ČO STOJÍ NEKVALITA?
V našom blogu o presnosti merania argónu v izolačných sklách sme publikovali tabuľku s výsledkami nášho merania argónu v izolačnom skle v spálni rodinného domu v blízkosti Bratislavy v porovnaní s meraniami výrobcu izolačného skla. U reklamovaného izolačného skla v spálni úplná zhoda! Dokumentovali sme zhoršenie súčiniteľa prechodu tepla izolačného trojskla (Ug) vplyvom straty argónu a zúžením medzisklenej medzery. Na nekvalitu izolačných skiel nás často upozorňujú samotní majitelia rodinných domov najmä u veľkoplošných zasklení. Tak tomu bolo aj v prípade otca majiteľa domu (obrázok domu je na našom facebooku), ktorý už počas výstavby domu priložením dlane ruky pociťoval rozdielne teploty na povrchu izolačného skla. Nepotreboval na to žiadne výpočty a merania. Keď sme prišli na miesto, zistili sme, že zhodou okolností taktiež v spálni mal zabudované izolačné sklá s nedostatočným resp. žiadnym naplnením dutín argónom. Na jeho nešťastie išlo o dvojnásobnú plochu zasklenia (cca 10 m2), oproti citovanému domu v blízkosti Bratislavy. Čo strácajú majitelia bytov alebo domov tým, že nezistia zabudovanie izolačných skiel so zhoršeným súčiniteľom prechodu tepla? Pokiaľ aj výrobcovia izolačných skiel potvrdia naše merania, často ich bagatelizujú, ako sa to stalo naposledy na prvej strane portálu združenia zastupujúceho výrobcov okien, keď nepodpísaný autor príspevku konštatuje, že súčiniteľ prechodu tepla sa nenaplnením dutín argónu zhorší len na 0,8 (W/m2.K). Nepočíta aj so zúžením dutín. V prípade domu na našom facebooku to bolo zúženie z 14 mm na 4 mm. To už sú iné hodnoty Ug, však? Vplyv úniku argónu a zúženia medzisklených medzier sme dokumentovali výpočtami v tabuľkách v našej prednáške a zborníku z 21. medzinárodnej konferencie TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 2021 – Podstata zabezpečenia energetickej hospodárnosti budov uskutočnenej v dňoch 2. – 4.2.2022 online formou v prednáške KVALITA ZABUDOVANÝCH OKENNÝCH KONŠTRUKCIÍ Z POHĽADU ÚSPOR TEPLA. Môžete si ju pozieť aj medzi prednáškami na našej internetovej stránke. Krajný prípad u trojskla je vyčíslený až na 2,0 (W/m2.K), pri zúžení oboch dutín trojskla na celkových 8 mm. Čo zhoršený súčiniteľ prechodu tepla urobí s nákladmi na kúrenie? Ak vezmeme optimistický príklad, že sa nám zhoršil súčiniteľ prechodu tepla izolačného skla umiestneného v uvedenej spálni len o 0,2 W/(m2.K) je pri ploche 10 m2 zasklenia pri 5300 hod vykurovacej sezóny a vykúrení na 20 st. C a cene 0,0822 EUR za kWh, strata cca 17 EUR/rok. Ak má majiteľ domu/bytu smolu a zúženie len jednej dutiny je až na spomínané 4 mm, je už strata až 44 EUR za rok. Pri fyzickej životnosti izolačného skla 25 rokov, počas ktorej sa podľa európskej normy nemá zmeniť súčiniteľ prechodu tepla, to by bolo (44 x 25 = 1 110 EUR). A to nepočítame so zdražovaním energií. V čase mieru bol nárast tepla za posledných 10 rokov, u niektorých teplárenských spoločností skoro 50 %. Iste tomu nebude tak v budúcnosti. Nárast energií o 100% alebo 200%? Kto to vie predpovedať? Bagateľ? Iste nie. Podpísaný autor príspevku má vo svojej domácnosti okná s izolačnými sklami obsahujúcimi argón nad 90% aj po vyše 15 rokoch od zabudovania. Prestali sme kvalitne vyrábať? Možno len veriť, že nie všetky dodávky od iných výrobcov izolačných skiel sú také, ako citované prípady. Pretože potom súčasné snahy o hľadanie nových zdrojov energií a ich úspor sú marginálne. Stačí sa zamerať na kvalitu izolačných skiel a hneď nájdeme nové zdroje úspor energie! To je jedna stránka dôsledku nenaplnenia izolačného skla argónom.
Od prvého vydania harmonizovanej normy na okná (teraz STN EN 14351-1+A2) v roku 2006 je okrem dosiahnutia parametrov výrobku popri počiatočnej skúške typu nie menej dôležité zabezpečiť trvanlivosť výrobku (výrobkov) na ekonomicky primerané obdobie použitím vhodných materiálov (vrátane náterov, konzervačných látok, zloženia a hrúbky), častí a metód montáže, pričom sa musia brať do úvahy publikované odporúčania na údržbu. V hEN 14351-1 sa poznamenáva, že trvanlivosť okien a vonkajších dverí sa líši v závislosti od dlhodobých vlastností jednotlivých častí a materiálov, ako aj od montáže a údržby výrobku. Podľa predmetnej hEN sa trvanlivosť okenných konštrukcií zabezpečuje:
– vodotesnosť a prievzdušnosť: Trvanlivosť týchto vlastností závisí najmä od tesniacich pásov, ktoré sa musia dať vymeniť.
– súčiniteľ prechodu tepla: Trvanlivosť tejto vlastnosti závisí najmä od dlhodobých vlastností zasklenia [najmä izolačných skiel (IGU)]. Sklo, zodpovedajúce požiadavkám uvedeným v citovaných normách na izolačné sklá, sa považuje za sklo spĺňajúce požiadavky trvanlivosti.
Normami na zabezpečenie kvality izolačných skiel sú normy radu EN 1279-1 až 6. Vlastnosťou zabezpečujúcou nemennosť súčiniteľa prechodu tepla IGU (Ug) a tým aj celého okna je rýchlosť unikania plynu z IGU. Vlastnosť sa zisťuje podľa EN 1279-2. Požiadavky sú v EN 1279-3. Skúšku unikania plynu by mal zabezpečovať každý výrobca IGU v rámci svojej vnútropodnikovej kontroly. Dôležitým poznatkom z praxe je, že únik plynu je najčastejšie sprevádzaný so zmenšovaním medziskleného piestoru (dutiny) čo má za následok radikálnu zmenu vlastností IGU hraničiacu niekedy až lomom IGU.
IGU nie je tlaková nádoba, aby uniknutý plyn z medziskleného priestoru bol okamžite nahradený okolitým vzduchom! Napríklad argón je 5-krát hustejší ako kyslík. Príčiny úniku inertného plynu sú rôzné, počnúc nedokonalosťou spojenia tabúľ skla s dištančným rámikom až po narušenie okrajov IGU použitím nevhodných tmelov pri zasklievaní.
Podľa matematického vzťahu na výpočet súčiniteľa prechodu tepla podľa EN 673 je súčiniteľ prechodu tepla (Ug) nepriamo úmerný vzdialenosti tabúľ skla od seba to znamená, že jej zmenšovaním sa zhoršuje aj deklarovaná hodnota súčiniteľa prechodu tepla izolačného skla a v konečnom dôsledku aj okna.
Každý výrobca je povinný priložiť k dodávke izolačných skiel identifikačný list izolačného skla podľa EN 1279-5+A2. V tomto identifikačnom liste je okrem vypočítaného súčiniteľa prechodu tepla, solárnych a radiačných vlastností uvedené za akých podmienok vypočítané hodnoty platia. Je to 90 ± 5 % to znamená, že každé izolačné sklo by malo byť naplnené minimálne na 85 %. Podporou uvedeného je aj odkaz na EN 1279-6 v článku B.4.4.2. Koncentrácia plynu v každom z izolačných skiel by mala zostať v tolerancii, aby bolo zaistené, že hodnota U nebude väčšia, ako je hodnota vyhlasovaná výrobcom. V prípade izolačného skla plneného argónom na 90 % je po skúšobnom postupe požadované plnenie minimálne na 85 %. V rovnakej norme v tabuľke A4 sa uvádza v sekcii 3 o kontrole výrobku požiadavka na koncentráciu plynu (+10; -5)% To znamená pokiaľ výrobca deklaruje naplnenie izolačného skla plynom na 90% môže v ňom byť najmenej 85%. O čom musí výrobca viesť záznamy. Pri splnení uvedeného výrobca zabezpečí, že aj po 25 rokoch musí byť v IGU aspoň 80% plynu, aj keby platil normovaný únik netesnosťami 1% za rok (pozri EN 1279-3 príloha B). Stojí za otázku, aká je technologická disciplína výrobcu, keď bezprostredne po zabudovaní okna do stavby sme namerali naplnenie (od 1 do 80) % Ar? Jednoducho, porušené podmienky vydania CE označenia a v zmysle hEN a Nariadenia (EÚ) č. 305/2011 v znení Nariadenia (EÚ) č. 574/2014 neoprávnene uvedený výrobok na trh!
Takže milí výrobcovia izolačných skiel a okien, neplnenie ustanovení európskych noriem má okrem ekonomických aj právne dôsledky. Čo na to (štátny) orgán dozoru nad trhom so stavebnými výrobkami (SOI) ?
IDE IM EŠTE O KVALITU?
Dňa 31.3.2022 usporiadalo združenie SLOVENERGOokno tzv. okrúhly stôl na tému „Izolačné jednotky a otvorové konštrukcie vo vzťahu k laboratórnym a nelaboratórnym meraniam“. V zápise z tohto „okrúhleho stola“ sa tvrdí „Pri kontrolných opakovaných meraniach izolačných skiel na stavbe realizovaných inou firmou a iným prístrojom sú získané rozdielne výsledky, čo potvrdzuje že spôsob a podmienky merania skiel na stavbe nie je správny…“ bez akýchkoľvek dôkazov! Toto tvrdenie je falošné a zavádzajúce! Je smutné, že združenie, ktorému ide údajne o kvalitu viď vyhlásenie na jeho titulnej internetovej stránke, sa uchyľuje k takýmto nepravdivým stanoviskám. To, že nedeštruktívne zistenia prístrojom Sparklike Laser sú správne, potvrdil už renomovaný skúšobný ústav ift Rosenheim. V skrátenej verzii skúšobného protokolu ift Rosenheim pod označením 16-000105-PR01 je záver: „Porovnávací test iskrového lasera s plynovou chromatografiou ukázal ako strednú hodnotu odchýlku cca. -1 % (absolútna koncentrácia plynu). Priemerná štandardná odchýlka z 88 hodnôt bola 2 %.“ Je potrebný ďalší dôkaz? Urobili sme ho. Pre pochybovačov, nedôverujúcim nedeštruktívnemu meraniu plynu v izolačných sklách, sme v roku 2018 vykonali porovnania %-ta naplnenia izolačného skla na stavbe invazívnou a neinvazívnou metódou. Invazívnu robil TSÚS n.o. pobočka Zvolen a neinvazívnu sme robili prístrojom Sparklike Laser. Rozdiel v porovnaní metód bol do 2% pri všetkých 9 identických izolačných sklách veľkých rozmerov vybraných zo stavby. Teda v súlade s presnosťou prístroja. Meraní sa okrem nás a TSÚS zúčastnili zástupcovia výrobcu, investora a dozoru. Výsledky sme prezentovali v roku 2019 na odbornom seminári „Otvorové výplně stavebních konstrukcí“ v Hradci Králové. Nestačí? Na 21. medzinárodnej konferencie TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 2021 – Podstata zabezpečenia energetickej hospodárnosti budov uskutočnenej v dňoch 2. – 4.2.2022 online formou sme v prednáške KVALITA ZABUDOVANÝCH OKENNÝCH KONŠTRUKCIÍ Z POHĽADU ÚSPOR TEPLA ilustrovali názorný príklad nameraných hodnôt argónu v publikovanej tabuľke:
Pokiaľ posledný riadok uvedenej tabuľky zistenia argónu v izolačnom skle je zhodný s nasledujúcim obrázkom, nie je to vec náhodná. Len je potrebné poradie dutín otočiť, pretože meranie u zákazníka 12.4.2022 pracovníkmi kvality spoločnosti, člena združenia SLOVENERGOokno: Saint-Gobain Construction Products, s.r.o., divízia Glassolutions Nitrasklo, bolo uskutočnené z interiérovej strany izolačného skla. Presnosť je na percento zhodné s meraním uskutočneným našou spoločnosťou 11.1.2022 ! O čom to členovia združenia SLOVENERGOokno hovoria?
Už malým deťom sa zakazuje klamať!
Pokaľ sa rozličnými spoločnosťami a meradlami získavajú rôzne výsledky, je to problém správnosti merania a nie prístroja, ako tvrdia citovaní a necitovaní členovia združenia SLOVENERGOokno, ktorí sa zúčastnili tzv. okrúhleho stola, bez znalosti doterajších výsledkov merania.
Vodotesnosť pomocou certifikovanej trysky
V USA a Ázii (vrátane Číny) sa používa skúška vodotesnosti, podľa normy AAMA 501.2 „Quality Assurance and Diagnostic Water Leakage Field Check of Installed Storefronts, Curtain Walls, and Sloped Glazing Systems“. Táto skúška sa používa na kontrolu kvality pre zabudované okenné zostavy, závesné steny, výklady, šikmé zasklievacie systémy, svetlíky, átriá, obklady, fasády a podhľady (neskúšajú sa funkčné škáry OV). Najlepšie je vykonať túto skúšku, keď sú vnútorné steny nedokončené, aby bola počas skúšky viditeľná akákoľvek preniknutá vlhkosť. Počas skúšky sa voda aplikuje pomocou ručnej rozprašovacej zostavy s použitím certifikovanej trysky. Prietok vody je nastavený tak, aby na tryske sa vytváral tlak 30 psi (cca 2 bary). Voda sa smeruje na skúšaný spoj, kolmo na čelo vzorky. Tryskou sa pomaly pohybuje tam a späť nad spojom vo vzdialenosti jednej stopy po dobu piatich minút na každých päť stôp dĺžky spoja. Pozorovateľ zvnútra kontroluje prienik vody a dokumentuje výsledky. Konečným výsledkom je, že skúšaný produkt spĺňa výkonnostné kritériá pre odolnosť proti prenikaniu vody alebo nespĺňa kritériá a môže byť nutná ďalšia náprava, aby vyhovel.
Od februára 2022 spoločnosť MOBILab, s.r.o. zaradila túto skúšku do svojej ponuky popri už vyše desať rokov zabezpečovaných skúškach vodotesnosti podľa európskych noriem.
Východiskom je meranie argónu v linke
Investori sa už sa nebudú musieť obávať izolačného skla bez argónu. Riešenie je na svete. Fínska spoločnosť Sparklike Oy ponúka výrobcom izolačných skiel zariadenie na zisťovanie obsahu plynovej náplne integrované do výrobnej linky. V poslednej dobe spoločnosť Sparklike Oy dodala ako projekty na kľúč tri Sparklike Laser Integrated™ do Európy – dva do Nemecka (Isophon) a jeden do Dánska (Glasseksperten). Okrem toho je v Európe 16 a v USA 36 výrobných liniek IGU vybavených linkovo integrovanými iskrovými lasermi.
Zariadenie Sparklike Laser Integrated™ zvyšuje kontrolu kvality na novú úroveň. Izolačné sklá (IGU) sa merajú automaticky po naplnení plynom a všetky výsledky sa zaznamenávajú do jeho pamäte a je možné ich poslať späť na linku alebo jej riadiaceho systému. Zariadenie meria koncentráciu izolačného plynu na dvoj- a trojsklách cez nízkoemisné povlaky.
Zariadenie Sparklike Laser Integrated™ je založené na laserovej technológii (TDLAS). Prístroj meria kyslík a výsledky sú prevedené na koncentráciu argónu, kryptónu a iných izolačných plynov.
Jednou z kľúčových vlastností moderného izolačného skla je jeho naplnenie inertným plynom a udržanie plynu vo vnútri IGU po mnoho rokov. Plynová náplň zohráva významnú úlohu v tepelnom odpore izolačného skla. Kontrola a určovanie koncentrácie vo vnútri izolačných skiel si vyžaduje efektívne a spoľahlivé nástroje na splnenie rastúcich a sprísňujúcich sa požiadaviek priemyslu. Pokiaľ technológia pre zariadenia Sparklike Handheld ™ bola založená na plazmovej emisnej spektroskopii, zariadenia Sparklike Laser ™ a sú už založené na laserovej technológii (TDLAS). Od roku 2000 predala spoločnosť Sparklike Oy celosvetovo viac ako 2 000 zariadení. Zariadenia denne používajú poprední svetoví výrobcovia izolačných skiel, skúšobne a výrobcovia okien. To sa už nedá povedať o slovenských alebo českých. Počet zariadení Sparklike Laser Portable sa dá u nás spočítať na prstoch jednej ruky. Zariadenie Sparklike Laser Integrated™ nebolo doposiaľ inštalované. Prvé sa chystá v Poľsku.
Dvoj- a trojsklá, plynová náplň a špecifické povlaky nesmierne prispeli k energetickej účinnosti okien a stali sa najlepším riešením a najmodernejšou voľbou pre vysokovýkonné IGU.
Pohľady na plnenie plynu
Výrobcovia izolačného skla sa dnes snažia maximalizovať tepelný odpor a tým minimalizovať únik energie cez okno. Doteraz sa to najlepšie vykonáva vzácnym plynom medzi sklenými tabuľami (IGU). Riešenie pomocou vákua medzi sklenenými tabuľami (vákuové izolačné sklo) poskytuje skvelú tepelnú izoláciu, ale z dôvodu ceny a technických obmedzení sa v súčasnosti zriedka používa pri navrhovaní okien. Plnenie vzduchom je voliteľnou možnosťou, ale použitie vzácnych plynov poskytuje vyššiu odolnosť voči tepelnej vodivosti v porovnaní so vzduchom. Zatiaľ čo vzduch má tepelnú vodivosť 0,024, argón s 0,016 je len 67 % z toho a kryptón s 0,0088 je len polovičná vodivosť argónu.
Obľúbeným plynom je však argón, pretože je to cenovo najefektívnejší vzácny plyn na použitie . V porovnaní s argónom je kryptón zvyčajne 200-300-krát drahší a xenón ešte drahší. Odhady ukazujú, že náklady na suroviny na výrobu dobre utesnených IGU plnených argónom v porovnaní s IGU plnenými vzduchom stúpnu len o 1 %. Bez ohľadu na výber náplne sa obsah plynu v IGU vo všeobecnosti považuje za primeraný, ak prekročí 90 %. Viac o naplnení IGU plynom píšeme aj v blogu https://mobilab.sk/preco-merat-argon/. Výzvou pre slovenských a českých výrobcov IGU je overenie tohto čísla spoľahlivým meraním ako spoľahlivý dôkaz konzistentnej kvality produktu. Štandardná testovacia metóda na stanovenie koncentrácie argónu v utesnených izolačných sklenených jednotkách pomocou plynovej chromatografie. Spoločnosť MOBILab vykonala v roku 2018 na žiadosť zákazníka porovnania %-ta naplnenia IGU na stavbe invazívnou a neinvazívnou metódou. Invazívnu robil TSÚS Zvolen a neinvazívnu sme robili prístrojom Sparklike Laser, rozdiel bol do 2% (fázové posunutie) pri všetkých 9 identických izolačných sklách vybraných zo stavby. Meraní sa okrem nás a TSÚS zúčastnili zástupca výrobcu a investora a dozoru. Výsledky sme prezentovali v roku 2019 na odbornom seminári „Otvorové výplně stavebních konstrukcí“ v Hradci Králové.
Meranie na úrovni 21. storočia
Problémom pre výrobcov IGU je zabezpečiť, aby kvalita výrobku a náplň inertným plynom zodpovedala normám. Plynová náplň vo väčšine slovenských podnikov sa skúša tradičnou metódou odoberaním náhodných vzoriek z výrobnej linky a vŕtaním otvorov do dištančného rámčeka na meranie plynovej náplne a tým izolačného výkonu IGU. Je to fungujúca, aj keď nákladná metóda, ktorá zahŕňa znehodnotenie drahého výrobku buď na výrobnej linke ako súčasť kontroly kvality výroby alebo to isté na už nainštalovanom IGU v teréne.
Až do vybavenia liniek integrovanými zariadeniami na meranie náplne v IGU aj u nás, môžu investori a spotrebitelia tŕpnuť či sa výrobcovi podarilo naplniť dodané izolačné sklo plynom. V súčasnosti dodávané izolačné sklá sú bez potrebnej garancie.
Viac na:
https://www.sparklike.com
https://www.glassmachine.com/sparklike-oy-introduces-breakthrough-technology-for-non-destructive-measurement-of-gas-fill-for-insulating-glass/
https://mobile.twitter.com/sparklikeig
alebo
https://inagas.com
Technické špecifikácie zariadenia
| Presnosť merania hrúbky | +/- 50 um (*) |
| Presnosť merania plynu | +/- 1,5 % StDev. (*) |
| Čas merania | Jednotka s dvojitým zasklením (DGU) 16-22s a jednotka s trojitým zasklením (TripleGU) 18-30s // Laser Online: DGU 9s a TripleGU 15s |
| Maximálna hrúbka IG | 51 mm (od povrchu 1 po povrch 3 s DGU, od povrchu 1 po 5 s TripleGU) |
| Minimálna hrúbka skla | 2 mm |
| Hodnoty hlavného napájania | Voliteľné 100-240 |
| Max. príkon | 250 W |
| Spojenia | RJ-45, 2x USB 2.0 |
| Displej | 10,1″ dotykový displej |
| softvér | Vlastná verzia Sparklike Laser StandardTM / Sparkelike Laser PortableTM, Windows 7 Embedded Standard |
| Možnosť zaznamenávania údajov | Prakticky neobmedzene |
Ako sme na tom s oknami v EÚ?
Ako sme na tom s reguláciou požiadaviek na energetickú hospodárnosť pri výmene okien?
Spracované na základe príspevku zo septembra 2021 v www.glasonweb.com, ktorého autorom je Cédric Janssens s názvom: Minimum Energy Performance Requirements for Window Replacement in the 28 EU Member States.
V štúdii zadanej Európskou komisiou sa okná v EÚ považujú za zodpovedné za 24 % dopytu EÚ po vykurovaní a 9 % dopytu po chladení. Tieto vysoké čísla možno vysvetliť percentom neoptimálnych okien inštalovaných v rezidenčnom sektore EÚ. Táto štúdia odhaduje, že viac ako 85 % zasklených plôch v budovách EÚ je vybavených buď jednoduchým zasklením, alebo dvojsklom bez povlaku.
Smernica o energetickej hospodárnosti budov (EPBD) je hlavnou hybnou silou politiky EÚ, ktorá ovplyvňuje spotrebu energie v budovách. Členské štáty, ktoré správne a včas implementovali smernicu o energetickej hospodárnosti budov, zaviedli požiadavky na energetickú hospodárnosť (holistický prístup) pre nové budovy a budovy, ktoré prechádzajú významnou renováciou. Tieto nevylučujú existenciu normatívnych požiadaviek na stavebné prvky s veľmi silným vplyvom na energetickú hospodárnosť celej konštrukcie (alebo komponentov s relatívne dlhou životnosťou), vrátane okien. Inými slovami, v rámci legislatívnej štruktúry EÚ sa uprednostňuje neexistencia požiadaviek na úžitkové vlastnosti v celej EÚ, aby jednotlivé členské štáty mohli stanoviť minimálne požiadavky na úžitkové vlastnosti stavebných výrobkov dostupných na ich trhu, pričom zohľadnia svoj vlastný stavebný fond a klimatické špecifiká.
Štúdia zadaná spoločnosťou Glass for Europe spoločnosti Ecofys (obrázok 1) v kontexte súčasnej revízie smernice o energetickej hospodárnosti budov ukazuje, že všetky členské štáty okrem jedného (t.j. Estónska) zaviedli takéto požiadavky na okná. Štúdia Glass for Europe od Ecofys je založená na existujúcich štúdiách, právnych vnútroštátnych dokumentoch a rozhovoroch s kontaktnou osobou zo všetkých členských štátov, vrátane troch regiónov Belgicka a štyroch regiónov Spojeného kráľovstva. Zistenia štúdie poukazujú na rozdiely medzi členskými štátmi, pokiaľ ide o metodiku, ambície a účinné vykonávanie. Tento dokument predstavil tieto kľúčové rozdiely a zamýšľa sa nad tým, či/ako by sa mohol zlepšiť európsky rámec, aby členské štáty ďalej podporovali ďalšími usmerneniami.
Obrázok 1: Prehľad o právnych požiadavkách na výmenu okien v obytných budovách podľa členských štátov – Ecofys for Glass pre Európu – 2017
Hlavné poznatky
Výpočet energetickej náročnosti okien
V 27 členských štátoch EÚ (z 28) boli zavedené minimálne požiadavky na okná. Tieto požiadavky možno zoskupiť do troch kategórií: minimálne požiadavky na základe hodnoty U (hodnota Uw alebo Ug), samostatnej hodnoty Uw a hodnoty g alebo energetickej bilancie kombinujúcej hodnotu Uw a g – hodnotu.
Poznámka autora blogu:
V SR tak, ako v Spojenom kráľovstve aj prievzdušnosť, pozri obrázok 2.
Veľká väčšina členských štátov zaviedla do svojich vnútroštátnych právnych predpisov minimálne požiadavky na okná založené výlučne na súčiniteli prechodu tepla pre celé okno (sklo a rám); tj Uw-hodnota (pozri tabuľku obr.1). Celkovo 18 členských štátov EÚ využíva len túto hodnotu; tj. Rakúsko, Bulharsko, Chorvátsko, Cyprus, Česko, Fínsko, Francúzsko, Nemecko, Grécko, Maďarsko, Írsko, Luxembursko, Holandsko, Poľsko, Rumunsko, Španielsko a Švédsko. Pre tri belgické regióny, Lotyšsko a Litvu, sú minimálne požiadavky založené výlučne alebo čiastočne na hodnote Ug (súčiniteľ prechodu tepla pre priehľadnú oblasť).
Len päť krajín zahrnulo zákonné požiadavky na celkový solárny faktor priepustnosti energie zasklievacieho systému, tj g-hodnotu, na doplnenie požiadavky založenej na Uw-hodnote: Taliansko, Malta, Portugalsko, Slovensko a Slovinsko. Napriek značným ročným úrovniam slnečného žiarenia krajiny z južnej Európy a strednej Európy (západná alebo východná Európa), ako je Španielsko, Grécko, Francúzsko, Nemecko, Česko alebo Bulharsko, nezohľadňujú zisky zo slnečného tepla vo svojich výpočtoch energetickej hospodárnosti a minimálnej požiadavky.
Iba Dánsko uplatňuje minimálne požiadavky na okná založené na prístupe energetickej bilancie, ktorý kombinuje solárne tepelné zisky a tepelné straty okna do jednej hodnoty. Spojené kráľovstvo však umožňuje splniť zákonné požiadavky buď splnením minimálnych požiadaviek na základe hodnoty Uw (tj. 1,6 W/m-2K-1) alebo pásma štítku Window Energy Rating label (tj pásmo C alebo lepšie), ktoré sa vypočítava založené na prístupe energetickej bilancie.
Obrázok 2: Energetická bilancia návrh v SR
Obrázok 3: Výpočet súčiniteľa prechodu tepla okna
Obrázok 4: Stupnica hodnotenia v SR
Napriek skutočnosti, že energetická bilancia je široko uznávaná odborníkmi na okná, ako jediný účinný spôsob hodnotenia energetickej hospodárnosti okna, napr. prípravná štúdia ekodizajnu, časť 32 o oknách, táto metodika sa používa iba v Dánsku, USA a Spojenom kráľovstve. Veľká väčšina členských štátov zameriava požiadavky na jedinú hodnotu Uw, pričom nezohľadňuje energetické zisky z pasívneho slnečného žiarenia; zatiaľ čo päť členských štátov zaviedlo dodatočné oddelené požiadavky založené na hodnote g, ktorá neposkytuje rovnováhu medzi tepelnými ziskami a tepelnými stratami za jeden rok.
Minimálne požiadavky na základe hodnoty Uw
Ako už bolo zdôraznené, Estónsko je jediným členským štátom EÚ, ktorý nemá stanovené minimálne právne požiadavky na výmenu okien v obytných budovách. Všetky ostatné členské štáty EÚ zaviedli minimálne požiadavky založené na hodnote Ug, a to prostredníctvom hodnoty Uw, hodnoty Ug (tj. tri regióny v Belgicku) alebo integrované do výpočtu energetickej bilancie (tj. Dánsko a Spojené kráľovstvo označenie WER) .
Z formalistického hľadiska sú všetky členské štáty v súlade s právnymi predpismi EÚ. Pri pohľade na minimálne požiadavky stanovené vo vnútroštátnych právnych predpisoch však v dôležitom počte členských štátov vznikajú dva základné problémy: neoptimálne minimálne požiadavky stanovené vo vnútroštátnych predpisoch a absencia aktualizácií.
Podľa európskej legislatívy (EPBD) je zodpovednosťou členských štátov stanoviť minimálne požiadavky na stavebné prvky so silným vplyvom na energetickú hospodárnosť celej konštrukcie. Flexibilita poskytnutá členským štátom má poskytnúť priestor pre vnútroštátne predpisy, aby zohľadnili ich vlastný stavebný fond a klimatické špecifiká. Pri pohľade na požiadavky stanovené pre okná v niektorých krajinách však možno len ťažko tvrdiť, že veľmi nízke minimálne požiadavky vyplývajú z národnej klímy alebo stavebného fondu. Napríklad dve zo zakladajúcich krajín EÚ, konkrétne Francúzsko a Holandsko, stanovili minimálne požiadavky na 2,3 W/(m²K) a 2,2 W/(m²K). Na porovnanie, v Nemecku sú minimálne požiadavky na okná stanovené na 1,3 W/(m²K).
Ako sa dalo očakávať, minimálne požiadavky sú zvyčajne najnáročnejšie na severe v porovnaní s juhom Európy. Zaujímavejšie je, že pre Stred Európy sú požiadavky stanovené v desiatich krajinách strednej a východnej Európy, ktoré vstúpili do EÚ v rokoch 2004 a 2007, často ambicióznejšie ako v krajinách zakladajúcich členov. Napríklad v Poľsku sú minimálne požiadavky stanovené na 1,1 W/(m²K) v porovnaní s 1,3 W/(m²K) v Nemecku.
Ďalším základným problémom, na ktorý poukázali zistenia Ecofys, je absencia aktualizácií právnych požiadaviek. Osem krajín neaktualizovalo svoje minimálne požiadavky na stavebné predpisy najmenej päť rokov: Česko, Francúzsko, Fínsko, Grécko, Maďarsko, Írsko, Slovinsko a Švédsko. V prípade minimálnych požiadaviek na okná sa očakáva, že absencia aktualizácií bude ešte dôležitejšia, pretože aktualizácia stavebného zákona nevyhnutne neznamená aktualizáciu minimálnych požiadaviek na úžitkové vlastnosti všetkých prvkov budovy. Napríklad v Anglicku zostali minimálne požiadavky na okná rovnaké napriek revízii stavebného zákona v roku 2016.
Je zaujímavé poznamenať, že dve krajiny zaviedli automatickú aktualizáciu svojich minimálnych požiadaviek na výkon okien, aby predvídali zvýšenie energetickej hospodárnosti okien dostupných na ich vnútroštátnom trhu: Poľsko a Bulharsko. V Bulharsku je súčasná minimálna hodnota Uw stanovená na 1,4 W/(m²K) pre okná s rámom z PVC a do roku 2018 sa zníži na 1,1 W/(m²K) a do roku 2020 na 0,6 W/(m²K). V Poľsku je súčasná minimálna hodnota Uw stanovená na 1,1 W/(m²K) a do roku 2021 sa zníži na 0,9 W/(m²K).
Rozsah a implementácia právnych požiadaviek
Tretím zistením štúdie je problém týkajúci sa rozsahu a implementácie právnych požiadaviek na okná v národných predpisoch. Tu je dôležité poznamenať, že štúdia Glass for Europe vypracovaná spoločnosťou Ecofys (tabuľka 1) ukazuje minimálne výkonnostné požiadavky na výmenu okien v obytnom sektore, ak existujú. V praxi sa ich implementácia a rozsah líšia v dôsledku podmienok pridaných vo vnútroštátnych predpisoch, čo de facto vytvára medzery v nariadení. Z toho vyplýva, že v týchto krajinách môžu byť za určitých podmienok inštalované okná, ktoré nespĺňajú minimálne požiadavky.
Štúdia Glass for Europe vykonaná spoločnosťou Ecofys ukazuje, že iba v 11 členských štátoch (z 28) sa minimálne požiadavky na okná vzťahujú na výmenu jedného okna; tj. Rakúsko, Cyprus, Dánsko, Francúzsko, Maďarsko, Litva, Luxembursko, Rumunsko, Španielsko a Spojené kráľovstvo. Z toho vyplýva, že rezidenčný trh v týchto krajinách je obmedzený na okná s výkonom rovným minimálnym požiadavkám alebo vyšším.
Štúdia Glass for Europe vypracovaná spoločnosťou Ecofys pre 11 členských štátov ukazuje, že sú stanovené podmienky na uplatňovanie minimálnych požiadaviek na výmenu okien; tj Belgicko, Chorvátsko, Česko, Estónsko, Fínsko, Nemecko, Grécko, Írsko, Taliansko, Poľsko a Portugalsko. Inými slovami, okná pre rezidenčný sektor s výkonom pod minimálnymi požiadavkami by sa mohli stále inštalovať. Tieto podmienky na uplatnenie minimálnych požiadaviek sú často založené na potrebe mestského povolenia pred renováciou alebo na minimálnej ploche, ktorá sa má renovovať. Napríklad v Belgicku sa minimálne požiadavky na výkon uplatňujú len vtedy, ak sa vyžaduje územné plánovanie. Ďalším príkladom je Nemecko, kde sa minimálne požiadavky uplatňujú len vtedy, ak ide o 10 % alebo viac plochy stavebného prvku.
Tu stojí za zmienku, že Fínsko uviedlo, že napriek podmienkam umožňujúcim inštaláciu okien s nižšou úrovňou výkonu v obytnom sektore, takmer 100 % trhu renovácií spĺňa minimálne požiadavky, keďže výrobcovia nevyrábajú okná nižšie ako požiadavky. Žiadna iná krajina neuviedla v prieskume rovnaký trhový trend.
V prípade šiestich členských štátov z 28 nebola štúdia schopná potvrdiť, či sa podmienky vzťahujú na minimálne požiadavky na výmenu okien; tj. Bulharsko, Lotyšsko, Holandsko, Slovensko a Slovinsko.
Štúdia Glass for Europe vykonaná spoločnosťou Ecofys zdôrazňuje, že ak vo vnútroštátnych predpisoch existujú minimálne požiadavky na okná, sú často podmienené. Možno sa odôvodnene domnievať, že podmienky vzťahujúce sa na minimálne požiadavky obmedzujú tlak na trh s výmenou okien.
Záver
Minimálne požiadavky na výkon nie sú v mnohých krajinách tým, čo poháňa trh smerom k energeticky účinným výrobkom, pretože často odkazujú na neoptimálne voľby a uplatňujú sa za určitých podmienok. Aby sa minimálne požiadavky na výkon stali hnacím motorom, legislatívny rámec EÚ, ktorý sa v súčasnosti reviduje (EPBD), by sa mohol zlepšiť, aby bol efektívnejší. Štúdia Glass for Europe vypracovaná spoločnosťou Ecofys má tendenciu demonštrovať, že hoci legislatívny rámec núti členské štáty stanoviť minimálne požiadavky, zlyháva v dvoch aspektoch: chýbajúce usmernenia o tom, ako najlepšie posúdiť energetickú hospodárnosť okien (tj energetickú bilanciu) a jej flexibilita, ktorá umožňuje členským štátom, aby ho riadne neuplatňovali.
Vzhľadom na súčasný politický kontext EÚ je nepravdepodobné, že by sa smernica o energetickej hospodárnosti budov mohla posilniť a sprísniť vo vzťahu k členským štátom vo svojej súčasnej revízii. Práca na zlepšení minimálnych požiadaviek na okná musí byť preto nevyhnutne vykonaná v krajinách vnútroštátnymi orgánmi.
Tento dokument identifikuje tri prvky, ktoré je potrebné zlepšiť, aby sa dosiahol tento cieľ:
- ak sú zastarané, neoptimálne alebo založené na jedinej hodnote U alebo oddelenej hodnote U a hodnote g, mali by sa prehodnotiť minimálne požiadavky a mali by byť založené na prístupe k energetickej bilancii;
- vnútroštátne právne predpisy by mohli zahŕňať míľniky s automatickou aktualizáciou/preskúmaním minimálnych požiadaviek na okná s cieľom predvídať zvýšenie energetickej hospodárnosti okien dostupných na ich vnútroštátnom trhu.
- minimálne požiadavky na okná sa vzťahujú na nové budovy, veľkú renováciu až po výmenu jedného okna.
Literatúra:
Buildings Performance Institute Europe (2011) “Europe’s Buildings under the Microscope. A countyby-country review of the energy performance of buildings”.
European Union (2010), “Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings”, 2010/31/EU, 19 May.
European Union (2015) “Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee, the Committee of the Regions and the European Investment Bank, A Strategy for a Resilient Energy Union with a Forward-Looking Climate Change Policy”. COM(2015) 80 final, 25 February.
European Commission (2016), “Proposal for a directive of the European Parliament and of the Council amending Directive 2010/31/EU on the energy performance of buildings”, COM(2016)675 final, 30 November.
International Energy Agency (2015), “Capturing the Multiple Benefits of Energy Efficiency”. Glass for Europe study by Ecofys (2017) “Minimum performance requirements for window replacement in the residential sector”.
TNO Built Environment and Geosciences (2011), “Glazing type distribution in the EU building stock”, – February 2011.
Webové stránky
Prípravná štúdia o energetickom štítku okna (2015) – prípravná štúdia (Časť 32)
Zdroj:
Poznámka autora blogu:
Princíp energetickej bilancie podľa Spojeného kráľovstva bol vzatý ako vzor združením SLOVENERGOokno pri hodnotení výrobkov (pozri obrázok 1) https://www.slovenergookno.sk/ponukame/vyrobcom-okien/energeticky-stitok/ ).
Spočiatku bolo prideľovanie energetických štítkov spojené s kontrolou dodržiavania požiadaviek na systém kontroly (FPC) vo výrobe. Ak by sa tejto iniciatívy ujala legislatíva, mohol byť aj v SR zavedený účinný spôsob umiestňovania okien do stavby z pohľadu energetickej hospodárnosti.
Dobrovoľnosť a nízky záujem výrobcov okien, dať príležitosť nezávislému orgánu nazerať do svojej „kuchyne“, je dôsledok malého rozšírenia medzi výrobcami v SR.