Tamplarie >> Geam termopan

Geam termopan. Izolare termica prin vitraje

Geamul termopan este esența izolării termice realizată de tamplărie. Acesta reprezintă ce mai mare suprafață din tâmplăria termoizolantă, circa 75 până la 90% din suprafața totală a termopanului. Prin captarea aerului sau a unui gaz inert(argon, kripton, sau altele) între două sau mai multe foi de sticlă, sigilate perimetral, se realizează ceeea ce se numește în mod generic "geam termpan". Se obține o izolare termică superioară, concomitent cu pătrunderea luminii naturale în mod liber în încăpere, sau limitat de caracteristicile specifice ale sticlei din componența geamului termopan.
Consumurile energetice într-o clădire se realizează îm măsură de circa 57% prin intermediul încălzirii. Clădirile consumă circa 40% din totalul energiei consumate pe plan mondial, mai mult decât industriile (28%) sau tansporturile (30%).

Transferul de căldură reprezintă trecerea energiei termice de la un corp cald, la unul rece. Transferul de căldură se realizează în mod spontan și continuu până când corpul și împrejurimile vor atinge o stare de echilibru termic. Atât timp cât există o difență de temperatură între o parte și alta a pachetului de sticlă termoizolantă, va exista un transfer(pierdere) de căldură, a cărui cantitate depinde de gradul de izolare al pachetului termoizolant respectiv. Mărimea caracteristică transferului de energie prin conducție este reprezentată de conductivitatea termică. Aceasta reprezintă proprietatea materialului, independentă de cantitatea sau dimensiunea acestuia, ce îi indică capacitatea de a conduce căldura prin conducție.

Transferul clasic de energie se poate face prin condutie, convectie, radiatie, sau orice combinație a acestora. Conducția termică se realizează prin transferul spontan de energie termică prin corpul material de la zona cu temperatură mai mare, la cea cu temperatura mai scăzută.

Mecanismul de transfer al căldurii prin convecție ține de schimbul de energie termică ce se realizează prin intermediul mișcării unui fluid. Mărimea caracteristică pentru transferul termic prin convecție e reprezentată de coeficientul de convecție.

Schimbul de căldură ce se realizează prin intermediul undelor electromagnetice reprezintă transmisia energiei prin radiație termică. Acesta constă în emisia sau absorbția radiațiilor infraroșii de la un corp cald, la altul mai rece. Temperatura mediului în care se desfășoară transferul energiei termice prin radiație nu influențează acest schimb de energie, iar radiațiile se pot transmite și în vid. Toate corpurile cu temperatură mai ridicată decât 0 grade Kelvin (zero absolut), emit radiații infraroșii. Funcție de temperatura corpului respectiv, acestea pot fi emise și în spectrul vizibil (de exemplu, un fier înroșit).
Radiațiile care cad pe suprafața unui corp se pot reflecta, pot fi absorbite, sau îl pot străbate. Caracteristica specifică principală a transferului de energie termică prin radiație o reprezintă emisivitatea în categoria radiațiilor infraroșii. Aceasta reprezintă raportul dintre energia radiată de un corp la o temperatură dată și energia radiată de un corp negru absolut, la aceeași temperatură. Corpul negru absolut este un model folosit în fizică și nu există în realitate. Acesta reprezintă un corp material care absoarbe integral radiația, fără a o reflecta nimic din radiația ce îl "lovește". Acesta poate emite radiații al căror spectru depinde numai de temperatura lui absolută. Acest concept a fost creat de fizicianul german Gustav Robert Kirchoff în anul 1860.
Etimologia termenului de "corp negru", sau "absolut negru" provine de la faptul teoretic că acest corp va avea un aspect "absolut negru" datorită faptului că nicio rază de lumină nu va fi reflectată de suprafața lui.
Emisivitatea corpului negru absolut, care se mai numește și radiator ideal este 1. Cu cât emisivitatea unui corp este mai scăzută, cu atât acel corp eliberează mai mult căldura absorbită prin radiație. Corpul alb absolut reprezintă corpul material care reflectă toată radiația ce îl "lovește". O emisivitate scăzută conduce la transferul mai mic de energie și schimbul redus de căldură între elementele adiacente.

De exemplu, o foaie simplă de sticlă obișnuită are o emisivitate de 0,89, adică 89% din energia primită prin radiaii infraroșii este emisă, iar restul de 11% este reflectată. Aceasta înseamnă că cele 89 % vor încălzi puternic sticla respectivă, fapt ce mărește transferul termic prin intermediul ei. Spre deosebire de aceasta, o foaie de sticlă cu emisivitate joasă (așa numita sticlă low E) poate avea o emisivitate de 0,03, deci doar 3% din radiațiile infraroșii care o ating sunt emise și nu mai puțin de 97% din acestea sunt reflectate înapoi în mediul din care provin. În concluzie cu cât avem o emisivitate mai scăzută, cu atât scad pierderile de căldură, de unde și izolarea termică superioară.

Izolarea termică prin vitraje termoizolante cu geam termopan

Pe înțelesul tuturor, iată cum se realizează transferul termic prin geamul termopan, adică modul cum se pierde căldura prin vitraj. Trebuie să reținem că această pierdere(transfer) este continuă, atât timp când există diferență de temperatură între interiorul și exteriorul sticlei termopan.

-Foaia de sticlă din interior primește căldură prin radiație, de la sursele de încălzire și prin convecție, datorită mișcării aerului cald prin încăpere.

-Căldura trece prin foaia din interior a ferestrei către spațiul dintre foile de sticlă prin conducție termică.

-Căldura ce străbate cavitatea dintre foile de sticlă se datorează în principal radiației termice. Transferul prin conducție din interiorul cavității, uzual umplută cu aer, care este foarte redus, se poate diminua și mai mult prin umplerea cavității cu gaze ce au proprietăți de conductivitate termică joasă, cum ar fi Argonul, sau Kriptonul. Vitrajul dublu sau triplu se sigilează, pentru a se evita circulația aerului, deci a transferului de căldură prin convecție. Studiile practice au arătat că atunci când bagheta distanțier dintre foile de geam depășește o anumită dimensiune de 16-18 mm, pot apărea "micro curenți de convecție", adică un fel de "vânticel" care mută aerul în interiorul cavității de la sticla mai caldă, la cea mai rece, fapt ce duce la pierderea de căldură prin convecție.

-Căldura din cavitate trece prin foaia exterioară a ferestrei prin intermediul conducției termice.

-La partea exterioară a foii de sticlă, căldura se pierde prin curenții de aer care "spală" sticla, adică prin convecție. Deasemenea, căldura se pierde și prin radiația emisă de foaia exterioară a pachetului termopan.

Ce măsuri putem lua pentru reducerea transferului de căldură prin geamul termoizolant ?

                                                                                                                             © AMG INTERNAŢIONAL PRO