Hoe zorgen aluminium kozijnen van Metaglas voor een lage U-waarde?

Puien en kozijnen van Metaglas isoleren uitstekend en zorgen dus voor minimaal warmteverlies. Warmteverlies wordt uitgedrukt in de U-waarde. Dit is de warmtedoorgangscoëfficiënt van producten: de hoeveelheid energie (warmte) die per seconde, per vierkante meter en per graad temperatuurverschil door een bouwkundig element, zoals een muur of kozijn, naar binnen of buiten lekt (W/m²K). Een lage U-waarde betekent weinig warmteverlies en dus een goede isolatie.

Wat zijn U_g, U_f, U_w en ψ_g?

Bij puien en kozijnen zijn U-glas, U-frame en U-window van belang.

• U_g is het warmteverlies van het toegepaste glas;
• U_f is het warmteverlies van het frame, dus het profiel om het glas heen;
• U_w is het warmteverlies van de combinatie van het glas en profiel, dus het complete kozijn oftewel “window”;
• ψ_g-waarde (Psi) betreft de verliezen langs de randen van het glas, specifiek bij de afstandshouders tussen glasplaten.

Wat zijn de ontwikkelingen op het gebied van Ug-waardes?

Fabrikanten van glas zijn continu bezig met het verbeteren van isolatiewaarden, dus met het verlagen van de Ug-waarde. De Ug-waarde is dus altijd een zo laag mogelijke waarde en niet een soort spectrum.

Oorspronkelijk, voor de jaren zestig, werd enkelglas toegepast. Vanaf de jaren zestig werd dubbel glas ingezet, vervolgens HR-glas door toepassing van edelgas en coating. Recenter is triple glas ontwikkeld. Dat bestaat uit drie glasplaten waarbij een nog lagere Ug-waarde wordt behaald door toepassing van edelgas in de spouwen en coating op het glas. Wil je meer weten over de verschillen tussen HR++ en HR+++ glas, Lees dan de blog ‘HR++ of HR+++ glas: welke beglazing past bij jouw project?’ 

De prestaties zijn hieronder weergegeven:

• Enkel glas: circa 5,8 W/m²K
• Dubbel glas: circa 2,7-3,0 W/m²K afhankelijk van de exacte dikte tussen twee glasplaten (de spouw)
• HR+: tussen 1,3 en 1,6 W/m²K
• HR++ glas: tussen 1,0 en 1,2 W/m²K
• HR+++ of triple glas: tussen 0,5 en 0,8 W/m²K
• Vacuümglas: tussen de 0,35 en 0,7 W/m²K

Elk type glas heeft voor- en nadelen naast de Ug-waarde. Enkel glas is bijvoorbeeld dunner en daardoor lichter. HR+++ glas is zwaarder en dikker.

Vacuümglas is dunner en presteert goed, maar is relatief zwaar, fors duurder dan HR+++ glas, heeft beperkte afmetingen en bevat micro-spacers (afstandshouders). Die zijn van veraf niet zichtbaar, maar kunnen van dichtbij of bij vorst te zien zijn als stipjes.

Wat zijn ontwikkelingen op gebied van U_f-waardes bij aluminium kozijnen?

Van de jaren ’50 tot eind jaren ’70 werden aluminium profielen gebruikt zonder thermische onderbreking. Aluminium was een onderhoudsarme opvolger van stalen kozijnen: licht, sterk en onderhoudsarm. Aluminium geleidt warmte echter zeer goed. De geleiding van materiaal wordt uitgedrukt in de lambda-waarde (λ). Deze waarde geeft aan hoeveel warmte per seconde door één meter dik en één vierkante meter oppervlak van dat materiaal stroomt bij een temperatuurverschil van één Kelvin.

Vanaf de Eerste Oliecrisis in 1973 werden de kosten van energie belangrijker. Metaglas was eind jaren ’70 pionier op het gebied van slanke geïsoleerde profielen: aluminium met een thermische onderbreking.

In de loop der tijd zijn de geïsoleerde profielen verbeterd. De nieuwste productserie van Metaglas, Comfort+, haalt zeer lage U_f-waardes van 1,5–2,0 W/m²K.

De profielen van de Metaglas Comfort+-serie zijn ultraslank. Slankere profielen hebben over het algemeen een minder goede U_f-waarde, maar als je naar het gehele raam kijkt (U_w), telt bij een ultraslank frame de waarde van het frame minder zwaar mee en telt de U_g-waarde juist zwaarder mee.

Wat zijn ontwikkelingen op gebied van ψ_g-waardes?

De ψ_g-waarde wordt beïnvloed door de afstandshouder tussen glaspanelen bij dubbel of triple glas.

Oorspronkelijk waren deze afstandshouders gemaakt van aluminium (~0,08 W/mK). De afstandshouders zijn over tijd verbeterd met “warm edge” afstandshouders gemaakt van isolerend kunststof leidend tot een ψ_g -waarde van 0,035 tot 0,045 W/mK. Deze waarde is afhankelijk van de U_g en U_f. Bij de nieuwste Comfort+ producten van Metaglas worden ook de best isolerende afstandshouders toegepast.

Wat zijn ontwikkelingen op gebied van U_w-waardes ?

U_w, dus de U-waarde van de “window” is een combinatie van glas en frame.

In de loop der tijd is de U_w logischerwijs significant gedaald door ander glas en optimaal geïsoleerde frames. De U_w hangt af van de grootte van het raam: hoe groter het raam, hoe zwaarder de U_g, van het glas meeweegt.

In de jaren ’60 lag dit bijna op de 6,0 W/m²K. De Comfort+-serie haalt een U_w van 0,8 W/m²K bij toepassing van triple glas, afhangend van de grootte van het raam.

Voor de berekening van de Uw-waarde geldt de volgende formule:

U_w = (A_f x U_f + A_g x U_g + L_g x ψ_g) / (Af + A_g).

De U_f, U_g en ψ_g-waarde zijn hierboven toegelicht. A_f is de oppervlakte van het frame (kozijn), A_g is de oppervlakte van het glas. L_g is de lengte van de afstandshouder.

Welke U-waardes moeten gehaald worden?

De eisen voor te halen U-waardes verschillen voor nieuwbouw en renovatie.

Nieuwbouw

Voor alle nieuwboud gelden de BENG-normen (Bijna Energie Neutrale Gebouwen). Dit is vastgelegd in de Europese norm EN ISO 10077. Het Besluit bouwwerken leefomgeving (bbl) verwijst naar die normen.

Bij nieuwbouw geldt dat de U_w-waarde voor een deur, raam, kozijn en daarmee gelijk te stellen gevelelement ten hoogste 2,2 W/(m^2.K) is, bepaald volgens NTA 8800. De gemiddelde U-waarde van deze gevelelementen in het bouwwerk mag maximaal 1,65 W/(m^2.K) zijn.

De U_w-waarde van de Comfort+ lijn van Metaglas presteert aanzienlijk beter dan deze eisen, waarbij de U_w-waarde natuurlijk afhangt van het toegepaste glas en de oppervlakte van het gevelelement.

Renovatie

Bij renovatie moet onderscheid worden gemaakt tussen een ingrijpende renovatie en een niet-ingrijpende renovatie.

Een renovatie is volgens het Bbl ingrijpend als meer dan 25% van de gebouwschil wordt vernieuwd. Als minder dan 25% van de gebouwschil wordt vernieuwd, is geen sprake van een ingrijpende renovatie.

Bij een niet- ingrijpende renovatie geldt voor een deur, raam, kozijn en daarmee gelijk te stellen gevelelement dat de U_w per element ten hoogste 2,2 W/(m^2.K) is.

Bij een ingrijpende renovatie geldt ook de gemiddelde eis voor de U-waarde van alle gevoelselementen in het bouwwerk net als bij nieuwbouw: dit mag gemiddeld maximaal 1,65 W/(m^2.K) zijn.

De Metaglas Classic-productserie met steel look isoleert uitstekend en is goed toepasbaar bij renovatieprojecten. De profielen hebben dezelfde uitstraling als stalen elementen en isoleren aanzienlijk beter. Zie ook onze eerdere blog over steel look kozijnen.

Ter illustratie staat hieronder een figuur met het warmteverlies van een profiel. In deze figuur is rood warm en blauw koud. De figuur toont een temperatuurverschil van 20 graden. De kou wordt bij het frame buitengehouden door toepassing van kunststof thermische onderbrekingen.

Wat is de f-factor bij aluminium kozijnen?

Naast de U-waarde is ook de f-factor een belangrijke waarde om de thermische kwaliteit van een aluminium kozijn te beoordelen. Waar de U-waarde aangeeft hoeveel warmte er door een constructie verloren gaat, kijkt de f-factor naar de temperatuur van het oppervlak aan de binnenzijde van het kozijn.

De f-factor wordt gebruikt om te beoordelen of er aan de binnenzijde van een constructie een risico bestaat op condensatie en daarmee schimmelvorming. Dit is met name belangrijk bij aluminium kozijnen, omdat aluminium warmte goed geleidt en daardoor lokaal koude oppervlakken kunnen ontstaan.

De f-factor wordt berekend met de volgende formule:

f = (T_o - T_e) / (T_i - T_e)

Waarbij:

• T_o de laagste temperatuur is van het oppervlak aan de binnenzijde van het kozijn;
• T_e de buitentemperatuur is;
• T_i de temperatuur van de binnenlucht is.

Een hoge f-factor betekent dat het oppervlak aan de binnenzijde relatief warm blijft. Dit is gunstig, omdat de kans op condensatie kleiner wordt. Een lage f-factor betekent dat het oppervlak relatief koud wordt en dat het risico op condensatie groter is.

Waarom is de f-factor belangrijk bij aluminium kozijnen?

Bij aluminium kozijnen kan een koudebrug ontstaan op plaatsen waar de isolatie minder goed doorloopt. Denk bijvoorbeeld aan een aansluiting tussen verschillende profielen, een hoekverbinding of een ander detail in het kozijn. Juist op deze plekken kan de oppervlaktetemperatuur aan de binnenzijde lager worden.

Bij de ontwikkeling van de aluminium profielen van Metaglas wordt daarom niet alleen gekeken naar een lage U_f-waarde, maar ook naar de temperatuurverdeling in het profiel. Een goede thermische onderbreking zorgt ervoor dat de warmte beter aan de binnenzijde van het kozijn blijft en beperkt koudebruggen.

De f-factor geeft daarmee aanvullende informatie op de U-waarde. De U_f-waarde zegt iets over het gemiddelde warmteverlies door het profiel, terwijl de f-factor kijkt naar de koudste plek aan het binnen-oppervlak.

Welke f-factor moet worden gehaald?

Volgens NEN 2778 geldt als uitgangspunt dat de f-factor:

• ≥ 0,65 moet zijn voor gebouwen die voor bewoning bestemd zijn;
• ≥ 0,50 moet zijn voor gebouwen die niet voor bewoning bestemd zijn.

Hoe hoger de f-factor, hoe kleiner het risico op een te lage oppervlaktetemperatuur en daarmee op condensatie.

Voor Metaglas is de f-factor daarom vooral relevant bij de ontwikkeling van nieuwe, slanke aluminium profielen. Een profiel moet niet alleen een lage U_f-waarde behalen, maar ook zorgen voor voldoende hoge oppervlaktetemperaturen aan de binnenzijde. Dit draagt bij aan een comfortabel binnenklimaat en voorkomt problemen zoals condensatie en schimmelvorming.

De f-factor is daarmee, naast de U_g-, U_f-, U_w- en ψ_g-waarde, een belangrijke parameter om de thermische prestaties van een aluminium kozijn als geheel te beoordelen.

Wil je meer weten over de prestaties van Metaglas producten?

Wil je meer weten over het toepassen van Metaglas producten, inclusief de prestaties, dan kunt u altijd contact opnemen: verkoop@metaglas.nl.

Bekijk producten   Neem contact op