Fereastra - Portal de afaceri - revista de specialitate pentru furnizorii de sisteme si producatorii de tamplarie din PVC, Aluminiu si lemn stratificat cu geam termoizolant. Aici gasiti informatii utile despre: ferestre, usi, pereti cortina, termopane, geam termopan, etc.

Caracteristicile de performanta ale pachetului de geam termoizolant sunt de o maxima importanta in gestionarea fluxurilor de caldura prin sistemul de anvelopare a unei cladiri. Radiatia solara incidenta care patrunde prin refractie in incinte provoaca supraincalzirea spatiilor interioare si duce la cresterea sarcinii de racire a cladirii. In contextul dat, este importanta explorarea potentialului de economisire a energiei pe care il asigura foliile pe baza pe cristale lichide colesterice (sau CLC - hexanoat de colesteril). Aceasta tehnologie emergenta permite fabricarea foliilor pentru ferestre statice si termocromice, care au proprietatea de a respinge caldura solara si a oferi o solutie simpla de renovare a cladirilor in vederea eficientizarii energetice. Simularile efectuate de experti au aratat ca foliile statice pentru ferestre pe baza de CLC pot genera economii de pana la 29% din consumul anual de energie al unei cladiri amplasate intr-o zona cu clima tropicala sau mediteraneeana. In zonele temperat-continentale, foliile pentru ferestre, care resping caldura solara statica, genereaza o cerere suplimentara de incalzire in timpul iernii, ceea ce reduce economiile anuale de energie. In aceste climate, reducerile pot ajunge la 22%. Calea pana la aceste sisteme a fost complexa si este reliefata in cele ce urmeaza.

 

Studiile demografice indica o majorare accelerata a populatiei urbane. Pentru a gazdui in continuare aceasta mare masa de utilizatori, s-au dezvoltat intr-un ritm deosebit de alert cladirile inalte, care au ajuns sa domine tot mai mult peisajul oraselor. Aceste constructii ar trebui, in mod teoretic, sa ofere confort si bunastare ocupantilor sai, sa fie sustenabile si, in acelasi timp, sa aiba un impact ecologic pozitiv. Pentru a atinge obiectivele respective, suprafetele vitrate de mari dimensiuni au devenit preferate in proiectarea fatadelor, deoarece permit accesul luminii naturale in interior, cu un impact pozitiv asupra sanatatii si productivitatii ocupantilor. Cu toate acestea, caldura solara care intra prin pachetele de sticla provoaca supraincalzirea incintelor si creste cererea pentru energie necesara conditionarii aerului. Deja constructiile sunt responsabile pentru 36% din consumul de energie la nivel mondial. In pofida majorarii accelerate a populatiei si a suprafetei locuite, in deceniul trecut s-au reusit reduceri semnificative ale consumului de energie pentru incalzirea spatiului, iluminat, functionarea aparatelor electrocasnice, gatit si producerea apei calde menajere (ACM). In schimb, consumul de energie pentru racirea spatiului a crescut cu 33% in aceeasi perioada, ceea ce este probabil legat de majorarea ariei vitrate, cresterea temperaturilor si o cerere tot mai mare de confort termic. 

 

De asemenea, trebuie precizat ca trendul este in continuare ascendent, conform cercetarilor realizate de Glass for Europe si IEA. Practic, consumul total de energie al cladirilor va spori in continuare cu 1% pana la 2% pe an. Prin urmare, este deosebit importanta implementarea masurilor care reduc cererea de energie pentru racirea spatiului in mediul construit. Aceasta nevoie este recunoscuta si de politicile care prescriu diminuarea emisiilor de CO2 in sectorul constructiilor, iar Comisia Europeana si-a propus sa dubleze renovarea fondului de cladiri existent pentru urmatorii zece ani. Prin urmare, 35 de milioane de cladiri din Europa ar trebui renovate pana in 2030. Exigentele in cauza au dus la o cerere tot mai mare de materiale inovatoare, pentru a reduce impactul asupra mediului si a creste sustenabilitatea cladirilor noi si a celor existente. In acest sens, exista multe lucruri de castigat prin inlocuirea geamurilor existente si implementarea unor schimbari de paradigma in ceea ce priveste structura lor. Calculele arata ca daca toate cladirile UE ar fi echipate cu geamuri de inalta performanta pana in 2030, s-ar putea reduce cu 29% consumul anual de energie, ceea ce corespunde unei contractii a emisiilor de CO2 de pana la 94,2 milioane de tone, in acelasi interval temporal. 

 

Pierderile termice si castigurile de caldura prin geam determina in mare masura performanta consumului unei cladiri. In zilele reci, fluxurile de caldura dinspre interior spre exterior ar trebui diminuate, pentru a reduce sarcina pusa asupra sistemelor de incalzire. Simultan, in sezonul estival, castigurile de energie termica prin geam ar trebui stopate, pentru a scadea consumul de electricitate aferent operatiunilor de conditionare a aerului. Dupa cum se stie, radiatia solara contine lumina ultravioleta (cu lungimi de unda cuprinse intre 300 nm si 400 nm), lumina vizibila (400 nm - 700 nm) si lumina in infrarosu apropiat (aproape IR) (700 nm - 2500 nm). Lumina UV are proprietatea de a deprecia materialele pe care este incidenta, cum ar fi mobilierul din interiorul unei cladiri, provocand decolorarea si degradarea lor. De asemenea, interactioneaza cu pielea umana, exercitand un potential impact negativ asupra sanatatii oamenilor. De aceea, un element de fereastra sau un panou vitrat ar trebui sa blocheze preferential lumina UV. Partea luminii vizibile a spectrului reprezinta 43% din energia solara. Interactiunea unei ferestre cu acest fragment determina nuantarea sau colorarea unei ferestre si, prin urmare, aspectul cladirii, precum si confortul ocupantilor sai. Lumina aproape IR reprezinta 52% din energia solara si provoaca incalzirea spatiilor interioare. Prin urmare, tehnologiile de vitrare care se concentreaza pe reducerea castigurilor de caldura solara prin folosirea unor sticle cu acoperiri speciale se concentreaza pe respingerea luminii solare aproape IR, permitand in acelasi timp accesul unei cantitati suficiente lumina vizibila pentru a asigura conditii optime de activitate.

 

In ultimele decenii au fost dezvoltate diverse solutii de vitrare, pentru a asigura un impact pozitiv in economia procesului de gestionare a fluxurilor de caldura din cladiri. Pe langa obloane si jaluzele, a devenit comuna o solutie de este utilizarea acoperirilor cu emisivitate scazuta (Low-E), pe baza de oxizi de argint. Astfel de materiale Low-E constau de obicei din diferite straturi care pot fi aplicate un geam de sticla prin metode pirolitice sau de sputerizare magnetronica. Functia lor principala este de a redirectiona radiatia cu unde lungi din interiorul unei cladiri inapoi in cladire pentru a diminua cantitatea de energie folosita pentru incalzire in zilele reci. Aceste sisteme contribuie la imbunatatirea proprietatilor de izolare ale pachetelor vitrate. Exista diferite acoperiri care nu numai ca sporesc gradul de termoizolare, ci au inclusiv capacitatea de a respinge caldura solara pentru a mentine o cladire rece in zilele calde si pentru a reduce consumul de energie la racirea artificiala. In prezent, majoritatea cladirilor nou construite in zone temperat-continentale sunt echipate cu unitati de geam cu sticla Low-E. O alta solutie care reduce castigurile din caldura solara prin geam este reprezentata de utilizarea foliilor pentru ferestre. Acestea sunt lipite pe suprafata exterioara a foilor de sticla, pentru a imbunatati performanta vitrajului, fara a fi necesara inlocuirea pachetului vitrat. Foliile pentru ferestre pot fi fabricate prin metode roll-to-roll pe substraturi flexibile, la un randament ridicat. De-a lungul anilor, companiile din acest domeniu, cum ar fi 3M si Saint-Gobain, au dezvoltat o mare varietate de solutii, avand diferite gradatii de nuanta si reflexie aproape IR, bazate pe sisteme reflectorizante, cu continut metalic sau de oxizi metalici absorbanti. Peliculele sunt proiectate si optimizate pentru diferite climate din intreaga lume. De pilda, intr-o zona subtropicala este necesara o pelicula de o nuanta mai inchisa si o reflexie aproape IR mai mare, in timp ce pentru un climat mai rece si mai putin insorit se impune o transmisie superioara a luminii si o reflexie aproape IR mai mica, pentru a optimiza echilibrul dintre castigurile de caldura solara iarna si respingerea acestora in timpul verii. Deoarece astfel de folii sunt relativ ieftine si pot fi aplicate pe geamurile existente, ele reprezinta o optiune de renovare atragatoare si usor de instalat. 

 

Geamurile acoperite cu pelicule emisii reduse si foliile pentru ferestre care resping caldura solara nu au insa capacitatea de a-si adapta proprietatile optice la conditiile de mediu. In sezonul rece, cand se doreste patrunderea caldurii solare in cladire, aceste sisteme o resping, determinand un consum suplimentar de energie pentru incalzire. Prin urmare, climatele temperat-continentale au nevoie de solutii dinamice de vitrare, care, conform unor studii-pilot, ar putea asigura o economie anuala de energie intre 8% si 53%, fata de solutiile traditionale, in functie de variabile, cum ar fi geometria cladirii, orientarea cardinala si tipul de sticla utilizata. O dezvoltare recenta este constituita de geamul comutabil electric. Acesta are proprietatea de a trece de la o stare transparenta la una colorata la cererea utilizatorului final, putand fi cuplat la un senzor pentru a-si modifica nuanta in mod autonom, in functie de intensitatea luminii solare exterioare. Aceste sisteme sunt recomandate pentru mentinerea unei lumini confortabile pe tot parcursul zilei si aduc, de asemenea, un beneficiu energetic incontestabil. Materialele comutabile electric pot fi realizate din oxizi metalici electrocromici, cum ar fi oxidul de wolfram (WO3), precum si polimeri conjugati si dispozitive cu cristale lichide (LC) comutabile. Fabricarea lor necesita imbinarea materialului receptiv intre doua placi de sticla cu straturi conductoare electric si necesita cablare electronica, ceea ce determina costuri mari de fabricatie si instalare. Solutiile de vitrare dinamica care presupun o instalare mai simpla sunt sisteme care raspund autonom la conditiile meteorologice exterioare, din aceasta categorie facand parte sistemele de vitrare termocromica. Ele constau din pigmenti anorganici care isi pot modifica proprietatile de absorbtie la variatia temperaturii, cum ar fi materialele termocromice pe baza de VO2. De regula, materialul in cauza este laminat intre doua foi de sticla si se instaleaza in mod similar pachetelor vitrate traditionale. Urmatorul pas, catre solutia emergenta actuala, a fost cel care a dus la foliile colesterice, CLC, care au sanse reale de a revolutiona domeniul vitrajelor arhitecturale.