Razvoj tehničnih smernic za štirislojne zasteklitve

Štirislojna zasteklitev nudi do 50% znižanje toplotne prehodnosti oken v primerjavi s trojno zasteklitvijo, omogoča opustitev zunanjih senčil, opustitev konvencionalnega ogrevanja, pripomore k več udobja in omogoča več arhitekturne svobode. Uporaba štirislojne zasteklitve omogoča tudi zmanjšanje potrebe po sezonski hrambi energije. Posebej velja poudariti, da štirislojna zasteklitev nadigra »smart glass« tehnologije zaradi daljše življenjske dobe in zimske energetske učinkovitosti. Dandanes je trislojna zasteklitev standard stanja tehnike. Čeprav morda izgleda nadgraditev izdelka z dodatno komoro in stekleno ploščo trivialno, temu še zdaleč ni tako. Pri večjem številu komor je temperatura plina v komorah na sredini izdelka bistveno večja kot pri manjšem, ker so sredinske komore izolirane z ostalimi in težko oddajo toploto, ki jo dobijo z absorpcijo sončnega sevanja. Posledično povečevanje tlaka povzroča upogibanje steklenih plošč in deformacijo tesnil s časovno odvisnimi snovnimi lastnostmi, kar predstavlja zahteven termomehanski problem, predvsem z vidika trajnosti izdelka. Velik problem za trženje pa je odsotnost verodostojnega standarda. Kupci se za neregulirane izdelke, za katere ne obstaja uradno predpisan standard, le stežka odločajo. Osrednji cilj projekta je zato izdelati in objaviti inženirska orodja - smernice za dimenzioniranje, kvalifikacijsko preizkušanje in gradbeno fiziko gradnje z uporabo štirislojnih zasteklitev tako za okna kot za zastekljene fasade. Cilj bomo dosegli s preučitvijo učinkov vgradnje štirislojne zasteklitve na stavbo ter z nadgradnjo dveh obstoječih standardov za dimenzioniranje in kvalifikacijo zasteklitev z razširitvijo na veljavnost za štirislojne zasteklitve. Projekt smo razdelili na tri vsebinske delovne sklope, ki naslavljajo ključne izzive pri dimenzioniranju. V okviru prvega bomo naslovili komponente standardizacije uporabe štirislojnih stekel in sicer potrebne spremembe v programih za gradbeno fiziko za dimenzioniranje stavb, analizo stroškovne učinkovitosti gradnje s štirislojno zasteklitvijo in zvočno izolirnost. Standard EN1279 opredeli kvalifikacijski preizkus dvo ali trislojne zasteklitve z vidika kakovosti tesnilnega sistema. Tudi štirislojne izvedbe potrebujejo kvalifikacijski preizkus kakovosti. Tega želimo v drugem sklopu dognati najprej z numerično reprodukcijo izvornega EN1279, ki v stanju znanosti zaradi izjemne zahtevnosti termomehanskega obnašanja še ni bila dosežena. Na podlagi izdelanega modela bomo določili potrebne parametre novega preizkusa in za konec še togost tesnilnega sistema, ki pa je vhodni robni pogoj pri obravnavi upogiba steklenih plošč zaradi termalnih in mehanskih obremenitev v tretjem sklopu. Projekt predvideva izdelavo smernic za konstruiranje v obliki modelnih enačb, ki ob znanih vhodnih podatkih dajo ključne karakteristike glede zdržljivosti strukture, npr. napetosti v steklih in tesnilih, deformiranost tesnil ipd., kar omogoča razvojnemu inženirju hitro pridobivanje rezultatov ob variacijah zunanjih dimenzij, debeline in tipov stekel in nanosov za stekla, vrste distančnikov in tesnil, s tem pa iskanje optimalne rešitve. Konzorcij partnerjev vključuje pri prijavitelju tri po področjih delovanja različne laboratorije Fakultete za strojništvo UL (delež 70%), poleg tega pa še sodelujoče organizacije Reflex (delež 10%), Zavod za gradbeništvo (delež 10%) in Fakulteto za matematiko in fiziko UL (delež 10%). Pri projektu bomo sodelovali tudi s tujimi inštitucijami v obliki konzultacij, kot so Passivhaus Institut (Nemčija), TalTech - Tehniška univerza Tallinn (Estonija), Univerza v Lundu (Švedska), Norveško univerzo za znanost in tehnologijo (Norveška) in podjetje EQUA Simulation (Švedska).