Korištenje visoko vodljivog aluminijskog odstojnika na rubu stakla može uzrokovati značajnu degradaciju toplotne izvedbe i povećati rizik od kondenzacije.
U svojoj novoj knjizi “Kako spriječiti klimatsku katastrofu”, Bill Gates navodi da će biti potrebno “mnogo prodora u nauku i inžinjeringu” da bi se došlo do neto nulte emisije ugljika. On provodi vrijeme opisujući izazove povezane s gradnjom, posebno s dekarbonizacijom proizvodnje betona i čelika. Također spominje i aluminij i staklo, glavne sastave fasada. No je li nam potrebno još inovacija fasadnih proizvoda da bismo ostvarili potreban utjecaj na emisije iz zgrada?
Postoje mnoge inovacije fasadnih proizvoda koje tek treba usvojiti kao uobičajene. Prijelaz ovih tehnologija na uobičajeno poslovanje u svim našim zgradama mogao bi imati neposredan utjecaj na emisije iz zgrada, što nije težak zadatak. U ovom prvom nizu iz dva dijela, istražit ćemo tri dokazane tehnologije koje poboljšavaju toplotne performanse fasada, raspravljat ćemo o preprekama za usvajanje, kako ih prevladati i koje su inovacije potrebne – ne samo u proizvodima, već i u dizajnu zgrada i isporučivanju, energetskom kodeksu i javnoj politici.
Izdržljiva tehnologija odstojnika s toplim rubom
Korištenje visoko vodljivog aluminijskog odstojnika na rubu stakla može uzrokovati značajnu degradaciju toplotne izvedbe i povećati rizik od kondenzacije. Na tržištu je dostupan niz visokoučinkovitih odstojnika s toplim rubovima od nekoliko dobavljača, s toplotnom vodljivošću nižom od aluminija kako bi se smanjio toplotni most na rubu stakla. Oni mogu smanjiti ukupne U-faktore montaže za 0,02 do 0,05 btu/oF.hr.ft2. Najviša granica ovog raspona postignuta je u strukturno ostakljenim sistemima gdje je, u nedostatku vanjskog nosača, rub stakla termički najslabija karika, i gdje odstojnik toplog ruba može imati najveći utjecaj.
Dok su odstojnici kutija od nehrđajućeg čelika kategorizirani kao odstojnici toplih rubova, oni obično smanjuju U-faktor montaže samo za 0.01 btu/of.hr.ft2 u zarobljenim sistemima, u usporedbi s 0,02-0,03 btu/of.hr.ft2 za veće performanse sistema poput plastičnih hibridnih sistema odstojnika od nehrđajućeg čelika (PHSS). PHSS sistemi (Slika 1) imaju više od 20 godina iskustva u komercijalnim zgradama. Pokazuju standardnu izdržljivost odstojnika od nehrđajućeg čelika, sveprisutni su u Europi, a široko ih nude proizvođači u Sjevernoj Americi.
Plastični hibridni odstojnik od nehrđajućeg čelika (PHSS) – S čvrstim nehrđajućim čelikom obavija stražnju i bočne strane odstojnika; projektiranom plastikom koja premošćuje gornji dio, pruža standardnu izdržljivost odstojnika kutije od nehrđajućeg čelika, ali uz toplotne performanse nemetalnog odstojnika. Zasluge: Technoform
a, b, c: (a) PHSS odstojnici i poliamidne toplotne barijere korištene su u zgradi Leeza Soho s certifikatom LEED® Gold u Pekingu. Zasluge: Hufton+Crow (b) PHSS odstojnik bio je ključni dio ispunjavanja zahtjeva toplotne i strukturalne izvedbe stakla za renoviranje Space Needle. Zasluge: Fotografija od strane oakieja na Unsplash (c) PHSS odstojniku koji se koristi u savijenom troslojnom izolacijskom staklu u ulici 707 5th Street, Calgary. Zasluge: Steve LeBlanc, ugovorni staklari
Međutim, arhitektonska zajednica zanemaruje specificiranje detalja na rubu stakla. U analizi više od 11.000 arhitektonskih projekata korištenjem popularne baze podataka građevinskih projekata, samo 10% je navelo odstojnik s toplim rubom, a 20% uopće nije spomenulo izolacijsko staklo (Slika 3). Od preostalih 70%, većina je specificirala “standard proizvođača”. Ova zadana fraza obično dovodi do isporuke najjeftinije opcije (i najniže toplinske izvedbe) – aluminijskog odstojnika za kutiju – iako većina proizvođača nudi opciju odstojnika s toplim rubom.
Snimak više od 11.000 građevinskih projekata koji koriste izolacijsko staklo u Sjevernoj Americi krajem 2020. godine i njihova specifikacija za razmaknicu za izolacijsko staklo. Zasluge: Technoform
Na događaju Façade Tectonics Institute (FTI) fokusiranje na inovacije održanom u martu, panelist Sameer Kumar, direktor dizajna kućišta u SHoP Architects, primijetio je da ako element pročelja nije dio estetike dizajna, i lako se može zanemariti. I dok bi ukupni U-faktor sklopa ograde trebao biti jasno naveden, ako performanse komponenti stakla koje su potrebne za postizanje ove izvedbe nisu navedene (npr. rub stakla, centar stakla i toplotna performansa okvira), postoji veliki rizik da učinak koji je stvarno isporučen bude niži od predviđenog.
Tehnologija poliamidne toplotne barijere Slika 4 prikazuje evoluciju tehnologije poliamidne (PA) toplotne barijere za aluminijske ogradne sisteme, koja je prvi put uvedena sredinom 1970-ih – prije gotovo 50 godina. Od početnih širina barijere od oko 10 mm, stanje tehnike za PA je sada 100 mm.
Zajedno s povećanjem širine barijera, koje smanjuju vodljivi protok topline, PA profili postaju sve složeniji, u početku koriste noge koje se protežu u šupljine stvorene između ekstruzija kako bi se smanjio konvektivni prijenos topline, a kasnije dodajući opciju za pjenu za popunjavanje šupljina. U novije vrijeme, folije niske emisije (low-e) korištene su na PA barijerama kako bi se smanjila preostala, najmanja komponenta prijenosa topline – zračenje – čime se dodatno poboljšava toplotna učinkovitost.
Najnovija tehnologija uključuje smanjenje toplotne vodljivosti samog PA. Ovaj PA niže vodljivosti, koji se ponekad naziva i “niska lambda”, omogućuje proizvođačima da postignu niže U-faktore montaže u datom dizajnu okvira bez proširenja barijere. Tijekom proteklog desetljeća također je bilo nekoliko inovacija u dizajnu PA barijera koje su proširile primjenu na ploče pod pritiskom za zidne zavjese i anti-bi metalni dizajn za sprječavanje naginjanja u velikim prozorima i vratima.
Evolucija tehnologije poliamidne toplotne barijere za aluminijske ograde. Dok su proizvodi s najsuvremenijom tehnologijom toplinske barijere dostupni od mnogih proizvođača, tipična širina i složenost toplotne barijere koja se danas koristi uvedena je prije više od 30 godina. Zasluge: Technoform
Termički prekinuti sistemi pričvršćivanja obloga
Uobičajena instalacija za sisteme za zaštitu od kiše uključuje upotrebu kontinuiranih aluminijskih z-profila za pričvršćivanje perimetra panela na strukturu. To stvara značajan toplotni most, koji može smanjiti toplotnu performansu zida za više od 50%. Vrlo često ova degradacija nije obuhvaćena simulacijama zgrade. Također može prouzrokovati nezdrave probleme s kondenzacijom unutar zidova tijekom vijeka trajanja zgrade.
Međutim, trenutno je dostupno najmanje pet različitih termički prekinutih sistema pričvršćivanja obloga koji rješavaju ove probleme s toplotnim mostovima (jedan primjer prikazan je na slici 5). Iako usvajanje ovih sistema raste, oni još nisu “uobičajeni posao“. Dio razloga za to je taj što se toplinski most na rubu panela ne uzima uvijek u obzir u energetskom modeliranju i stoga tehnologije za rješavanje toplotnih mostova ne dobivaju izračunatu energetsku korist, a time ni efektivnu povrat ulaganja.
Primjer termički prekinutog sistema pričvršćivanja obloge Zasluge: Technoform
Trebamo li inovacije?
Postoje mnogi drugi primjeri nedovoljno iskorištenih, komercijalno dostupnih i dokazanih fasadnih tehnologija visokih performansi koje bi, ako se usvoje u svakoj zgradi, mogle značajno promijeniti emisiju ugljika.
Postavlja se pitanje: trebamo li se zalagati za više inovacija proizvoda ili trebamo samo koristiti ono što već imamo? Sljedeći mjesec istražit ćemo prepreke za usvajanje tehnologije i identificirati gdje je potrebna inovacija – ne samo u proizvodima, već i u načinu na koji proizvodimo proizvode, dizajnu i isporuci zgrada, te kodeksima i javnoj politici – kako bismo stvorili krepostan ciklus inovacija i usvajanje.
Više informacija na: TECHNOFORM
