W oknach mogą być zamontowane najróżniejsze szyby. Czasem wymaga się od nich ochrony przed słońcem, innym razem ograniczonej przezierności. Zawsze jednak oczekiwaną właściwością jest jak najlepsza izolacyjność termiczna.
Okno jest tak ciepłe jak jego największy element. Oczywiście to uproszczenie, niemniej istotne znaczenie dla izolacyjności stolarki ma szyba zespolona. W przypadku przeszkleń stałych może stanowić ona nawet 95 proc. powierzchni okna. Jaka jest – każdy widzi, jednak wbrew pozorom jest to produkt dość skomplikowany technicznie. Jaki obecnie może być uznany za najcieplejszy?
Szyby wielu możliwości
Dzisiaj szyba okienna ma dwie komory, jest to konieczne, aby można było osiągnąć wymaganą przepisami ciepłochronność okna. Najbardziej korzystnym rozwiązaniem jest połączenie jak największego dostępu naturalnego światła z odpowiednią izolacyjnością termiczną, co zapewnia jak najbardziej komfortowe warunki w pomieszczeniach. Oferowane przez producentów zespolenia mogą mieć współczynnik Ug = 0,7 W/m2K, 0,6, ale też 0,4, jednak najwięcej jest tych osiągających 0,5 W/m2K. Przy tym im niższa jest jego wartość, tym pakiet szybowy ma lepsze właściwości termoizolacyjne.
W ciepłych zespoleniach wykorzystuje się szkło monolityczne, ale też przynajmniej jedną z tafli stanowi zwykle laminowane. Wykonane jest z kilku warstw typu float o grubości od 4 do 10 mm, charakteryzujących się znakomitą przezroczystością, pomiędzy którymi znajduje się folia PVB. Od liczby warstw zależy m.in. odporność na uszkodzenie mechaniczne oraz izolacyjność termiczna, ale też akustyczna. Ta zaś w pewnym stopniu wpływa na ciepłochronność, ponieważ konieczna jest modyfikacja przeszklenia. Otóż w szkle laminowanym dźwiękochronnym stosowana jest najczęściej folia PVB o podwyższonej elastyczności. Ponadto wskazane jest, aby szyby w pakiecie miały różną grubość. Szyby ciepłochronne mogą mieć też wiele innych właściwości, a do wymienionych należy dodać podwyższoną odporność na ogień. Szkło ppoż. jest wykonywane poprzez zespolenie specjalistycznej szyby z inną, o właściwie dowolnej funkcji.
Szyba niskoemisyjna, potocznie nazywana termoizolacyjną, ma na całej powierzchni jednej strony tafli napyloną powłokę z metali szlachetnych i ich tlenków. Jednym z jej składników jest srebro odpowiedzialne za odbijanie promieniowania cieplnego do pomieszczenia i dzięki temu chroniące przed utratą ciepła. Powłoka nakładana jest w procesie offline, poza linią produkcyjną floatu, poprzez napylanie metodą magnetronową bardzo cienkich warstw metali. Jest miękka i nieodporna na uszkodzenia mechaniczne, ale całkowicie przezierna. Nie ogranicza przedostawania się światła i promieniowania cieplnego pochodzącego od słońca do wnętrza pomieszczeń. Aby powłoka spełniała swoje zadanie, musi znaleźć się na tej powierzchni szyby, która znajduje się od wewnątrz zespolenia. Pakiety ciepłochronne pozwalają zmniejszyć nawet o 30 proc. straty ciepła w porównaniu do zespoleń ze szkłem pozbawionym takiej warstwy.
Ważne zadania dla ramek
Dwukomorowe szyby zespolone mają różną grubość, przy czym najczęściej spotykana to od ok. 40 mm do nieco poniżej 50 mm. Pomiędzy taflami szkła musi być zachowana jednakowa odległość. Jest to zadaniem ramek międzyszybowych, słusznie nazywanych również dystansowymi. Pełnią one przy tym także inne funkcje – odpowiadają m.in. za poprawę statyki zespolenia i jego szczelność, ale mają też wpływ na izolacyjność termiczną.
Ramkę stanowi zamknięty profil, wewnątrz którego znajduje się sito molekularne, czyli higroskopijny granulat z syntetycznego zeolitu. Kuleczki są bardzo porowate i potrafią zatrzymywać wodę. Zastosowane w ramkach dystansowych usuwają wilgoć z zespolenia i zapobiegają kondensacji pary wodnej.
Ramki mają szerokość od 12 do 20 mm, jednak najczęściej wykorzystuje się 14-, 16- i 18-milimetrowe. W przypadku zespoleń ciepłochronnych nie mogą być wykonane z aluminium ze względu na dużą przewodność cieplną tego materiału. Montuje się więc ramki ze stali nierdzewnej albo z tworzywa wzmocnionego włóknami szklanymi. Wśród innych rozwiązań są wyroby z profilu polipropylenowego otoczonego stalą nierdzewną, warstwowe, gdzie górny płaszcz jest z tworzywa sztucznego, a dolny z cienkościennej blachy ze stali szlachetnej, a także bazujące na piance silikonowej oraz kompozytowe, z tworzyw sztucznych. Zastosowanie ramki z materiału o niskiej przewodności cieplnej, określanej jako ciepła, poprawia izolacyjność termiczną na krawędzi zespolenia i tym samym zapobiega roszeniu szkła w tym miejscu.
Na szczelność szyb zespolonych i ich ciepłochronność ma wpływ również sposób montażu ramek. Najlepszy efekt uzyskuje się dzięki stosowaniu ramek wykonanych z jednego elementu, giętego w narożach, a nie ciętych i łączonych narożnikami.
Producenci pracują nie tylko nad polepszeniem właściwości tych wyrobów, ale też zwiększeniem estetyki. Ramki są więc dostępne w wielu kolorach, odpornych na promienie UV, czyli nieblaknących pod wpływem światła słonecznego. Ich powierzchnia może być matowa.
Współpraca komponentów
Zespolenie musi być całkowicie szczelne, w przeciwnym razie do wnętrza dostanie się wilgoć, a także wydostanie się gaz wypełniający komory. Szczelność zapewnia odpowiednie przymocowanie ramki do szkła. Wykorzystuje się w tym celu technologię dwu- lub trójstopniowego uszczelniania masami plastycznymi. Drugim etapem służącym temu samemu celowi jest zabezpieczenie krawędzi szyby od strony zewnętrznej masami klejąco-uszczelniającymi.
Na ostatnim etapie produkcji zespolenia komory wypełnia się gazem. Obecnie powszechnie stosowany jest argon, jednak w najcieplejszych zespoleniach wykorzystuje się krypton ze względu na jego lepsze właściwości. Szyby muszą być wypełnione minimum w 85 procentach, a maksymalny dopuszczalny ubytek gazu wynosi 1 proc. na rok. Jest to zalecane w normie PN-EN 1279-3:2018-08 Szkło w budownictwie. Izolacyjne szyby zespolone. Część 3: Długotrwała metoda badania i wymagania dotyczące szybkości ubytku gazu i tolerancji koncentracji gazu. Dokument odnosi się do zespoleń wykonanych zgodnie z normami EN 1279-1:2018 i EN 1279-6:2018 oraz ich komponentów (np. uszczelniaczy krawędzi czy ramek dystansowych.
W przypadku szyb zespolonych trudno mówić o rewolucji, jeśli chodzi o podwyższenie izolacyjności termicznej. Obecnie w zupełności wystarczają takie szyby, dzięki którym uzyskuje się wymagany przepisami współczynnik U okna, czyli 0,9 W/m2K. Analizując ofertę producentów, można jednak zauważyć, że duże znaczenie ma tutaj m.in. grubość pakietu. Przykładowo zespolenie składające się z szyb termofloat po stronach zewnętrznych oraz float jako tafli środkowej ma współczynnik Ug = 0,7 W/m2K w przypadku ramki dystansowej 12 mm, a 0,5 gdy zastosuje się ramkę o szerokości 16 lub 18 mm.
Przez ostatnie lata obserwowaliśmy intensywne zmiany na rynku szyb zespolonych, kiedy to rynek dostosowywał się do wymagań zawartych w Warunkach Technicznych. Polska stała się krajem szyb zespolonych dwukomorowych, gdzie standardem jest współczynnik przenikania ciepła na poziomie Ug wynoszącym 0,5 W/m2K. W chwili obecnej taki współczynnik spełnia wszystkie wymagania prawne i oczekiwania klientów. Obecnie rozwój szyb zespolonych skupia się wokół nowych rodzajów szkła oraz innowacji w odniesieniu do ramek dystansowych. Aby uzyskać trochę lepszy parametr U całego okna, można zastosować ciepłą ramkę dystansową i obserwujemy w tym segmencie wyraźne wzrosty. Ważny kierunek innowacji to również wysokoselektywne szkło przeciwsłoneczne, które oprócz izolacyjności termicznej zapewnia ograniczenie przegrzewania pomieszczeń w okresie letnim. Przyszłość szyb zespolonych to produkty zapewniające komfort przez cały rok – Szymon Piróg, ekspert Pilkington.
Tekst: Hanna Czerska