960423 Cover NovemGlas II 08-01-2002 09:52 Pagina 1

Stand van zaken en ontwikkel ingen

Energet ische aspecten

Glas in de bouw

1 Inle id ing

2 Dubbel g las en HR glasDubbel glas

HR-glas

Zonwerend glas

3 Ontwikkel ingenHR++glas

Schakelbaar glas

Geavanceerde spouwvulling

Vacumglas

2

3Deze brochure geeft informat ie over beglaz ing aan architecten , wetenschap-

pers , medewerkers b i j overheid en andere genteresseerden. Deze informat ie

betreft de huid ige stand van de techniek , de ges ignaleerde ontwikkel ingen en

de energet ische aspecten .

Glas is in verband met daglichttoetreding en

uitzicht noodzakelijk in uitwendige scheidings-

constructies van woningen en gebouwen. De

daglichtoppervlakte (te bepalen volgens NEN

2057) bedraagt volgens het Bouwbesluit mini-

maal 10% van de vloeroppervlakte van het aan-

grenzende verblijfsgebied.

De laatste jaren wordt steeds meer HR-glas toe-

gepast als gevolg van de invoering van de

energieprestatienorm NEN 5128. Het belang-

rijkste verschil tussen HR-glas en gewoon dub-

belglas is de warmtereflecterende laag op de

spouwzijde van het binnenblad. Deze zeer

dunne transparante laag kaatst de stralings-

warmte terug naar binnen.

Voor de glasfabricage worden de grondstoffen

vanuit silos gewogen en aangeboden aan de

oven waarin ze gesmolten worden bij een tem-

peratuur van 1600C.

Het vloeibare glas loopt met een temperatuur

van circa 1100C uit de oven over op het perfec-

te gladde oppervlak van (een bad met) vloei-

baar tin. Door de lagere soortelijke massa drijft

(float) het glas op het tin en spreidt zich gelijk-

matig uit. Ook de bovenzijde wordt daardoor

volkomen glad. Door de snelheid te variren

wordt de gewenste dikte verkregen.

Floatglas wordt gemaakt in dikten varirend

van 0,4 tot 25 mm en in afmetingen van maxi-

maal 3,21 x 6,00 m.

Terwijl het glas zich op het tinbad (met een

temperatuur van 600C) bevindt of later in de

koeltunnel kunnen pyrolitische coatings op het

glas aangebracht worden (gesputterde coatings

worden achteraf op het afgekoelde blanke

floatglas aangebracht).

Voor bouwdoeleinden wordt overwegend

blank floatglas geproduceerd. Floatglas is

onderdeel van het eindproduct: dubbelglas,

HR-glas, HR+glas, HR++glas of glas met andere

functies, zoals zonwering en daglichtsturing.

Inleiding 1

In Egypte werd lang geleden al glas geproduceerd

met grondstoffen gemengd in de (globale)

samenstelling:

75% zand (Silicium SiO)

10% kalk (CaO)

15% Soda (NaO)

De kwaliteit van het glas was relatief slecht.

Voor verbetering vatbaar waren:

doorzichtigheid (het glas was meer doorschijnend)

kleur (toen nog groen en blauw)

sterkte en elasticiteit (kleine afmetingen, dikte

relatief groot)

Tot omstreeks 1970 werd eenvoudig enkel glas toege-

past. Daarmee werd aan de toenmalige eis van dag-

licht en uitzicht voldaan. Het grote energieverlies

door glas werd vooral actueel door de energiecrisis

van 1973. Sindsdien worden gevels en daken vaker

voorzien van dubbelglas. Dubbelglas isoleert twee-

maal beter dan enkel glas door de luchtlaag (spouw)

tussen de ruiten. Droge lucht is namelijk een zeer

goede isolator.

Dubbel glasDe laatste 25 jaar zijn gevels van woningen en

gebouwen beter gesoleerd door isolatiemateri-

aal, met name in de spouw tussen de binnen-

en buitenmuur, en wordt steeds vaker dubbel-

glas in plaats van enkel glas toegepast; in eerste

instantie alleen in de primaire verblijfsruimten

(zoals de woonkamer), later ook in de secundai-

re (zoals de slaapverdieping). Door de met lucht

gevulde spouw tussen de twee glasbladen

wordt de warmte-isolatie 100% beter dan van

enkel glas. Toch is het raam met gewoon dub-

belglas in verhouding met de met isolatiemate-

riaal gevulde spouwmuur nog steeds de zwak-

ste thermische schakel in de gevel.

Bij dubbelglas worden de twee glasbladen op

onderlinge afstand gehouden door een metalen

buisprofiel van staal of aluminium.

Deze afstandhouder zorgt tevens voor de

afdichting van de spouw tussen de ruiten,

waarbij de spouwbreedte kan variren van 6

tot 24 mm. In verband met geluidsisolatie kan

gekozen worden voor een nog bredere spouw.

De afdichting wordt op druk belast doordat de

luchtdruk van de omgeving fluctueert (pom-

pend effect). In verband met vochtinsluiting tij-

dens de assemblage en eventuele damdiffusie

door de afdichting in de gebruiksfase, wordt de

holle metalen afstandhouder (geperforeerd aan

de spouwzijde) gevuld met vochtabsorberende

korrels. Dit droogmiddel absorbeert de tussen

de ruiten aanwezige waterdamp.

4

In gevels van verwarmde gebouwen wordt vanwege de ger inge warmteweerstand

nog nauwel i jks enkel g las toegepast . Warmte-iso lat ie wordt vr i jwel a l leen

bere ikt met droge st i l s taande lucht . B i j enkel g las i s dat s lechts de lucht laag

die aan beide z i jden van het g las k leeft .

Stand van zakenDubbel glas en HR-glas

2

Afstandhouder met vochtabsorberende korrels

HR-glasHR-glas is opgebouwd uit:

l ruit van blank glas

l spouwvulling met lucht of edelgas

l ruit met daarop aangebracht een

coating

l afstandhouder

l randafdichting (voegkit)

Coatings zijn er in verschillende soorten door

het verschil in materiaal (metaal) en de wijze

van opbrengen (pyrolitisch of gesputterd).

Hierdoor ontstaan verschillen in hardheid

(weerstand tegen mechanische en chemische

invloeden) en in warmte-isolerende kwaliteit.

De warmte-isolerende kwaliteit is afhankelijk

van de emissiecofficint (het deel van de

warmtestraling dat doorgelaten wordt volgens

NEN-EN 673) van de coating.

De warmtereflecterende coating wordt stan-

daard aangebracht op de spouwzijde van de

binnenruit. De gecoate ruit heeft meestal een

dikte van 4 of 6 mm.

Een pyrolitische coating is een harde metaaloxi-

de-coating die in de smeltfase in de toplaag van

het glasoppervlak wordt aangebracht en dus

onderdeel is van het glasblad. De emissiecoffi-

cint van deze coating ligt tussen 0,15 en 0.25.

Dat wil zeggen dat maximaal 25% van de stra-

ling doorgelaten en minimaal 75% gereflecteerd

wordt. Een pyrolitisch gecoate ruit kan vanwe-

ge de hoge weerstand behandeld en toegepast

worden als gewoon floatglas. De pyrolitische

coating heeft een lichte kleur en kan slechts in

een laag (met n functie) opgebracht worden.

Een gesputterde coating is een vrijwel kleurneu-

trale halfharde of zachte metaalcoating die ach-

teraf wordt aangebracht. Dit kan gebeuren op

de standaard plateaumaat van 3,21 x 6,00m

maar ook op de reeds in de fabriek op maat

gesneden ruit. De emissiecofficint van deze

coating is ongeveer 0.10. Hoewel de mechani-

sche resistentie minder is dan die van een

harde coating kan een gesputterde coating zon-

der kans op beschadiging worden toegepast

aan de spouwzijde van dubbelglas.

Een gesputterde coating kan in meerdere lagen

worden aangebracht waardoor meerdere func-

ties mogelijk zijn (bijvoorbeeld warmte-isolatie

en zonwering). Ook is het mogelijk om door

het aanbrengen van meer lagen de eigenschap-

pen van de coating te optimaliseren.

De spouw tussen de ruiten van dubbelglas en

HR-glas is normaal gevuld met droge lucht.

Om de isolatiewaarde van de ruit verder te

verbeteren wordt de spouw tegenwoordig ook

gevuld met edelgas. Dit edelgas, meestal

Argon, heeft een lagere warmtegeleidings-

cofficint dan lucht. De waarden zijn hieron-

der aangegeven:

De optimale breedte van de spouw ligt voor

lucht en Argon bij 15 mm. De hoeveelheid in

5

HR-glas met pyrolitische coating

HR-glas met gesputterde coating

warmtegeleidingscofficint W/m.K

Lucht 0,0250

Argon 0,0161

6de spouw aangebrachte edelgas zal in de loop

der jaren geleidelijk verminderen (enkele pro-

centen per jaar). Hierdoor gaat de warmte-iso-

lerende kwaliteit langzaam achteruit. Het gas is

echter niet schadelijk voor de gezondheid of

het milieu. HR-glas wordt nu nog vrijwel alleen

vervaardigd met behulp van metalen of alumi-

nium afstandhouders (kokerprofielen) die op

het glas worden gelijmd. De overgebleven U-

vormige rand tussen de afstandhouder en de

rand van de ruiten wordt afgewerkt met kit.

Zowel de lijm als de kit helpen mee om de rui-

ten bij elkaar te houden. Punt van aandacht bij

innovatie is het verschil in lineaire uitzettings-

cofficint van aluminium, kit en glas.

Op de afstandhouder worden de productie-

gegevens van de ruit afgedrukt. Tenminste

moet de productnaam en de HR-kwaliteitsklas-

se (HR, HR+ of HR++) aangegeven worden en

het jaar of kwartaal van fabricage alsmede de

naam van de fabrikant.

Voor het lijmen van de afstandhouder en het

afkitten worden verschillende materialen

gebruikt:

Poly-isobutyleen, een synthetisch (butyl)rubber,

beheerst 90% van de isolatieglasmarkt en

wordt toegepast voor het lijmen van de af-

standhouder en daarmee het afdichten (pri-

mair, met zogenaamde zijvoeg) van de spouw.

De weerstand tegen waterdamptransmissie

van de butyl is zeer hoog.

Polysulfide, ook wel thiokol genoemd, is het

belangrijkste materiaal(80% van de dubbelglas-

markt) voor de buitenvoeg (secundaire afdich-

ting). Het materiaal is echter niet goed bestand

tegen ultraviolet licht en kan dus slechts op die

plaatsen toegepast worden waar geen zonlicht bij

kan komen zoals in de sponning van het raam.

Eigenschappen zijn:

l elastisch, stabiel

l hecht goed op glas, aluminium en ver-

zinkt staal

l waterafstotend, echter wel dampdoor-

latend

l goed automatisch te verwerken

Polyurethaan heeft ongeveer dezelfde eigen-

schappen als Polysulfide.

Siliconen zijn uitstekend bestand tegen ultravio-

let licht en weersinvloeden. Ze hebben een

duurzame elasticiteit en stabiliteit en hechten

goed op allerlei oppervlakken.

Zonwerend glasBij HR-glas wordt met behulp van een coating

de langgolvige stralingwarmte die van binnen

naar buiten wil, gereflecteerd. Zonnewarmte is

kortgolvige straling die niet door de normale

HR-glas-coating wordt gereflecteerd. Zonne-

warmte kan gereflecteerd worden met coatings

die door de wijze van samenstelling (ook nog)

actief zijn in een ander golflengte-gebied. Zulke

coatings kunnen bestaan uit acht of meer

lagen, waarvan bijvoorbeeld twee van zilver.

Deze coatings, die aangebracht worden op de

spouwzijde van de buitenruit, reflecteren

tevens in meer of mindere mate het daglicht.

Meestal wordt gestreefd naar glas met lage

ZTA-waarde (zontoetredingsfactor, bijvoor-

beeld 40%) gecombineerd met een hoge LTA-

waarde (daglichttoetredingsfactor, bijvoorbeeld

65%). De zogenaamde selectiviteit (LTA/ZTA)

van de coating bedraagt bij deze waarden

1,625. De theoretisch maximale waarde van 2,0

is energetisch ook de gunstigste.

Zonwerende coatings, die in de winter ook als

warmte-isolerende coating kunnen functione-

ren, benvloeden de energetische balans van

het gebouw:

l meer energie voor kunstlicht (afhanke-

lijk van LTA)

l minder energie voor koeling

l minder energie voor verwarming

Materialen voor afkitten spouw

aantal toepassingcomponenten

poly-isobutyleen n zijvoeg

polysulfide twee buitenvoeg

polyurethaan twee buitenvoeg

siliconen n of twee buitenvoeg

7Door fabr ikanten en leveranciers wordt gewerkt aan verbeter ing van producten

en product-onderdelen . B i j warmte-iso lerend g las wordt geprobeerd om de U-

waarde (warmtedoorgangscoff ic int in W/m2.K , de hoeveelheid warmte d ie per

m2 en per graad Kelv in door de ru i t gaat ) verder te ver lagen. Verbeter ing van de

U-waarde wordt kwal i tat ief aangegeven a ls HR+glas en HR++glas (b i j bepaalde

referent ie-samenste l l ing) .

HR+ glas en HR++ glasDe verschillen in warmte-isolatie worden met

name bereikt doordat andere of meervoudige

coatings al dan niet in combinatie met een

andere spouwvulling toegepast worden.

Coatings zijn flinterdunne transparante metaal-

lagen die worden gevormd door (een mix van)

metaaloxyden in een of meer (dunnere of dik-

kere) lagen op de ruit te dampen.

Coatings danken hun bestaan aan het feit dat

zij afhankelijk van de soort(en), straling golf-

lengte- selectief doorlaten respectievelijk reflec-

teren. Het verschil tussen HR-glas en HR+glas is

bijvoorbeeld te vinden in het verschil in reflec-

tie van warmtestraling. Een gesputterde coating

isoleert beter dan een pyrolitische coating.

Om beter isolerende glassoorten te maken

wordt door de industrie gezocht naar mogelijk-

heden binnen het coatingpakket. Het doel

daarbij is het bereiken van een coatingopbouw

met een hoge reflectie van de infrarode straling

en een lage absorbtie van warmte.

Andere aspecten die bij de ontwikkeling van

coatings een rol spelen zijn de nagestreefde neu-

trale kleur van de coating en de lichttransmissie

(LTA-waarde). Een hogere isolatiewaarde resul-

teert vaak in een meer zichtbare coating. Door

het combineren van bepaalde typen coatings

kan de kleur gunstiger worden. Bij beter warm-

te-isolerende coatings blijkt het moeilijker om

een hoge LTA-waarde te handhaven.

Daarnaast wordt gezocht naar materialen, c.q.

composities (legeringen) en procedes die de

mechanische en atmosferische resistentie van

de coatings verbeteren.

De huidige gesputterde coatings zijn (tijdens de

productie) gemakkelijk te beschadigen en het is

nodig om de gecoate ruiten tijdens opslag en

transport vochtdicht te verpakken. Op langere

termijn worden de huidige coatings door

vochtinvloeden langzaam aangetast en zal de

ruit wazig worden.

Ontwikkelingen 3

Warmtedoorgangscofficinten diverse glaskwaliteiten

Soort Maximale U-waarde glas Referentie U-waarde raam met metalenglas (W/m2.K) samenstelling afstandhouder (W/m2.K)

dubbelglas 2.8 5-12-4 2,8

HR 2,0 5-12-4 2,2

HR+ 1,6 5-15-4 1,9

HR++ 1,2 5-15-4 1,6

8Bij HR++glas is het vrijwel altijd noodzakelijk

om de spouw te voorzien van een edelgasvul-

ling. Het meest toegepaste gas is argon.

Hoe lager de warmte-geleidingscofficint van

het gas hoe beter de thermische isolatie.

Behalve de soort edelgasvulling van de spouw

is ook de dikte van de spouw van belang. De

optimale spouwbreedte is afhankelijk van de

soort gasvulling omdat bij zwaardere gassen

meer convectie optreedt.

De kosten van edelgassen zijn afhankelijk van

de beschikbaarheid en liggen uiteraard hoger

dan die van lucht. Behalve de warmte-isoleren-

de eigenschappen zijn in bepaalde gevallen ook

de geluidwerende eigenschappen van belang.

Een dubbele ruit geheel of gedeeltelijk gevuld

met een zwaarder gas (bijvoorbeeld 30% SF6 en

70% Argon) isoleert het geluid iets beter (1 2

dBA) dan een ruit gevuld met puur lucht of

Argon. Vanwege de zeer slechte warmte-isole-

rende eigenschappen kan met puur SF6 geen

HR-glas gemaakt worden. Het gas is vanwege

de fluor ook nog slecht voor het milieu. Er

bestaat behoefte aan betaalbare gassen die

zowel een goed resultaat leveren op het gebied

van geluidsisolatie als op het gebied van warm-

te-isolatie, zonder negatieve milieu-aspecten.

Warmtecofficinten bij gasgevulde spouw

warmte- HR+glas HR++glasgeleidings- optimale (5-15-4) (5-15-4)cofficint spouwbreedte U-waarde U-waarde

(W/m.K) verhouding (mm) (W/m2.K) (W/m2.K)

Lucht 0,0250 100% 15 1,6

Argon 0,0161 65% 15 1,4 1,2

Krypton 0,0096 40% 10 1,3 1,1

Xenon 0,0055 20% 10 1,2

Edelgassen worden vervaardigd door het splitsenvan lucht. In lucht zit globaal:

20,% Zuurstof

80,% Stikstof

1,% Argon

0,0001 % Krypton

0,00001 % Xenon

9Naarmate de isolerende kwaliteit van het glas

beter is, wordt de negatieve invloed van de

afstandhouder groter. De warmte verdwijnt via

de binnenruit, door de afstandhouder en de

buitenruit. De afstandhouder is een warmte-

lek. Voor de aluminium afstandhouder wordt

(door de CEN-commissie) bij toepassing van

dubbelglas en warmte-reflecterend glas uitge-

gaan van de waarden die in de tabel bovenaan

deze pagina staan vermeld.

In de NEN 5128 wordt uitgegaan van 2,5 m1

rand per m2 raamoppervlak. Het aandeel van

de aluminium afstandhouder in de U-waarde

van een houten of kunststof raam met HR-glas

is dus 2,5 x 0,06 = 0,15 W/m2.K.

Voor het verbeteren van de thermische kwali-

teit van de afstandhouder zijn er enkele ont-

wikkelingen:

l Swiggle strip

l Thermo Plastic Spacer (TPS, Butyl-

mengsel)

l thermisch onderbroken afstandhouder

l kunststof afstandhouder

l dunwandige RVS afstandhouder.

In dit verband zijn warmtegeleidingscofficin-

ten (lambda-waarden) van belang:

l aluminium 200,00 W/m.K

l staal (rvs) 50,00 W/m.K

l glas 0,80 W/m.K

l butyl (1250 kg/m3) 0,40 W/m.K

l polyurethaan 0,03 W/m.K

De Swiggle-strip is een rechthoekige thermo-

plastisch synthetisch rubber strip (Butyl) in het

midden voorzien van een harmonica-vormige

metaalstrip. Door het Butyl wordt een droog-

middel gemengd dat het vochtgehalte in de

spouw tussen de ruiten reguleert. De strip

wordt op n van de twee ruiten aangebracht

Afstandhouder als thermische brug

Warmtedoorgangscofficinten afstandhouders

metaal metaalthermisch niet thermisch

kozijn hout, kunststof onderbroken onderbroken

dubbelglas 0,04 0,06 0,00

HR-glas 0,06 0,08 0,02

HR+glas 0,06 0,08 0,02

HR++glas 0,06 0,08 0,02

y -rand bepaald volgens prEN 30077-2 is W/m.K ( y is de hoeveelheid warmte die per m1 en per graad K door

de afstandhouder gaat)

HR-glas met Swiggle strip

10

(de harmonica-vormige metaalstrip staat daar-

bij loodrecht op het glas). Vervolgens wordt de

tweede ruit er tegen geplaatst en wordt de unit

bij een temperatuur van ca 40C geperst, waar-

door de strip vast op de ruit gehecht wordt. De

Swiggle Strip is minder geschikt voor massa-

productie in een industrieel proces.

De thermo-plastic-spacer (TPS) is een afstandhou-

der zonder metaal. Deze techniek heeft in ver-

houding relatief goede warmte-isolerende

eigenschappen en wordt ook wel aangeduid als

warm edge vanwege het ontbreken van een

duidelijke koudebrug. Het Butyl-mengsel

wordt volledig automatisch aangebracht. Deze

afstandhouder is de primaire afsluiting met een

rechthoekige doorsnede. Bij de TPS-methode

kan ook een eventuele gasvulling in de spouw

aangebracht worden. Dit gebeurt door een deel

van een ruit enigszins op te tillen (open te bui-

gen) waardoor een kleine opening ontstaat

voor het vullen van de spouw met edelgas.

Daarna kan de Butyl (zowel afstandhouder als

primaire afdichting) afgewerkt worden met een

polysulfide kitlaag (buitenvoeg, secundaire

afdichting).

Met behulp van lange-termijn-proeven wordt

de duurzaamheid van TPS onderzocht. Tevens

wordt onderzocht wat het effect is van (met

polyurethaan) thermisch onderbroken alumini-

um afstandhouders en of ze geschikt zijn voor

toepassing. Ook kunststof profielen met meta-

len versteviging zijn in onderzoek.

Schakelbaar glasSchakelbaar glas verandert onder bepaalde

invloeden van eigenschappen. Doordat de

eigenschappen veranderen kan de ruit (andere)

gewenste functies (beter) vervullen. De invloe-

den waarvan in de bouw gebruik gemaakt kan

worden zijn, met bijhorende principes in de

tabel op pagina 11 vermeld.

Met liquid crystals kan het visuele aspect van de

ruit veranderd worden. De vloeibare kristallen

worden in een, tussen de ruiten aangebrachte,

polymeer-matrijs ingekapseld en aangesloten op

een specifieke elektrische voeding die met een

schakelaar eenvoudig te bedienen is. Bij het ont-

breken van spanning zijn de kristallen ongeor-

HR-glas met Thermo Plastic Spacer (TPS)

11

dend en verspreiden ze de lichtstralen in alle

richtingen waardoor de ruit er melkwit (diffuus)

uitziet en ondoorzichtig is. Bij het aanbrengen

van de spanning ordenen (richten) de kristallen

zich en laten ze de lichtstralen door. De ruit

wordt bijna zo doorzichtig als normale beglazing.

Ruiten met vloeibare kristallen worden door de

relatief hoge kosten (circa f. 3.000,- per m2)

gebruikt voor specifieke toepassingen zoals

interne afscheidingen bij banken, vergaderza-

len, hotellobbys, luxe badkamers, etcetera. De

techniek wordt niet gebruikt voor zonwering.

Voorbeeldprojecten:

l Kijkhuis s-Gravenhage (buitenbegla-

zing tevens projectiescherm)

l Stadhuis Gorinchem (trouwzaal)

Fotochroom glas heeft de eigenschap dat het door

de lichtgevoelige coating vanzelf verkleurt bij

verandering van lichtintensiteit. Een bekende

toepassing is de zonnebril die donkerder

wordt naarmate de aangeboden lichthoeveel-

heid toeneemt. Voor zonwering in woningen en

gebouwen is deze techniek, die hier voor de vol-

ledigheid vermeld wordt, niet zo interessant.

Het glas heeft de eigenschap dat het door de

kleurverandering warmte tegenhoudt en voor

een groot deel absorbeert. De lichtdoorlatend-

heid is bij dit glas variabel, maar niet regelbaar.

Thermochroom glas verkleurt vanzelf bij een glas-

temperatuur van om en nabij de 26C. Onder

26C is het glas vrij goed doorzichtig, erboven

volledig ondoorzichtig met een veel lagere zon-

toetredingsfactor (de ZTA-waarde daalt naar

10%). De doorzichtigheid noch de ZTA-waarde is

regelbaar. De ontwikkeling gaat in de richting

van een sandwich-constructie bestaande uit

twee glasbladen met daartussen een 1 mm dikke

polymeer met aan beide zijden een film. Door de

chemische reactie verandert de film van kleur.

De potentile functie is zonwering, met name

voor daken. Verwachting is dat deze techniek in

2000 op de markt kan komen.

Bij elektrochroom glas, n van de belangrijkere

ontwikkelingen op het gebied van schakelbaar

glas, kan de LTA-waarde (daglichttoetreding)

en de ZTA-waarde (zontoetreding) elektrisch

geregeld worden. Het zogenaamde smart win-

dow-concept bevindt zich in de testfase en is

derhalve nog niet te koop.

De samenstelling van elektrochroombeglazing

kan er als volgt uitzien:

l gelaagde buitenruit (elektrochroom)

l spouw

l binnenruit

Schakelbaar glas

Principe Reageert op Regelbaar Diffuus Energiebesparing

liquid crystals elektriciteit x x

fotochroom licht

thermochroom warmte x kunstlicht, koeling

elektrochroom elektriciteit x kunstlicht, koeling

Deze technieken zijn niet (primair) ontwikkeld voor het isoleren van warmte. Andere technieken zoals HR-glas zijn daarvoor

beter geschikt en goedkoper. Wel kunnen de schakelbare technieken andere energetische voordelen hebben (vermindering van

de behoefte aan kunstlicht en/of koeling) en kunnen ze zo nodig gecombineerd worden met HR-glas.

Elektrochroom glas

De gelaagde ruit zou opgebouwd kunnen wor-

den uit twee glasplaten met daartussen een

laag elektrolytisch polymeer. Op elk van de rui-

ten is een elektrisch geleidende coating en een

elektrochroomcoating aangebracht.

De elektrochroomcoating bestaat uit een stof

waarvan de eigenschappen met betrekking tot

het doorlaten van licht- en warmtestraling ver-

anderen ten gevolge van ionisatie door een

elektrisch spanningsverschil.

Een bepaalde graad van ionisatie wordt veroor-

zaakt door een bepaald spanningsverschil (hier

1 5 Volt) in de geleidende lagen . Door dit

spanningsverschil verplaatsen elektronen zich

van de elektrochroomcoating op de ene ruit,

via het polymeer naar elektrochroom-coating

op de andere ruit.

Door de verplaatsing van elektronen ontstaan

in de elektrochroomcoatings positieve of nega-

tieve atomen (ionen). De elektrochroom-

coatings veranderen hierdoor tegengesteld van

karakteristiek. Een ion is een positief of nega-

tief atoom waaruit een elektron (negatief deel-

tje) weggehaald, respectievelijk toegevoegd is.

De verandering van kleur is dus het gevolg van

een scheikundige reactie van de elektroch-

roomcoating. Het mag duidelijk zijn dat gedu-

rende het ontwikkelings-proces de homogeni-

teit van de lichtdoorlating een belangrijk punt

van aandacht is.

Verschil in spanning geeft verschil in kleur van

de coating. Daglichttoetreding en zontoetre-

ding kunnen door het veranderen van de span-

ning gelijktijdig tussen bepaalde grenzen ge-

varieerd worden. Deze grenzen zullen

afhankelijk zijn van een te kiezen kwaliteit.

De verandering van de eigenschappen duurt

circa 5 minuten nadat de gewenste stand is

ingesteld.

Elekrochroomglas is met name bestemd voor de

utiliteitsbouw. Het doel is de ontwikkeling van

een ruit waarvan de kleur, het doorzicht, de dag-

lichttoetreding en de zontoetreding zich met

behulp van een regelunit eenvoudig laat wijzigen.

De voordelen liggen zowel op het vlak van com-

fort (arbeidsomstandigheden) als op het vlak

van energiebesparing op kunstlicht en koeling.

Dit door een optimaal gebruik van daglicht.

De U-waarde van het element kan gevarieerd

worden door combinatie met extra warmtere-

flecterende lagen of warmte-isolerende edelgas-

sen (vergelijkbaar met HR+glas of HR++glas).

De benodigde hoeveelheid energie voor het

schakelen is zeer beperkt (circa 1 kWh/m2/jaar).

Voorbeeld-project met elektrochroombeglazing:

l Huis van de toekomst in Vilvoorde (B)

Geavanceerde spouwvullingDe spouw tussen twee glasplaten kan door een

gasvulling (lucht, argon e.a.) zorgen voor verho-

ging van de warmte-isolatie. De spouw kan ook

nog andere functies vervullen.

Translucente isolatiematerialen (TIMs) aangebracht

in de spouw tussen het glas isoleren de warmte

(met name door de beperking van convectie) en

zijn lichtdoorlatend (homogeen licht). Ze zijn

echter niet doorzichtig. De opbouw van con-

structies met deze materialen is normaal als

volgt:

l buitenblad glas

l TIM (prismatische structuur, aerogels)

l binnenblad van glas

Bij prismatische structuren zijn buisjes met een

honingraat of ronde doorsnede gestapeld met

de richting loodrecht op de glasvlakken van

binnen en buitenruit.

12

Prismatisch honingraat (TIM)

13

Door de honingraat en ronde structuren wordt

licht opgevangen en via de buiswanden naar bin-

nen geleid (vergelijkbaar met glasvezelkabels).

Het toegepaste basismateriaal bestaat uit

thermoplastisch polycarbonaat (PC) of

polymethyl-metacrylaat (PMMA). Dit kunst-

stof is vanwege de lage soortelijke massa

beter geschikt dan glas.

De lengte en de diameter, respectievelijk de

verhouding van de buisstructuren zijn bepa-

lend voor de isolatiewaarde van het element.

Aerogel is een poreus materiaal bestaande uit

een draadstructuur (monolitisch) of granulaat

(korrels) van silica. De isolatiewaarde hangt af

van de dichtheid die varieert van circa 75 tot

300 kg/m3. De totale dikte van een dubbele

glasunit met aerogels bedraagt 30 tot 50 mm.

Bij toepassing op beperkte schaal is gebleken

dat een glasunit met aerogel erg kwetsbaar en

onstabiel (korrels zakken uit) is.

Het toepassen van een of meer strak-gespannen

doorzichtig polyester folies in het midden tus-

sen de ruiten levert minimaal een extra spouw

op. In de Verenigde staten is er ervaring mee.

Het is gebruikelijk om de folie te voorzien van

een coating. De totale spouwbreedte bedraagt

18 mm. De folie wordt met behulp van speciale

afstandhouders in de spouw gespannen. De op

de markt zijnde uitvoeringen hebben doorgaans

een lagere LTA-waarde (

Drievoudig glas met een extra coating en extra

spouw kan een U-waarde van 0,70 opleveren.

Dit glas heeft een totale dikte van 30 45 mm.

Hierop moet de sponning in het kozijn gedi-

mensioneerd worden. Het gewicht van de unit

neemt met 50% toe.

Voorbeeld-project:

l demonstratieproject Urban villas

Amstelveen

Er komen steeds meer systemen op de markt

waarbij de spouw tussen de ruiten gebruikt

wordt voor het aanbrengen van een regelbaar

scherm bestaande uit een rolgordijn of uit lamel-

len. Met dit scherm kan overdag het daglicht

geregeld worden en de zon geweerd. Snachts

vervult het de functie van warmte-isolator (ver-

gelijkbaar met luiken).

Betere benutting van daglicht (door sturing) en

de regeling van dag- en zonlicht is mogelijk met

speciaal gevormde spiegelende lamellen, waar-

door de lichtstralen naar wens afgebogen kun-

nen worden.

Noodzaak hierbij is een zorgvuldig afgesloten

spouw, tenzij een van de ruiten beweegbaar uit-

gevoerd wordt voor het reinigen. Een voordeel

van deze ingebouwde oplossing is de geringe

vervuiling van de lamellen.

Voorbeeld-toepassing zon- en daglichtregeling:

l bedrijfsgebouw Haans, Tilburg

14

Rolgordijn in spouw

Lamellen met speciale vorm voor optimale reflectie van daglicht

Dubbel glas met geavanceerde specifieke spouwvulling

spouwvulling functie visueel aspect

isolatiemateriaal warmte-isolatie diffuus

daglicht ondoorzichtig

folie warmte-isolatie doorzichtig

extra ruit warmte-isolatie doorzichtig

geluidwering, veiligheid

mechanisch systeem zonwering en nachtisolatie lamellen

daglichtbenutting en regeling

vacumglas warmte-isolatie doorzichtig

VacumglasHet warmteverlies door geleiding kan beperkt

worden door het wegnemen van het warmtege-

leidende medium in de spouw (lucht of gas).

Het vacumzuigen geeft nog veel praktische

problemen. Zo moet de glas-eenheid (zowel de

ruiten als de afdichting) bestand zijn tegen de

hoge luchtdruk.

Voor de ruit betekent het dat op zeer kleine

afstand van elkaar supporten (afstandhouder-

tjes) aanwezig moeten zijn die de druk over-

brengen. Deze enigszins zichtbare supporten

bestaan uit glas met een doorsnede van 0,30

mm en een hoogte (tevens spouwbreedte) van

0,15 mm. Bij een groter aantal supporten kan

de ruitdikte beperkt blijven en de totale dikte

bijvoorbeeld kleiner dan 10 mm. De rand van

het experimentele vacumglas bestaat uit een

metalen afdichting. In de rand van het glas

wordt een buisje gesoldeerd waardoor de lucht

wordt afgezogen.

Ook op het vacumglas kan een coating aange-

bracht worden. Dit moet een pyrolitische

coating zijn vanwege de hoge temperaturen die

ontstaan bij het aanbrengen van de gesoldeer-

de rand. Tot op heden zijn U-waarden voor glas

bereikt van circa 1.0 W/m2.K. Zwakke punten

zijn de koudebrug door de afstandhouders en

door de gesoldeerde rand en de noodzaak van

een pyrolitische coating met lagere reflectie-

eigenschappen dan de gesputterde coatings.

Gezocht wordt naar een andere randafdichting.

Theoretisch ligt de grens bij een U-waarde van

0,5 W/m2.K en een LTA-waarde van 80%.

15

Vacumglas

Energetischeaspecten

1 Inle id ing

2 Energie voor ru imteverwarming

3 Bi j lage

2Inleiding

De soort en hoeveelheid glas in de woning heeft directe invloed op de energiebalans, door:

l warmteverlies door glas van binnen naar buiten

l warmtewinst door zonne-energie

l behoefte aan kunstlicht overdag

l benodigde koeling i.v.m. teveel zonnewarmte

Energieverlies wordt geleden doordat de warmte vanuit de woning of het gebouw naar buiten ver-

dwijnt. Dit kan gebeuren door:

l convectie

l geleiding

l straling

Wanneer lucht verwarmd wordt, verandert de dichtheid. Hierdoor stijgt de warme (lichtere)

lucht, waardoor er circulatie in ontstaat. Deze circulatie veroorzaakt convectieverliezen omdat

warme binnenlucht door luchtwervelingen in contact komt met koude oppervlakken. Het tegen-

gaan van luchtbeweging voorkomt convectieverliezen.

Afhankelijk van de warmtegeleidingscofficint van een materiaal stroomt er warmte door een

materiaal, zonder dat zich materiaal verplaatst. De warmtegeleiding (van molecuul op molecuul) is

bij vaste stoffen onder andere afhankelijk van de dichtheid (herkenbaar door de soortelijke

massa). Zo heeft glas een veel grotere dichtheid dan glaswol. Glas geleidt goed en isoleert dus

slecht. De U-waarde (de hoeveelheid warmte die per m2 en per graad Kelvin door een materiaal

gaat) van enkel glas bedraagt circa 6.0 W/m2.K. De warmte stroomt direct door een enkele ruit en

wordt buiten overgedragen aan de koude lucht.

Glaswol isoleert beter door de aanwezigheid van droge lucht in het materiaal. Door het aanbren-

gen van een spouw met droge lucht tussen twee glasbladen wordt de isolatiewaarde van de ruit

verbeterd (U-waarde van dubbelglas bedraagt 3.0 W/m2.K) ten opzichte van enkel glas.

De derde oorzaak van warmte-verlies is de elektromagnetisch straling (radiatie, infrarode stra-

ling). Iedereen kent het fenomeen stralingswarmte van de zon. Behalve de zon straalt elk lichaam

of element van een gebouw warmte uit, en draagt dus warmte over zonder direct contact. Een

lichaam met een hogere temperatuur geeft stralingswarmte af aan een lichaam met lagere tempe-

ratuur. Warmtestraling en lichtstraling zijn beide elektromagnetische straling. Het verschil is dat

het oog slechts gevoelig is voor bepaalde (kortere) golflengten.

Normaal blank glas reflecteert slechts een klein deel van de warmtestraling (ca. 15%). Door het

aanbrengen van een doorzichtige (transparante) flinterdunne metaallaag (coating) op een ruit

wordt de reflectie van energetische straling sterk verbeterd (80% 90%) en daarmee het warmte-

verlies in dezelfde mate beperkt.

De warmte-isolerende kwaliteit van glas en ramen wordt volgens NEN 1068 uitgedrukt in de U-

waarde (W/m2.K) ofwel de warmtedoorgangscofficint.

1

3Berekening U-waarde

De U-waarde is de reciproque waarde van Rl (U=1/Rl).

Rl is de warmteweerstand (m2.K/W) van de constructie (Rc) vermeerderd met de overgangsweerstanden van de

aangrenzende luchtlagen (Ro).

Rc = d/ l waarin:

- d = dikte

- l = warmtegeleidingscofficint ( l glas = 0,80)

Ro = Roi (binnenzijde) + Roe (buitenzijde)

= 0,13 + 0,04 = 0,17 m2.K/W

Voorbeeld enkel glas met dikte van 6 mm:

Rc = 0,006/0,80 = 0,0075 m2.K/W

Rl = 0,0075 + 0,17 = 0,1775 m2.K/W

U = 1/0,1775 = 5,63 W/m2.K (ongeveer 6,0)

Enkel glas isoleert doordat de ruit twee luchtlagen vasthoudt. Overgangsweerstanden zijn dus belangrijk.

De warmteweerstand van de spouw bij dubbelglas bedraagt circa 0,15 m2.K/W dus:

Rl dubbelglas = 2x0,0075 + 0,17 + 0,15 = 0,3350 m2.K/W

U = 1/0,3350 = 3,30 W/m2.K (ongeveer 3,0)

Met een warmte-reflecterende coating en een gasvulling in de spouw wordt de U-waarde verder verlaagd. Voor

HR-glas worden de waarden op gestandaardiseerde wijze door KIWA vastgesteld en geclassificeerd. HR-glas

met U 2,0, HR+glas met U 1,6 en HR++glas met U 1.2 (W/m2.K).

42

Het raam benv loedt het energiegebruik voor ru imteverwarming door warmte-

ver l ies ten gevolge van t ransmiss ie en door warmtewinst van zonnestra l ing .

EPC

Warmteverlies, warmtewinst en de daaruit afgeleide warmtebehoefte wordt uitgedrukt in Megajoule.

1000 MJ komt overeen met:

- 31 m3 aardgas (100% rendement)

- 24 kg aardolie

- 16 l benzine

- 278 kWh elektriciteit

De energieprestatie-cofficint (EPC) mag voor woningen volgens het Bouwbesluit in 1997 maximaal 1,4 zijn.

De verwachting is dat deze eis in 1998 aangescherpt wordt tot 1,2 en in 2000 tot 1,0. De EPC moet worden

bepaald volgens NEN 5128:

karakteristiek energiegebruik woning (MJ)EPC = 330 x verwarmd gebruiksoppervlak + 65 x verliesoppervlak

(Het verliesoppervlak wordt gevormd door gevels, begane grondvloer en dak)

Met de bepalingsmethode volgens de EPN kan de positieve invloed van de zonne-energie die door

ramen binnenkomt, meegenomen worden in de beoordeling van de energetisch prestatie van

ramen. Ramen worden vergeleken met zonne-collectoren.

Energie voor ruimteverwarming

Karakteristiek energieverbruik

Primair energiegebruik *)

- ruimteverwarming

- tapwater

- ventilatoren

- verlichting

Ruimteverwarming

Warmteverlies

- transmissie (o.a. raam)

- ventilatie

Warmtewinst

- zonbijdrage raam

- interne warmteproductie

*) met verwerking van:

- installatierendement

- hulpenergie

- leidingverliezen

5Warmte-balansVoor het bepalen van de warmteverliezen worden ramen, dus het glas en het kozijn, als n

geheel beoordeeld. De warmte-isolatie (U-waarde) is afhankelijk van de opbouw van het complete

raam:

l glaskwaliteit

l afstandhouder

l kozijnmateriaal.

HR-glas is verkrijgbaar in beter warmte-isolerende kwaliteiten (HR+ en HR++). De criteria zijn

hieronder vermeld.

In de tabel zijn de U-waarden voor de gestandaardiseerde glaskwaliteiten en voor het gehele raam

aangegeven. In tegenstelling met de huidige tabel 2 in de EPN is hierbij uitgegaan van de thermische

classificering van HR-glas. De tabel is tot stand gekomen door interpolatie van in CEN-verband ont-

wikkelde tabellen F1 en F2 (WG7-prEN30077-1) op basis van een glas/kozijnverhouding van 75%/25%.

De U-waarden voor het raam gelden bij toepassing van kozijnmateriaal met een U-waarde van

2.4 W/m2.K (hout en kunststof maar ook bij thermisch onderbroken metaal mits de isolator daar-

van een hoogte heeft van minimaal 24 mm).

Warmteverlies ramen

Het warmteverlies is onafhankelijk van de orintatie en wordt als volgt berekend:

Qverlies = 238. b.a.U.A. in (MJ), waarin:

b = 1 (voor verwarmde ruimten)

a = 1 (voor ramen)

U = U-waarde raam (W/m2.K) tabel

A = oppervlak raam (m2)

Voor 1 m2 raam met HR+glas betekent dit:

Qverlies = 238. 1.1. 1,9 .1 = 452 MJ per jaar

U-waarde en ZTA-waarde diverse glassoorten

Soort Maximale U-waarde U-waarde raam Referentieglas glas (W/m2.K) (W/m2.K) samenstelling ZTA-waarde

dubbelglas 2.8 2,8 5-12-4 0,70

HR 2,0 2,2 5-12-4 0,60 - 0,70

HR+ 1,6 1,9 5-15-4 0,60 - 0,70

HR++ 1,2 1,6 5-15-4 0,60 - 0,70

dubbel HR HR+ HR++

ZTA glas 0,70 0,60 0,60 0,60

U-glas 2,80 2,00 1,60 1,20

U-raam 2,80 2,20 1,90 1,60

Qverlies (MJ)

1m2 raam 666 524 452 381

6De warmtewinst door zonne-energie die gedurende het stookseizoen door ramen in de woning

komt, wordt als volgt bepaald:

Qwinst = 850. Zr. r. ZTA. A (MJ), waarin:

850 = factor waarin verwerkt:

- aandeel kozijn in raamoppervlak (25%)

- vervuiling van glas

- vitrage

zr = orintatiegetal afhankelijk van de:

orintatie van de gevel en de helling van het glasvlak

r = beschaduwingsreductiefactor (formule)

ZTA = zontoetredingsfactor afhankelijk van soort

glas: - 0,60 voor HR+glas

- 0,70 voor gewoon dubbel glas

A = oppervlak raam m2

Voorbeeld van warmtewinst van 1 m2 onbelemmerd raam met HR-glas in zuidgevel:

Qwinst = 850. 1. 1. 0,60. 1 = 510 MJ

Uit de rekenvoorbeelden blijkt dat (volgens de EPN) op zuid-georinteerde gevels het energieverlies geheel of

vrijwel geheel gecompenseerd wordt door de energiewinst. Hier kunnen enkele vraagtekens bij geplaatst wor-

den. Met het getal 850 wordt de hoeveelheid energie (MJ) bepaald, die gedurende de stookperiode (van

1 oktober tot en met 30 april) door een verticaal raam in de woning komt. Het is de vraag of bij een energie-

zuinige woning niet met een kortere stookperiode gerekend moet worden, waardoor een lagere waarde (dan

850) van toepassing is. Bovendien is het twijfelachtig of de energiewinst wel voor 100% zal worden benut.

Met de beschaduwings-reductiefactor (r) wordt de invloed van belemmeringen en overstekken

verwerkt.

r = 1 - som Sb - som SoSb en So zijn partile schaduwfactoren, respectievelijk voor belemmeringen en overstekken. Voor

het bepalen van de partile schaduwfactoren wordt het zichtveld vanuit het raam verdeeld in vier

horizontale sectoren, ieder met een hoek van 45. Voor elke sector wordt de relatieve hoogte van

de daarin aanwezige belemmeringen en overstekken bepaald. Voor de gegeven orintatie kunnen

de partile schaduwfactoren (dus voor elke sector) in EPN-tabellen opgezocht worden.

De warmtewinst is met name afhankelijk van de orintatie (Zr) en van de beschaduwingsreductie-

factor (r). De verschillen ontstaan door de gehanteerde ZTA-waarden van gewoon dubbelglas en

de HR-glassoorten.

Warmtewinst 1 m2 raamoppervlak in MJ

Qwinst (MJ) Zr *) rmax Orintatie dubbel HR HR

+ HR++

1,00 0,90 Z 536 459 459 459

0,85 0,80 ZW/ZO 405 347 347 347

0,56 0,85 W/O 283 243 243 243

0,38 0,95 NW/NO 215 184 184 184

0,33 1,00 N 196 168 168 168

*) Volgens de EPN zou door een raam op noord, noord-oost en noord-west nog een grote hoeveelheid zonnewarmte door het glas

naar binnen komen. Onderzoek is nodig om te beoordelen in hoeverre de aannamen in de EPN reel zijn.

7De warmtebehoefte is het verschil tussen het warmteverlies en de benutte warmtewinst. In de

onderstaande tabel is de warmtebehoefte (uitgaande van 100% benutting van de warmtewinst)

aangegeven voor elke soort glas bij elke orintatie. Tevens is een vergelijking gemaakt met de

energiebehoefte (=energieverlies) van een gesloten gevelvlak.

Het blijkt dat toepassing van HR-glas en HR+glas op zuid en HR++glas op zuid, zuid-west en zuid-

oost energetisch beter is dan zeer goed gesoleerde gevels, mits de ingevangen warmte voor 100%

kan worden benut. In de EPN wordt de energiewinst gecorrigeerd met de benuttingsfactor. Deze

is afhankelijk van de warmtewinst-verliesverhouding.

Qwarmtebehoefte = Qverlies - Nb.Qwinst, waarin

Nb = benuttingsfactor volgens (interpolatie)

tabel EPN.

De werkelijke benutting van de binnen-

komende warmte is afhankelijk van:

l warmte-accumulatievermogen van

wanden en vloeren; bij steenachtige constructies is dat vermogen groter (gunstiger) dan

bijvoorbeeld bij houtskeletbouw

l ruimtelijke indeling en afmetingen van de woning

l installatie-principe en mogelijkheid om warme lucht te transporteren naar achterliggende

ruimten

l snelheid van regeling van de installatie

l ventilatiegedrag bewoners bij temperatuurverhoging.

Onderzoek moet nog aantonen dat de benuttingsfactoren uit de EPN in alle gevallen een goede

inschatting van de werkelijkheid zijn. Zo zal nog moeten blijken dat bij energiezuinigere wonin-

gen de grote hoeveelheid zonnewarmte die gedurende korte tijd door ramen binnenkomt ook

daadwerkelijk voor 100% kan worden benut.

Qwinst/Qverlies Benuttingsfactor

< 0,50 1,00

1,00 0,84

1,50 0,64

2,00 0,49

2,50 0,40

Warmtebehoefte van 1m2 raamoppervlak in MJ

dubbelglas HR HR+ HR++ gevel gevel gevel

Rc gevel 2,5 3,0 4,0

Z 130 65 0 0 90 75 57

ZW/ZO 261 177 105 34 90 75 57

W/O 383 281 209 138 90 75 57

NW/NO 451 340 268 197 90 75 57

N 470 356 284 213 90 75 57

Warmteverlies gevel

Isolatiewaarde gevelRc (m

2.K/W) U (W/m2.K) Qverlies gevel

2,5 0,375 238 x 0,375 = 90 MJ/m2

3,0 0,315 238 x 0,315 = 75 MJ/m2

4,0 0,240 238 x 0,240 = 57 MJ/m2

8EPC-berekening

- ruimteverwarming

Qbehoefte /0,8 = 31.020 29.235 27.450 15.500

- tapwater 12.500 12.500 12.500 12.500

- ventilatoren 3.000 3.000 3.000 3.000

- verlichting 7.000 7.000 7.000 7.000

-- -- -- --

Karakteristiek

energieverbruik 53.520 51.735 49.950 38.000

EPC 1,25 1,21 1,17 0,89

karakteristiek energiegebruik woning (MJ) EPC =

330 x 100 + 65 x 150

Warmtewinst (MJ)

- zon via ramen

N=0,25x20x168= 840 840 840 840

Z=0,75x20x459= 6.885 6.885 6.885 6.885

-- -- -- --

7.725 7.725 7.725 7.725

- interne productie 10.000 10.000 10.000 10.000

-- -- -- --

Qwinst 17.725 17.725 17.725 17.725

Warmtebehoefte (MJ)

Qwinst/Qverlies 0,42 0,43 0,45 0,60

Nb 1,00 1,00 1,00 0,97

Qbehoefte 24.815 23.390 21.960 12.400

EPC berekening bij een kleine woning

Warmteverlies (MJ)

Ag = 100 m2, Averlies = 150 m

2, Araam = 20 m2 (25%N, 75%Z)

Soort glas HR+glas HR++glas ?-glas HR+glas

U-raam 1,9 1,6 1,3 1,9

- vloeren, gevel,

dak met: Rc=2,5 13.500 13.500 13.500

Rc=4,0 8.550

- ramen 20 m2 9.040 7.615 6.185 9.040

- mechanische ventilatie 20.000 20.000 20.000

- balansventilatie + WTW 12.000

Qverlies 42.540 41.115 39.685 29.590

9In nevenstaande tabellen wordt als voorbeeld een kleine woning doorgerekend, waarin respectie-

velijk HR+glas, HR++glas een glassoort (?) met U-raam van 1,3 is geplaatst. Als vergelijking wordt

tevens dezelfde woning met gebalanceerde ventilatie en warmteterugwinning doorgerekend. De

benodigde energie voor ruimteverwarming is afhankelijk van het installatie-rendement (hier 80%).

ComfortDoordat koude lucht daalt en warme lucht stijgt ontstaat tocht. Dit verschijnsel is s winters bij-

voorbeeld erg goed merkbaar bij enkel glas. Het grote verschil in glastemperatuur en kamertempera-

tuur veroorzaakt dan (koude) luchtbewegingen. HR-glas heeft in de winter door de betere isolatie-

waarde een veel hogere binnenruit-temperatuur. Dit geeft ook ten opzichte van gewoon dubbelglas

een belangrijke verbetering van het comfort. Met name dicht bij de ramen. De thermostaat kan in

veel gevallen lager afgesteld worden, zonder dat dit ten koste gaat van de comfortbeleving.

Om overmatige verwarming in de zomer te voorkomen is, zeker bij zeer energiezuinige woningen,

voorzichtigheid geboden met relatief grote glasvlakken aan de zuidkant. De energieprestatie-cof-

ficint is niet het enige criterium voor de afmetingen van ramen, zeker gezien de twijfel over de

effectieve bijdrage van de warmtewinst aan de ruimteverwarming. Bij grote glasvlakken op het

zuiden is zonwering in de zomer noodzakelijk. Geschikt daarvoor zijn vaste bouwkundige elemen-

ten (zoals overstekken) of bewegende voorzieningen (handmatig of mechanisch).

Door de relatief hoge temperatuur van de binnenruit bij HR-glas is de kans op condensvorming in

de winter aan de kamerzijde minimaal. In zeer vochtige ruimten kan condens in de winter echter

tijdelijk wel optreden. Dit is afhankelijk van de temperatuur binnen en buiten en de hoeveelheid

waterdamp in de ruimte.

Condensvorming tussen de ruiten, dus in de spouw, mag niet voorkomen. Hierop is de garantie

van toepassing.

Bij bijzondere weersomstandigheden is het mogelijk dat, afhankelijk van de isolerende kwaliteit

van het glas, condensvorming optreedt op de buitenzijde van het glas. Dit condens verdwijnt ech-

ter binnen korte tijd vanzelf.

10

EnergiebesparingBij het beoordelen van het nut van de toepassing van hogere warmte-isolerende glaskwaliteiten

spelen investeringen en besparingen een rol.

De daadwerkelijke extra energiebesparing ten opzichte van gewoon dubbelglas is afhankelijk van

de toegepaste HR-glaskwaliteit, de afmetingen en de plaats in de woning.

In onderstaande tabel zijn voor diverse glassoorten en per m2 raamoppervlak, het jaarlijkse ener-

gieverlies, het verschil met gewoon dubbelglas, de energie-kosten besparingen, de globale extra

kosten van het glas (prijzen in 1997, inclusief BTW), en de terugverdientijden ten opzichte van

gewoon dubbelglas aangegeven.

Prijs-prestatie HR-glas

verschil met energie extra terug-Qverlies in MJ m

3 aardgas dubbelglas besparing kosten glas verdientijd

dubbelglas 665 20 - f.-, f., -

HR 525 16 4 f.2,40 f.24, 10 jaar

HR+ 450 14 6 f.3,60 f.36, 10 jaar

HR++ 380 12 8 f.4,80 f.48, 10 jaar

11

Bijlage 3

Overzicht van relevante constructies met globale aanduiding van de U-, LTA- en ZTA-waarden.

U-waarde LTA-waarde ZTA-waarde(W/m2.K)

dubbelglas

dubbelglas blank 2,8 0,80 0,70

HR-glas 1,6 - 2,0 0,70 - 0,80 0,60 - 0,70

HR+glas 1,2 - 1,6 0,70 - 0,80 0,60 - 0,70

HR++glas 0,8 - 1,2 0,70 - 0,80 0,60 - 0,70

schakelbaar glas

liquid crystals afhankelijk 0,400,70 0,600,70

fotochroom afhankelijk 0,300,80 0,300,80

thermochroom afhankelijk 0,100,80 0,100,80

elektrochroom afhankelijk 0,100,70 0,100,60

spouwvullingen glas

isolatiemateriaal

- prismatisch 0,7 - 1,3 0,50 0,40 - 0,50

- aerogels 0,5 - 1,0 0,40 0,30 - 0,50

folie 1,0 - 1,4 0,10 - 0,70 0,10 - 0,50

extra ruit 1,0 - 1,4 0,10 - 0,70 0,10 - 0,50

mechanisch systeem 1,7 - 2,5 0,100,60 0,100,50

vacumglas 0,5 - 1,0 0,70 - 0,80 0,60 - 0,70

Gesloten gevels

Rc = 2,5 m2.K/W 0,375 0,00 0,00

Rc = 3,0 m2.K/W 0,315 0,00 0,00

Rc = 4,0 m2.K/W 0,240 0,00 0,00

Bronnen:

Pilkington, Amstelveen

Glaverbel, Tiel

Koninklijke Saint-Roch Veromco, Nieuwegein

Scheuten Glasgroep, Venlo

Geveltechnisch Bureau Klher B.V., Nieuwerkerk a/d IJssel

M.G. Hutchins, Oxford (UK)

Birkhuser, Basel (CH)

J. Renckens, Malden

NNI, Delft

TNO, Delft

Er g

i eb

es p

ar e

nd

e t o

ep

as s i n

ge

n i n

de

bo

uw

UitgaveNovem

Catharijnesingel 59

Postbus 8242

3503 RE Utrecht

Telefoon 030 - 239 34 93

Fax 030 - 231 64 91

AuteurSwan Consult, Herkenbosch

IllustratiesSwan Graphics, Delft

Concept en productieKris Kras Design bv, Utrecht

DV1.1.90. 97.08 Novem

960423 Cover NovemGlas II 08-01-2002 09:44 Pagina 1