Nova tehnologija: Slovenska zasteklitev – inovacija svetovnega dosega

Izolativnost oken in vrat, narejenih z večslojnimni izolacijskimi stekli, je bila doslej omejena z obvladovanjem tlaka v njih zaprtega plina. Materiali v plinotesnih zasteklitvah, izpostavljeni soncu, prenesejo omejeno količino plina, ki na toploti eks­pandira (poveča se mu prostornina). Prek te meje bi se izolacijsko steklo razslojilo, ker bi lepilo popustilo pritisku. Slovenskemu izumitelju mag. Alešu Kralju pa je z izumom, imenovanim Q-Air, uspelo nadzorovati pritiske, ki so posledica povišanih temperatur v zasteklitvi s petimi komorami in z nekajkrat večjo prostornino plina, kot jo imajo sicer trislojne izolacijske zasteklitve. V enem elementu je združil neprodušno kombinacijo štirih komor, napolnjenih z argonom, in dodatno peto komoro, ki je zračna in skozi posebno membrano uravnava tlačno razliko. Ta deluje kot ekspanzijska komora, ki izenačuje tlake zaradi vročega plina znotraj elementa oziroma ledeno mrzlega zraka v okolici. Steklo, ki ločuje z argonom (kriptonom) napolnjeno štiriprekatno komoro, je tisto, ki deluje kot elastična membrana. Celoten element deluje na zunaj vizualno kot čvrsta škatla, ker se zunanje steklo ne napenja ali usloči glede na zunanjo temperaturo in je zato refleksija celotne fasade zaradi nepopačenih odsevov lepša.

Raznolike možnosti uporabe

Na prvi pogled preprost element prinaša dvoje: na eni strani do zdaj v steklarski in gradbeni industriji nedosežene izolativne vrednosti, enostavnost vgradnje, raznolikost uporabe, po drugi pa povsem nove možnosti za arhitekte, ker je naenkrat mogoče oblikovati veliko večje steklene površine in – kar je morda za oblikovalce najpomembnejše – brez estetiko motečih senčil/žaluzij, ki so običajno sredstvo zoper pregrevanje, a hkrati okrnijo ali v celoti preprečijo razgled.

Prototipna izvedba izuma ima trnovo nadaljevanje. Gradbena industrija mora zaradi zaupanja in varnosti za novosti izpeljati certifikacijski postopek tako, kot določajo pravila. To ne bi bila težava, če bi, pravniško povedano, pravna podlaga za novi element že obstajala – »pravna podlaga« v obliki mednarodnega standarda. Vendar standardi za element z opisanimi lastnostmi še ne obstajajo: gre za element, ki v enem kompaktnem kosu združuje lastnosti, kakršne pri dosedanjem stanju tehnike omogoča le kombinacija več elementov (npr. pri t. i. close cavity sistemih ali dvojnih steklenih fasadah, pri katerih je celoten sistem sestav­ljen iz notranjega izolacijskega stekla, nato sledijo žaluzije, ki so na zunanji strani pred umazanijo in atmosferilijami zaščitene še z enoslojnim steklom; tak sistem je običajno debel od 50 do 70 cm).

V praksi bi to pomenilo, da bi najprej morali postaviti in znotraj 28 držav EU uglasiti merila za EN-standard (»european standards«) za tak element, potem ko bi se nacionalna standardizacijska telesa med seboj uskladila, pa bi po tem standardu po enakem postopku in med istimi subjekti uskladili še metodo certificiranja … Trajanje teh postopkov bi najverjetneje preseglo dobo patentne zaščite izdelka.

Zato je Trimo, nosilec patentnih pravic za novi sistem zasteklitve, pot do prvih referenc za izdelek zastavil drugače, na projektni bazi. Ko je podjetje imelo investitorja, zainteresiranega za opisane gradbene elemente, so se potrebne dokumentacije, zahtevane za gradnjo, lotili v skladu z lokalnimi predpisi, zahtevami in pričakovanji. V nekaterih držav so postopki manj strogi, medtem ko so Nemčija, Švica in skandinavske države najzahtevnejše glede izpolnjevanja gradbenih predpisov in uzanc. Zato pa sta tudi uglednost in verodostojnost referenčnega objekta toliko večji, če je zgrajen v eni od teh držav. Potem tudi v drugih državah ni več dvoma o varnosti uporabljenega materiala.

Referenci v Oslu gradbeni svet verjame

Norveška je prepričljiva referenčna lokacija, toliko bolj, če gre za središče Osla, za 11-nadstropno gradnjo in celo za obnovo stare stavbe, za katero mesto zahteva po obnovi nespremenjen videz in izpolnjevanje najvišjega toplotnoizolativnega standarda.

Investitorja, lastnika stolp­nice na ulici Wergelandsveien v središču glavnega mesta, po tehnični plati ni bilo težko navdušiti: alternativa rešitvi z elementi Q-Air je bila več kot dvakrat bolj debela fasadna obloga, toplotna izolativnost pa skoraj trikrat slabša.

!!galerija!!

Glede potrebnih certifikatov in testiranj se je Trimo dogovoril za projektno certificiranje, ki ga je na modelu predvidenega načina rabe elementov opravil eden najbolj cenjenih evropskih inštitutov za preizkušanje in certificiranje steklenih fasad v Evropi, nemški IFT iz Rosenheima. Ker je šlo za vgradnjo povsem nove, nepreizkušene tehnologije, ki ni bila vgrajena še nikjer v Skandinaviji, kaj šele na Norveškem, zadostitev tehničnim parametrom investitorju še ni dajala zadosti dobrega občutka, da bi si jo upal uporabiti na svoji stavbi sredi Osla. Ko pa je k sodelovanju pristopilo švedsko podjetje Skandinaviska Glassystem, specializirano za montažo steklenih fasad in v Skandinaviji izjemno cenjeno – med drugim je postavilo fasado znamenite opere v Oslu in novega Munchovega muzeja – so se njegovi pomisleki razblinili. Tako opogumljen je pridobil tudi podporo norveške agencije za inovativne okoljevarstvene in energetsko varčne rešitve ENOVA. Ta je v predstav­ljenem načinu obnove stare fasade videla model, po katerem je mogoče učinkovito obnoviti mnogo objektov, ne da bi posegali v njihov videz. Izjemna toplotna izolativnost elementov namreč omogoča ohranitev velikih svetlih površin (torej oken in vrat) na fasadi in hkratno bistveno izboljšanje toplotne zaščite celotne stavbe.

Gradnja je potekala elegantno. Iz Komna, kjer deluje Trimov kooperant Alukomen, so aluminijaste okvirje in steklena jedra s šestimi stekli, sestavljene v posamezne elemente, tovornjaki dvakrat na teden dostavili na delovišče v Oslu. Skandinaviskini možje so jih na fasado obesili tudi po 40 na dan. Stavba je bila ves čas prenove operativna: ko je bil dodatni ovoj obešen, so z notranje strani odstranili stara okna, vstavili dekorativne pokrivne okvirje in s tem je bila obnova končana.

Uporabniki stavbe – v njej so poleg kanadskega veleposlaništva še arhitekturni biroji, finančne in nepremičninske družbe – so zadovoljni, saj jih poleg neokrnjenega razgleda, ker ni žaluzij, navdušuje zaščitenost pred hrupom cestnega prometa. Dušitev zvoka z najmanjšo vrednostjo 43 decibelov, kot jo v osnovni različici zagotavlja Q-Air, je balzam za ušesa v primerjavi s prejšnjim stanjem. V šali rečejo, da ob pogledu skozi okno dobijo vtis, kot da so tudi vsi tovornjaki v Oslu na električni pogon.

Lastnosti

Nekaj številk za gradbeniško orientirane bralce: celoten ovoj stavbe v Oslu po prenovi ima koeficient toplotnega ovoja fasade (Ucw) 0,23 W/m²K, pri čemer je 50 odstotkov fasadne površine svetle. Debelina na novo obešenega ovoja je 150 mm, za njim je pod parapeti še 100 mm kamene volne in 100-milimetrski parapet, ki je ostal od prejšnje konstrukcije. Konkurenčna rešitev, omejena s trislojno izolacijsko zasteklitvijo, bi dosegla kumulativno debelino 670 mm in ne bi mogla izpolniti zahteve po nespremenjenem videzu. Izolativnost ovoja pri njej pa bi znašala okoli 0,7 W/m²K.

Vsi sodelujoči pri razvoju Q-Air (tako izu­mitelj, proizvajalci komponent kot izdelovalci elementov) želijo preseči urok reka, da nihče ni prerok v svoji domovini. V Sloveniji se v obdobju splošne gospodarske rasti zadnja leta investicije povečujejo. Mnoge izmed njih se spogledujejo z vrednotami, kot so trajnostno, do okolja prijazno, energijsko varčno, kar predstav­ljeni izdelek v vseh pogledih dosega. 

Poleg tega zagotavlja še ugodje bivanja, kajti steklena stena tudi v primeru ekstremnih razlik v temperaturi zunaj in znotraj varuje uporabnika pred neprijetnimi hladnimi konvektivnimi tokovi ob steklu. Izolacija je tako dobra, da ji celo razlika med temperaturo –25 °C na zunanji strani elementov in +24 °C v prostoru ne more do živega: ob stekleni steni sedeča in lahko oblečena oseba (recimo v restavraciji; razgaljenih ramen) ne bo čutila neprijetnega hladu zaradi mrzlega stekla. To steklo ima v našem primeru temperaturo zraka v prostoru in ne »hladi«.

Različne možnosti uporabe elementov arhitektov ne omejujejo: mogoče jih je uporabiti za obešeno stekleno fasado, za pas oken, za fiksno zasteklitev, kombinirano z odpiralnimi okni, za izložbeno vitrino in podobno. Element je dimenzijsko omejen z velikostjo standardnih steklenih plošč (6 x 3,2 metra). 

Če so pomembni barvni vzorci, se da ob enakih tehničnih lastnostih doseči tudi to, da je steklo v vsakem nadstropju obarvano v svoji barvi. K projektu Tellus Towers v Stockholmu arhitektke Gerte Wingårdh so nas povabili, ker je zahteva švedskih projektantov toplotna izolativnost fasade (Ucw) pod 0,40 W/m²K, arhitekti pa so predvideli prozorno zasteklitev od stropa do tal.

Prednost predstavljene zasteklitve je v odsotnosti aktivnih sistemov, npr. elektronsko krmiljenih žaluzij, tako da ni vzdrževanja senzorjev in motorjev. Prav tako odpade boj s soncem in žaluzijami na dnevni ravni, ko ljudje v istem prostoru poskušajo individualizirati osončenje prostora. Ne gre zanemariti neokrnjenega razgleda, ki je še posebno pomemben v bolnišnicah, denimo za bolnike, priklenjene na posteljo.

Obnovljeni objekt v Oslu po skoraj treh letih uporabe potrjuje praktičnost rešitve: na severu je sonce nizko nad obzorjem, in če tam ni moteče, da ni žaluzij, potem je test uspešno opravljen. Za nekaj minut neposred­nega bleščanja, ki se morebiti na kakšnem oknu zgodi, zadošča senčni rolo na notranji strani.

Energetske porabe stavbe, ki ima vgrajene elemente Q-Air s šestimi stekli, so minimizirane, večina energije se porabi za hlajenje, a so agregati lahko občutno manjše moči kot pri zgradbah s trojno izolacijsko zasteklitvijo. Primer: stavba z 10.000 kvadratnimi metri v celoti steklene fasade v norveškem Bergnu ne bo potrebovala ogrevanja – zadoščala bo toplota uporabnikov, računalnikov in luči v prostoru. Poleti pa bo dovolj mehanično prezračevanje, brez uporabe klimatizacije.

Nadomestilo za dvojne steklene fasade

Opisani sistem zasteklitve je primerno nadomestilo za bistveno (dva-, tri- in večkrat) dražje sisteme, t. i. dvojne steklene fasade (close cavity facade in double skin glass facade). To so stekleni fasadni sistemi, ki si jih privoščijo najpremožnejši po svetu za upravne stavbe in prestižne steklene stolpe v klimatsko hladnejših okoljih. Po drugi strani pa ima dubajska stolpnica Burdž Kalifa zaradi vročega podnebja skromno dvoslojno zasteklitev in bazen, ki ga polni kondenzirana voda, pritekajoča ponoči z 800 metrov visoke fasade …

Dvojne steklene fasade so približno 60 do 80 cm debel steklen ovoj, sestavljen na no­tranji strani iz dvo- ali trislojenga izolacijskega stekla, ki mu sledi od 30 do 50 cm široka komora (»cavity«), zunaj zaščitena z monolitno stekleno ploščo. Znotraj komore so žaluzije, večinoma pa je ta komora tudi opremljena s sistemom za nadtlak, da se izognejo vdiranju umazanije, saj je čiščenje komore močno oteženo. Takšni sistemi so zelo dragi, tja do 4000 evrov na kvadratni meter in več, tako da so tudi pri najbogatejših vse manj priljubljeni.