Oplossingen toepassen voor de ramen en deuren van uw gebouw

Waarom beglazing de energieprestaties in commerciële gebouwen bepaalt

Energieverlies kwantificeren: hoe ramen en deuren bijdragen aan 25–30% van de HVAC-belasting

Ramens en deuren in commerciële gebouwen verbruiken in feite ongeveer 25 tot 30 procent van alle energie die wordt gebruikt door verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen, zoals vorig jaar werd gemeld door het Amerikaanse ministerie van Energie. Dit gebeurt in principe op drie manieren. Ten eerste verplaatst warmte zich via de kozijnen en het glas zelf. Ten tweede veroorzaakt zonlicht dat binnenvalt extra koelbehoeften tijdens de warmere maanden. En ten derde ontsnapt lucht via spleten rond de randen waar de afdichtingen niet strak genoeg zijn. Een ander probleem is wat ‘thermische bruggen’ wordt genoemd, wanneer onderdelen van de gebouwconstructie de isolatielaag in feite omzeilen. Dit probleem is meestal ernstiger bij oudere raam- en deursystemen. Volgens onderzoek gepubliceerd in de Commercial Building Energy Study uit 2023 kosten al deze factoren gebouweigenaren jaarlijks ongeveer 74 cent per vierkante voet aan onnodige energiekosten.

Belangrijke kengetallen uitgelegd: U-waarde, SHGC en VT in de context van commerciële bouwvoorschriften

Energiecodes verankeren de prestaties van raamwerken op drie gestandaardiseerde meetwaarden:

• U-FACTOR , die de totale warmteoverdracht meten (lagere waarden geven betere isolatie aan);
• SHGC (Solar Heat Gain Coefficient), die het aandeel van de invallende zonnestraling weergeeft dat als warmte wordt toegevoegd;
• VT (Visible Transmittance), die aangeeft hoeveel natuurlijk licht doorgaat.

De ASHRAE 90.1-2022-norm stelt een maximum U-waarde vast van 0,40 voor commerciële ramen en deuren in koudere noordelijke klimaten. In het zuiden is de situatie echter anders. Gebouweigenaren moeten de SHGC onder de 0,25 houden om de koelkosten te beheersen, aangezien airconditioning tot ongeveer 60% van het totale energieverbruik van sommige gebouwen kan uitmaken. Een juiste zichtbare transmissie (VT) zorgt ervoor dat voldoende natuurlijk licht binnenkomt, terwijl tegelijkertijd schittering onder controle blijft en het binnenklimaat comfortabel blijft voor de gebruikers. Dit vermindert het elektriciteitsverbruik voor kunstmatige verlichting. Al deze cijfers zijn van belang bij het voldoen aan de IECC-normen en bij het verkrijgen van het gewilde ENERGY STAR-label.

Kiezen van klimaatgeschikte Commerciële gebouwramen en -deuren

Koude klimaten: prioriteit aan een lage U-waarde met driedubbele beglazing en geavanceerde gasvullingen

Commerciële gebouwen gelegen in koudere gebieden, waar het aantal graaddagen voor verwarming boven de 5.400 ligt, hebben ramen en deuren nodig die U-waarden onder de 0,30 kunnen behouden om te voorkomen dat warmte via geleiding ontsnapt. De beste manier om aan deze normen te voldoen, is met driedubbele beglazing gevuld met argon- of krypton-gas. Deze opstellingen werken doordat ze meerdere isolatielagen tussen de glasplaten bevatten, waardoor thermische bruggen met ongeveer 40 tot 60 procent worden verminderd ten opzichte van conventionele tweedubbele beglazing. Een andere belangrijke component zijn passieve laag-emissiecoatings (low-E-coatings) die op de glasoppervlakken zijn aangebracht. Deze coatings laten nuttig zonlicht in de wintermaanden binnendringen, maar voorkomen ’s nachts het ontsnappen van infraroodstraling met langere golflengte. Voor bedrijven die streven naar naleving van bouwvoorschriften, combineren ENERGY STAR ‘Most Efficient’-gelabelde producten al deze elementen met kozijnen die zijn ontworpen om thermische verbindingen te doorbreken. Deze combinatie helpt fabrikanten bij het voldoen aan de strenge eisen van de International Energy Conservation Code (IECC) in klimaatzones 5 tot en met 8.

Warme/vochtige klimaten: gebruikmaken van een lage SHGC en spectraal selectieve low-E-coatings

In gebouwen waar koeling het grootste deel van het energiebudget in beslag neemt, is de zonnewarmte-doorlaatcoëfficiënt (SHGC) echt het belangrijkste. De nieuwste ASHRAE-norm uit 2022 stelt voor om de SHGC onder de 0,25 te houden in warmere regio’s, zoals klimaatzones 1 tot en met 3. Spectraal selectieve low-emissiviteit-coatings werken hier uitstekend. Ze blokkeren ongeveer 70% van die vervelende infraroodwarmte die naar binnen wil dringen, maar laten nog steeds ongeveer de helft tot driekwart van het zichtbare licht door. Dit betekent dat we alle voordelen van natuurlijk daglicht kunnen genieten, zonder de airconditioning op volle kracht aan te moeten zetten. Combineer deze gecoate ramen met thermisch gebroken aluminiumkaders en er gebeurt ook iets interessants: condensatie wordt minder een probleem, omdat de oppervlakken warm genoeg blijven boven de dauwpunttemperatuur. Mensen blijven comfortabel binnen en de gebouwomhullingen gaan langer mee, aangezien er minder vochtschade ongemerkt plaatsvindt.

Energiezuinige deuren: constructie, afdichting en integratie met commerciële raam- en deursystemen

Thermische onderbrekingen, kernisolatie en R-waarde-normen voor commerciële entreedeur en schuifdeur

Commerciële deuren die goed presteren, zijn afhankelijk van meerdere belangrijke ontwerpaanpakken die samenwerken. Ten eerste zijn er thermische onderbrekingen: dit zijn in feite niet-geleidende polymeerbarrières die binnenin metalen kozijnen worden geplaatst om te voorkomen dat warmte erdoorheen wordt geleid. Vervolgens hebben we isolatiematerialen met een hoge dichtheid in de kern, zoals polyurethaan of polystyreen, die de warmteweerstand verhogen. En ten slotte zijn er de nauwkeurig vervaardigde afdichtingen rond de drempels en kozijnvleugels, die uitstekend werken om luchtverlies te voorkomen. De ASHRAE-norm 90.1-2022 stelt minimum-R-waarden vast van R-5 voor schuifdeuren en tussen R-5 en R-15 voor toegangssystemen. Volgens gegevens van het NFRC uit 2023 zijn luchtlekken verantwoordelijk voor ongeveer 15 tot 20 procent van alle HVAC-energieverliezen in commerciële gebouwen. Dat maakt goede afdichting essentieel, en niet slechts een aangename extra. Sterke afdichtingen vormen de basis die nodig is om ervoor te zorgen dat deuren correct functioneren samen met andere bouwcomponenten, bijvoorbeeld wat betreft het behouden van consistente U-waarden en het waarborgen van de algehele thermische prestaties van de volledige gebouwschil.

Materiaalinnovatie voor hoogwaardige ramen en deuren voor commerciële gebouwen

Glasvezel, vinyl en thermisch onderbroken aluminium: vergelijkende levenscyclus-efficiëntie en condensatiebeheersing

Bij energie-efficiënte commerciële ramen onderscheiden glasvezel, vinyl en thermisch gebroken aluminium zich als toonaangevende keuzes, waarbij elk een andere combinatie biedt van thermische efficiëntie, levensduur en algehele waarde op de lange termijn. Glasvezel is bijzonder opmerkelijk omdat het dimensioneel stabiel blijft, zelfs bij temperatuurwisselingen; dit betekent dat de afdichtingen strak blijven en er weinig lucht doorheen lekt. Deze systemen kunnen tientallen jaren zonder onderhoud functioneren, soms zelfs ruim langer dan 50 jaar. Vinyl is een andere degelijke optie die goede isolatie biedt tegen lagere initiële kosten. De veelkamerconstructies in vinylkaders helpen indrukwekkende U-waarden te bereiken die lager zijn dan 0,30. Voor gebouwen die zowel sterkte als thermische bescherming nodig hebben, is thermisch gebroken aluminium een logische keuze. De speciale polyamidebarrières tussen de metalen delen verminderen de warmteoverdracht met ongeveer 40 tot 60 procent ten opzichte van conventionele aluminiumproducten. Dankzij deze innovatie kunnen deze raamsystemen R-waarden bereiken tot R7, waardoor ze concurrerend zijn met andere materialen, ondanks hun structurele voordelen.

Hoe goed ramen bestand zijn tegen condensatie, hangt echt af van hoe warm hun binnenoppervlakken blijven. Kaderprofielen van glasvezel blijven meestal vrij dicht bij de temperatuur binnen de ruimte, gevolgd door vinyl. Thermisch onderbroken aluminiumkaders worden daarentegen warmer aan de binnenzijde dan gewone aluminiumkaders — ongeveer 5 tot zelfs 8 graden Fahrenheit warmer. Dit maakt het veel minder waarschijnlijk dat zich die vervelende condensatieproblemen ontwikkelen waar we allemaal last van hebben. Voeg daar nog lage-E-glascoringslagen en gassen zoals argon tussen de ruiten toe, en deze materialen worden nog beter in het weren van vocht van de raamoppervlakken. Bovendien laten ze nog steeds veel natuurlijk licht door, wat ideaal is om ruimtes te verlichten zonder de hele dag kunstmatige verlichting aan te hoeven zetten.