Hőátbocsátás

Minden szerkezet hőszigetelő képességét egy számmal lehet jellemezni, mely azt mutatja meg, hogy ha a szerkezet két oldalán eltérő hőmérséklet van, mennyi hő jut át a magasabb hőmérséklet felől az alacsonyabb felé. Ha valamilyen 1 m2 felületű szerkezetnek 1,0 az U értéke, akkor ez azt jelenti, hogy ha a szerkezet egyik oldalán 0ºC a hőmérséklet, a másik oldalon 1ºC, akkor a szerkezet 1 Watt hőenergiát bocsát át.

Ez így talán még nem eléggé kézzelfogható, tehát nézzünk egy gyakorlati példát. Ha az U=1,0 hőátbocsátási tényezőjű szerkezet két oldala között 20ºC a hőmérséklet különbség, akkor az átbocsátott energia 20 watt.

Vagyis 1m2 szerkezeten annyi hőenergia megy át, amennyi egy 20 wattos villanyégő működtetéséhez lenne elegendő. Ha egy másik, ugyanilyen méretű anyagnak U=2,0 a hőátbocsátási tényezője, akkor az 40 wattos villanyégőnek felel meg.

Vagyis 20ºC hőmérséklet különbség esetén egy 12 x 12 m-es alapterületű, 3 m magas ház teljes falfelületén annyi energia távozik, mintha folyamatosan világítana a fal minden egyes négyzetméterén egy 20 wattos izzó, vagyis összesen 144 db izzó!Ha a ház falának hőátbocsátási tényezője nem 1,0 hanem pl. 2,0 akkor már 288 db képzeletbeli izzónk ég folyamatosan!!

Bejárati ajtók:

Egy átlagos házban a tömör szerkezetű bejárati ajtók felülete elenyésző az üvegezett ablakok és erkély- és teraszajtók felületéhez képest. A bejárati ajtóknál a szerkezet hőszigetelt kialakításával viszonylag egyszerűen elérhető a hőveszteség minimalizálása.

Ablakok és üvegezett ajtók:

Négy tényező befolyásolja azt, hogy egy ablak vagy üvegezett ajtó mekkora hőenergia veszteséget jelent:

• Üvegezés: az üvegezett nyílászárók teljes felületének kb. 85 - 90 %-a üvegfelület. Az üvegnek sokkal rosszabb a hőszigetelő képessége, mint a fa vagy műanyag ablak keret-szerkezetének, és kb. ugyanolyan, mint a fém ablaké. Ebből következően a teljes nyílászáró hőveszteségének kb. 70 – 75 %-a az üvegezési megoldáson múlik.
• Tok és szárnyszerkezet anyaga: a nyílászáró kerete a teljes felület kisebbik részét adja, de még így is nagyon sok hőveszteséget okozhat. A fának nagyon jó, a műanyagnak és fémnek önmagában nagyon rossz a hőátbocsátási tényezője, így a műanyag és fém ablakoknál különböző műszaki megoldásokat alkalmaznak ennek javítására.
• Zárás: bármennyire kiváló hőszigetelési képességű ablakunk üvegezése és keretének anyaga, ha nem jól záródik, akkor a hőenergia kimegy rajta. A zárást a profil kialakítása és tömítése valamint az ablak mozgatásáért felelős vasalat befolyásolja.
• Beépítés: ha az összes fenti tényezőre figyeltünk, de az ablak a beépítés során rosszul kapcsolódik a ház szerkezetéhez, a meleg a tökéletes ablak és a tökéletes fal közötti fog elszökni.

Egyet azonban leszögezhetünk: energiatakarékossági lépéseink sorában az egyik legfontosabb, leglátványosabb eredményt hozó mozzanat az ablakcsere. Szinte azonnal érezzük a hatását, mely komfortérzetünket növeli. Megszűnik a kellemetlen léghuzat, sugárzó hidegérzet, valamint a hangszigetelés is jelentősen javul.

Fa nyílászárók

forrás: www.cityofalbany.net

A fa ablakok újra reneszánszukat élik! Az elmúlt években visszatért az egyedi gyártású nyílászáró piacra, a korábban kissé háttérbe szorult és lesajnált fa ablak, minek hátterében az áll, hogy egyre nagyobb számban találhatóak jó minőségű nyílászárót gyártó magyarországi üzemek.

Miben nyilvánul meg a jó minőség? Alapvetően két dologban. Az egyik a jó minőségű alapanyag és a hozzá társuló egyre jobb gyártási technológia.

ablak gyártás tömbösített fa alapanyaga

A hazai fa ablakokat külföldi alapanyagból gyártják. Ezek többségében borovi, de ezen kívül vörösfenyő, lucfenyő, meranti, vagy éppen tölgyfából készülnek.Tömbösített,hossztoldott,rétegragasztott alapanyagból indul a konfekcionálás. Ha az alapanyag stabilan jó minőségű – és hangsúlyozni kell, hogy folyamatosan jó minőségűnek kell lenni – akkor meg van az első feltétele a jó ablak gyártásának.

A gyártástechnológia minőségét a gépesítés és az emberi tényező határozza meg. Nagyon komoly CNC vezérelt gépek, magas színvonalú felületkezelés, kiváló anyagokkal. A többi - a PVCnyílászárókhoz hasonlóan - úgy, mint a vasalat és az üveg elhelyezés valamint az összeszerelés minősége. A fenti dolgok elengedhetetlenek a jó minőségű és hosszú élettartamú nyílászárók gyártásához.

Fa ablakok hőszigetelési kérdései

Fa ablakok tok- és szárnyszerkezete tömör faanyag, melynek kisebb a hőátbocsátási tényezője ( Uf érték ), mint a műanyag vagy fém nyílászárók keretének. Az értékek függnek a keret anyagának vastagságától. (A képen kék nyíllal jelölve.)

A keretszerkezet hőátbocsátási tényező - Uf (W/m2K) - átlagos értékeinek a következőket vehetjük:

• 56 mm vastag keretszerkezet: 1,6 - 1,8
• 62 mm vastag keretszerkezet: 1,4 – 1,5
• 68 mm vastag keretszerkezet: 1,2 – 1,3
• 80 mm vastag keretszerkezet: 1,0 – 1-1

További előnye a fa ablak szerkezetének, hogy anyaga hőszigetelés szempontból is homogén, valamint magának a keretnek is van hőmegtartó képessége.
Szintén előny, hogy a faszerkezetet - szemben a műanyag ablakokkal - statikai okokból nem kell semmilyen módszerrel erősíteni, így a merevítés miatti hőhíd nem jelentkezik.

A nyílászáróknál ugyanakkor az üvegezéssel együtt, az egész ablakra számított hőszigetelési képességet érdemes nézni. Néhány tájékoztató adat a faablakok hőátbocsátási tényezőjére (U_wértékére) (W/m2K):

• két rétegű, levegővel töltött üveg + fa keret: 2,5 - 2,7
• három rétegű, levegővel töltött üveg + fa keret: 2,0 - 2,1
• két rétegű, E-LOW bevonat, argon gázzal töltött + fa keret: 1,1 - 1,3

A fenti értékekből is látszik, hogy a rossz hőszigetelésű üveg mekkora hatással van a teljes ablak hőszigetelési értékére.

A fa nyílászárók keretszerkezetének hőszigetelését tovább javíthatjuk néhány, ma még ritkábban előforduló, de hazánkban is beszerezhető technológiával. Az alumínium külső borítást már használjuk néhány éve. Az alumínium külső borítás és a fa keretszerkezet közötti polisztirol szigetelés is elérhető, bár ez már egy kifejezetten magas árfekvésű termék és jobbára külföldi gyártóktól szerezhető be.

Ismert és Magyarországon is alkalmazott technológia az úgy nevezett Airotherm gyártási technológia. Ez egy több légkamrás tömbösített faszerkezet, melyet a rétegragasztás előtt nútolnak, majd egymáshoz ragasztva képződnek a kamrák. A fa belsejében így levegőt tartalmazó légkamrák jönnek létre. A levegő nagyon jó hőszigetelő képességű anyag, így a szerkezet hőátbocsátási tényezője javul.

Nyílászárók üvegezése

Az ablakaink üvegezése talán a legfontosabb tényező vásárlás esetén. Ennek roppant könnyen belátható az oka: többnyire a teljes nyílászáró felületen az üveg aránya a legnagyobb.
A hőszigetelt üveggyártás rendkívül sokat fejlődött az elmúlt években. Visszatekintve az elmúlt 10-15 évre, elmondhatjuk, hogy három, sőt négyszer jobb hőátbocsájtási tényezővel rendelkeznek a ma gyártott ablakok.

Nem hőszigetelt üvegezés

A 60-70-es években épült panelházakban az úgynevezett egyesített szárnyas (Teschauer-rendszerű) ablakokat építették be. A szárnykeret két önálló szerkezetű és üvegezésű keretből áll, de ezek egymáshoz vannak csavarozva. A csavarozás nem jelent légmentes zárást az üvegek között, így a két szárny közé a hideg külső levegő egyszerűen bejut. Az ablakok Ug értéke 3,5 – 4,0 W/m2K.

Hőszigetelt üvegezés

Ezeket váltotta fel a hőszigetelt üveggel készülő nyílászáró. Itt már egy közös szárny van, ebben van elhelyezve a két vagy három rétegből álló üvegezés. A technológia újítás lényege az volt, hogy a távtartókkal egymáshoz illesztett üvegtáblák között légmentes zárású tér van. (Nem vákuum, hiszen a két üvegtábla között levegő vagy az újabb típusoknál gáz van, így a külső levegő nem tud bejutni az üvegtáblák közé.)

Kétrétegű üvegezés: két, egyenként 4 mm vastagságú, 16 mm-es távtartóval ellátott hőszigetelt üveg az alap kivitel, melyek között levegő van. Ezek Ug-értéke 2,8 - 3,0 W/m2K.

Kétrétegű üvegezés, Low-E bevonat: a következő fejlesztés, a Low-E (low emission – alacsony átbocsátó képesség) bevonat. Ez egy alacsony emissziójú lágyfém bevonat, melyet annak érdekében juttatnak az üveg felületére, hogy a hosszú hullámú infravörös tartományú sugarakat, egyszerűen fogalmazva, a hőt az épületbe visszatükrözze. A Low-E bevonat szabad szemmel nem látható! Ennek alkalmazásával a kétrétegű üvegezés hőátbocsátási értékét a felére lehet csökkenteni, vagyis az Ug érték 1,4 W/m2K.

Kétrétegű üvegezés, Low-E bevonat, argon gáz töltés: itt az üvegek közét argon gáz tölti ki. Az argonnak jobb a hőszigetelő képessége, mint a levegőnek, így ennél a szerkezetnél a hőátbocsátási érték tovább csökken: Ug érték 1,1 W/m2K. Ez utóbbi érték a mai követelményszint alsó értéke.

Háromrétegű üvegezés, Low-E bevonat, argon gáz töltés: a következő lépés a háromrétegű üveg, amely többféle távtartó mérettel (12-14-16 mm) kombinálva, valamint a Low-E bevonattal és az argon gáztöltéssel a 0,6 W/m2K értékig csökkenti a hőátbocsátási értéket.

Nyílászárók vasalatai

Régi falusi ablak
forrás:
Lőrinczi Zsuzsa: Ablakok

mai bukó-nyíló vasalat alkotóelemei

Nyílászáróink vasalata biztosítja a mechanikai működést (nyitás-zárás). Magyarországon forgalmazott ablakok ismert vasalatai: MACO; SIGENIA-AUBI; G-U; ROTO; WINKHAUS; DR. HAHN; német és osztrák vasalat-gyártók (a képek a gyártók katalógusaiból származnak). A minőséget tekintve nincs jelentős különbség közöttük. Folyamatos fejlesztések és újítások jellemzik őket. Vannak, akik az egyikre, vannak, akik a másikra esküsznek. Némelyik az ablak vasalatokban, mások a bejárati-, vagy a tolóajtókra tart speciálisan kiemelkedő vasalatokat.

Nagyon gyors fejlődés jellemzi ezt az alkotóelemet is. 15 éve még a bukó-nyíló ablakok a klasszikus sarokváltós megoldással voltak felszerelve. Bizonyára mindenki emlékszik még erre a műszaki megoldásra. Látható rudazat, tolakodóan nagy váltó kar, kevéssé ízléses réz eloxált szín.

A mai vasalatok már nagyon komoly szerkezetű, sok részből álló műszaki megoldások, melyek megfelelnek mind a működtetés, mind a légzárás és hőszigetelés feltételeinek.

Vasalatok szerepe az ablakok hőszigetelésében

A tok és szárny kapcsolatát, annak záródási minőségét és ezzel az ablak hőszigetelő képességét alapvetően három tényező befolyásolja:

• ablak profil – a tok és a szárny geometriája és érintkezési vonalainak kialakítása
• ütköző gumi – a tok és a szárny érintkezési vonalának légmentességét adja, voltaképpen nem is gumi, hanem egy EPDM névre hallgató műkaucsuk
• vasalat – mely megfelelő működés esetén az ablak teljes kerülete mentén biztosítja a szoros zárást

Az alapfunkciókon kívül a mai vasaltok már nagyon sok egyéb kényelmi és biztonsági funkcióval rendelkezhetnek, illetve bármilyen alakú ablaknál meg lehet valósítani a főbb nyitási-zárási változatokat:

Íves és nem szimmetrikus ablakok vasalata: a mai építészeti megoldásokban sokszor előforduló igény, hogy az esztétikai okokból betervezett íves vagy aszimmetrikus ablakoknál is megoldható legyen a bukó-nyíló működés.

Hibásműködtetés gátló vasalat: A bukó-nyíló ablakaink egyik fő újítása, az úgy nevezett hibásműködtetés gátló, mely megakadályozza azt a korábban gyakran előforduló hibát, amikor a bukó állásban lévő ablakszárnyon a kilincset vízszintes állásba fordítottuk, a nyitási funkció is működésbe lépett.

Ennek következtében az ablakszárny egy ponton, az alsó sarokpánton kapcsolódott az ablak tokjához. Ez elég kellemetlen és adott esetben ijesztő volt. A hibásműködtetés gátló ma már alapvasalati elem.

Rés-szellőző vasalat: egy viszonylag egyszerű és szintén alapnak tekinthető vasalati szolgáltatás. A kilincs bukó, illetve nyíló állása közötti pozícióban a szárny néhány milliméternyit elemelkedik a toktól, így megszűnik a gumis légzárás és azzal együtt a fülledtség érzete.

Alapbiztonsági vasalat: minimum egy ponton már szintén alapelem a legtöbb ablakgyártónál. A funkció célja a szárny aláfeszítéssel történő kiemelése elleni védelem. Ezt gombafejes zárócsap és erre záródó zárfogadó biztosítja, melyet a régi zárkagylók egy rögzítő csavarjával szemben három, vagy négy csavar rögzít. Magasabb felszereltségű ablakoknál ebből kettőt, hármat is találhatunk a nagyobb biztonság érdekében.

Toló vasalat: A tolóajtókat a gazdaságos helykihasználás igénye generálta. Nagyteherbírású és rendkívül precíz vasalatokra van szükség a tartós és jó működés érdekében. Néha meglepően borsos az áruk ezeknek az elemeknek, de a fenti igények kielégítése meglehetősen drágává teszi őket. A kézi működtetésű toló-bukó vasalatok, 130 kg szárny tömegig és 1600 mm szélességig alkalmazhatóak

Kényszerműködtetésű toló vasalat: amelyik a rúdzáron keresztül a szárny teljes szélességében működteti az ollókat, így behúzza, illetve nyitáskor kitolja a szárnyat. Ezzel tehermentesítve a felhasználót a nagyobb szárnyak kézi erős működtetése alól. A maximális szárnyszélesség 2000 mm, a tömeg pedig 200 kg.

Emelő-toló vasalat: esetén a maximális szárny tömeg 400 kg. Alkalmazható a talpküszöb, ami az áthaladást teszi akadálymentesebbé.

Harmonika vasalat: a harmonikaajtók még nagyobb áthaladási szélességet biztosítanak, ezekhez speciális vasalat tartozik. A maximális szélesség egy szárny esetében 90 cm, összességében pedig 6,5 méter fesztáv.

Bejárati ajtók: A bejárati ajtók esetén rendkívül sok az opció. A leggyakoribb igény természetesen a biztonság. Ismert fogalom az ötpontos biztonsági vasalat, gombafejes, csapos és horgos záródású vasalatok. Ehelyütt csak címszavakban említünk meg néhány idetartozó elemet, úgy, mint a pánikvasalat, hidraulikus ajtóbehúzó, tolópajzs, görgős-zár, elektromágneses zár és megannyi alkatrész, mely bejárati-és egyéb ajtóinkat komfortosabbá, biztonságosabbá teszik.

Nyílászáró fogalomtár

Hőátbocsátási tényező (U): Mértékegysége: [W/m2K]
Meghatározása: 1 m2 felületen 1 Kelvin hőmérséklet különbség esetén átáramló hő mértéke. Minél kisebb az érték, annál jobb a szigetelése egy adott szerkezetnek. Megjegyzés: korábban K-érték néven volt ismert. Az Uf a keret, az Ug az üveg és az Uw, az egyesített értéke egy ablaknak.

Hővezetési tényező (λ): Mértékegysége [W/mK]
A hővezetési tényező egy anyag, állandó, fizikai jellemzője, amely jellemzi az adott anyagra vonatkozó hőáramlási viszonyokat. 
A hővezetési tényező azt a hőmennyiséget adja meg, amely az adott anyag egységnyi keresztmetszetén, egységnyi hőmérséklet-különbség hatására, egységnyi idő alatt áthalad.
Minél kisebb a hővezetési tényező, annál jobban szigetel az adott anyag. Ez a tulajdonság télen fontos, amikor a külső hideg ellen kell megvédeni az épületben lévő belső meleget!

PVC: Poli-vinil-klorid; hőre lágyuló, kémiailag ellenálló kemény illetve lágy szintetikus polimer, más néven műanyag. Az ablakgyártásban a kemény PVC-t használják.

Profil: Így nevezzük az ablak tok- és szárny keretszerkezetét. A fa ablakoknál ez tömör fa anyag, részletesebben, réteg ragasztott és tömbösített anyagról beszélünk, míg az alumíniumnál és a műanyagnál belül üreges, kamrákkal tagolt az alapanyag.

Hőszigetelt üveg: Azok a sík üvegek, melyeket legalább két rétegben, speciális távtartóval légmentesen egymáshoz rögzítenek. A közöttük lévő változó távolságú légrés levegővel, vagy valamilyen (Argon; Kripton) gázzal töltött. A légrésben NINCS vákuum!

Low-E bevonat: Egy alacsony emissziójú lágyfém bevonat, melyet annak érdekében juttatnak az üveg felületére, hogy a hosszú hullámú infravörös tartományú sugarakat, egyszerűen fogalmazva, a hőt az épületbe visszatükrözze. A Low-E bevonat szabad szemmel nem látható!

Vasalat: Az ablakok mechanikai működtetését és záródását biztosító elemek.

Kamra: Az ablak tok-és szárnyprofiljában található, egymástól elkülönülő légkamrák. A mai korszerű ablakok minimum 5 légkamrásak, melyhez legalább 70 mm-es beépítési mélység tartozik.

Beépítési mélység: Az ablak tok- illetve szárnyprofiljának keresztmetszete.

Toktoldó: Az ablak tokprofiljának szélesítésére és/vagy magasítására szolgáló elemek, melyek LEGO-szerűen kapcsolódnak az ablak profiljához. Gyakran szükség van ezekre az elemekre redőnyözés, hőszigetelés esetén.

Soroló: Kettő, vagy több ablakszerkezet egymáshoz építése esetén alkalmazandó elem. Több fajtáját ismerjük: nútos-, statikai-, dilatációs, vagy szögsorolók.

Argon gáz, kripton gáz: Hőszigetelt üveg esetén, az üvegek közötti légrés kitöltésére szolgáló nemesgáz, mely jobb hőszigetelést biztosít.

Távtartó: Az üvegek közötti légrést biztosító és távolságukat szabályozó elem. Szintén több fajtája ismert: alumínium, nemesacél, műanyag, TPS-távtartó.

Fóliás profil: Azokat a PVC profilokat nevezzük így, amelyek egy speciális fólia bevonattal vannak ellátva, így különleges, az alaptesttől eltérő színűek lehetnek. Ezek a fóliák többféle faerezet mintájú, vagy RAL színű lehet.

Tömbösített faanyag: Lásd rétegrasztott!

Hossztoldott faanyag: Azt az eljárást nevezzük így, amikor a tömbösített faanyagot, rétegenként külön-külön, hosszában toldjuk meg. Ezáltal a fa felületén farkasfog szerű, ragasztott csatlakozásokat láthatunk. Ezek, a felületkezeléssel részben, vagy teljesen eltüntethetőek. Akinek ez esztétikailag nem felel meg, vásárolhat toldásmentes anyagból készült ablakot is. Ezek minden esetben drágábbak, mert a felhasznált alapanyagoknak még hosszabb felületen kell hibamentesnek lenniük.

Rétegragasztott: A faalapanyag eltérő szálirányú forgatásával egymáshoz ragasztott tömbösítési eljárás. Minimum három rétegben történik, majd a kapott anyagból alakítják ki a tok-, szárny- és egyéb profilokat. Ez az eljárás akadályozza meg, hogy vetemedjen az ablak.

EPDM: Etilén-propilén-diene-monomer nevű műkaucsuk, mely jó nyúlóképességű és a terhelés megszűnésével visszanyeri eredeti alakját és méretét. Így az ablak tömítettsége nem romlik le a használattól. Ez az anyag váltotta fel, ma már kevés kivételtől eltekintve, az ablaktömítő gumit, amely néhány év alatt merevvé, törékennyé vált, összepréselődött állapotában nem biztosított megfelelő légzárást.