Fig. 112
Lys- og solenergitransmisjon gjennom en isolerrute
Denne anvisningen behandler lys- og varmetekniske egenskaper for isolerruter. Den omhandler ruteegenskaper som bestemmer hvor mye dagslys og solenergi som slipper inn gjennom en isolerrute, og hvor godt ulike typer ruter isolerer mot varmetap.
Rutetyper generelt og hvordan de er bygd opp, er omtalt i Byggdetaljer 571.953 Isolerruter. Typer og konstruksjoner. Egenskaper som brannmotstand, lydisolasjon og sikkerhet behandles i andre anvisninger i Byggforskserien.
Den direkte strålingsenergien fra sola som treffer jorda, inneholder ca. 3 % ultrafiolett stråling, 44 % synlig lys (kortbølget stråling) og 53 % infrarød stråling (langbølget stråling, varmestråling). I tillegg kommer diffus stråling fra spredning i atmosfæren og refleksjon fra grunnen.
Fig. 113
Spektralfordeling for direkte solstråling som kommer gjennom atmosfæren [751]
Ved temperatur under ca. 750 °C foregår all emittert stråling i det infrarøde området og er derfor usynlig. Ved romtemperatur utgjør lavtemperaturstrålingen fra flater en betydelig andel av varmetransporten i isolerruter av vanlig glass.
Hovedfunksjonen til en rute er å slippe igjennom synlig lys, men varmeisolasjonsevnen og evnen til å slippe igjennom eller skjerme for solstråling (utenfor den synlige delen av solstrålingsspekteret) er også viktige egenskaper. Egenskapene til en rute kan varieres blant annet med tilsetninger i glasset og med overflatebelegg, se pkt. 42, samt Byggdetaljer 571.951.
I dag fins det et stort utvalg av isolerruter. For å lette oversikten deler vi dem her inn i fire grupper, se tabell 22. Gruppeinndelingen angir plasseringen av eventuelle belegg i isolerruta. Glassflatene nummereres utenfra og innover, og 1 angir ytre flate. Det vil si at en rute i gruppe 2 har belegg på glassflate 2 (den siden av det ytterste glasset som vender mot hulrommet i ruta). En rute i gruppe 3 har belegg på innerste glass mot hulrommet i ruta. Det samme prinsippet gjelder for trelags isolerruter.
Oversikt over typiske isolerruter, plassering av belegg og egenskaper
Rutetype |
Plassering av belegg (stiplet sjikt) |
Egenskaper |
Gruppe 0: Isolerruter med vanlig eller farget glass |
– |
– Typen har vanlig eller farget glass i to- eller trelags ruter uten belegg. – Ruter uten belegg har dårlig varmeisolasjonsevne og er derfor ikke særlig aktuelle i vanlige bygninger. |
Gruppe 1: Solskjermende ruter |
– Rutene har solreflekterende belegg på yttersiden av ytterste glass, ofte kombinert med solenergiabsorberende glass. – Rutene brukes først og fremst til å skjerme mot solstråling, og har ikke vesentlig bedre isolasjonsevne enn ruter uten belegg. – Utvendig belegg kan redusere kondens. |
|
Gruppe 2: Solskjermende ruter med forbedret varmeisolasjonsevne |
– Ytterste glass har sol- og varmereflekterende belegg på den siden som vender mot hulrommet i ruta. Belegget er dermed beskyttet mot fukt og mekanisk påkjenning, og man kan bruke myke belegg, se pkt. 422. – Rutetypen brukes særlig for å redusere den infrarøde solstrålingen gjennom uskjermede glassflater, men har vanligvis også god varmeisolasjonsevne. Med gass i hulrommet har disse rutene like lav U-verdi som de beste høyisolerende rutene. |
|
Gruppe 3: Isolerende tolags ruter |
– Isolerende ruter har lavemisjonsbelegg på innerste glass (glassflate 3) mot hulrommet i ruta. Lavt emisjonstall (se pkt. 12) reduserer varmeoverføringen ved stråling i hulrommet, og gir ruta lavere U-verdi. – Gassfylling i hulrom brukes til å redusere U-verdien ytterligere. Det brukes primært argon som gassfylling i moderne isolerruter, men de langt dyrere edelgassene krypton og xenon kan også være aktuelle, se pkt. 52. – Fordi belegget er plassert på det innerste glasset, slipper solstrålingen langt inn i ruta før noe blir reflektert. Det fører til at mest mulig av solvarmen (den infrarøde strålingen) slipper igjennom ruta, den får høy solfaktor (total solenergitransmisjon), se pkt. 412. Beleggene er beskyttet, og det brukes vanligvis vakuumpåførte belegg, se pkt. 422. – De første isolerrutene med betegnelsen «energiglass» hadde gjerne belegg med emisjonstall rundt 0,10. Senere er beleggene blitt stadig bedre, og de fleste isolerrutene som leveres i dag, har belegg med emisjonstall mellom 0,01 og 0,05. – For høyisolerende trelags ruter er det vanlig å ha lavemisjonsbelegg både på glassflate 2 og på glassflate 5 (på innerste glass mot hulrommet i ruta). |
|
Høyisolerende trelags ruter |
Dagslys er den synlige delen av solstrålingen (kortbølget stråling) og kan deles opp i tre typer stråling:
– direkte solstråling
– diffus himmelstråling (himmellys)
– diffus, reflektert stråling fra omgivende flater
Når man utnytter dagslyset til belysningsformål, er det himmellyset som har størst interesse.
De høyisolerende rutene (gruppe 3, se tabell 22) er utviklet med tanke på å oppnå minst mulig «synlige» endringer av lyset.
Den svake fargetoningen som finner sted ved lystransmisjon i belagte ruter, har vanligvis ikke store konsekvenser. Noen synes fargetoningen er positiv, andre er kritiske til det de oppfatter som forurensning av det naturlige dagslyset.
I kontorlandskap eller andre dype lokaler kan sterkt dagslys ved vinduene øke behovet for kunstig belysning lenger inne i lokalet fordi kontrasten ellers blir for stor.
– Blendende lys fra lamper og lysarmatur reflekteres mot oppholdssone eller arbeidsplass.
– Gjennomsyn er bare mulig fra mørkere til lysere side av ruta.
Gjennomsyn fra mørkere til lysere side vil hovedsakelig gi ubehagelig virkning i boliger. På dagtid vil utsynet være dempet fordi transmisjonen av lyset utenfra er sterkere enn refleksjonen av lyset innenfra. Derimot blir innsynet svært begrenset fordi reflektert dagslys dominerer i forhold til transmittert lys fra rommet. Vinduene oppleves som speil i bygningsfasaden.
På kveldstid er virkningen motsatt. Fra et opplyst rom er det vanskelig å se ut på grunn av lysrefleksjonen. Vinduet oppleves som et speil på veggen. Innsynet i et opplyst rom er derimot åpent og vil være sjenerende fordi beboerne selv ikke kan se ut.
For ruter med vanlig klart glass (gruppe 0) blir kun en mindre andel av innfallende stråling reflektert. Solskjermende ruter med reflekterende belegg (gruppe 1 og 2) kan imidlertid også reflektere mye av det synlige lyset, men refleksjonen varierer mye fra produkt til produkt.
Solskjermende ruter med reflekterende belegg har ofte markerte farger i lysrefleksen, og nyttes derfor i høy grad som et arkitektonisk virkemiddel. Det produseres dessuten glass med samme utseende som fasadebrystninger, slik at hele bygningen kan få samme fargetoning og refleksjonsgrad.
Den absorberte solstrålingen fører gjerne til at rutas temperatur blir høyere enn romtemperaturen. Noe av strålingsvarmen som er absorbert i ruta, blir derfor overført til rommet (sekundær solenergitransmisjon). Samlet solenergitilførsel til rommet består av direkte og sekundært transmittert solenergi.
Høy solfaktor er vanligvis ønskelig i bygninger der solenergien kan utnyttes til å redusere fyringsbehovet, som for eksempel i de fleste boliger. Transmisjonsegenskapene, og dermed solfaktoren, varierer mye fra produkt til produkt:
– Tolags ruter med klart glass (gruppe 0) har en solfaktor i området 70–80 %.
– Høyisolerende (gruppe 3) tolags ruter har en solfaktor i området 50–70 %, og de høyisolerende trelagsrutene har en solfaktor i området 40–60 %.
– Solskjermende og lys- og varmeregulerende ruter (gruppe 2) har som oppgave å redusere strålingsvarmen inn i rommet, og har følgelig lav solfaktor, ned til ca. 10 %.
Fig. 413
Transmisjonskurver for klart glass (A) og grått, varmeabsorberende glass (B), se pkt. 431
I bygninger der innetemperaturen i perioder kan bli ubekvemt høy, er det ønskelig med ruter som slipper igjennom mindre solenergi. Mindre solenergi får man ved hjelp av reflekterende belegg på det ytterste glasset, på glassflate 1 eller 2, gjerne kombinert med absorberende glass, se fig. 63 b.
– Pyrolytisk belagt glass får stabile, harde og relativt ripefaste belegg (hard coat). Slike belegg kan også brukes på utsiden av det ytre glasset i isolerruter for å redusere faren for utvendig kondens.
– Vakuumbelagte glass, som også blir kalt myke belegg, har relativt svak mekanisk styrke og kjemisk resistens. Beleggene er gjerne nøytrale og usynlige, og rutene har relativt stor lystransmisjon. Vakuumpåførte belegg må derfor beskyttes ved at de vender inn mot hulrommet i isolerruta.
Beleggene gir gjerne selektiv strålingstransmisjon, og lystransmisjonen varierer mye fra produkt til produkt. Enkelte belegg gir forholdsvis liten fargeforskyvning.
Begge beleggtypene brukes både som solskjermende belegg og som isolerende (lavemitterende) belegg. Belegg kan dessuten legges på gjennomfarget (varmeabsorberende) glass. Se også Byggdetaljer 571.953.
Ved å sette til andre metalloksider eller pigmenter til glass-smelten kan man lage varmeabsorberende glass med andre fargetoner enn grønn. Vanlige produkter er grønt, grått, blått og bronsebrunt glass.
På grunn av økt temperatur i glasset må man ta spesielle brukshensyn. Dersom bare deler av ruta blir utsatt for solstråling (slagskygge), kan det oppstå så store temperaturforskjeller i ruta at det kan gi sprekkdannelser eller brekkasje. Brekkasje som følge av soloppvarming kan unngås ved å bruke herdet glass.
Isolerruter med varmeabsorberende glass har ikke bedre varmeisolasjonsegenskaper enn ruter med vanlig klart glass.
Glass leder varme forholdsvis godt. Nesten hele varmemotstanden til en rute ligger derfor i varmeovergangsmotstanden på begge sider av ruta og varmemotstanden til hulrommene mellom glassene.
Senter U-verdi beregnes etter NS-ISO 15099, eller alternativt etter NS-EN 673, og brukes til å sammenlikne alternative ruter når det gjelder varmetap.
U-verdi for en rute er ikke det samme som
U-verdien for hele vinduet, som gjelder rute, karm, ramme og eventuelt sprosser. Se også Byggdetaljer 533.102.
Randtap, Ψ (W/(mK)), ved bruk av avstandsprofiler av aluminium samt avstandsprofiler med forbedrede termiske egenskaper. Verdiene er hentet fra NS-EN ISO 10077-1.
Materiale i |
Rutetype |
Randtap, Ψ (W/(mK)) |
|
karm og |
Med/uten |
Avstandsprofil |
|
ramme |
lavemisjons- belegg |
i aluminium |
med forbedrede termiske egenskaper |
Tre eller plast |
Uten Med |
0,06 0,08 |
0,05 0,06 |
Metall, med kuldebro- brytere |
Uten Med |
0,08 0,11 |
0,06 0,06 |
Fig. 522
Emisjonstall. Kurvene viser hvordan senter U-verdien varierer med emisjonstallet for lavemisjonsbeleggene for et utvalg gasstyper for trelags isolerruter med to lavemisjonsbelegg og to hulrom. Kurvene er angitt med tall for bredden på hulrommene og navnet på gassen i hulrommet.
Fig. 523 a
Tolags isolerrute. Kurvene viser hvordan senter U-verdien varierer med hulromstykkelsen for et utvalg gasstyper. Rutene har ett lavemisjonsbelegg med emisjonstall e = 0,03 og ett hulrom med gasskonsentrasjon på 90 %.
Fig. 523 b
Trelags isolerrute. Kurvene viser hvordan senter U-verdien varierer med hulromstykkelsen for et utvalg gasstyper. Rutene har to lavemisjonsbelegg med emisjonstall e = 0,03 og to hulrom med gasskonsentrasjon på 90 %.
Fig. 523 c
Firelags isolerrute. Kurvene viser hvordan senter U-verdien varierer med hulromstykkelsen for et utvalg gasstyper. Rutene har tre lavemisjonsbelegg med emisjonstall e = 0,03 og tre hulrom med gasskonsentrasjon på 90 %.
Fig. 524
Gasskonsentrasjon. Kurvene viser hvordan senter U-verdien varierer med gasskonsentrasjonen for et utvalg trelags ruter. Rutene har to lavemisjonsbelegg med emisjonstall e = 0,03 og to hulrom.
Fig. 525
Utetemperatur. Kurvene viser hvordan senter U-verdien varierer med utetemperaturen for et utvalg trelags ruter. Rutene har to lavemisjonsbelegg med emisjonstall e = 0,03 og to hulrom med gasskonsentrasjon på 90 %.
Lys- og varmetekniske egenskaper til ruter må ses i sammenheng. For en solskjermende rute (gruppe 1) er det ønskelig at all solenergien reflekteres (det vil si solfaktor = 0), samtidig som alt dagslys slipper igjennom. Dette er imidlertid teoretisk umulig ettersom det synlige lyset står for ca. 45 % av den samlede energien i solstrålingen.
Samhørende verdier for total solenergitransmisjon (solfaktor) og lystransmisjon (synlig lys) for en del ruter er vist i fig. 62 a. Kurven viser den teoretiske øvre grensen for kombinasjoner av transmisjon av synlig lys og total solenergitransmisjon.
Fig. 62 a
Samhørende verdier for transmisjon av synlig lys og total solenergitransmisjon (solfaktor) for en del solskjermende tolags ruter (gruppe 1 og 2)
For solskjermende ruter (gruppe 1 og 2) vil beleggene også reflektere en del av det synlige lyset, men i varierende grad for de ulike bølgelengdene.
Et eksempel på transmisjonskarakteristikk for en tolags rute med et typisk solskjermende glass er vist i fig. 62 b. Figuren illustrerer at glasset reduserer transmisjonen både for synlig lys og for infrarød stråling.
Fig. 62 b
Transmisjons- og refleksjonskurver for en typisk solskjermende rute (gruppe 1 og 2). Lyset som ikke blir transmittert eller reflektert, absorberes av glasset og omdannes til varme.
Figur 63 a viser lystransmisjon og solenergitransmisjon for en trelagsrute med vanlig glass (gruppe 0). Figur 63 b viser det samme for en solskjermende rute med god varmeisolerende evne (gruppe 2), og fig. 63 c viser en høyisolerende rute (gruppe 3).
Fig. 63 a
Lys- og solenergitransmisjon for en trelags isolerrute med klart glass (gruppe 0)
Fig. 63 b
Lys- og solenergitransmisjon for en solskjermende trelags isolerrute med god varmeisolasjon (gruppe 2)
Fig. 63 c
Lys- og solenergitransmisjon for en høyisolerende trelags isolerrute med god varmeisolasjon (gruppe 3)
Ved bruk av lavemitterende belegg vil varmeisolasjonsevnen til en isolerrute forbedres. Lavemitterende belegg reflekterer imidlertid også noe av solvarmen slik at total solenergitransmisjon (solfaktoren) også reduseres. Det fins imidlertid i dag belegg som gir lav senter U-verdi og samtidig både høy lystransmisjon og høy solfaktor. Noen eksempler på samhørende verdier for solfaktor og senter U-verdi er vist i fig. 64.
Fig. 64
Samhørende verdier av solfaktor og senter U-verdi for noen alternative isolerruter. Figuren viser at belegg som gir lav U-verdi, også gir lavere solfaktor. Rutene som har høyest senter U-verdi og solfaktor, er ruter av vanlig floatglass uten belegg.
Det fins en rekke varianter av glass og belegg og et stort antall isolerruter med ulike kombinasjoner av egenskaper. Tabell 65 viser typiske verdier for en del mulige kombinasjoner av lys- og varmetekniske egenskaper for ruter med og uten lavemisjonsbelegg på glassene. For hver egenskap er det gitt et variasjonsområde for rutetypene.
Ved å benytte seg av spesialglass med økt total solenergiabsorpsjon eller refleksjon kan man spesialdesigne rutene slik at man oppnår en lavere total solenergitransmisjon dersom dette er ønskelig. Lav solenergitransmisjon vil imidlertid også medføre at innslippet av synlig lys blir redusert.
Egenskapene til en konkret rute kan man få fra de aktuelle leverandørene eller produsentene av isolerruter.
Lys- og varmetekniske egenskaper for en del ruter med vanlige glass og ruter med lavemisjonsbelegg og god varmeisolasjonsevne1)
Rutekode2) |
Lysrefleksjon |
Lystransmisjon |
Solenergi-refleksjon |
Solenergi-absorpsjon |
Total solenergitransmisjon (solfaktor) |
Varmestråling, emisjonstall |
Senter U-verdi3) |
% |
% |
% |
% |
% |
W/(m2K) |
||
Enkeltglass (for historiske bygninger o.l.) |
|||||||
4 mm floatglass |
8 |
89 |
7 |
5 |
88 |
0,84 |
5,8 |
Tolags ruter av vanlig floatglass uten belegg |
|||||||
4-15-4 |
15 |
80–82 |
12 |
19 |
74–80 |
0,84 |
2,8 |
4-15Ar-4 |
15 |
80–82 |
12 |
19 |
74–80 |
0,84 |
2,6 |
Trelags ruter av vanlig floatglass uten belegg |
|||||||
4-12-4-12-4 |
20 |
74–76 |
15 |
27 |
68–73 |
0,84 |
1,9 |
4-12Ar-4-12Ar-4 |
20 |
74–76 |
15 |
27 |
68–73 |
0,84 |
1,7 |
Tolags ruter med lavemisjonsbelegg og god varmeisolasjonsevne |
|||||||
4-15-E4 |
12–22 |
71–78 |
22–36 |
23–24 |
49–66 |
0,01–0,05 |
1,4–1,5 |
4-15Ar-E4 |
12–22 |
71–78 |
21–36 |
22–24 |
49–66 |
0,01–0,05 |
1,1–1,2 |
4-15Kr-E4 |
12–22 |
71–78 |
21–36 |
22–24 |
49–66 |
0,01–0,05 |
1,0–1,1 |
Trelags ruter med to lavemisjonsbelegg og god varmeisolasjonsevne |
|||||||
4E-12-4-12-E4 |
14–31 |
58–69 |
23–46 |
25–35 |
37–54 |
0,01–0,05 |
0,90–0,96 |
4E-12Ar-4-12Ar-E4 |
14–31 |
58–69 |
23–46 |
25–35 |
36–54 |
0,01–0,05 |
0,65–0,72 |
4E-12Kr-4-12Kr-E4 |
14–31 |
58–69 |
23–46 |
25–35 |
36–53 |
0,01–0,05 |
0,44–0,51 |
Firelags ruter med tre lavemisjonsbelegg og god varmeisolasjonsevne |
|||||||
4E-12-4-12-E4-12-E4 |
16–37 |
48–61 |
25–49 |
29–42 |
30–48 |
0,01–0,05 |
0,63–0,68 |
4E-12Ar-4-12Ar-E4-12Ar-E4 |
16–37 |
48–61 |
25–49 |
29–42 |
30–47 |
0,01–0,05 |
0,45–0,50 |
4E-12Kr-4-12Kr-E4-12Kr-E4 |
16–37 |
48–61 |
25–49 |
29–42 |
29–47 |
0,01–0,05 |
0,28–0,33 |
1) Verdiene i tabellen er beregnet i programmet WINDOW 6.3 [752].
2) Rutekonstruksjonen angis slik: Tallene angir tykkelsen på glasset eller hulrommet i mm, «Ar» og «Kr» angir eventuell gass i hulrommet (henholdsvis Argon og Krypton), og «E» angir lavemisjonsbelegg på glasset. Rekkefølgen er den samme som oppbygningen av ruta. For eksempel betyr 4-15Ar-E4 en tolagsrute med et 4 mm vanlig glass ytterst, 15 mm hulrom fylt med Argon og et 4 mm glass innerst med belegg mot hulrommet.
3) Verdiene for senter U-verdi er beregnet etter NS-ISO 15099.
Denne anvisningen er oppdatert av Arve Bugten. Den erstatter anvisning med samme nummer, revidert av Steinar Grynning og utgitt i 2014. Prosjektleder har vært Henning Vik. Faglig redigering ble avsluttet i april 2016.
Lov om planlegging og byggesaksbehandling (plan- og bygningsloven)
Forskrift om tekniske krav til byggverk (byggteknisk forskrift) med veiledning
NS-EN 673:2011
Bygningsglass – Bestemmelse av varmegjennomgangskoeffisient (U-verdi) – Beregningsmetode
NS-EN 1096-1:2012
Bygningsglass – Belagt glass – Del 1: Definisjoner og klassifisering
NS-EN ISO 10077-1:2006
Termiske egenskaper til vinduer, dører og skodder – Beregning av varmegjennomgangskoeffisient – Del 1: Generelt
NS-ISO 15099:2003
Termiske egenskaper til vinduer, dører og skjerming – Detaljerte beregninger
© SINTEF Byggforsk
Materialet i dette dokumentet er omfattet av åndsverklovens bestemmelser. Uten særskilt avtale med SINTEF Byggforsk er enhver eksemplarfremstilling, tilgjengeliggjøring eller spredning utover privat bruk bare tillatt i den utstrekning det er hjemlet i lov eller tillatt gjennom avtale med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Utnyttelse i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar, og kan straffes med bøter eller fengsel.
April 2016 ISSN 2387-6328
Vær obs på at anvisningen kan være utarbeidet i henhold til tidligere regelverk.
§ 13-7 Lys § 14-1 Generelle krav § 14-2 Krav til energieffektivitet § 14-3 Minimumsnivå for energieffektivitet § 14-4 Krav til løsninger for energiforsyning § 14-5 Unntak og krav til særskilte tiltakUtgave | Ver | Tittel | Dato | |
---|---|---|---|---|
April 2016 | 6.0 | Isolerruter. Lys- og varmetekniske egenskaper | ||
Tilbaketrukket
Denne anvisningen er erstattet av: |
||||
April 2015 | 5.0 | Isolerruter. Lys- og varmetekniske egenskaper | ||
|
||||
Juli 2014 | 4.0 | Isolerruter. Lys- og varmetekniske egenskaper | ||
|
||||
Vår 2001 | 3.0 | Isolerruter. Lys- og varmetekniske egenskaper | ||
|
||||
Høst 1992 | 2.0 | Forseglede ruter med spesielt god varmeisolasjon | ||
|
||||
Høst 1982 | 1.0 | Forseglede ruter med belagt glass. Typer og egenskaper. Energiberegning | ||
|