (dvs. RSI-3,5) – med kryptongas och tre upphängda filmer – vid samma vikt som dubbelglas. Upp till tre belagda filmer kan hängas upp inuti enheten för att skapa upp till fyra isolerande hålrum. Genom att lägga till en värmeimpedierande gas i de inre kaviteterna kan man uppnå isoleringsprestanda mitt i glaset på upp till R-10 (med argon) och R-20 (med krypton), vilket illustreras i figur 1.

Högisolerande glas överträffar
Isolerande glas med hängande film använder flera filmer för att uppnå en isoleringsprestanda på minst R-8 (dvs. RSI-1,4) och måttlig solvärmetillväxt. Fönster som är utrustade med isolerande glas med hängande film kan faktiskt vara mer energieffektiva än isolerade väggar när man tar hänsyn till dagsljusets passiva solvärmetillväxt utöver glasets isoleringsegenskaper. Till skillnad från väggar kan isolerande glas med hängande film uppnå en nettoenergivinst genom att släppa in mer värme från solen än vad som förloras genom konduktion. Det är vid denna punkt som ett glassystem kan överträffa den omgivande väggen.

Till exempel, som nämnts ovan, kan isolerande glas med hängande film uppnå en prestanda på upp till R-20. Vid denna punkt stoppar glaset 95 procent av den potentiella värmeförlusten (U-faktor 0,05). Det innebär att det är mindre än två procent skillnad i värmeförlust mellan R-20-glas och en omgivande R-30-vägg. Om man betänker att det också finns solvinster i en 24-timmars, 365-dagarscykel, kan glasrutans passiva vinst i slutändan uppväga värmeförlusten. Detta innebär att trots att det har ett lägre R-värde kan en R-20-glasenhet faktiskt prestera bättre än en R-30-vägg.

Övriga fördelar med isoleringsglas med hängande film
Isoleringsglas med hängande film och flera kaviteter utnyttjar fördelarna med film- och glasbaserad teknik för att skapa en lätt IG-enhet. Low-e-belagt glas används för att minimera solvärmevinster, medan suspenderad belagd film används för att maximera isoleringsprestanda, blockera UV-strålning, minska buller och öka komforten för de boende på ett effektivare sätt än enbart belagt glas.

Det går dock att uppnå ytterligare fördelar när den högre prestandan hos isoleringsglas med suspenderad film betraktas som en del av ett holistiskt tillvägagångssätt för att optimera den totala byggnadsprestandan och kostnaden. Till exempel kommer en byggnad som utformats med glas med låg prestanda sannolikt att kräva ytterligare system, till exempel områdesvärme och ett större VVS-system. En ”tät” konstruktion av byggnadens hölje kan dock eliminera uppvärmning och minska storleken på VVS-systemet. Detta minskar inte bara byggnadens ursprungliga pris utan även de årliga driftskostnaderna.

Glas som isolerar som en vägg
I en tid med R-30 väggar har glas varit den energieffektiva ”svaga länken” i byggnadsskalet. Detta är dock inte längre fallet. Det är viktigt att specificerarna vet att prestandabegränsningen för glas med dubbla rutor eller viktbegränsningen för glas med tredubbla rutor inte längre behöver accepteras.

Överlägsna lösningar med flera kaviteter som innehåller suspenderad belagd film har ändrat reglerna och kan uppnå en glasprestanda på upp till R-20 utan ytterligare strukturell vikt. Förfrågningsställare har en stor möjlighet att använda dessa lösningar med flera hålrum för att inte bara dramatiskt öka energibesparingarna, utan också minska de totala kostnaderna genom att utnyttja detta glas högre prestanda för att eliminera eller minska andra byggsystem. Med andra ord behöver konstruktörerna inte längre tänka på väggar för isolering – de kan tänka på fönster.

Bruce Lang är vice ordförande för marknadsföring och affärsutveckling för Southwall Technologies, en leverantör av högpresterande filmer och glasprodukter. Han är också ordförande för Southwall Insulating Glass, ett företag som tillverkar energieffektiva isoleringsglas med upphängda filmer. Lang har en kandidatexamen i elektroteknik från Stanford University och en magisterexamen i företagsekonomi från Santa Clara University i Kalifornien. Han kan nås via e-post på [email protected].