Glas en thermische isolatie - Saint

31
Glas en thermische isolatie
Wa r mt e uitwisseling
Een glazen scheidingswand verdeelt
twee ruimtes met een onderling
verschillende temperatuur. Een warmteoverdracht van warm naar koud zal
plaatsvinden.
Een glazen wand laat met z'n transparantie bovendien de zonne-energie
binnen die voor gratis warmte zorgt.
Warmte-uitwisseling door een
wand
Warmte-uitwisseling door een wand
verloopt op drie manieren:
- Geleiding is de warmte-overdracht in
een lichaam of tussen twee lichamen
die in contact met elkaar zijn.
Warmte-overdracht
door geleiding
Koud
Warm
De warmtestroom tussen de twee
zijden van een beglazing hangt af van
het temperatuursverschil tussen de
oppervlaktes en het warmtegeleidingsvermogen van glas.
De warmtegeleidingscoëfficiënt van
glas is: ca Ï = 1,0 W/(m.K).
- Convectie of stroming, is de warmteoverdracht tussen het oppervlak van
een vaste stof en een vloeistof of een
gas. Bij deze overdracht is er materie
in beweging.
Koud
Warm
Warmte-overdracht
door convectie
wind
- Straling is de warmte-overdracht door
een stralingsuitwisseling tussen twee
lichamen met verschillende temperaturen.
Koud
Warm
Warmte-overdracht
door straling
Bij kamertemperatuur bevindt deze
straling zich in het infrarode gebied
met golflengten groter dan 5 µm. Ze
staat in verhouding tot de emissiviteit
van de lichamen.
- Emissiviteit is het stralingsvermogen
van een lichaam. Hoe lager het
stralingsvermogen (emissiviteit),
hoe lager de warmte-overdracht door
straling.
De normale emissiviteit van glas Ín
bedraagt 0,89. Glas kan worden voorzien van een zogenaamde lage-emissiviteitcoating (Low E) waarvoor Ín
lager kan zijn dan 0,04 (gecoat glas
van het gamma SGG PLANITHERM en
SGG COOL-LITE SKN).
Thermische overgangscoëfficiënten
Als een wand in contact staat met de
lucht, wisselt hij warmte uit door
Glas en thermische isolatie • 398
31
Eigenschappen en functies van glas
Glas en thermische isolatie
geleiding, convectie met de lucht, en
straling met de omgeving.
Bij de definiëring van deze warmte-uitwisselingen houdt men rekening met
de windsnelheid en de normaal te verwachten emissiviteit en temperatuur in
de omgeving van het gebouw. Dit wordt
uitgedrukt door ‘he’ voor de overgangsweerstand buiten en ‘hi’ voor de overgangsweerstand binnen.
De standaardwaarden voor deze overgangsweerstanden zijn:
he = 23 W/(m2.K) – buiten
hi = 8 W/(m2.K) – binnen
Wa r mt e doorgangscoëfficiënt
Koud
Warm
U-waarde
U-waarde* van beglazingen
Een glazen wand kan worden voorzien
van enkele of isolerende beglazing die
nog beter thermisch isoleert.
De werking van beter isolerende (HR)
beglazing berust op een spouwvulling
van droge lucht tussen twee glasbladen om zo het warmtetransport door
convectie te verminderen en gebruik te
maken van de lage thermische geleiding van lucht.
U-waarde
Enkel glas 6 mm
Warmtedoorgang door een wand door
geleiding, convectie en straling wordt
uitgedrukt door de U-waarde*.
Deze geeft de warmtestroom door 1 m2
van een wand weer, bij een temperatuursverschil van 1 graad Kelvin tussen
het interieur en exterieur van de ruimte.
De berekening gebeurt volgens de EN
673-norm met de thermische overgangscoëfficiënten he en hi die hierboven
werden vermeld.
Het is mogelijk een specifieke U-waarde
te berekenen gebruikmakend van verschillende he-waarden, die de afhankelijk zijn van de windsnelheid en nieuwe
temperatuuromstandigheden.
Hoe kleiner de U-waarde, hoe lager het
thermische verlies.
Verbetering van de U-waarde van
beglazingen
* U-waarde sedert de toepassing van de Europese
norm, voorheen k-waarde.
Om de U-waarde te verbeteren, dient
de thermische overdracht door geleiding, convectie en straling af te nemen.
399 • Glas en thermische isolatie
U = 5,7 W/(m2.K)
Dubbele traditionele beglazing
6 (lucht 12) 6 mm
U = 2,8 W/(m2.K)
31
Glas en thermische isolatie
Omdat het niet mogelijk is in te spelen
op de overgangscoëfficiënten. komt de
verbetering neer op het verminderen
van de uitwisseling tussen de twee
glasplaten van de thermisch isolerende
beglazing.
• De overdracht door geleiding en
convectie kan worden verminderd
door de lucht tussen de glasvlakken
te vervangen door zwaarder gas met
een lagere thermische geleiding
(meestal Argon).
Dubbele beglazing
6 (lucht 15) 6 mm
met SGG PLANITHERM ULTRA N
Dubbele beglazing 6 (spouw 15) 6 mm
met SGG PLANITHERM ULTRA N
Lucht
Argon
U = 1,4 W/(m2.K)
U = 1,1 W/(m2.K)
U = 1,4 W/(m2.K)
• De overdracht door straling kan worden
gereduceerd door de beglazing van
een lage-emissiviteitscoating te voorzien. SAINT-GOBAIN GLASS heeft een
lage emissiviteitscoating ontwikkeld
die zorgt voor een verbeterde thermische isolatie:
• De beglazing met een coating
door een magnetisch versterkt
sputterprocédé aangebracht
SGG PLANITHERM ULTRA N,
SGG PLANISTAR, gamma SGG COOL-LITE K,
gamma SGG COOL-LITE SK.
Winst: 0,3 W/(m2.K)
Energiebalans
De energiebalans van een raam is gelijk
aan het energieverlies (U-waarde)
minus de energiewinst (g-waarde).
De energiebalans is positief wanneer
de zontoetreding groter is dan de
warmteverliezen.
Buiten
Dubbele beglazing
6 (argon 15) 6 mm
met SGG PLANITHERM ULTRA N
U = 1,1 W/(m2.K)
Binnen
Energiewinst
Energieverlies
* U berekend voor een vulling met argon van 90%.
Glas en thermische isolatie • 400
31
Eigenschappen en functies van glas
Glas en thermische isolatie
Thermisch
comfort
Enkel glas 4 mm
Hogere wandtemperaturen
Het menselijk lichaam wisselt door
straling warmte uit met z'n omgeving.
Zo ontstaat het koudegevoel in de
nabijheid van een wand met een lage
temperatuur, zelfs in een ruimte met
een aangename temperatuur.
Het glas straalt koude af.
In de winter zal met een lage U-waarde
de temperatuur aan de binnenzijde van
de glazen wand hoger zijn en het effect
van de 'koudeval' afnemen:
- geen comfortverlies vlakbij de ramen
- minder kans op condensatie.
Buiten
- 10 °C
Binnen
20 °C
- 2,3 °C*
U = 5,8 W/(m2.K)
Dubbele traditionele beglazing
4 (lucht 12) 4 mm
Buiten
- 10 °C
Binnen
20 °C
9,0 °C*
U = 2,9 W/(m2.K)
Dubbele beglazing met
SGG PLANITHERM ULTRA N
4 (argon 15) 4 mm
Buiten
- 10 °C
Binnen
20 °C
15 °C*
U = 1,1 W/(m2.K)
* Temperatuur van de binnenzijde van het glas.
401 • Glas en thermische isolatie