Efektywność energetyczna okien lub energooszczędność okien – te sformułowania odmienia się dzisiaj przez wszystkie przypadki i we wszystkich możliwych sytuacjach przy promowaniu i sprzedaży okien i drzwi. Obecnie niski współczynnik przenikania ciepła okna dużo zawdzięcza jednemu małemu, mało widocznemu elementowi znajdującemu się w oknie – ramce dystansowej. Okazuje się, że stalowe ramki dystansowe w dalszym ciągu stanowią dużą część sprzedaży. Taki stan rzeczy może się jeszcze długo utrzymać.
Tak było… w czasie, kiedy pojawiły się pierwsze, jednokomorowe wkłady szybowe (lata 70 XX wieku), do dystansowania szyb używano aluminiowej ramki dystansowej. W tym czasie, stosowane w budownictwie okna, głównie drewniane, nie były konstrukcjami przypominającymi te dzisiejsze w kontekście efektywności energetycznej. Można powiedzieć, że duet aluminiowa ramka dystansowa – okno drewniane lat 70/90 pasowało do siebie jak ulał. Również okna PCV z początku lat 90 i przełomu wieku w dużej części pasowały do ramki aluminiowej. To ówczesne dopasowanie związane było z podobnymi temperaturami występującymi na wewnętrznych powierzchniach okna lat 70/90. Mowa tutaj o krawędzi połączenia wkładu szybowego z ramą okna (pkt. 1, rys. 1) oraz na krawędzi połączenia ramy skrzydła z ramą ościeżnicy (pkt. 2, rys. 1).
Dużo lepsza stal niż aluminium
Stosowanie, na początku istnienia wkładów szybowych, aluminiowych ramek dystansowych związane było głównie z łatwością formowania taśmy aluminiowej w procesie produkcji ramki oraz z łatwością gięcia tejże ramki przy produkcji wkładów szybowych. Ale to by było na tyle, jeżeli chodzi o zalety ramki aluminiowej, które przysłania jeden znaczący szczegół ogromnej wagi – bardzo wysoki współczynnik przewodzenia ciepła (λ) materiału, z którego wykonywana jest ramka aluminiowa, czyli aluminium. Wartość tego współczynnika λ=160 W/(m×K) – to bardzo dużo.
Jak bardzo aluminiowa ramka dystansowa odbiega od ramek wykonanych z innych materiałów możemy przedstawić wykorzystując w tym celu poniższe kryterium, które muszą spełnić ciepłe ramki dystansowe. Oznaczenia wg rysunku 2.
Σ (d × λ) ≤ 0,007 W/K
Stalowa ramka dystansowa:
• grubość ścianki, d = 0,24 mm
• współczynnik przewodzenia ciepła, λ = 50 W/(m×K)
2 × (0,00024 × 50) = 0,0240 W/K
0,0240 / 0,007 =3,4
Aluminiowa ramka dystansowa do gięcia:
• grubość ścianki, d = 0,35 mm
• współczynnik przewodzenia ciepła, λ = 160 W/(m×K)
2 × (0,00035 × 160) = 0,1120 W/K
0,1120 / 0,007 = 16
Powyższe wyliczenia pokazują, że kryterium ciepłej ramki w przypadku stalowej ramki przekroczone jest jedynie 3,4 raza – w przypadku aluminiowej ramki aż 16 razy. Pokazuje to, że stalowej ramce bliżej jest do ciepłych ramek niż do zimnej aluminiowej.
Nowe wymagania cieplne i stalowa ramka
31 grudnia 2020 roku zbliża się nieubłaganie. Zostało nie dużo czasu na to, żeby producenci okien przygotowali swoje okna i drzwi na nowe wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej, które znacznie się zmienią. I tak, współczynnik przenikania ciepła okna (UW) obniżony zostanie z dotychczasowej wartości 1,1 do 0,9, natomiast współczynnik przenikania ciepła drzwi (UD) obniży się z 1,5 do 1,3 W/( m²×K). Są to najwyższe wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej okien i drzwi w Europie.
Tak niskie współczynniki przenikania ciepła okien i drzwi bardzo ograniczają możliwość stosowania aluminiowej ramki dystansowej, która zostanie zastąpione w naturalny sposób przez stalową ramkę dystansową. Już większość systemów okiennych o głębokości zabudowy +70 mm, uniemożliwiających zastosowanie wkładów szybowych o współczynniku przenikania ciepła Ug=0,5 W/( m²×K), nie będzie spełniać nowych wymogów izolacyjności cieplnej. Tym samym okna te nie będą mogły być stosowane w budownictwie na rynku pierwotnym.
Stalowa ramka dystansowa zastąpi również aluminiową ramkę w części systemów okiennych o głębokości zabudowy +80 mm wyposażonych we wkłady szybowe o grubości 44 i 48 mm. Ma to związek z uzyskiwaniem przez te okna wartości współczynnika przenikania ciepła UW na granicy wartości dopuszczalnej od 31 grudnia 2020 roku, czyli 0,9 W/( m²×K). W przypadku części okien z ramką aluminiową współczynnik ten jest wyższy niż 0,9 W/( m²×K).
Przewaga stalowej ramki nad aluminiową
Dzisiejsze konstrukcje okienne potrzebują coraz to lepszych materiałów stosowanych w produkcji okien oraz mniejszych różnic pomiędzy minimalnymi temperaturami na wewnętrznych powierzchniach okna – rysunek 1. To właśnie stalowe ramki dystansowe zapewniają bardzo dobry balans. Również w przypadku stosowania stalowej ramki uzyskiwany jest lepszy o 8÷13 % liniowy współczynnik przenikania ciepła Ψg w stosunku do takiego samego okna z aluminiową ramką. To samo dotyczy również współczynników temperaturowych fRsi.
Oprócz powyższych parametrów bardzo istotne są też wartości minimalnych temperatur w pkt 1 i 2 przedstawionych na rysunku 1, które decydują o poziomie wilgotności powietrza RH, po przekroczeniu którego nastąpi wyroszenie wilgoci w pkt. 1 i 2 (rys. 1). Stosując stalową ramkę obniżamy ryzyko występowania czasowej kondensacji pary wodnej oraz ograniczamy rozwój grzybów pleśniowych na powierzchni okna. Różnice tych temperatur przedstawiono na rysunkach 3÷6.
Produkcja stalowej ramki dystansowej
Produkcją międzyszybowej ramki dystansowej ze stali ocynkowanej zajmuję się już od 12 lat częstochowska firma Metal Union, która jest jednym z dwóch największych producentów tejże ramki w Europie.
Precyzyjna i wysokiej jakości ramka dystansowa ze stali ocynkowanej, nie zawiera sześciowartościowego chromu, spełniając unijne wymogi ochrony środowiska.
Produkowane przez Metal Union stalowe ramki dystansowe występują w pełnym zakresie szerokości od 6 do 24 mm i grubości ścianki 0,24, 0,30 i 0,40 mm w zależności od szerokości ramki. Dodajmy do tego jeszcze łatwość gięcia na wszystkich typach giętarek, uniwersalną pasywację pozwalającą stosować wszystkie rodzaje mas uszczelniających oraz przystosowanie do stosowania wielu łączników i kornerów dostępnych na rynku. Przy tak szerokiej ofercie i braku problemów w czasie przetwarzania, produkowane przez Metal Union ramki znalazły zastosowanie jako standardowe rozwiązanie przy produkcji szyb zespolonych u największych producentów okien w Europie.
Istotnym jest również fakt, iż w czasie eksploatacji wkładów szybowych zastosowanie stalowej ramki dystansowej pozwala na 7,5-krotne zmniejszenie wartości naprężeń na krawędzi szyby w porównaniu z ramką aluminiową. Ogranicza to tym samym pęknięcia na krawędzi szyby i ma bezpośredni wpływ na trwałość wkładu szybowego.
strona www: https://metaulnion.pl
e-mail: profile@metalunion.pl