Lufttomme ruder og karme på vej i nye lavenergivinduer
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser og accepterer, at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Lufttomme ruder og karme på vej i nye lavenergivinduer

Danske forskere og virksomheder leder de næste fire år intenst efter ingenting.

Sammen med vinduesproducenten Ideal Combi, solafskærmningsvirksomheden Photosolar og forskere og virksomheder fra Tyskland, Slovenien, Schweiz og Belgien skal Teknologisk Institut nemlig udvikle et vakuumvindue, der kan slå de nuværende lavenergiruder på alle parametre. Det fortæller Niels Morsing, der er chef for Teknologisk Instituts Center for træ og miljø.

»Vi skal meget, meget langt ned i U-værdi (varmetab, red.). De bedste vinduer i dag har en samlet U-værdi omkring 0,8 W/m2K, og vi skal ned på 0,3 W/m2K. Vi foreslog 0,5 W/m2K, men EU krævede, at vi satte barren højt.«

EU har nemlig støttet projektet, kaldet Winsmart, med 28 millioner kroner, og der skal leveres valuta for pengene. Så ud over de skrappe krav til isoleringsevnen skal vinduet være halvt så tungt som et af dagens lavenergivinduer. Desuden skal produktet være bæredygtigt ud fra en vugge til grav-betragtning.

For tunge og for mørke vinduer

Problemet med de ædelgas-fyldte trelagsruder, som glasproducenterne over de sidste par år har sendt på markedet, er nemlig, at de er tunge. Derfor kræver de meget stærke karme og rammer, som i nogle tilfælde medfører tunge og kraftige konstruktioner. Tykkere karme og rammer gør rudearealet mindre – og lader dermed mindre dagslys ind i husene. Desuden reducerer hvert glaslag lysindfaldet med fire procent.

Energirudernes lavere lystransmittans er et problem, når man bygger efter bygningsklasse 2020, vurderer professor Svend Svendsen fra DTU Byg.

»I kommercielle bygninger bliver energiforbruget til belysning nemt dominerende, når den totale energiramme ligger på 20-25kWh/m2. Derfor bliver vinduernes lystransmittans afgørende for, om man kan komme ned på det niveau.«

Vakuumruder løser i teorien alle de problemer: Et vakuum isolerer bedre end de ædelgasser, der bruges i dag. Der er kun to lag glas, så der er høj lystransmittans. Vægten er lav, så karme og rammer kan gøres slankere, og dermed kommer der mere lys ind.

Stadig huller i vakuumteknologi

Der er i dag to metoder til at lave vakuumruder: Vakuum kan enten laves efter samlingen af glassene ved at suge luften mellem glassene ud gennem et lille hul i det ene glas, hvorefter hullet forsegles, eller man kan svejse glassene sammen i et vakuum.

Begge metoder bruger glas til afstandsprofil og forsegling, fordi undertrykket mellem glassene får aluminium og de kunststoffer, man i dag bruger som afstandsprofil, til at krølle sammen. Begge metoder har imidlertid svagheder.

Udsugningsmetoden er nemmest at producere, fordi det kun er udsugningen, der skal ske i vakuum. Til gengæld kan forseglingen blive nedbrudt, så undertrykket ikke holder i de 30 år, som man mener, at det skal kunne.

Imidlertid er glasforseglingen ikke særligt robust over for de vrid og svingninger, som ruderne bliver udsat for i brugen – ikke mindst som følge af temperaturforskelle i glassene, så ruderne kan hurtigt blive utætte.

Det tredje problem er, at man ikke kan bruge de bedste lavemissionsbelægninger på vakuumruder, fordi man bruger glas til forseglingen, forklarer Carl Axel Lorentzen, der i 25 år var leder af glasgiganten Pilkingtons kundeservice i Danmark, og som i dag arbejder for rådgivningsvirksomheden Glasfakta.

»Når glassene bliver varmet op til 400-500 grader under sammensvejsningen, fordamper de ‘bløde’ belægninger. Derfor bruger man kun ‘hårde’ belægninger, men så kan man ikke komme under 1,1 i U-værdi. Så det bliver spændende at følge projektet.«

Hårde belægninger er en type belægning, der brændes ind i glasset, mens det stadig er i floatproduktion, og bløde belægninger lægges på, når glasset er kølet ned. De fleste bløde belægninger fordamper imidlertid ved temperaturer over 250 grader.

Lasersvejsede metalsamlinger

Men det problem mener de schweiziske og tyske deltagere i Winsmart-projektet at have løst, fortæller Dr. Matthias Koebel fra den schweiziske forskningsinstitution, Empa.

»I stedet for at svejse med glas lodder vi et metalbånd på glassene ved en temperatur på 270 grader, som er betydeligt lavere temperatur end med glassvejsninger. Så køler glassene ned til stuetemperatur og føres ind i et vakuumkammer, hvor vi placerer afstandsklodserne på den nederste rude, hvorefter ruden samles, og kanten lasersvejses.«

Metalbåndene har samme temperatur-udvidelseskoefficient som glassene, så metalsvejsningerne er mere robuste end glassvejsningen.

Metoden speeder desuden produktionsprocessen op, fordi man slipper for at skulle varme og køle de to glas op i vakuum.

»Det eneste, der kan ‘transportere’ varmen i et vakuum, er stråling. For at undgå, at der opstår meget store overfladespændinger i ruderne, er man nødt til at varme meget forsigtigt op og køle dem lige så forsigtigt over fire-fem timer. Det er meget ineffektivt og svært. Vores proces tager en times tid.«

Der er dog stadig brug for at komme frem med nogle bedre bløde belægninger, hvis rudens varmetab skal komme så langt ned, at hele vinduet får en U-værdi på 0,3.

Den anden store udfordring er ramme/karm-konstruktionen, hvor der er endnu længere ned til det skrappe U-værdi-krav, fortæller Niels Morsing.

»Skal man ned på 0,3, skal man finde nogle meget lidt varmeledende materialer. Vakuum i rammen kunne være én teknologi. En anden mulighed er aerogeler. Men vi har ikke på forhånd valgt en specifik metode eller specifikke materialer. Vi ved bare, at vi er nødt til at starte i den lave ende.«

Det sidste element i projektet refererer til den sidste del af projektnavnet Winsmart. Vinduet skal nemlig også kunne regulere solindfaldet for at forhindre overophedning og minimere kølebehovet i eksempelvis kontorbygninger.

»Vi skal kunne styre lysindfaldet ved at lave belægninger, der kan gøre vinduet mørkere, når lysindfaldet er størst. Det er det, som Photosolar har arbejdet med,« siger Niels Morsing.

Projektet får ros fra Svend Svendsen på DTU.

»Ofte er solafskærmningen dyrere end vinduerne, så derfor er det oplagt med en kombineret løsning. Hvis man kan få lavet et teknologispring, der gør det muligt at masseproducere en samlet løsning, der både er billig og holdbar, er det meget interessant.«

Han er dog skeptisk over for, om det kan lykkes at komme helt ned på 0,3 W/m2K, for de simuleringer, der er lavet af vakuumruder, viser, at der skal tre lag med virkelig gode bløde lavemissionsbelægninger til for at komme ned på 0,26 W/m2K.

Projektpartnerne har fire år til at få lavet en producerbar type. Men Niels Morsing regner med, at der vil gå fem-ti år, før den kommer på markedet.

Et meget spændende projekt.

Det kunne være interessant at kombinere vacuum med et højt isolerende materiale som f.eks aerogel. Lumira aerogel partikler har f.eks en lystransmittans på 90% pr. 10 mm. samt en U-værdi på 18mW/mK ifølge databladet for produktet. Der er tale om meget klare aerogelpartikler udviklet til ovenlys og materialet opnår forbedret isoleringsevne ved kompression.
Det må ligeledes være muligt at benytte aerogel i rammen, der er det svage punkt i et sådant vindue.

Jeg ved at der i øjeblikket også arbejdes på at konstruere vægge med lysindfald og her kunne samme teknik med vacuum muligvis benyttes. Tænk på fordelen ved at have højt isolerende vægge der lukker lys ind og hvis vinduer ikke længere behøver at være kuldebroer i byggeriet.

Jeg ser frem til at følge udviklingen indenfor området og dette spændende projekt

  • 0
  • 0