Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 1/2017 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Parametry cieplne wieloskrzydłowej stolarki okiennej w budynkach mieszkalnych

Thermal performance of multi-wing window joinery in residential buildings
Jak zmienia się wartość współczynnika przenikania ciepła wieloskrzydłowej stolarki okiennej w budynkach mieszkalnych w zależności od powierzchni okna, liczby skrzydeł w oknie, szerokości elementów ramy itp.?
Jak zmienia się wartość współczynnika przenikania ciepła wieloskrzydłowej stolarki okiennej w budynkach mieszkalnych w zależności od powierzchni okna, liczby skrzydeł w oknie, szerokości elementów ramy itp.?
www.pixabay.com

Okna o większej ilości skrzydeł charakteryzują się zwykle wyższą, mniej korzystną, wartością współczynnika przenikania ciepła niż okna jednoskrzydłowe. Wiąże się to przede wszystkim ze zwiększeniem powierzchni ramy okiennej i długości mostka termicznego na styku szkło–rama oraz zmniejszeniem powierzchni szklonej okna. Ostatecznie potwierdzić tę tezę można jednak poprzez prawidłowo zaplanowane i realizowane badanie.

Zarówno w specjalistycznej literaturze, jak i w materiałach marketingowych producentów stolarki okiennej bardzo trudno doszukać się charakterystyki cieplnej okien wieloskrzydłowych (wielokwaterowych). Zazwyczaj podane są informacje (czasem pojedyncze wyliczenia) dla okna standardowego, czyli okna jednoskrzydłowego o wymiarach 1,23×1,48 m.

W numerze 4/2017 "IZOLACJE" opublikowano artykuł pod tytułem "Analiza parametrów cieplnych współczesnej stolarki okiennej", dotyczący analizy współczynnika przenikania ciepła stolarki okiennej w zależności od czynników geometrycznych i fizyko-technicznych, w którym opracowano czteroczynnikowy model matematyczny dla najprostszego wariantu - stolarki okiennej jednoskrzydłowej [1]. We wspomnianym artykule nie rozpatruje się zmiennej liczby skrzydeł i w związku z tym opracowany model ma ograniczone możliwości do oceny współczynnika Uw okien. W niniejszej pracy zaprezentowano zasady opracowania pięcioczynnikowego modelu matematycznego współczynnika przenikania ciepła stolarki okiennej przy zmiennej liczbie skrzydeł.

ABSTRAKT

W artykule przedstawiono analizę współczynnika przenikania ciepła wieloskrzydłowej stolarki okiennej w budynkach mieszkalnych w zależności od powierzchni okna, liczby skrzydeł w oknie, szerokości elementów ramy, współczynnika przenikania ciepła powierzchni szklonej oraz współczynnika przenikania ciepła ramy. Analiza została wykonana w oparciu o deterministyczny model matematyczny omówionej zależności, opracowany na podstawie wyników z eksperymentu obliczeniowego. Informacja może być przydatna dla studentów, naukowców, projektantów i konsumentów stolarki okiennej.

Thermal performance of multi-wing window joinery in residential buildings

The article presents the analysis of heat transfer coefficient values for multi-wing window joinery in residential buildings according to the surface area of the window, the number of wings in the window, the width of the frame components, and the heat transfer coefficient values for  glazed surfaces and frames. The analysis was based on a deterministic mathematical model of the relationship concerned, based on the results of a computational experiment. This information can be useful for students, scientists, designers and consumers of window joinery.

Celem artykułu jest analiza współczynnika przenikania ciepła wieloskrzydłowej stolarki okiennej wykonanej z PCW w zależności od:

  • powierzchni okna,
  • liczby skrzydeł w oknie,
  • szerokości elementów ramy,
  • współczynnika przenikania ciepła powierzchni szklonej
  • a także współczynnika przenikania ciepła ramy z oceną stopnia i charakteru wpływu tych czynników oraz określeniem ich wartości optymalnych na podstawie opracowanego deterministycznego modelu matematycznego.

Współczesne okna wieloskrzydłowe

Zasadniczym elementem konstrukcyjnym, który odróżnia okna jednoskrzydłowe od wieloskrzydłowych, jest słupek okienny. Można go nazwać swoistą cechą podziału okna. Po otwarciu skrzydeł to właśnie on wskazuje, jak przebiega podział ościeżnicy okiennej (pionowy lub poziomy).

W przypadku okien wielokwaterowych (gdy okno podzielone jest na pola poziome lub pionowe i poziome) charakterystyczne są szprosy bądź szczebliny. Są to elementy poprzeczne zamocowane w ościeżnicy dzielące skrzydła na mniejsze pola.

Czytaj też: Energetyczno-ekonomiczny aspekt okien w budynkach niskoenergetycznych >>>

W stolarce okiennej kilkudzielnej osadzone obok skrzydła mogą być przedzielone słupkiem stałym lub ruchomym. Istnieje także opcja bezsłupkowa, kiedy skrzydło przymyka się jedno na drugie.

W przypadku okien z ramą wykonaną z drewna bez słupka stałego można wyróżnić skrzydła

  • przymykane (nachodzą od zewnątrz),
  • a także przymykowe (nachodzą dzięki wykorzystaniu specjalistycznego profilu nazywanego listwą przymykową).

Wykorzystywane w oknach wielokwaterowych szprosy można podzielić na dwie zasadnicze grupy: szprosy konstrukcyjne albo imitacje. Pierwsze pełnią rolę podobną do słupków pionowych. Drugie służą zaś do osiągnięcia efektów estetycznych. Montuje się je dwojako albo przykleja się je do tafli szyby, albo wmontowuje się wewnątrz pakietów szybowych.

W literaturze niezwykle trudno jest odnaleźć dane odnośnie współczynnika Uw okna wielokwaterowego.

TABELA 1. Współczynnik przenikania ciepła okna składającego się z różnej ilości kwater [źródło: strona internetowa: www.cieplej.pl.]
TABELA 1. Współczynnik przenikania ciepła okna składającego się z różnej ilości kwater [źródło: strona internetowa: www.cieplej.pl.]

W TAB. 1 zamieszczono informacje z zasobów Dolnośląskiej Agencji Energii i Środowiska [2], w których przedstawione są dane dla okien kwaterowych o wymiarach jedynie 1,80×2,40 m.

  • Przedostatni wiersz TAB. 1 mówi o wysokości współczynnika przenikania ciepła dla takiego okna.
  • Ostatni wiersz informuje, jakim procentem współczynnika przenikania ciepła okna jednokomorowego jest analizowane okno o odpowiednio zwiększonej liczbie komór.

Przytoczone dane pokazują, że współczynnik U, przy niezmiennych wartościach Ug, Uf i ψ, rośnie wraz ze zwiększającą się liczbą komór:

  • dla okna jednokomorowego, przy zadanych warunkach, wynosi 1,1 W/(m2·K),
  • natomiast dla okna ośmiokomorowego o takich samych wymiarach wzrasta już do 1,38 W/(m2·K), czyli wynosi aż o 25% więcej [2].

Dane te mają jednak charakter orientacyjny i są bardzo przybliżone dla innych warunków, ponieważ brakuje jakichkolwiek zależności lub informacji o współoddziaływaniu i charakterze wpływu na współczynnik U wielu innych istotnych czynników.

Badane warianty okien wieloskrzydłowych

W budynkach mieszkalnych rozmiary okien są ograniczone gabarytami pomieszczeń i warunkami bezpieczeństwa. W związku z tym wysokość okien zwykle nie przekracza 1,50 m. Szerokość okien waha się w dużym zakresie, nawet od 0,60 m do 2,40 m. W oknach tych bardzo rzadko stosuje się poziome rygle. Jedynie mogą występować pionowe słupki, tworzące w oknie kilka skrzydeł.

Z uwzględnieniem najczęściej stosowanych rozmiarów okien oraz postawionego celu badania zostały wybrane następujące warianty stolarki okiennej:

  • wysokość (stała) - 1,48 m;
  • szerokość (zmienna) - od 1,20 m do 1,80 m;
  • liczba skrzydeł - do 1 do 3.
RYS. 1–3. Schemat badanych wariantów wieloskrzydłowej stolarki okiennej: jednoskrzydłowe (1), dwuskrzydłowe (2), trzyskrzydłowe (3); rys.: archiwa autorów (W. Jezierski, J. Borowska)
RYS. 1-3. Schemat badanych wariantów wieloskrzydłowej stolarki okiennej: jednoskrzydłowe (1), dwuskrzydłowe (2), trzyskrzydłowe (3); rys.: archiwa autorów

Schematy badanych wariantów okien podano na RYS. 1-3.

Do obliczania współczynnika przenikania ciepła stolarki okiennej wieloskrzydłowej najbardziej przydatna i oczywista jest składnikowa metoda oceny, opisana w normie PN-EN ISO 12631:2013-03 [3].

Metoda ta dzieli fragment przegrody na pola powierzchni o różnych właściwościach cieplnych, a całkowitą wartość współczynnika przenikania ciepła oblicza się za pomocą ważonych powierzchniowo wartości U elementów składowych z dodatkowymi członami korekcyjnymi, uwzględniającymi wzajemne oddziaływania cieplne między tymi elementami. Według tej metody dla przyjętych wariantów stolarki okiennej wieloskrzydłowej współczynnik przenikania ciepła Uw należy obliczać zgodnie z równaniem:

 

  (1)   

gdzie:

  • Ug, Uf, Um - współczynniki przenikania ciepła, odpowiednio: oszklenia, ramy, słupków okiennych,
  • ψf,m, ψg,f, ψg,m - liniowe współczynniki przenikania ciepła spowodowane połączonymi efektami cieplnymi elementów, odpowiednio: szklącego i ramy, szklącego i słupka, ramy i słupka okiennego,
  • lg,f, lg,m, lf,m - długość liniowego mostka cieplnego powstającego na styku, odpowiednio: szkła i ramy, szkła i słupka, ramy i słupka,
  • Ag, Am, Af - pole powierzchni, odpowiednio: oszklenia, słupków okiennych, ramy.

Odnosząc się do przedstawionego wzoru (1), autorzy stworzyli algorytm do wyliczania szukanego współczynnika przenikania ciepła okna Uw przy zmianie wartości wybranych czynników, który stanowił podstawę do opracowania modelu matematycznego.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 6/2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jakie właściwości ma pianobeton i gdzie się go stosuje?

ciepła belka montażowa

Zastosowany w miejsce chudego betonu poprawia izolacyjność podłóg i posadzek na gruncie powodując oszczędność energii czytaj dalej »

 


Termomodernizacja - od czego zacząć?

Farby do wnętrz i elewacji - jakie powinny być?

Bardzo ważna przed podjęciem jakichkolwiek działań jest ocena stanu technicznego budynku podlegającego termomodernizacji. czytaj dalej » W 2002r. rynek farb fasadowych został zrewolucjonizowany przez farbę zolowo-krzemianową, która bazuje na całkowicie nowatorskiej koncepcji spoiw, dzięki czemu... czytaj dalej »

Wszystko, co warto wiedzieć o izolacji budynku »


Komfortowy i energooszczędny dom zapewnia swoim mieszkańcom izolację od gorąca, zimna, hałasu oraz... wysokich rachunków za ogrzewanie i klimatyzację czytaj dalej »

 


Jak oszczędzić podczas izolacji poddasza?

Co to jest polistyren ekstrudowany XPS?

Każdy chce oszczędzić. To dość oczywiste, nie trzeba tego udowadniać. Natomiast tylko niektórzy potrafią spojrzeć w przyszłość i przeanalizować swoje wydatki w perspektywie czasu, tak żeby naprawdę oszczędzić, a nie zapłacić później i to w nieprzewidzianym momencie. czytaj dalej » Dynamiczny rozwój rynku budowlanego i coraz bardziej restrykcyjne przepisy ukierunkowane na dbałość o otaczające nas środowisko powodują, że inwestorzy, projektanci i wykonawcy szukają proekologicznych, trwałych materiałów budowlanych wysokiej jakości. czytaj dalej »

Czego użyć do wykonania szczelnej izolacji dachu?

Istotnym elementem współczesnych powłok hydroizolacyjnych, pełniących znacznie bardziej złożone funkcje niż w przeszłości, są dziś także walory estetyczne i mechaniczne. czytaj dalej »


Jak efektywnie uszczelnić okna?

Jak poprawić komfort akustyczny budynku?

Przy ocieplaniu zapomina się o tym, że bardzo duży ubytek ciepła następuje w wyniku ubogiej lub źle położonej izolacji framugi okiennej...
czytaj dalej »

Czy wiesz, jakich materiałów użyć by podnieść izolacyjność akustyczną ścian? czytaj dalej »

Termomodernizacja pomoże w walce ze smogiem?

Smog to temat bardzo nośny w mediach, zwłaszcza w okresie zimowym, kiedy w powietrzu unoszą się "efekty" palenia byle czymczytaj dalej »


Planujesz wykonanie bądź modernizację dachu?

Jak wybrać płytę styropianową w systemie ETICS?

Obecnie uszczelnienie co piątego dachu płaskiego oraz co piąta termoizolacja na krokwiach...
czytaj dalej »

Jakość izolacyjności termicznej systemu ETICS, zależy od materiału termoizolacyjnego, użytego w tym systemie. czytaj dalej »

Jak obliczać wymiary oraz parametry izolacji technicznych dla różnych systemów?

Skorzystaj z rozwiązań online i sprawnie wykonuj obliczenia na większości urządzeń! czytaj dalej »

prof. dr hab. inż. Walery Jezierski
prof. dr hab. inż. Walery Jezierski
Walery Jezierski ukończył Wydział Architektury Brzeskiego Państwowego Instytutu Inżynieryjno-Budowlanego w specjalności budownictwo miejskie. Pracuje w Katedrze Gospodarki Przestrzennej i Budowni... więcej »
mgr inż. Joanna Borowska
mgr inż. Joanna Borowska
Joanna Borowska ukończyła Wydział Budownictwa na Politechnice Białostockiej. Jest doktorantką PB. więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
9/2018

Aktualny numer:

Izolacje 9/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Detale w konstrukcji dachów zielonych
  • - Skażenia mikrobiologiczne na elewacjach
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.