SI9700150A - Ureditev toplotne zaščite pri oknih - Google Patents

Abstract

Namen izuma je zasnovati karseda ceneno, preprosto in zanesljivo ureditev toplotne zaščite pri oknih, ki naj bi tudi pri že obstoječih oknih tako v zimskih kot tudi v poletnih razmerah občutno pripomogla k zmanjšanju prenosa toplote v območju okna (1) v obeh smereh, torej navznoter in navzven, pri čemer pa naj zmožnost naravnega prezračevanja ne bi bila okrnjena, temveč kvečjemu še izboljšana. V duhu pričujoče rešitve je vsakokratno okno (1) opremljeno z lamelno roleto (2) sestoječo iz lamel (21) in navito na ustreznem drogu, nameščenem v ustreznem ohišju (20), pri čemer so lamele (21) vsakokratne rolete (2) na svoji notranji površini (21) opremljene z refleksijsko folijo (22), ohišje (20) rolete (2) pa na svojem spodnjem zunanjem koncu (200) z odprtino (201). Zlasti je prednostno, če je na spodnjem koncu (14) okna (1) predvidena tudi prezračevalna odprtina (15).ŕ

Description

UNIVERZA V LJUBLJANI Fakulteta za strojništvo

MPK⁶: E 06 B 9/00 E 06 B 7/00

Ureditev toplotne zaščite pri oknih

Pričujoča prijava se nanaša na ureditev toplotne zaščite pri oknih, opremljenih z vsakokrat lamelno roleto. Prednosti ureditve po izumu je možno izkoristiti bodisi z modifikacijo obstoječe rolete in po potrebi tudi okna ali s prigraditvijo rolete, izvedene v duhu pričujočega izuma.

Namen izuma je zasnovati karseda ceneno, preprosto in zanesljivo ureditev toplotne zaščite pri oknih, ki bo tudi pri že obstoječih oknih tako v zimskih kot tudi v poletnih razmerah občutno pripomogla k zmanjšanju prenosa toplote v območju okna v obeh smereh, torej navznoter in navzven, pri čemer pa zmožnost naravnega prezračevanja ne bo okrnjena, temveč bo kvečjemu še izboljšana.

Znano je, da pri bivalnih in drugih zgradbah prav okna predstavljajo relativno največje žarišče izmenjave toplotne energije med notranjostjo zgradbe in okolico.

Toplotne izgube ali nehoteni vdori toplote v poletnih mesecih so v območju oken kljub njihovi razmeroma majhni površini večji kot pri drugih delih zgradb. Najenostavnejši ukrep v smislu zmanjševanja toplotnih izgub je zagotovitev kar najboljšega tesnenja oken, torej med okenskim okvirom in okenskimi krili. Tak ukrep pa običajno drastično poslabša zmožnost prezračevanja, ki je v stanovanjskih zgradbah prav tako ključnega pomena in ki je zahtevano tudi z ustreznimi normativi. Zato je v takih primerih običajno potrebno takoimenovano prisilno prezračevanje, pri čemer se s pomočjo ustreznega ventilatorja preko ustreznih vodov dovaja zrak v prostor ali se ga od ondod tudi odvaja ter na ta način zagotovi postopno in stalno izmenjavo zraka v prostorih. Ureditev prisilnega prezračevanja je povezana z nezanemarljivimi stroški, vključno s stroški dodatno potrebne energije, razen tega pa običajno prinese tudi vrsto negativnih posledic, vključno z dodatnim hrupom, dviganjem prahu, možnostjo nepričakovanega prepiha na povsem neobičajnih mestih v prostoru in podobno.

Iz patentne literature je znana vrsta rešitev, ki naj bi pripomogle k izboljšanju toplotne izolativnosti oken. Rešitvi po EP 0 093 364 A2 in 0 169 918 sta sicer učinkoviti, vendar izjemno zapleteni in dragi. Razen tega sta primerni za uporabo pri novogradnjah, kjer je možno na sprejemljiv način vgraditi povsem novo, posebej izvedeno okno z vsemi zahtevanimi pritiklinami. Tovrstni rešitvi zagotovo ne spadata k možnostim, ki bi pripomogle h karseda enostavni sanaciji obstoječih razmer.

Eden od najbolj enostavnih in cenenih ukrepov v smeri izboljšanja toplotne izolacije oken je namestitev senčil, zlasti naoknic, rolet, žaluzij in podobnih naprav. Na ta način je namreč možno z zastiranjem preprečiti, da bi bile okenske šipe izpostavljene sončnim žarkom. Zlasti pri spuščenih lamelnih roletah je možno računati tudi z določeno količino mirujočega zraka med roleto in okensko šipo, ki dejansko predstavlja ugodno toplotnoizolacijsko sredstvo, s katerim je možno toplotne razmere pri oknu že kar omembe vredno izboljšati. Problem je edinole v tem, da se v poletni vročini tudi sama roleta lahko segreje do tolikšne mere, da postane sevanje od rolete proti šipi že kar občutno in nadležno. Po drugi strani je pri popolnoma spuščeni roleti lahko problematično prezračevanje. Pri deloma dvignjeni roleti v poletnem času je problem prezračevanja sicer hitro rešen, ni pa odpravljen omenjeni problem sevanja, razen tega pa se zrak ob prehodu mimo rolete v prostor še dodatno segreje. V zimskih razmerah je problematika ravno obratna. Iz prostorov se namreč tako s prehodom toplote kot tudi s prezračevanjem izgublja znatne količine toplote.

Tudi smislu zagotovitve določenih značilnosti rolet je na voljo vrsta rešitev, kot npr. tista po JP 82 003 28 oz. WO 83/00719, ki naj bi preprečila prehod sončne svetlobe med lamelami. Vendar pa se v praksi izkaže, da je delež toplotnega toka, ki se pri oknu prenaša skozi reže med lamelami rolete, v primerjavi s siceršnjim toplotnim tokom zanemarljiv. Zato tak ukrep ne pripomore bistveno k rešitvi uvodoma navedenega problema.

Razen tega je po EP 0 085 86 na voljo dvojna roleta, tako da sta pri spuščeni roleti ob oknu na voljo takorekoč dve plasti v omejenem prostoru zaprtega zraka. S tem se nedvomno zmanjša zmožnost prestopa toplote v obe smeri, lahko pa se zgodi, da imajo pri tovrstni rešitvi v veliki vročini v poletnih mesecih opravka s kar dvema telesoma, ki intenzivno sevata toploto v prostor.

Nadalje je iz PCT/DE84/00222 znana nekakšna toplotnoizolacijska roleta za toplotno izolacijo steklenih površin, ki sestoji iz gibke plasti, na kateri so v prečni in/ali vzdolžni smeri nameščene stisljive toplotnoizolacijske komore. Rešitev spominja na roleto in bi bilo z njo možno nadomestiti tudi sicer obstoječe rolete, pri čemer kaže, da bi pričujoča rešitev vsaj do neke mere lahko odpravila prej omenjene probleme v zvezi s sevanjem segrete običajne rolete. Pač pa ni dvoma, da zamenjava obstoječih rolet z omenjenimi toplotnoizolacijskimi roletami že pri običajni enodružinski hiši s 15 - 25 okni ni niti enostavna, niti cenena rešitev.

Še nadalje je po EP 0 049 418 na voljo roleta, pri kateri je na drog oz. valj navita večplastna folija, sestoječa iz kovinskih folij in opremljena s perforacijo za prehod svetlobe. Na kolekcijski strani je folija temno obarvana, na refleksijski strani pa svetla. Na ta način naj bi bilo možno z izbiro svetle oz. temne barve na ustrezni strani določati količino toplote, ki naj se od zunaj dovaja v prostor in obratno. Tako pripravo bi bilo možno prigraditi tudi k obstoječim roletam, vendar pa je poleg vprašljivega in na določenih lokacijah najbrž tudi povsem nesprejemljivega estetskega videza pri zgradbah predvsem zaradi gibkosti in nezmožnosti oblikovanja plasti med roleto in okensko šipo zaprtega zraka ter torej neozogibne intenzivne cirkulacije zraka vprašljiva tudi njena dejanska učinkovitost.

Po izumu je ureditev toplotne zaščite pri oknu, opremljenem z lamelno roleto, sestoječo iz lamel in navito na ustreznem drogu, nameščenem v ustreznem ohišju, tako zasnovana, da so lamele vsakokratne rolete na svoji notranji površini opremljene z refleksijsko folijo, ohišje rolete pa na svojem spodnjem zunanjem koncu z ustrezno odprtino. Pri tem je na spodnjem koncu okna prednostno predvidena tudi prezračevalna odprtina, ki jo je možno odpirati oz. zapirati z zapiralom. V območju prezračevalne odprtine je lahko predviden tudi ustrezen zračni filter.

Ureditev toplotne zaščite pri oknu po izumu bo v nadaljevanju podrobneje opisana na osnovi primerov izvedbe, prikazanih na priloženi skici, pri čemer kažejo sl. 1 ureditev toplotne zaščite pri oknu, shematično ponazorjenem v prerezu v navpični ravnini, sl. 2 ureditev po sl. 1, pri čemer je posebej ponazorjeno tudi prezračevanje, npr. ponoči, sl. 3 poenostavljeno izvedbo ureditev toplotne zaščite pri oknu, shematično ponazorjenem v prerezu v navpični ravnini, sl. 4 ureditev po sl. 3, v poletnih razmerah, in sl. 5 ureditev po sl. 3, v zimskih razmerah.

Kot je razvidno na sl. 1 - 5, je vsakokratno okno 1 na kakršenkoli običajen in s strokovnega vidika sprejemljiv način vgrajeno v steno 10 zgradbe. Okno 1 je na sl.

1-5 prikazano poenostavljeno, zgolj z okvirom 11 in šipama 12, 13. Vendar pa je okno 1 vsekakor opremljeno z lamelno roleto 2, ki je nameščena v ustreznem ohišju 20 in jo je možno dvigati z navijanjem na ustrezen, v omenjenem ohišju 20 nameščen drog, ki na skici ni posebej prikazan. Vsekakor je tudi spuščanje rolete 2 možno z odvijanjem le-te z omenjenega droga. Ohišje 20 je na svojem spodnjem zunanjem koncu 200 opremljeno z odprtino 201. Roleta 2 na svojih lamelah 21, in sicer na notranji površini 21' vsakokratne lamele 21, opremljena z refleksijsko folijo 22. Slednja je prednostno izvedena kar kot tanka aluminijasta folija. V splošnem je folija 22 lahko kakršnakoli kovinska ali nekovinska folija, ki je cenena, enostavno pritrdljiva na lamele 21 in izpolnjuje zahteve glede kar najboljšega odvračanja toplote. Razen tega je prednostno (sl. 1 in 2) okno 1 na svojem spodnjem koncu 14 opremljeno s prezračevalno odprtino 15 in ustreznim zapiralom 15', s katerim je možno po potrebi odpirati ali zapirati omenjeno odprtino 15. V prezračevalni odprtini 15 je lahko nameščen tudi filter, ki na skici ni posebej označen, namenjen pa je za filtriranje zraka, ki skozi odprtino 15 vstopa v vsakokraten prostor.

Zahvaljujoč omenjeni ureditvi je dobljena možnost cirkulacije zraka skozi odprtino 201 ohišja 20 rolete 2 ter zatem med oknom 1 oz. njegovo zunanjo šipo 12 in roleto 2, natančneje refleksijsko folijo 22', nameščeno na notranji površini vsakokratne lamele 21. Zahvaljujoč namestitvi omenjene folije 22 je sevanje toplote bidisi od zunaj ali od same rolete 2 v prostor vsaj v pretežni meri preprečeno. Zračna plast, ki je na voljo med roleto 2 in oknom 1, predstavlja toplotno-izolacijsko plast, ki znatno omili prenos toplote od zunaj skozi okno 1 v prostor. Razen tega zlasti v zimskih razmerah toplotni tok, ki ga nazaj v okolico preusmerja folija 22, neposredno ob roleti 2 povzroči za nekaj stopinj višjo temperaturo zraka od sicer razpoložljive. Tak porast temperature prav tako zniža tendenco uhajanja toplote iz prostora v okolico, zaradi česar se seveda zmanjšajo tudi toplotne izgube.

Na sl. 2 je ponazorjen režim prezračevanja ponoči, ki je prezračevalna odprtina 15 odprta. Nadalje je v zvezi s pruičujočo izvedvo potrebno poudariti, da se pozimi zrak ob dotiku s šipo 12 in ob učinku folije 22 med roleto 2 in oknom 1 pred vstopom v prostor predgreje, tako da njegova temperatura ob vstopu vsaj približno ustreza v nočnih urah tudi sicer nižjim temperaturam zraka v prostoru.

Nadaljnji primer izvedbe je ponazorjen na sl. 3-5, nanaša pa se na ureditev toplotne zaščite pri oknu 1 brez prezračevalne odprtine 15 oz. v primeru, ko je prezračevalna odprtina 15 okna 1 zaprta.

V poletnih razmerah (sl. 3) folija 22 pri spuščeni roleti 2 preprečuje sevanje toplote iz smeri rolete 2 proti notranjosti prostora. S tem je možno še zmanjšati količino v prostor dovedene toplote, dasiravno med roleto 2 in oknom 1 obstoji plast zaprtega, mirujočega zraka, ki je sicer na voljo tudi pri običajnih roletah. Pri zares visokih zunanjih temperaturah poleti je možno intenzivirati cirkulacijo zraka med oknom 1 in roleto 2 na ta način, da roleto 2 delno dvignemo (sl. 4). Na ta način je spodaj omogočen vstop zraka med okno 1 in roleto 2, segret zrak pa zatem zgoraj izstopa skozi odprtino 201 v ohišju 20 rolete 2.

V zimskih razmerah (sl. 5) je pri spuščeni roleti 2 zahvaljujoč foliji 22 na lamelah 21 preprečeno sevanje in konvekcija toplote iz prostora v okolico, s čimer se občutno zmanjšajo toplotne izgube. Hkrati je med roleto 2 in oknom 1 na voljo plast v omejenem prostoru zaprtega, razmeroma toplega zraka, katerega temperatura je za nekaj stopinj višja od temperature okoliškega zraka, kar znatno omili oz. ublaži toplotni tok iz prostora v okolico.

Tako je možno zahvaljujoč ureditvi po izumu z zares ceneno, preprosto in zanesljivo namestitvijo folije 22 tudi pri že obstoječih oknih 1 bodisi v zimskih ali poletnih razmerah občutno pripomoči k zmanjšanju prenosa toplote v območju okna 1 v obeh smereh, torej navznoter in navzven, pri čemer pa zmožnost naravnega prezračevanja ni okrnjena, temveč je kvečjemu še izboljšana. Pri absorbiranem sevanju 800 W/m² je bil pri obstoječi roleti 2 v prostoru izmerjen toplotni tok 180 W/m², ki pa je bil z namestitvijo folije 22 na lamele 21 zmanjšan na manj kot 100 W/m², z dodatnim prezračevanjem s pomočjo prezračevalne odprtine pa celo za 5-krat. Za:

UNIVERZA V LJUBLJANI Fakulteta za strojništvo

Claims (4)

1. Ureditev toplotne zaščite pri oknu, pri čemer je vsakokratno okno (1) opremljeno z lamelno roleto (2), sestoječo iz lamel (21) in navito na ustreznem drogu, nameščenem v ustreznem ohišju (20), označena s tem, da so lamele (21) vsakokratne rolete (2) na svoji notranji površini (2Γ) opremljene z refleksijsko folijo (22), ohišje (20) rolete (2) pa je na svojem spodnjem zunanjem koncu (200) opremljeno z odprtino (201).

2. Ureditev po zahtevku 1, označena s tem, daje na spodnjem koncu (14) okna (1) predvidena prezračevalna odprtina (15).

3. Ureditev po zahtevku 2, označena s tem, da je možno prezračevalno odprtino (15) odpirati oz. zapirati z zapiralom (15').

4. Ureditev po zahtevku 2 in/ali 3, označena s tem, daje v območju prezračevalne odprtine (15) predviden ustrezen zračni filter.