Een beginners handleiding voor ramen en kozijnen

Een beginners handleiding voor ramen en kozijnen Waarom leren over ramen en raamkozijnen? Het antwoord is omdat je met goede ramen en raamkozijnen energie kunt besparen

INHOUD 1. Introductie, het venster naar energie efficiency 2. Glas 3. Dubbel en driedubbel glas 4. Raamkozijnen 5. Ramen als zonnepanelen

1

1. INTRODUCTIE, het venster naar energie efficiency Energie efficiency is een onderwerp dat in de bouwsector iedereen bezig houdt, te beginnen met de experts, maar ook de eindgebruikers.

De ramen c.q. het glas maakt een groot deel uit van de gevel van een gebouw. Ze beschermen tegen warmteverlies en zorgen voor natuurlijk daglicht. En door het zonlicht dat binnenkomt wordt de ruimte ook opgewarmd. In nieuwe gebouwen maken de ramen 10 and 25% van de buitenmuren uit. Het belangrijkste doel van efficiëntie ramen is om het warmte verlies van binnen naar buiten en andersom te voorkomen.

2

Wat maakt een regulier raam tot een energie efficiënt raam.

1. Gebruik van hoog-kwaliteit materiaal voor het kozijn. 2. Gebruik van dubbel- of driedubbelglas met gas, kleurloos en reukloos, tussen het glas. 3. Gebruik van glas met een lage CO2 uitstoot. Ongeveer 40% van het warmteverlies van een gebouw is te wijten aan de ramen en voor een deel aan de muren, vloeren en plafond. In tegenstelling tot de muren waar de warmte geleiding veroorzaakt wordt door moleculaire warmteoverdracht, is dit bij ramen een meer complex proces omdat alle drie de typen van warmte uitwisseling aanwezig zijn: warme geleiding in de niet transparante delen van het raam, convectie in het lucht gedeelte tussen de lagen glas aan zowel de binnen- als ook de buitenzijde en de warmte uitstraling via het glasoppervlak en door het gas daar tussen in. Laten we eens kijken naar de specifieke materialen en oplossingen die effectiviteit bewezen hebben voor wat betreft verbetering van de warmte isolatie en daardoor de verbetering van de efficiëntie eigenschappen van ramen.

3

2. Glas Beglazing voor ramen wordt vervaardigd uit verschillende soorten glas. Meestal is dit float glass oftewel drijfglas, gehard glas, lage emissie glas, gewapend glas en triplex glas. Echter, wanneer het gaat om energie efficiëntie voor ramen en andere glazen delen van het gebouw, is het beter om je ter richten op lage uitstraling en zonwerend glas. Er is vastgesteld dat 2/3 van de warmteverliezen uit de meervoudige beglazing zijn door de straling, en 1/3 - door convectie. In hun zoektocht om zoveel mogelijk warmte verlies tegen te gaan bij dubbel- of driedubbelglas door afgifte van warmte, hebben de wereldproducenten van beglazing voor de bouwsector een oplossing gevonden in de productie van lage uitstraling beglazing. Zulk glas reflecteert de infrarode straling in het lange golf spectrum, uitgestraald door warmte bronnen en op deze manier voorkomen ze het doorstralen van deze lichtgolven. Door deze lichtgolven (warmtegolven) te blokkeren, voorkomen ze dus warmtestraling, waardoor de warmteverliezen in het koude deel van het jaar aanzienlijk gereduceerd kunnen worden. Tegelijkertijd heeft dit glas de speciale eigenschappen dat het licht in het korte golf spectrum van het zichtbare licht juist niet reflecteert en vrijelijk doorgang heeft door de ramen en andere glazen delen van het gebouw. Deze specifieke eigenschappen van de uitstraling arme (Emissiearme) glas zijn te danken aan de geïoniseerde laag edelmetalen, verspreid over het glasoppervlak. Laagemissie glas wordt ook wel “К-Glas” genoemd. Dit is de merknaam van het bedrijf dat het ontwikkeld heeft maar wordt nu gebruikt om laagemissie glas te kenmerken. Het zgn. K-glas of laag E-glas wordt geproduceerd door het aanbrengen van een geïoniseerde laag van edelmetalen op het glas Dit type glas reflecteert 70% van de warmte uitstraling die geproduceerd wordt door warmtebronnen en blijft op deze manier de warmte in de kamer. In de zomer reflecteert het laag E-glas het infrarode licht en voorkomt dat ze in het gebouw binnenkomt waardoor het niet opwarmt. Op deze manier bespaar je in de winter omdat je minder energie nodig hebt voor de opwarming van ruimten en in de zomer op de rekening van de airconditioning. Doordat laagemissie glas selectief de korte golven van zonnestraling in de kamer door laat en tegelijkertijd de lange golf thermische straling uitgestraald door verwarmingsapparaten en zonlicht verhinderd de kamer in te stralen of deze juist te verlaten, worden deze ramen ook wel selectieve ramen genoemd. Door het gebruik van dit glas kan je je energierekening met 30-60% verlagen. Het zonne-bescherm glas is het andere glastype dat je kan helpen om ramen en resterende glazen delen van het gebouw energie efficiënt te krijgen. Dit glas kan het gebouw beschermen tegen de zonnestralen op twee manieren – het glas zelf is in 4

zijn geheel voorzien van een kleur of het wordt over het gehele oppervlak van het glas van een speciale reflecterende laag voorzien, ook wel "Stopsol" genoemd.

5

3. DUBBEL GLAS EN DRIEDUBBEL GLAS Dit deel van het raam is een constructie van twee of meer ruiten met daartussen een zorgvuldig afgesloten lege ruimte. Dit kan dubbel glas of driedubbel glas zijn. Dubbelglas en driedubbel glas kan van verschillende dikte zijn. De standaard dikten zijn 24mm, 28mm, 32mm, 46mm en 40mm. De constructie van de glazen unit wordt beschreven met cijfers die de dikte laten zien van het glas en de ruimte tussen het glas, gescheiden door een streepje. Bijvoorbeeld: de beschrijving is 4-16-4 betekent: dubbel glas met 2 glasplaten van 4 mm dik van een afstand daartussen van 16 mm. Het nummer en het type glas zijn basis parameters die aangeven wat de thermische isolatie eigenschappen zijn van de dubbelglas unit. Voor een enkel glas unit met gewoon glas is het mogelijk dat er condens ontstaat bij -9 graden C. Voor laagemissie glas in een enkel glas unit ontstaat er pas bij -27 graden C condens. Als de glazen unit is voorzien van gewoon glas maar wel dubbel glas kan er condens ontstaan bij -19 graden C. In vergelijking met de dubbel glas unit, gemaakt van gewoon glas heeft de ander met laagemissie beglazing van gelijke dikte een 10x lager stralingsverlies. En heel belangrijk is dat het laagemissie glas de functie van het isolatie effect van het inerte argon gas tussen de dubbele beglazing bevorderd. Als een gewoon dubbelglas unit gevuld is met argon, neemt de weerstand voor warmteoverdracht toe met 5-10% en als argon zit in een unit met laagemissie glas loopt de efficiency op tot 30%. De ruimte tussen de ruiten wordt vastgesteld met een ruimte maat. Zoals we al eerder noemden: om een beter effect te krijgen op energie besparing zou je dubbel glas of energie efficiënt glas moeten gebruiken. Maar dit is niet de enige voorwaarde. Om het warmteverlies door de ramen zoveel mogelijk te beperken moet je rekening houden met een aantal constructie voorwaarden: de dubbel glas unit zou twee barrières moeten hebben tegen warmte verlies. Butylacetaat moet aangebracht worden op beide zijden van de spacer welke tussen de glaspanelen is geplaatst en tussen de spacer en het raamkozijn. Meestal is dat polysulfiderubber, thiocol of siliconenkit. In de unit kan geen water tussen de ruiten komen. Als er toch vocht in komt wordt dit opgenomen door de moleculaire zeef, welke in de spacer is opgenomen. Dit voorkomt condensvorming tussen de glaspanelen. En, omdat deze dubbelglas units de grootste kostenpost vormen van het raam, zou het niet verstandig zijn te proberen om geld te besparen. Het zou achteraf kunnen leiden tot hogere kosten door onvoldoende presterende isolerende ramen door gebruik van inferieure bouwmaterialen. Met andere woorden, de hoog kwalitatieve energie efficiënte dubbelglas units zijn misschien wel duurder maar als je daarin investeert zal je besparen op je energieverbruik en dus geld besparen. 6

7

4. RAAMKOZIJNEN

Als je een raam kiest moet je een keuze maken uit wat soort kozijn je zou moeten kiezen: van hout, kunststof of aluminium. De verschillende materialen hebben verschillende waarden voor thermische geleiding. Het materiaal voor de beste warmte isolatie, dat in de bouw gebruikt wordt, voor kozijnen is hout. Houten kozijnen zijn echter minder duurzaam in vergelijking tot kozijnen van andere materialen. Ander materiaal voor een goede thermische isolatie dat gebruikt wordt voor kozijnen is plastic (PVC). De thermische geleidingscoëfficiënt is bijna gelijk aan hout. In tegenstelling tot houten kozijnen hebben de plastic kozijnen grotere holtes waarmee niet alleen thermische geleiding wordt aangepakt maar ook convectie en straling. Om de thermische isolatie van plastic kozijnen te vergroten, moeten de kozijnen van meervoudige kamers zijn voorzien. Bij de verschillende polymeer materialen, die gebruikt worden voor raamkozijnen bereikt men de hoogste thermische isolatie waarden door gebruik te maken van materialen op basis van polyester, epoxyharsen, en meer specifiek, polyester glasvezellaminaat. Zij hebben de thermische geleiding van hout en de sterkte en duurzaamheid van een metaal. Goede thermische isolatie eigenschappen van glasvezellaminaat geven een weerstand tot warmtegeleiding voor dubbelbeglazing ramen gelijk aan Ro = 0,38 (m2°С)/W, dit is bijna hetzelfde als een houten dubbel glas kozijn. In verhouding tot de thermische isolatie eigenschappen, de metalen (staal en aluminium) kozijnen hebben hun eigen plaats. De thermische geleiding van deze materialen is 300 tot1000 keer hoger dan de thermische geleiding van hout en plastic. Dit is waarom in het verleden de metalen raamkozijnen alleen gebruikt werden in openbare gebouwen (aluminium bouw) of bedrijfsgebouwen (staalbouw) vanwege hun levensduur. Maar nu weten we uit ervaring dat de lange levensduur van zulke materialen en met de beproefde kennis van nu, dat het mogelijk is om deze kozijnen in ieder type gebouw te plaatsen.

8

5. ER IS EEN AANTAL FACTOREN TE NOEMEN DIE COMBINATIE ENERGIE EFFICIENT KUNNEN MAKEN. Het eerste kenmerk van energie-efficiënte ramen is het gebruik van meer dan één glaslaag – dubbel- of driedubbele beglazing. Dubbele beglazing systemen verminderen de warmteverliezen met ongeveer 50% in vergelijking met de enkele beglazing systemen, beperken de condensvorming en de vorming van rijp op het raamoppervlak. De afstand tussen de ruiten van een meervoudige beglazing wordt bepaald door de zogenaamde spacer. De spacer is een hol profiel, verbonden aan de uiteinden en gevuld met speciale ontvochtiger die de lucht of gas in de meervoudige beglazing droogt. Spacers zijn meestal gemaakt van aluminium of gegalvaniseerd staal. Daarnaast kan de ruimte tussen het glas gevuld worden met glas waardoor extra isolatie bereikt kan worden. Krypton en argon zijn de soorten gas die gebruikt worden want ze geven een betere isolatie dan lucht. De combinatie van laagemissie glas samen met inert traag gas vergroot de efficiency van het gas met 30%, bovenop de besparing die standaard dubbelglas oplevert. Energie efficiënte ramen hebben speciale coatings, die de warmte van binnen in de kamer terug reflecteren en tegelijkertijd de warme straling van buiten juist kunnen doorlaten. Ook zijn er speciale coatings die de ultraviolette straling blokkeren en voorkomt dat deze binnen kunnen komen. De vorming van condens zie je vaker met enkel, standaard glas, dan bij laagemissie enkel- of dubbel glas. Laagemissie dubbel glas heeft een positieve invloed op het effect van het inert gas tussen de glasplaten. Het effect op de efficiëntie wordt ook bepaald door het materiaal waar het kozijn van gemaakt is. Verschillende materialen geleiden verschillend. De materialen waar uit gekozen kan worden zijn hout, kunststof en metaal. De thermische isolatiewaarden van de genoemde materialen zijn op volgorde van hun isolatiewaarde. Hout heeft de laagste thermische geleiding maar het hangt ook weer af van de keuze van de houtsoort en de constructie – ongeveer 0.18 W/m2°С.

9

Kunststof (PVC) heeft bijna dezelfde thermische geleiding als hout - 0,15- 0,20 W/m2°С,. Maar als de plastic kozijnen wordt geproduceerd, ontstaan er grote luchtkamers. Deze hebben een negatief effect op de prestaties. Daarom moeten de kunststof kozijn gemaakt worden met meer dan één luchtkamer. Het 5 kamer kozijn heeft een thermische isolatie capaciteit die dicht bij die van een houten kozijn ligt. De door ontwikkeling van kozijn technologie en de duurzaamheid van metaal en aluminium maakt het tot een van de varianten voor de productie van kozijnen. De thermische geleiding voor metaal en aluminium zijn 58 W/(m2°С) en 221 W/(m2°С). De gewapend aluminium constructies met thermische bruggen (Ter voorkoming van warmtegeleiding) en zijn gevuld met polystyreen schuim of met polyurethaan schuim, hebben een thermische geleiding gelijk aan Ro = 0,47 (m2°С)/W. De vervanging van standaard raamkozijnen door energie efficiënte varianten is belangrijk om energie te besparen. Daarom moeten we de goede keuze maken voor het juiste kozijn. Bij het ontwerp en keuze zijn er twee belangrijke stappen die betrekking hebben op de ramen: de eerste is de juiste stand, rekening houdend met de oriëntatie van het gebouw ten opzichte van de vier windrichtingen, en de tweede stap is de keuze van efficiënte ramen met alle benodigde functies, geschikt voor het betreffende gebouw. Aan de zuidkant van het gebouw is het redelijk om grotere ramen te ontwerpen die het mogelijk maken de zon in de winter naar het binnenland pand te verwarmen. Maar voor de zomermaanden moeten ze adequaat worden beschermd. De ramen aan de noordzijde moeten klein zijn om zoveel mogelijk het warmteverlies te beperken.

10

6. RAMEN ALS ZONNEPANELEN Hoe zou het voor je zijn om je maandelijkse energie rekening omlaag te brengen? Door gebruik te maken van je ramen kan je ook het milieu een dienst bewijzen. De fotovoltaïsche panelen, in de volksmond ook wel zonnepanelen genoemd (De Engelse term is Solar Photovoltaic panels, afgekort met SPV.) voor ramen genereren elektriciteit door zonne-energie te ontvangen en direct om te zetten in elektrische energie. De eigenaren van woning met op het zuiden gerichte ramen weten hoe warm de kamers zijn die blootgesteld zijn aan het zonlicht. Je moet schaduw creëren om te voorkomen dat je comfort geweld aan gedaan wordt door te hoge temperaturen. Volgens expert zijn de meest effectieve ramen, de ramen die op het zuiden liggen. Dit zijn de beste alternatieve energiebronnen. Deze ramen verliezen warmte in de nacht waardoor het noodzakelijk is om ze te isoleren door het gebruik van een screen of gordijnen.

11

7. CONCLUSIE Het moet gezegd worden dat de keuzen van je ramen of de vervanging van je oude ramen voor nieuwe, een cruciale impact hebben op de energie efficiëntie van een gebouw. Als er niet juiste type kozijn is gekozen zal veel energie verloren gaan. Dat komt omdat de kozijnen minder goede isolatiewaarden hebben vergeleken met het raam en omdat de kozijnen een relatief slechte isolering hebben t.o.v. de wanden waarin zij zijn gemonteerd. Waar je ook rekening mee moet houden is de zgn. g coëfficiënt waarde van een raam. De g coëfficiënt van een raam laat zien hoeveel zonnewarmte door het raam kan binnendringen. Dit is door de verschillende samenstellingen van de ramen, een optelsom van waarden met een bijbehorende uitkomst. De hoger de g waarde, hoe groter het solar effect is dat bereikt kan worden. Vandaag de dag wordt in laagemissie gebouwen een waarde van meer dan 0,5 g bereikt. Speciale aandacht zou gegeven moeten worden raamtype dat het beste zou voldoen: Energie efficiënte ramen met dubbel glas en liever nog met drie dubbel glas. Hoe groter het oppervlak van het kozijn, hoe groter het energieverlies zal zijn. Dit betekent dat ramen met een kleiner kozijn oppervlak een betere keuze zijn. Als men de ramen wil opdelen, gebruikt men hiervoor kozijn kolommen (Een separator tussen de ene en de andere ruit.). Zeer kleine ramen moet men voorkomen omdat het verlies dan groter is dan de winst. De verbinding tussen het kozijn en de wand waar hij in geplaatst wordt moet het met juiste materiaal worden afgedicht. Op de markt zijn nu ramen die een U transmissie coëfficiënt gelijk aan of kleiner dan 0,70 – 0,85 W/m2*K. Deze ramen hebben een hogere graad van energie efficiëntie dan de reguliere ramen.

12

OK dat was het dan weer voor wat betreft deze leerunit “Wat kan je nu doen?  

Je kunt nu eens in huis gaan kijken waar je slechte ramen hebt. Je zou de snelle quiz kunnen doen, gewoon omdat het leuk is om je kennis te testen over ramen en raamsystemen. Succes!

Andere leerunits die gelinkt kunnen worden aan deze: Een beginners handleiding voor energie en vermogen Een beginners handleiding voor isolatie

13

Author details

Contact details:

This information was presented as part of the Senior Engagement in a Green Economy Project (SEE-GREEN) funded by Lifelong Learning Programme (Gruntdvig) through the European Commission. The project time line is November 2011 to ???. For more information and to take part in our online community visit: http://www.see-green.eu/seegreensite/en/

14