Moderne bouw stelt steeds hogere eisen aan de thermische isolatie van gebruikte materialen, met name ramen en deuren. Aluminium schrijnwerk, ooit vooral geassocieerd met een lage thermische isolatie, is dankzij technologische vooruitgang nu een materiaal dat voldoet aan de eisen van passieve en energiezuinige huizen. Dit artikel bespreekt de eigenschappen van aluminium, moderne technologieën die de thermische prestaties verbeteren en de installatie van aluminium schrijnwerk. Ook worden argumenten gegeven voor het gebruik van aluminium in energiezuinige bouwprojecten.

1. Inleiding

In een tijdperk van wereldwijde klimaatverandering en stijgende energieprijzen is de energie-efficiëntie van gebouwen een belangrijk thema. De Poolse bouwsector implementeert dynamisch normen en standaarden die een lager energieverbruik voor verwarming en koeling vereisen [1]. Energiezuinige en passieve gebouwen zijn oplossingen die warmteverlies minimaliseren door het gebruik van goed ontworpen en geconstrueerde buitenschil, inclusief ramen en deuren [2].

Ramen en deuren zijn traditioneel het zwakste punt in de isolatie van een gebouw en zijn verantwoordelijk voor tot wel 30% van het warmteverlies [2]. De keuze van het juiste schrijnwerk is daarom essentieel voor het behalen van de opgegeven energieprestatie. In deze context vereist aluminium, als materiaal met een hoge thermische geleidbaarheid, het gebruik van geavanceerde ontwerp- en technologische oplossingen om aan deze eisen te voldoen [3].

2. Aluminium als materiaal voor schrijnwerk

Aluminium is een metaal met vele unieke fysische eigenschappen die het een aantrekkelijk materiaal maken voor de productie van ramen en deuren. Zijn lichtheid – een dichtheid van ongeveer 2,7 g/cm³ – maakt de productie mogelijk van lichtgewicht constructies die zowel zeer duurzaam als vormvast zijn [4]. De corrosie- en weersbestendigheid maakt langdurig gebruik mogelijk zonder frequent onderhoud, wat een belangrijk argument is voor investeerders [4].

Het probleem van aluminium is de hoge thermische geleidbaarheid, die in zuivere vorm ongeveer 210 W/(m·K) bedraagt, aanzienlijk hoger dan die van hout of PVC [5]. Zonder geschikte ontwerpoplossingen zouden aluminium kozijnen aanzienlijk warmteverlies en condensatie veroorzaken. Daarom zijn moderne aluminium profielen voorzien van zogenaamde thermische onderbrekingen van laaggeleidende kunststoffen, die het kozijn in tweeën delen en zo koudebruggen minimaliseren [5].

Dankzij deze technologieën krijgt aluminium een ​​tweede leven als materiaal voor energiezuinig schrijnwerk. De mogelijkheid om grote glasoppervlakken te creëren en een slank ontwerp dragen ook bij aan de esthetiek en het comfort van gebouwen [5].

3. Thermische parameters van aluminium schrijnwerk

De warmteoverdrachtscoëfficiënt (U) is de basismaat voor de beoordeling van de thermische isolatie van ramen en deuren. Voor aluminium kozijnen zonder thermische onderbrekingen kan de U-waarde hoger zijn dan 5 W/(m²·K), wat onaanvaardbaar is in energiezuinige bouw [6]. Door thermische onderbrekingen en hoogwaardige beglazing toe te passen, is het mogelijk deze waarde terug te brengen tot minder dan 1,0 W/(m²·K), en in het geval van passieve systemen zelfs tot 0,6 W/(m²·K) of minder [6].

Ter vergelijking: moderne houten of PVC-ramen hebben een U-waarde van 0,8–1,0 W/(m²·K). Aluminium ramen in combinatie met emissiearme beglazing en krypton- of argongas vormen daarom een ​​haalbaar alternatief op het gebied van thermische isolatie [6].

Een andere belangrijke parameter is de warmteoverdrachtscoëfficiënt van het gehele raam (Uw), inclusief het kozijn, het glas en het verbindingspunt met de muur. Dit bepaalt de uiteindelijke energie-efficiëntie van het raam onder reële omstandigheden [6].

4. Moderne technologieën in aluminium schrijnwerk

4.1 Thermische onderbrekingen en hun rol

Thermische onderbrekingen zijn een belangrijk onderdeel van modern aluminium schrijnwerk en verbeteren de isolerende eigenschappen aanzienlijk. Ze zijn gemaakt van materialen met een lage thermische geleidbaarheid, zoals glasvezelversterkt polyamide (PA6 GF30), dat een thermische geleidbaarheid heeft van ongeveer 0,28 W/(m·K) [7]. Geplaatst in aluminium profielen, scheiden deze onderbrekingen het binnenframe van het buitenframe, waardoor de metalen continuïteit effectief wordt verbroken en koudebruggen worden geminimaliseerd [8].

Het gebruik van thermische onderbrekingen vermindert niet alleen warmteverlies, maar voorkomt ook vochtcondensatie op binnenoppervlakken, wat cruciaal is voor het gebruikerscomfort en de duurzaamheid van de constructie. Een voorbeeld van een innovatieve oplossing zijn de gesplitste thermische onderbrekingen in Yawal-systemen, die het bimetaaleffect elimineren en vervorming van aluminium profielen door temperatuurverschillen voorkomen [9].

Moderne aluminium schrijnwerksystemen, zoals de MB-86N van Aluprof, zijn voorzien van brede, nieuw gevormde thermische onderbrekingen die de thermische isolatie aanzienlijk verbeteren. Bovendien sluit een tweecomponenten middendichting de ruimte tussen het raam en het kozijn perfect af en isoleert deze thermisch [10].

4.2 Low-E isolatieglas

Moderne energiezuinige ramen zijn standaard voorzien van isolatieglas met een lage-emissiecoating (Low-E). Deze coatings, gemaakt van dunne lagen metaaloxiden, reflecteren infraroodstraling en houden de warmte binnen het gebouw, terwijl zichtbaar licht erdoorheen kan.

Bovendien is de ruimte tussen de ruiten gevuld met edelgassen zoals argon of krypton. Argon, een goedkopere oplossing, verlaagt de U-waarde met ongeveer 17%, terwijl krypton, hoewel duurder, deze coëfficiënt tot 25% verlaagt ten opzichte van lucht [11].

In passieve huizen worden beglazingseenheden met drie of zelfs vier glasplaten gebruikt, wat zeer lage U-waarden (Ug) mogelijk maakt, variërend van 0,4 tot 0,5 W/(m²·K) [12][13].

4.3 Warme installatie – Eliminatie van koudebruggen

Warme installatie is een van de belangrijkste fasen in de installatie van ramen en deuren en bepaalt de uiteindelijke energie-efficiëntie van het gehele systeem. Het belangrijkste doel is het minimaliseren van koudebruggen op de overgang van kozijn naar muur, die bij traditionele installatie verantwoordelijk kunnen zijn voor maar liefst 15-20% van het warmteverlies [14].

Bij warme installatie worden uitgebreide oplossingen gebruikt, zoals dampdoorlatende tapes met instelbare dampdoorlatendheid, die voorkomen dat vocht de constructie binnendringt en waterdamp juist laten ontsnappen. Daarnaast worden speciale polyurethaanschuimen met een lage thermische geleidbaarheid en duurzame elastische afdichtingsmiddelen gebruikt om installatievoegen op te vullen en koude zones te elimineren die condensatie bevorderen [14].

Installatiefouten, zoals het onjuist vullen van voegen of het ontbreken van geschikte afdichtingen, behoren tot de belangrijkste oorzaken van verminderde thermische isolatie van schrijnwerk en de vorming van schimmel en vocht [15].

4.4 Slimme oplossingen en automatisering

In moderne, energiezuinige gebouwen worden steeds vaker automatische raam- en rolluikbedieningssystemen gebruikt, waardoor het gebruikerscomfort verbetert en het energieverbruik wordt geoptimaliseerd. Het regelen van ventilatie via kiepramen of het veranderen van de doorlaatbaarheid van glaspanelen met behulp van fotochromische coatings zijn voorbeelden van technologieën die energie-efficiëntie ondersteunen. De integratie van aluminium kozijnen met smarthomesystemen maakt eenvoudig beheer van deze functies mogelijk en verhoogt het comfort van het dagelijks gebruik van het gebouw [16].

5. Aluminium schrijnwerk en energie-efficiëntie van gebouwen

Modern aluminium schrijnwerk speelt, dankzij het gebruik van moderne technologieën, een sleutelrol in het verbeteren van de energie-efficiëntie van gebouwen. Dankzij innovatieve oplossingen zoals thermische onderbrekingen, driedubbele beglazing en afdichtingen met een lage thermische geleidbaarheid, bereiken aluminium ramen warmteoverdrachtscoëfficiënten (Uw) van minder dan 0,8 W/m²·K, waardoor ze zelfs geschikt zijn voor passiefhuizen. Bovendien maakt aluminium grote glasoppervlakken mogelijk, wat de lichtinval binnen verhoogt en het comfort verbetert, en tegelijkertijd een positieve invloed heeft op het microklimaat en de gezondheid van de bewoners. Qua duurzaamheid en bestendigheid tegen buitenomstandigheden overtreft aluminium andere materialen, wat zich vertaalt in lagere bedrijfskosten en een langere levensduur van het schrijnwerk [17].

6. De toekomst van aluminium schrijnwerk in energiezuinige bouw

Aluminium schrijnwerk in energiezuinige bouw ondergaat een dynamische transformatie, gedreven door technologische innovaties en een groeiend milieubewustzijn. Moderne materialen, zoals sterk isolerende composieten en fotokatalytische coatings, verbeteren de energieprestaties van schrijnwerk aanzienlijk, terwijl ze ook de duurzaamheid en esthetiek ervan verbeteren. Integratie met gebouwbeheersystemen (GBS) en de ontwikkeling van slimme glastechnologie maken dynamische aanpassing van de warmte- en lichttransmissie mogelijk, wat zich vertaalt in een geoptimaliseerd energieverbruik en verbeterd gebruikerscomfort [18].

Bovendien zullen wetswijzigingen en een groeiend milieubewustzijn onder investeerders de ontwikkeling en implementatie van oplossingen met superieure isolatieparameters en een lange levensduur stimuleren. Aluminium schrijnwerk van de toekomst zal geavanceerde technologieën combineren met ecologische verantwoordelijkheid, in lijn met de principes van duurzaam bouwen. Duurzaam bouwen is een aanpak die ernaar streeft de negatieve impact op het milieu te minimaliseren door efficiënt gebruik van hulpbronnen, een lagere uitstoot van broeikasgassen en het gebruik van milieuvriendelijke materialen [19].

Samenvatting

Hedendaagse energiezuinige en passieve bouw vereist het gebruik van schrijnwerk met zeer hoge isolatieparameters. Dankzij moderne technologieën zoals thermische onderbrekingen, emissiearme isolatieglas en een nauwkeurige, thermisch efficiënte installatie is aluminium schrijnwerk een concurrerend materiaal geworden op het gebied van energie-efficiëntie. Dit vermindert het warmteverlies aanzienlijk, wat zich vertaalt in lagere exploitatiekosten van gebouwen. Bovendien maakt aluminium schrijnwerk de bouw van grote glasoppervlakken mogelijk, wat het binnencomfort en de esthetiek verbetert. Moderne intelligente automatiseringssystemen en integratie met smart home-oplossingen ondersteunen verdere energie-optimalisatie. De toekomst van aluminium schrijnwerk hangt samen met de verdere ontwikkeling van materialen en technologieën, en met het groeiende milieubewustzijn van investeerders, wat aansluit bij het concept van duurzaam bouwen.

Referenties:

[1] Ministerie van Ontwikkeling en Technologie. Energie-efficiëntie van gebouwen. Gov.pl. https://www.gov.pl/web/rozwoj-technologia/efektywnosci-energetycznej-budynkow

[2] Designer’s Primer. De belangrijkste principes voor het ontwerpen van energiezuinige huizen. https://elementarzprojektanta.pl/najwazniejsze-zasady-projektowania-domow-energooszczednych

[3] Murator. Energiezuinige ramen – Wat u moet weten. Murator Monthly. https://miesiecznik.murator.pl/budowa/okna-energooszczedne_4626.html

[4] Murator. Energiezuinige ramen – Wat u moet weten. Murator Monthly. https://miesiecznik.murator.pl/budowa/okna-energooszczedne_4626.html

[5] Aluprof. Warme aluminium profielen – Overzicht van technologieën en technische parameters. https://aluprof.eu/pl/produkty/systemy-okienno-drzwiowe

[6] Muratordom.pl. Energiezuinige aluminium ramen – zijn aluminium ramen warm? https://muratordom.pl/budowa/okna/okna-aluminiowe-energooszczedne-czy-okna-aluminiowe-sa-cieple-aa-mmjp-aysB-ZL3X.html

[7] PoliamidPA6.pl. Polyamide met glasvezel PA6 + GF 30. https://poliamidpa6.pl/poliamid-z-wloknem-szklanym-pa6-gf-30/

[8] Skrawplast. Thermische onderbrekingen van polyamide met glasvezel. https://skrawplast.pl/przekladki-termiczne-z-poliamidu-z-wloknem-szklanym/

[9] Yawal S.A. Nieuwe, gedeelde thermische onderbrekingen die het bimetaaleffect elimineren! https://www.yawal.com/nowe-dzielone-przekladki-termiczne-eliminujace-efekt-bimetalu.html

[10] Aluprof S.A. MB-86N Raam- en deursysteem met thermische isolatie. https://aluprof.eu/producenci/oferta/systemy-okienno-drzwiowe/mb-86n-system-okienno-drzwiowy-z-izolacja-termiczna

[11] GEPERST GLAS. Edelgassen en thermische isolatie in ramen. https://www.pressglass.com/pl/gazy-szlachetne-i-izolacja-termiczna-w-oknach/

[12] De wereld van glas. Emissiviteit en Low-E gecoat glas. Deel 3: Toepassingen. https://swiat-szkla.pl/article/8167-emisyjnosc-a-szkla-powłóczane-niskoemisyjne-czesc-3-zastosowania

[13] De wereld van glas. Vormgeven aan de warmteoverdrachtscoëfficiënt in isolatieglas. https://swiat-szkla.pl/article/1996-ksztaltowanie-wspolmocnika-przenikania-ciepla-w-szybach-zespolonych

[14] De wereld van glas. Materialen gebruikt bij thermische raaminstallatie. https://swiat-szkla.pl/article/13396-materiay-stosowane-w-ciepym-montau-okien

[15] Czechowicz, M. Fouten bij de installatie van ramen – hoe voorkom je ze? De 10 meest voorkomende fouten. Murator.pl. https://muratordom.pl/budowa/okna/bledy-przy-montazu-okien-jak-uniknac-10-najczestszych-bledow-aa-7aPx-FASK-RqWL.html

[16] Slimme constructie. Automatisering van ramen en ventilatie in moderne woningen.

[17] YAWAL S.A. Energiezuinige aluminium ramen. Welke ramen kiest u voor een passiefhuis?

[18] De toekomst van glas: energiezuinige innovaties in vliesgevelsystemen. WellDone Inc.

[19] De toekomst van glas: energiezuinige innovaties in vliesgevelsystemen. WellDone Inc.

[20] https://www.welldoneinc.ca/energy-efficient-curtain-walls/ [19] Duurzaam bouwen – Geselecteerde aspecten. Izolacje.com.pl. https://www.izolacje.com.pl/artykul/ekologia-w-budownictwie/278039%2Cbudownictwo-zrownowazone-wybrane-aspekty