Toplotna prehodnost oken

Vir: GRADIM

Snovi imajo različne lastnosti, ki jih raziskujeta tako fizika kot kemija. Med fizikalne lastnosti snovi štejemo tudi sposobnost prevajanja toplote.

Prevajanje toplote je pojav, pri katerem toplota v obliki energije potuje skozi snov z mest, ki imajo višjo temperaturo, do mest z nižjo temperaturo, ne da bi se snov pri tem kakorkoli pretakala. Prenos toplote s toplotnim tokom posredujejo atomi ali molekule s svojim neurejenim termičnim gibanjem. Toplotni tok prek nekega telesa je odvisen od temperaturne razlike, od oblike in velikosti telesa ter od snovi, iz katere je.

V fiziki se je uveljavil pojem toplotne prevodnosti snovi. Fiziki merijo toplotno prevodnost v enotah W/mK, ki pove, koliko toplotnega toka (v vatih) steče med nasprotnima ploskvama kocke s stranico 1 meter pri temperaturni razliki 1°K. Stopinja Kelvina (označena s črko K) je enota temperature, ki je v fiziki bolj udomačena od običajne Celzijeve stopinje, ki jo pri nas uporabljamo v vsakdanjem življenju. Na srečo stopinja Kelvina ustreza stopinji Celzija (1°K = 1°C), zato lahko povsem preprosto v tej povezavi Kelvine nadomestimo s Celzijevimi stopinjami. Toplotno prevodnost označujemo z grško črko lambda.

V gradbeništvu nas bolj zanima, koliko toplote neka snov prepusti na kvadratni meter svoje površine, saj lahko na ta način lažje izračunamo, koliko toplote prehaja skozi zid, okna, streho ipd. Zato se je uveljavil pojem toplotne prehodnosti snovi, ki jo merimo v vatih na kvadratni meter po stopinji Kelvina (W/m2K). Tudi v tej povezavi lahko stopinje Kelvina zamenjamo s Celzijevimi stopinjami. Snov prepušča več toplote, kadar je njena površina večja in kadar je temperaturna razlika večja. Toplotno prehodnost U = 1 W/m2K ima snov, skozi katero na kvadratni meter površine pri temperaturni razliki 1°C prehaja 1 vat (W) toplote.

Kot lahko snovi po električnih lastnostih delimo na prevodnike in izolatorje, jih lahko tudi po toplotnih lastnostih delimo na izolatorje in prevodnike. Dobre prevodnike toplote, na primer, potrebujemo pri zračnih hladilnikih, grelnih telesih in povsod tam, kjer želimo toploto s čim manj izgube prenesti s prve na drugo stran snovi (na primer dno posode za kuhanje). S toplotnimi izolatorji pa, nasprotno, želimo čim več toplote zadržati na primarni strani snovi. Medtem ko tehnologija toplotnih prevodnikov ni bistveno napredovala, saj med najboljše uporabne toplotne prevodnike še vedno štejemo baker in aluminij (kot zanimivost - oba sta tudi najboljša v splošnem uporabna električna prevodnika), pa je tehnologija izdelave toplotnih izolacijskih materialov naredila pravi skok. Razvoj toplotnih izolatorjev je narekovala predvsem gradbena stroka zaradi vedno večjih zahtev po kakovostni toplotni izolaciji, ki omogoča nižje stroške ogrevanja, z manjšo rabo energije manjše onesnaževanje okolja in ugodnejše pogoje za bivanje.

Ker okna predstavljajo precejšnjo površino na fasadi hiše, je zelo pomembno, da imajo čim manjšo toplotno prehodnost. Na splošno pri oknih ne moremo dosegati tako nizke toplotne prehodnosti kot pri izolirani fasadi.

Nekatere raziskave kažejo, da pri neizoliranem objektu okna k skupnim toplotnim izgubam prispevajo 18 odstotkov, pri izoliranem objektu pa kar 54 odstotkov. Številke se spreminjajo v odvisnosti od velikosti objekta in oken, vendar jasno kažejo na to, da gre pri izoliranem objektu približno polovico izgubljene energije skozi okna! To pa je že podatek, ki nas opozarja.

Dobre izvedbe zasteklitve omogočajo toplotno prehodnost U = 1,1 W/m2K, pa tudi nižjo do U = 0,8 W/m2K in 0,5 W/m2K. S posebnimi izvedbami je moč doseči tudi nižje vrednosti, vendar cena zasteklitve nesorazmerno narašča. Ker v skupno toplotno prehodnost nekaj pripomore tudi okvir, je dobro vedeti, kateri okvir je boljši po tem pogledu — plastičen ali lesen. Ustrezni so profili s skupno debelino 7 centimetrov ali več. Okvir iz lesa iglavcev ima toplotno prehodnost od 1,5 do 1,8 W/m2K. Toplotna prehodnost plastičnega okvira je odvisna od števila zračnih komor. Trikomorni profili imajo toplotno prehodnost okoli 1,6 W/m2K, petkomorni 1,2 W/m2K, na trgu pa so tudi šestkomorni profili in osemkomorni, ki dosegajo še nižjo toplotno prehodnost.

Skupna toplotna prehodnost povprečnega sodobnega okna se giblje od 1,2 do 1,3 W/m2K. Za primerjavo naj bo podatek, da je toplotna prehodnost 30 centimetrov debelega opečnatega zidu brez izolacije 1,45 W/m2K, istega zidu z 10-centimetrsko izolacijo pa 0,3 W/m2K. Tudi čez dobro okno prehaja še vedno 3- do 4-krat več toplote kot čez dobro izoliran zid!

Čim manjša je toplotna prehodnost snovi, tem manjši je prehod toplote skoznjo in tem manjše so toplotne izgube. Če primerjamo dve različni okni glede na njuno toplotno prehodnost, je boljše tisto okno, ki ima nižjo vrednost “U”, torej prevaja manj toplote ali, povedano drugače, je boljši toplotni izolator. Proizvajalci ponavadi postrežejo s podatkom o toplotni prehodnosti zasteklitve. Toplotna prehodnost okna v celoti je nekoliko višja, k čemur pripomoreta še okvir in pa, kar je zelo pomembno, način vgradnje. Pri vgradnji je treba odpraviti toplotne mostove med okvirom in steno ter fasadno izolacijo potegniti prav do okvira ali, če je mogoče, tudi pod njega.