Tehokas työympäristö toimiva toimisto Musiikkitalo 25.4.2012 Lasivaippa: Lämpötekninen viihtyvyys ja ulkoisen melun torjunta Tahvo Sutela Lasifakta Oy Rakennuslasialan teknistä konsultointia Itsenäinen, riippumaton Perustettu 2012 Taustalla 30 vuoden kokemus - mm. 20 vuotta Pilkington www.lasifakta.fi 1 Lämpötekninen viihtyvyys Lasin olemuksesta Lämmöneristävyys / - läpäisy, mekanismit Eurooppalaiset standardit / Poikkeavat olot Auringonsuojaus Matalan U-arvon haitat? Ulkoisen melun torjunta Melu, yleisiä havaintoja Melun luonteesta Vaimennus lasirakenteen avulla, vaikuttavat tekijät Esimerkkejä Lasi, amorfinen materiaali? Vanhojen rakennusten ikkunoiden alkuperäislasitukset paksumpia alareunasta, mutta... 1
Manufacturing of Crown Window Glass Manufacturing of Cylinder Glass Lasin viskositeetti, = f (T) Asennolla on väliä Hauras Viskoositila Nestem. tila tila log 15 14 13 12 11 Alempi jäähdytyslämpötila Ylempi jäähdytyslämpötila Muodonmuutoslämpötila 10 9 8 7 Pehmenemislämpötila 6 n. 580 o C 5 4 3 2 1 0 500 Liquidus Sulatusväli Muotoutumisväli 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 Lasin lämpötila ºC E Steenberg B Simmingsköld 2
Lasi, amorffinen materiaali? 6 U g -kehitys ja Low-e* -lasin osuus 100 Vanhojen rakennusten ikkunoiden alkuperäislasitukset paksumpia alareunasta, mutta... Lasi ikkunassa EI valu!!! W/m 2 K 5 4 3 2 1 Normi ja yleinen käytäntö Edistynyt taso (myös toimitilat)?? 80 % 60 40 20 10 1960 70 80 90 2000 10 v. * Selektiivi-, Energiansäästö-, LE-, 0 Room comfort Heat flow through glass Air temperature Air movements Radiation Conduction Convection Conduction Conduction Convection Convection Radiation Radiation Radiation 7:3 8:12 3
Saksa 2010 Saksa 2010 13 Lähde: Pilkington 14 Lähde: Pilkington Optimi lasiväli Optimi lasiväli FI? 15 Lähde: Pilkington 16 Pohja: Pilkington 4
Surface temperature Surface temperature of the inner glass at different U-values. Air velocity [m/s] Cold draught from windows at different U-values Outside temp. -10 C Outside temp. -10 C Inside temp. Inside temp. U-value 0.5 Surfacetemperature Height of glass [m] 6:32 6:321 Poikkeavat olot / U-arvo Standardi vs. todellisuus N 60 o pohjoispuolella asuvista ihmisistä puolet on suomalaisia? Ilmasto Missä me asumme, paitsi Pohjolassa? Rannikolla! Talvella kylmä ja tuulee 19 EN 673 (U-arvon teoreettinen määrittely / laskenta) 20 5
21 Helsinki Helmik. / Feb. 2004, -17 o C / 14m/s 22 2K vs 3K / = 0.02 / Ar 90% SFS-EN673 T 2K vs 3K / = 0.02 / Ar 90% EN673 Suomen talvi 0 C U = 1.0 T 16C 14 m/s U = 1.4 0 C U = 1.0 T 16C -17 C T 11C 3 m/s 16 U = 0.5-17 C U = 1.0 3 m/s 16 U = 0.5 14 m/s T T 18C T 18C T 16C 18 18 T 18 18 T 23 24 6
Asennon vaikutus U-arvoon* - Lasivaipan U-arvo Lämpötekninen viihtyvyys - + Konvektio, Korkea ahdas kanava Konvektio Matala väljä kanava 0 C 3 m/s U = 1.0 T 16C * Jätetään usein huomiotta Lasivaipan U-arvo Lämpötekninen viihtyvyys Lasivaipan U-arvo Lämpötekninen viihtyvyys U = 1.0 1.6-17 C U = 1.6 > 0.8-17 C 14 m/s 14 m/s T 8C T 16C 7
Lasivaipan U-arvo Lämpötekninen viihtyvyys Lasivaipan U-arvo Lämpötekninen viihtyvyys U = 0.5 0.8-17 C U = 0.8 > 0.5-17 C 14 m/s 14 m/s T 16C T 18C Lasivaipan U-arvo Lämpötekninen viihtyvyys Fyysinen ja psyykkinen kapasiteetti Mental capacity h >> LVI Physical capacity Summer Winter Room temp. ºC 7:31 8
Distribution of radiation power = 300-2500 nm I = R+A+T Solar energy 6 mm Green Body tinted glass Lämpörikkoutuminen, T Tavallinen float T max 40K * Vetojännitys * Lämpökarkaistu turvalasi > 200K Kylmä, vastustaa Kuuma, laajenee 5% T=46% T VIS = 75 % 36% A=49 % 13% TST=59 % 90 o 34 3:65 Pohja: Pilkington Auringon säteilyenergian spektri T=100% Auringonsuojalasin ideaalinen läpäisy -ikkuna Ideaalinen läpäisykaista Energiasta n. puolet valoa Auringon säteilyenergian jakauma merenpinnan tasolla LT / g 2 UV VALO NIR UV VALO NIR 380 nm 780 nm 35 36 Pohja: Pilkington 9
T; P Kehittynyt auringonsuoja- / energiansäästölasi 100 90 Eräitä energiansäästö- / auringonsuojalasirakenteita, LT / g Clear float 6mm UV VALO Läpäisy Auringon säteilyenergian jakauma merenpinnan tasolla LT / g = 1.97 NIR Valonläpäisy LT [%] 80 70 60 50 40 30 20 4+100+4C(70)-16Ar-4 6C(70)-16Ar-4S(3)-16Ar-4 6C(66)-16Ar-4S(3) -16Ar-4 6C(50)-16Ar-4S(3) -16Ar-4 6C(40)-16Ar-4S(3) -16Ar-4 6C(50)-16Ar-4S(3) -16Ar-4 10 U g 0.6 W/m 2 K 37 380 nm 780 nm Pohja: Pilkington 38 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Aurinkoenergian kokonaisläpäisy [%], g Matala U-arvo, haitta? 10
U g 0.5 W/m 2 K Nyrkkisääntöjä lasivalintaan, Energiatehokkuus U g 0.5 W/m 2 K EI KONDENSSIA! Vähintään 3 lasia (kaksi kaasuväliä) U g 0.6 W/m 2 K (Katto?!) Ihminen tarvitsee luonnonvaloa Normaali valonläpäisy LT 60% => g 30% (valo on energiaa!) Mikäli g < 30%, => tumma ilme Ulkopuolisen kondenssin / huurtumisen riski? => ratkaisu olemassa Vältä absorboivia laseja (=> karkaisu?) 11
Melu = ei toivottu ääni Melu = ei toivottu ääni 45 46 Melu = ei toivottu ääni Melu = ei toivottu ääni Maksuvalmius? 47 48 12
Melutaso / lähteiden lukumäärä, esim. Kpl db n 71 n x 2 71 + 3 = 74 Melutaso / lähteen etäisyys, esim. d (m) db 20 77 40 77-3 = 74 n x 4 74 + 3 = 77 80 74-3 = 71 Melu, yleiset lähteet, spektri Melu Ääneneristys Ääneneristys [db] = Melu (ulkona [db] sisällä [db]) Ero3dB juuri havaittava 5dB selvästi havaittava 10dB puolittaa / kaksinkertaistaa kokemuksen Lasit 6-4-4 vs 4-4-6, ei eroa järjestyksellä 2k vs 3k, ei eroa R w Ilmaäänen eristysluku (painotettu) C Korjaustermi (liikenne, suuret nopeudet) C tr Korjaustermi (liikenne, hidas nopeus, disko ym) R w (C,C tr ) esim. 45(-2,-5) => R w = 45dB, R w +C = 43dB, R w +C tr = 40dB Lähde: Pilkington 13
Lasiväli, 2 lasia 1k, 2k - vertailua Suhteellinen vaimennus [db] Sound reduction R (db) 45 40 35 30 25 20 15 125 250 500 Koinsidenssi 8 mm = Rw 35 db (-1;-3) 4 mm = Rw 32 db (-1;-2) 4/12/4 mm = Rw 30 db (-1;-4) 1000 2000 4000 Perusresonanssi Frequency (Hz) Lasiväli [mm] Pohja: Pilkington Pohja: SGG Laminoitu lasi, erot Laminointi, värinän vaimennus PVB Sound reduction R (db) PVB(A) * PVB Single glazing Akusto PVB 125 250 500 1000 2000 4000 Frequency (Hz) * Akusto PVB Lähde: SGG Lähde: Pilkington 14
Laminoitu lasi, vertailua Lamintikalvot, f(t) Sound reduction R (db) 50 45 40 35 30 25 20 125 250 500 1000 frequency (Hz) 55.2A * mm = Rw 39 db 11Res. m = Rw 39 db 55.2 mm = Rw 36 db 10 mm = Rw 35 db 2000 Herkän kuulon alueella! 4000 * Akusto PVB Damping factor 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 PVB PVB(A) 0.0-10 0 10 20 30 40 50 60 Temperature ( C) Pohja: SGG Lähde: SGG 2k, epäsymmetria 2k-lami, vertailua Sound reduction R (db) 50 45 40 35 30 25 20 15 8/12/4 mm = Rw 36 db (-2;-5) 6/12/6 mm = Rw 33 db (-2;-4) Sound reduction R (db) 55 50 45 40 35 30 25 20 15 6/12/44.2A * mm = Rw 40 db (-2;-5) 6/12/44.2 mm = Rw 37 db (-1;-4) 4/12/4 mm = Rw 30 db (-1;-4) 125 250 500 1000 Frequency (Hz) 2000 4000 125 250 500 1000 Frequency (Hz) 2000 4000 * Akusto PVB Lähde: SGG Lähde: SGG 15
Erittäin korkea ääneneristävyys 6-16-88.2-20-55.1 Rako 40mm R w = 46dB R w + C tr = 41dB R w = 46dB R w + C tr = 40dB Erittäin korkea ääneneristävyys Rako 3mm 6-16-88.2-20-55.1 + 8 Tiivis R w = 52dB R w + C tr = 45dB R w = 55dB R w + C tr = 48dB 6-16-88.2-20-55.1 + 8 Lähde: Schüco 6-24-66,4-16-55.1 + 8 Lähde: Schüco Hyvä ääneneristävyys Suuri lasiväli Tiivis rakenne Eripaksuiset lasit, kuopat pois kuuloalueelta - Paksu lasi laskee perusresonanssitaajuutta - Ohut lasi nostaa koinsidenssitaajuutta, (max 6mm) Laminointi (tavallisen PVB kalvon paksuudella vähäinen vaikutus) Akustolaminointi - Varmista henkilöturva! Laminoidun lasin ominaisuuksien lämpötilariippuvuus! - Mikäli mahdollista, aina sisimmäksi Lasirakenteita ei onnistuttu mallintamaan -> mittaus Tulosten tarkkuus ja toistettavuus ± 1dB Kaisa-talo - Vuoden 2012 lasirakenne* Kuva: Jussi Kalliopuska * Suomen Tasolasiyhdistys ry ja SAFA 16
Kaisa-talo - Vuoden 2012 lasirakenne* ** U / LT / g R w + C tr Ylemmät 8(70/35)-18Ar-6e-20Ar-55.2A ** 0.5/64/34 40dB Kiitos! 0.5/63/34 > 40dB Alimmat 55.2(70/35)-18-6e-18Ar-55.2A ** Kaikki lasit matala rautapitoisuus * Suomen Tasolasiyhdistys ry ja SAFA 17