« Tilbage

3-lagsruder i praksis

Sidst revideret jan 2019
Glasfakta

En 2-lags rude med energibelægning og argonfyldning er ikke længere tilstrækkelig for at opfylde de energimæssige krav til vinduet.


Belastningen på en 3-lags rude både målt på udbøjning og spændinger i glasset, er næsten dobbelt så stor som på en 2-lags rude. Dette betyder store belastninger på glas og forseglingsmasse, med øget risiko for glasbrud til følge ved underdimensionering.

Bygningsreglementets skærpelser af vinduers energimæssige ydeevne betyder, at 2-lags ruden med energibelægning og argonfyldning ikke længere er tilstrækkelig for at opfylde de energimæssige krav til vinduet.

En umiddelbar løsning er at erstatte argon fyldningen med krypton, hvilket forøger isoleringsevnen med op til 10%. Men krypton er modsat argon en begrænset ressource, og prisen stiger derfor voldsom i takt med efterspørgslen. Alternativet er 3-lags ruden med argonfyldning, som forøger isoleringsevnen med op til 20% ved brug af kun ét energiglas.

Typiske rudekonstruktioner


* hærdet glas

3-lags ruderne blev brugt i stor stil efter oliekrisen i halvfjerdserne, men blev gradvist udfaset til fordel for 2-lags gasfyldte ruder med energibelægning, som havde samme energimæssig ydeevne, men 30% lavere vægt og dermed mindre belastning på glas og vinduesrammer.

Allerede i halvfjerdserne, blev der gennemført undersøgelser af 3 lags ruders holdbarhed både over for glasbrud og dugdannelse mellem glassene. Resultaterne viste, at holdbarheden over for dugdannelse var på samme niveau som 2 lags ruder, hvorimod belastningen på glassene i en 3 lags rude var mere end 75% større end på en 2-lags rude i samme størrelse baseret på u værdier fra 2,8 til 1,8 W/m2K.

De nuværende og kommende krav til den energimæssige ydeevne vil forøge belastningen på glasset yderligere. Det er derfor vigtigt at være opmærksom på glasdimensioneringen i takt med, at den energimæssige ydeevne øges - og ikke blot ukritisk bruge samme glastykkelser som ved 2-lags ruder.

Belastninger på glas

Belastningen på glasset består af to lasttyper. De eksterne laster som vind og snelast, samt interne laster.

De interne laster kommer fra trykændringer som følge af temperaturændringer mellem glassene, samt ændringer i det atmosfæriske tryk. Eksterne laster optages i ruden gennem koblingseffekten mellem de enkelte glas. Rudens styrke forøges således over for de eksterne laster i takt med, at antallet af glas forøges.

Påvirkningen fra de interne laster er betydelig, og skaber ind- og udbøjning af rudens glas i forhold til rudens luftmellemrum i takt med, at den totale luftafstand øges. Den væsentligste påvirkning er temperaturændringer i forhold til de temperaturer, ruden er produceret under - typisk mellem 15 og 20 Co

Om vinteren får kulden gassen i ruden til at fylde mindre. Dermed formindskes luftmellemrummet og det får glassene til at trække sig sammen. Omvendt ved stigende temperatur her udvider gassen i ruden sig og skaber konvekse glasoverflader. Temperaturændringerne er afhængige af U- og g-værdi. Om vinteren kan dette betyde ændringer på op til 20 Co og om sommeren op til 50 Co i forhold til produktionstemperaturen.

Belastninger på 3 lags ruder

For en 3-lags rude med 2 x 14 mm luftmellemrum får det følgende konsekvenser for de interne laster:

Temperaturændringer på 2 Co ændrer typisk trykket ca. 1 mbar svarerende til en højdeforskel på 8 m. En 3-lags rude udsættes således for en belastning på op til 30 mbar eller trykforskelle svarende til 240 m.

Variationer i barometerstanden påvirker også glassenes udbøjning. Normalt barometertryk er ca. 1040 mb, normalt lavtryk er ca. 970 mb og normalt højtryk ca. 1070 - en forskel på 100 mb. Forskellen mellem normal barometerstand og enten lav eller høj barometerstand svarer således til over 500 m højdeforskel. Hertil skal lægges eventuel højdeforskel mellem produktionsstedet og den endelige indbygningshøjde for ruden.

Summen af de klimatiske laster i form af temperaturforskelle og barometerstand udgør således en væsentlig belastning på ruden. Klimatisk er der ofte sammenfald mellem for eksempel høj barometerstand og høj temperatur. Dette betyder, at en 3-lags rude med 2 x 14 mm luftafstand om sommeren nemt kan få en intern belastning på over 60 mbar svarende til ca. 500 m højdeforskel.

Det er også vigtigt at bemærke, at barometertrykket, der genererer ind- og udbøjningen, er konstant uanset rudestørrelse. For en stor rude vil ud- og indbøjning derfor være fordelt over et større længde og har dermed mindre betydning. Omvendt har de små ruder grundet større stivhed ikke den samme ud- og indbøjning. Her kan der derfor være markant større spændinger i glas og forsegling.

Forseglingens påvirkning

Rudens forsegling bliver som glasset også påvirket af de interne laster. Forseglingens ydeevne afhænger af flere parmetre; Forseglingstype, afstandsprofilets geometri samt rudens indbygning. Silikone, polyuretan og polysulfid kan alle klare relativt høje belastninger op til 1Mpa - dog med varierende elasticitet som vist herunder i fig.1



Afstandsprofilens geometri, samt forseglingens placering i forhold til dette, har også en markant betydning for forseglingens vedhæftningsevne.

Herunder er vist forseglingens styrke og udvidelse, i forhold til to typiske afstandsprofiler ved brug af silikoneforsegling fig. 2 og 3.



Som det fremgår, opnås der næsten dobbelt så stor styrke ved kantkonstruktionen som i fig.3 frem for som i fig.2, hvor halvdelen af afstandsprofilen er omgivet af forsegling.

Rudens indbygning i vinduesrammen, bidrager også til forseglingens styrke over for de interne laster. Afhængig af glaslisternes type og monteringsmetode, samt glasbåndets komprimering vil bidraget herfra have varierende effekt.

På baggrund af valget af afstandsprofil, forsegling og indbygning i vinduesprofil vil der kunne opnås forskellige styrkeprofiler for kantkonstruktionen. Den aktuelle styrke for en given konstruktion skal derfor beregnes individuelt, for at man kan vurdere holdbarheden af forseglingen i en 3 lags rude.

Konklusion

Samlet set kan de klimatiske laster for små ruder være væsentlig større end de eksterne laster og udgøre en risiko for spontane brud i glas eller forsegling.

Glasafstanden spiller en stor rolle. Jo større afstand - jo større trykforskelle fordi volumen af rudemellemrummet bliver større. En 3-lags rude har typisk 50 – 100 % større volumen end en 2-lags rude. Dette betyder, at den nedre grænse for anvendelse af de enkelte glastykkelser, reduceres med minimum 25 % for en 3 lags rude med 2 x 14 mm luftafstand.

I en 3 lags rude skal de to yderste glas typisk optage effekten af de interne laster og ofte op til det dobbelte af tilsvarende laster på en 2 lags rude. Lasterne på de yderste glas i en 3 lags rude bliver større på grund af det større volumen samt effekten af den større energimæssige påvirkning fra U- og g værdi.

Påvirkningen af såvel glas som kantforsegling i 3-lags ruder kan reduceres ved at undgå små ruder samt reducere glasafstanden mest muligt. Beregninger viser, at effekten af de klimatiske laster er størst, når mindste kantlængde på ruden bliver mindre end 700 mm.




Andre artikler

Søgning

Her kan du søge efter specifik viden om glas

x

Modtag vores nyhedsbrev

Tilmeld nyhedsbrev