Vprašanje našega bralca je zagotovo zanimivo in čeprav smo o problematiki stekel v naši prilogi že pisali, je to vseeno tema, ki terja vedno nove odgovore, poleg tega je bil razvoj stavbnega pohištva zadnjih petnajst let resnično skokovit. Najprej z vse bolj kvalitetnimi okvirji, ki dosegajo nizke vrednosti toplotnih izgub, potem je bil nekako tiho uveden največji korak, to je, da so izolacijska stekla postala standard, zadnja leta se je izboljšal distančnik, ki ni več aluminijast, pomembna novost pri oknih pa je tudi izboljšani sistem vgradnje, kajti kaj vam pomaga še tako dobro okno, če začne čez nekaj let vleči skozi režo ob oknu.

Termopan

Naj kar takoj povemo, da smo našemu bralcu odgovorili že na podlagi opisa, on pa je potem naša ugibanja potrdil kot točna. Zato poglejmo najprej naš prvi odgovor:

»Spoštovani. Najprej nas zanima, kdo je zamenjal vaša stekla. Povsem mogoče je, da je steklar vgradil v vaše sicer kvalitetne lesene okvirje navadno termopan steklo, ki ima prehodnost U kar 2,9. Brez kakršnega koli emisijskega premaza in plina v medprostoru. Če je v vaših oknih izolacijsko steklo, mora biti na notranji strani distančnika označba s številko.

V primeru, da imate navadno termopan steklo, ki je poleg tega še slabše kvalitete, je toplotna izolativnost vašega okna okoli 2,9 Wm²/K (samo kot primer, kvalitetno škatlasto okno z navadnimi stekli dosega okoli 2,4 Wm²/K), medtem ko bi bila z izolacijskim steklom okoli 1,3. Plin kot tak zdrži najmanj 10 let (odvisno tudi od tesnjenja in distančnika), tudi v primeru, da počasi uhaja iz medprostora, pa steklo še vedno dosega vrednost U okoli 1,6 Wm²/K, in to po zaslugi emisijskega premaza.«

Gospod Anton nam je odgovoril zelo hitro in žal potrdil naša ugibanja: »Stekla mi je menjal steklar, kakšna vrsta stekla je vmes, pa seveda ne vem. Na steklu ni videti nobenih oznak, prav tako ne na aluminijastem distančniku. Res je, da ob menjavi nisem bil pozoren na toplotno izolativnost stekel. Zdaj nas moti v prvi vrsti pojavljanje kondenza in umazanije med stekli, ki se je ne da očistiti, in še vedno pričakujemo kakšen pameten nasvet. Pri naslednji menjavi bomo vaše nasvete zagotovo upoštevali.«

Nasvet pa je žal le en. Zamenjava termopanskih stekel s kvalitetnimi izolativnimi. Ampak tudi tu je več podrobnosti, zato poglejmo nekatere.

Večslojna zasteklitev

Bistvo uporabe večslojne zasteklitve je v izkoriščanju plasti zraka med posameznimi stekli. Zrak tako postane dodaten toplotni izolator, medtem ko debelina šipe pravzaprav ne pomeni nič. Tako se dejavnik toplotne prehodnosti zmanjša za 0,1 W/m²K šele pri 2,5 cm debelem steklu glede na toplotno prehodnost običajno debele šipe (4 mm).

Izjemno pomembna je tudi širina medstekelnega prostora. Če je ta preozek, je toplotni upor zraka premajhen, zanimivo pa je, da ni dobro niti, če bi bil ta prostor prevelik. Pri večji širini nastopijo intenzivnejši konvekcijski (sevalni) toplotni tokovi, ki prav tako zmanjšujejo toplotni upor. Tako je pri dvojni zasteklitvi in polnitvi medstekelnega prostora z zrakom idealen razmak med stekli od 12 do 16 mm. Klasična termopanska stekla so najpogosteje stekla s šipami debeline 4 mm in širino medstekelnega prostora 12 mm, s tem da se vmesni prostor optimira glede na medij, ki je v njem. Dvojna zasteklitev oziroma termopan pa nikakor ni energetsko učinkovita zasteklitev, saj je toplotna prehodnost dvojne zasteklitve z zrakom največ 2,9 W/m²K, kar je sicer dvakrat nižja vrednost od enojne zasteklitve, ni pa energetsko učinkovita.

Tako je povprečna vrednost lesenega okna z navadno izolacijsko zasteklitvijo okoli 2,6 W/m²K, ne bistveno boljša pa ni niti vrednost okna s plastičnim okvirjem oziroma krili z navadno oziroma termopansko zasteklitvijo. Zanimivo je, da se tudi ob troslojni zasteklitvi brez plinske polnitve in emisijskega nanosa energetska učinkovitost ne poveča bistveno (za vsega okoli 0,8 W/m²K oziroma z 2,9 na 2,1 W/m²K). Edina prava pot je torej izbira energijsko učinkovite zasteklitve, to pa so stekla z emisijskim nanosom ali nanosi in plinsko polnitvijo.

Večino oziroma kar dve tretjini toplotnih izgub skozi zasteklitev prispeva sevalni toplotni tok. Za preprečevanje teh izgub so uporabili nizkoemisijske (low-e) nanose. Bistvo nanosa je, da omogoča neoviran prehod kratkovalovnega sončnega sevanja v prostor, navzven pa ne prepušča dolgovalovnega toplotnega sevanja predmetov, segretih na sobno temperaturo.

To so izjemno tanki in za oko nevidni kovinski oksidi ali polprevodniški filmi, ki zmanjšujejo emisivnost površine. Steklo s takim nanosom deluje kot sončna past. Nanos je občutljiv za mehanske dražljaje, zato je na notranji strani šipe, ki omejuje medstekelni prostor, lahko pa je tudi na notranjih straneh obeh šip, s čimer se še dodatno izboljša toplotni upor takega stekla. Za upočasnitev prenosa toplote v medstekelnem prostoru namesto klasičnega zraka že kar nekaj časa uporabljajo žlahtne pline, kot so argon, ksenon in kripton.

Tržno dostopne novejše tehnologije stekel tako danes povsem običajno dosegajo vrednost U=1,1 W/m²K, izboljšanje v primerjavi s stekli, ki so pred leti dosegala okoli 1,3 W/m²K, pa so dosegli s spremembo iz trdih nanosov v mehke.

Zanimivo je še nekaj. Omenili smo pomembnost emisijskih nanosov. Če bi pri opisani zasteklitvi z emisijskim premazom namesto argona uporabili zrak, bi se toplotna prehodnost poslabšala na 1,4 W/m²K. S tem se poruši argument nekaterih, ki pravijo, da sta emisijski nanos in plinsko polnjenje zasteklitve nesmiseln strošek. Plin v dobri dvojni zasteklitvi se po predvidevanjih in meritvah ohrani v visoki koncentraciji več kot deset let, nakar se počasi zmanjšuje in po nekaterih ocenah izgine oziroma izpuhti šele nekje po 30 letih. Vendar je tudi v primeru, da je v medstekelnem prostoru ostalo le še 50 odstotkov argona in je v njem že polovica zraka, toplotna prehodnost le za okoli 14 odstotkov višja od prehodnosti okna, pri katerem je medstekelni prostor popolnoma zapolnjen z argonom. Vsekakor pa je uporaba žlahtnih plinov smiselna le ob nizkoemisijskih nanosih na steklih.

Izgube skozi stekla

Končna vrednost toplotne zaščite pri oknu (Uw) pa je odvisna predvsem od nazivne vrednosti koeficienta toplotnega prehoda skozi steklo (Ug). Vendar predstavlja nazivna vrednost Ug le vrednost, ki smo jo dobili z merjenjem toplotnega toka skozi sredino stekla, kar je še posebej izpostavljeno pri meritvah po DIN standardih, medtem ko meritve po EN standardih že bolj upoštevajo celotno površino, kar pomeni, da so to bistveno bolj točni podatki.

Najpogosteje uporabljano izolacijsko steklo ima robno tesnjenje izdelano iz aluminijastega distančnika in tesnil. Toplotna prevodnost aluminija je drugačna od drugih materialov v steklu, zato teče skozi stik steklo-aluminij-steklo (pri klasičnem robnem tesnjenju) mnogo večji toplotni tok kot skozi stik steklo-zrak/plin-steklo. Na tem mestu se torej pojavi toplotni most. Vpliv aluminijastega distančnika sega od roba stekel približno 15 cm proti sredini. Iz tega izhaja, da se dejanska vrednost koeficienta toplotnega prehoda spreminja v odvisnosti od dimenzij in se lahko predvsem pri manjših steklih bistveno razlikuje od nazivne vrednosti. Izračun kaže, da lahko toplotne izgube preko aluminijastega distančnika dosegajo tudi do 10 odstotkov vseh izgub skozi okno, na robovih pa se lahko pojavi kondenz.

Dvostopenjsko tesnjenje

Kakovostnejša izolacijska stekla so izdelana po sistemu dvostopenjskega tesnjenja. Pri tem sistemu na perforiran, s sušilnim sredstvom napolnjen distančni okvir nanesejo trajno plastično tesnilo, ki je izdelano na osnovi poliizobutilena (butil). Tesnilo, ki se imenuje tudi notranje ali primarno tesnilo, se nanese v obliki enakomerno širokega in debelega traku neprekinjeno na obe stranski ploskvi distančnikov. Osnovna funkcija notranjega tesnila je zaščita medstekelnega prostora pred difundirajočo vodno paro. Po sestavitvi obeh stekel in okvirja se fuga za hrbtom distančnika zapolni s trajnoelastičnim tesnilom.

Poglejmo zdaj še novejšo tehnologijo distančnikov. Pri najnovejši tehnologiji TPS (Thermo Plast Spacer) distančni okvir ni več kovinski, ampak izdelan iz termoplastičnih organskih materialov. Toplotno izboljšano robno tesnjenje pomeni, da na stikih med steklom in okenskim okvirjem težje pride do kondenzacije vodne pare, boljša toplotna izolativnost robov pa se do določene mere kaže tudi v skupnem koeficientu toplotnega prehoda (vrednost U).

Alternativa TPS-sistemom so klasične rešitve z dvostopenjskim sistemom, pri katerem se namesto distančnika iz kovine uporablja distančnik, ki je kombinacija PVC in tanke pločevine. Profil je izdelan iz obstojnega PVC in je na bokih in hrbtih prevlečen s tanko folijo iz plemenitega jekla. Zaradi nizke toplotne prevodnosti PVC je s takim distančnikom preprečena možnost nastanka toplotnih mostov.