Tamplarie >> Geam termopan

Geam termopan. Izolare termica prin vitraje

Geamul termopan este esenÈ�a izolÄ�rii termice realizatÄ� de tamplÄ�rie. Acesta reprezintÄ� ce mai mare suprafaÈ�Ä� din tâmplÄ�ria termoizolantÄ�, circa 75 pânÄ� la 90% din suprafaÈ�a totalÄ� a termopanului. Prin captarea aerului sau a unui gaz inert(argon, kripton, sau altele) între douÄ� sau mai multe foi de sticlÄ�, sigilate perimetral, se realizeazÄ� ceeea ce se numeÈ�te în mod generic "geam termpan". Se obÈ�ine o izolare termicÄ� superioarÄ�, concomitent cu pÄ�trunderea luminii naturale în mod liber în încÄ�pere, sau limitat de caracteristicile specifice ale sticlei din componenÈ�a geamului termopan.
Consumurile energetice într-o clÄ�dire se realizeazÄ� îm mÄ�surÄ� de circa 57% prin intermediul încÄ�lzirii. ClÄ�dirile consumÄ� circa 40% din totalul energiei consumate pe plan mondial, mai mult decât industriile (28%) sau tansporturile (30%).

Transferul de cÄ�ldurÄ� reprezintÄ� trecerea energiei termice de la un corp cald, la unul rece. Transferul de cÄ�ldurÄ� se realizeazÄ� în mod spontan È�i continuu pânÄ� când corpul È�i împrejurimile vor atinge o stare de echilibru termic. Atât timp cât existÄ� o difenÈ�Ä� de temperaturÄ� între o parte È�i alta a pachetului de sticlÄ� termoizolantÄ�, va exista un transfer(pierdere) de cÄ�ldurÄ�, a cÄ�rui cantitate depinde de gradul de izolare al pachetului termoizolant respectiv. MÄ�rimea caracteristicÄ� transferului de energie prin conducÈ�ie este reprezentatÄ� de conductivitatea termicÄ�. Aceasta reprezintÄ� proprietatea materialului, independentÄ� de cantitatea sau dimensiunea acestuia, ce îi indicÄ� capacitatea de a conduce cÄ�ldura prin conducÈ�ie.

Transferul clasic de energie se poate face prin condutie, convectie, radiatie, sau orice combinaÈ�ie a acestora. ConducÈ�ia termicÄ� se realizeazÄ� prin transferul spontan de energie termicÄ� prin corpul material de la zona cu temperaturÄ� mai mare, la cea cu temperatura mai scÄ�zutÄ�.

Mecanismul de transfer al cÄ�ldurii prin convecÈ�ie È�ine de schimbul de energie termicÄ� ce se realizeazÄ� prin intermediul miÈ�cÄ�rii unui fluid. MÄ�rimea caracteristicÄ� pentru transferul termic prin convecÈ�ie e reprezentatÄ� de coeficientul de convecÈ�ie.

Schimbul de cÄ�ldurÄ� ce se realizeazÄ� prin intermediul undelor electromagnetice reprezintÄ� transmisia energiei prin radiaÈ�ie termicÄ�. Acesta constÄ� în emisia sau absorbÈ�ia radiaÈ�iilor infraroÈ�ii de la un corp cald, la altul mai rece. Temperatura mediului în care se desfÄ�È�oarÄ� transferul energiei termice prin radiaÈ�ie nu influenÈ�eazÄ� acest schimb de energie, iar radiaÈ�iile se pot transmite È�i în vid. Toate corpurile cu temperaturÄ� mai ridicatÄ� decât 0 grade Kelvin (zero absolut), emit radiaÈ�ii infraroÈ�ii. FuncÈ�ie de temperatura corpului respectiv, acestea pot fi emise È�i în spectrul vizibil (de exemplu, un fier înroÈ�it).
RadiaÈ�iile care cad pe suprafaÈ�a unui corp se pot reflecta, pot fi absorbite, sau îl pot strÄ�bate. Caracteristica specificÄ� principalÄ� a transferului de energie termicÄ� prin radiaÈ�ie o reprezintÄ� emisivitatea în categoria radiaÈ�iilor infraroÈ�ii. Aceasta reprezintÄ� raportul dintre energia radiatÄ� de un corp la o temperaturÄ� datÄ� È�i energia radiatÄ� de un corp negru absolut, la aceeaÈ�i temperaturÄ�. Corpul negru absolut este un model folosit în fizicÄ� È�i nu existÄ� în realitate. Acesta reprezintÄ� un corp material care absoarbe integral radiaÈ�ia, fÄ�rÄ� a o reflecta nimic din radiaÈ�ia ce îl "loveÈ�te". Acesta poate emite radiaÈ�ii al cÄ�ror spectru depinde numai de temperatura lui absolutÄ�. 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 cÄ� acest corp va avea un aspect "absolut negru" datoritÄ� faptului cÄ� nicio razÄ� de luminÄ� nu va fi reflectatÄ� de suprafaÈ�a lui.
Emisivitatea corpului negru absolut, care se mai numeÈ�te È�i radiator ideal este 1. Cu cât emisivitatea unui corp este mai scÄ�zutÄ�, cu atât acel corp elibereazÄ� mai mult cÄ�ldura absorbitÄ� prin radiaÈ�ie. Corpul alb absolut reprezintÄ� corpul material care reflectÄ� toatÄ� radiaÈ�ia ce îl "loveÈ�te". O emisivitate scÄ�zutÄ� conduce la transferul mai mic de energie È�i schimbul redus de cÄ�ldurÄ� între elementele adiacente.

De exemplu, o foaie simplÄ� de sticlÄ� obiÈ�nuitÄ� are o emisivitate de 0,89, adicÄ� 89% din energia primitÄ� prin radiaii infraroÈ�ii este emisÄ�, iar restul de 11% este reflectatÄ�. Aceasta înseamnÄ� cÄ� cele 89 % vor încÄ�lzi puternic sticla respectivÄ�, fapt ce mÄ�reÈ�te transferul termic prin intermediul ei. Spre deosebire de aceasta, o foaie de sticlÄ� cu emisivitate joasÄ� (aÈ�a numita sticlÄ� low E) poate avea o emisivitate de 0,03, deci doar 3% din radiaÈ�iile infraroÈ�ii care o ating sunt emise È�i nu mai puÈ�in de 97% din acestea sunt reflectate înapoi în mediul din care provin. În concluzie cu cât avem o emisivitate mai scÄ�zutÄ�, cu atât scad pierderile de cÄ�ldurÄ�, de unde È�i izolarea termicÄ� superioarÄ�.

Izolarea termicÄ� prin vitraje termoizolante cu geam termopan

Pe înÈ�elesul tuturor, iatÄ� cum se realizeazÄ� transferul termic prin geamul termopan, adicÄ� modul cum se pierde cÄ�ldura prin vitraj. Trebuie sÄ� reÈ�inem cÄ� aceastÄ� pierdere(transfer) este continuÄ�, atât timp când existÄ� diferenÈ�Ä� de temperaturÄ� între interiorul È�i exteriorul sticlei termopan.

-Foaia de sticlÄ� din interior primeÈ�te cÄ�ldurÄ� prin radiaÈ�ie, de la sursele de încÄ�lzire È�i prin convecÈ�ie, datoritÄ� miÈ�cÄ�rii aerului cald prin încÄ�pere.

-CÄ�ldura trece prin foaia din interior a ferestrei cÄ�tre spaÈ�iul dintre foile de sticlÄ� prin conducÈ�ie termicÄ�.

-CÄ�ldura ce strÄ�bate cavitatea dintre foile de sticlÄ� se datoreazÄ� în principal radiaÈ�iei termice. Transferul prin conducÈ�ie din interiorul cavitÄ�È�ii, uzual umplutÄ� cu aer, care este foarte redus, se poate diminua È�i mai mult prin umplerea cavitÄ�È�ii cu gaze ce au proprietÄ�È�i de conductivitate termicÄ� joasÄ�, cum ar fi Argonul, sau Kriptonul. Vitrajul dublu sau triplu se sigileazÄ�, pentru a se evita circulaÈ�ia aerului, deci a transferului de cÄ�ldurÄ� prin convecÈ�ie. Studiile practice au arÄ�tat cÄ� atunci când bagheta distanÈ�ier dintre foile de geam depÄ�È�eÈ�te o anumitÄ� dimensiune de 16-18 mm, pot apÄ�rea "micro curenÈ�i de convecÈ�ie", adicÄ� un fel de "vânticel" care mutÄ� aerul în interiorul cavitÄ�È�ii de la sticla mai caldÄ�, la cea mai rece, fapt ce duce la pierderea de cÄ�ldurÄ� prin convecÈ�ie.

-CÄ�ldura din cavitate trece prin foaia exterioarÄ� a ferestrei prin intermediul conducÈ�iei termice.

-La partea exterioarÄ� a foii de sticlÄ�, cÄ�ldura se pierde prin curenÈ�ii de aer care "spalÄ�" sticla, adicÄ� prin convecÈ�ie. Deasemenea, cÄ�ldura se pierde È�i prin radiaÈ�ia emisÄ� de foaia exterioarÄ� a pachetului termopan.

Ce mÄ�suri putem lua pentru reducerea transferului de cÄ�ldurÄ� prin geamul termoizolant ?