Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Wpływ sposobu osadzania stolarki okiennej na współczynnik przenoszenia ciepła ściany osłonowej z oknem

To, jak okno zostanie zamontowane, wpływa na bilans energetyczny całego budynku.
To, jak okno zostanie zamontowane, wpływa na bilans energetyczny całego budynku.
Ytong

Osadzenie okna w ścianie zewnętrznej nie jest czynnością trudną technicznie, zwłaszcza dla fachowców. Jednakże trzeba pamiętać, że to, jak okno zostanie zamontowane, wpływa na bilans energetyczny całego budynku. Dzieje się tak dlatego, że na wartość bilansu oddziałują nie tylko właściwości samego okna, duże znaczenie ma również utworzone połączenie na styku ościeżnica–ościeże okna. Ciągle udoskonala się metody montażu okien w ścianach, by w możliwie największym stopniu zmniejszyć wpływ liniowego mostka cieplnego po obwodzie ramy okiennej i możliwie najbardziej zredukować wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła ψ tego mostka.

Problem liniowych mostków termicznych należy rozwiązać już na etapie projektowania budynku. Zminimalizowanie liczby mostków w konstrukcji można osiągnąć poprzez uniknięcie uszkodzenia warstwy izolacji w przegrodach zewnętrznych i na ich połączeniach [1]. Ważne jest także prawidłowe umiejscowienie okien w ścianach. W tym celu należy poprawnie wybrać miejsce montażu okna w przegrodzie (w zależności od jej konstrukcji), później należy wykorzystać odpowiednie materiały izolacyjne i uszczelniające, a zakończyć na ich właściwym wykorzystaniu.

Zgodnie z zaleceniami Krajowej Agencji Poszanowania Energii [1] okna w ścianie zewnętrznej można osadzać w następujący sposób:

  • w ścianie trójwarstwowej z izolacją cieplną wewnątrz - w strefie warstwy dociepleniowej,
  • w ścianie dwuwarstwowej i izolacją termiczną na zewnątrz muru - przed licem muru lub w licu muru,
  • w ścianie pełnej (jednowarstwowej) bez izolacji cieplnej - w połowie grubości przegrody.

Do oceny doskonałości utworzonego połączenia na styku ościeżnica–ościeże okna należy dokładnie określić wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła ψ. W tym celu stosuje się albo specjalistyczne programy komputerowe, albo katalogi mostków cieplnych. Metodyka obliczeń stosowana w programach komputerowych powinna być zgodna z normą PN-EN ISO 10211 [2]. Ważne, by nie operować wartościami zawartymi w normie PN-EN ISO 14683 [3], gdyż mają one charakter orientacyjny i są obarczone bardzo dużym błędem (nawet do 50%) [1].

Do tej pory do obliczeń współczynnika ψ liniowych mostków termicznych stosowało się program EUROKOBRA. W pracy Prusakiewicza [4] podano przykład obliczenia dla stolarki okiennej w warstwie izolacji oraz z izolacją nachodzącą na ramę okienną, dla którego współczynnik ψ wynosi 0,01 W/(m·K).

Do obliczeń mostków termicznych z wykorzystaniem założeń normy PN-EN ISO 10211 [2] należy stosować program Therm. Według Krajowej Agencji Poszanowania Energii [1] dla okna zmontowanego równo z zewnętrzną krawędzią ściany nośnej z izolacją, która nachodzi na ramę okienną na 3-4 cm (RYS. 1-3), obliczenia za pomocą programu Therm pozwoliły uzyskać współczynnik ψ na poziomie 0,023 W/(m·K). Natomiast dla okna zmontowanego w warstwie izolacji poza ścianą nośną, gdzie izolacja nachodzi na ramę okienną na ok. 3-4 cm (RYS. 4-6), wartość współczynnika ψ wynosi nawet do 0,008 W/(m·K) [1].

Czytaj też: Wytyczne prawidłowego montażu izolacji w stolarce okiennej >>>

RYS. 1–3. Warianty osadzania stolarki okiennej: okno zmontowane równo z zewnętrzną krawędzią ściany nośnej, izolacja cieplna nachodzi na ramę okienną na ok. 3–4 cm: model (1), izotermy (2), rozkład temperatur (3); rys.: [1] RYS. 4–6. Warianty osadzania stolarki okiennej: okno zmontowane w warstwie izolacji termicznej poza ścianą nośną; izolacja nachodzi na ramę okienną na 3–4 cm: model (4), izotermy (5), rozkład temperatur (6); rys.: [1]
RYS. 1-3. Warianty osadzania stolarki okiennej: okno zmontowane równo z zewnętrzną krawędzią ściany nośnej, izolacja cieplna nachodzi na ramę okienną na ok. 3-4 cm: model (1), izotermy (2), rozkład temperatur (3); rys.: [1] RYS. 4-6. Warianty osadzania stolarki okiennej: okno zmontowane w warstwie izolacji termicznej poza ścianą nośną; izolacja nachodzi na ramę okienną na 3-4 cm: model (4), izotermy (5), rozkład temperatur (6); rys.: [1]

Jak widać z przytoczonych danych, podstawowy parametr charakteryzujący sposób osadzania okien wykonanych z PCV, czyli liniowy współczynnik przenikania ciepła ψ, waha się w wąskim zakresie na poziomie 0,008-0,023 W/(m·K). Niestety, do tej pory nie przedstawiono ogólnie dostępnych badań, w których zostałby oszacowany wpływ powstałych liniowych mostków cieplnych na granicy ościeżnica–ościeże na przenoszenie ciepła w ścianach zewnętrznych. Jest to ważna kwestia, wpływająca na końcowy bilans energetyczny całego budynku, zatem należy ją poddać rozważaniom.

Abstrakt

W artykule przeanalizowano wpływ sposobu osadzania stolarki okiennej, scharakteryzowanego liniowym współczynnikiem przenikania ciepła mostka cieplnego na granicy rama–ściana, na współczynnik przenoszenia ciepła ściany osłonowej z oknem o zmiennej powierzchni i konfiguracji, wykonanym z PVC. Zbiór danych do analizy uzyskano przy realizacji eksperymentu obliczeniowego. Analiza wykonana została na podstawie opracowanego deterministycznego modelu matematycznego opisującego tę zależność. Informacja może być przydatna dla projektantów, naukowców, producentów i konsumentów stolarki okiennej.

The influence of the installation of window frames on the heat transfer coefficient of the curtain wall with the window

The article analyses the influence of the manner of the installation of window frames, characterised by a linear heat transfer coefficient curve of a thermal bridge on the frame-wall boundary, on the heat transfer coefficient of the curtain wall with a PVC window with a variable surface area and configuration. The data set for the analysis was obtained in course of the implementation of a computational experiment. The analysis was made on the basis of a developed deterministic mathematical model describing this relationship. This information can be useful for designers, scientists, producers and consumers of window frames.

Dlatego też celem niniejszego opracowania jest analiza wpływu sposobu osadzania stolarki okiennej, scharakteryzowanego liniowym współczynnikiem przenikania ciepła mostka termicznego na granicy rama–ściana, na współczynnik przenoszenia ciepła ściany osłonowej z oknem o zmiennej powierzchni i konfiguracji, wykonanym z PVC. Analiza wykonana została na podstawie opracowanego deterministycznego modelu matematycznego opisującego tę zależność.

Metoda obliczania współczynnika przenoszenia ciepła

Współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie ze strefy ogrzewanej do środowiska zewnętrznego w przegrodach budowlanych jest jedną z najważniejszych wielkości przy obliczeniach zapotrzebowania ciepła na energię użytkową w budynkach ogrzewanych. Charakteryzuje on przenoszenie ciepła przez fragment przegrody z polem powierzchni Aw, zawierający kilka elementów składowych. Dla ściany osłonowej z oknem, według PN-EN ISO 13789:2008 [5], współczynnik ten można obliczyć ze wzoru:

  (1)

RYS. 7. Schemat blokowy obliczania współczynnika przenoszenia ciepła Htr, gdzie: A1, A2, Aw - powierzchnia, odpowiednio: okna; ściany pełnej; ściany osłonowej z oknem; h1 - wysokość okna; b1 - szerokość okna; θ - proporcja okna; ψ1 – liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka liniowego na styku ramy okiennej i ściany pełnej; l1 - długość mostka liniowego na styku ramy okiennej i ściany pełnej; U1, U2 - współczynnik przenikania ciepła, odpowiednio, okna; ściany pełnej; btr,i - współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur (przyjęto btr,i = 1); rys.: archiwa autorów

gdzie:

btr,i - współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur,
Ai - pole powierzchni i-tej przegrody, [m2],
Ui - współczynnik przenikania ciepła i-tej przegrody, [W/(m2 · K)],
li - długość i-tego liniowego mostka cieplnego, [m],
ψi - liniowy współczynnik przenikania ciepła i-tego mostka liniowego, [W/(m·K)].

Z uwzględnieniem celu badania, elementów składowych ściany osłonowej z oknem i wzoru (1), dla określenia współczynnika przenoszenia ciepła Htr w eksperymencie obliczeniowym autorzy wybrali trzy zmienne wejściowe i stworzyli algorytm, którego schemat blokowy pokazano na RYS. 7. Algorytm ten posłużył jako podstawa do opracowania autorskiego programu.

Badane warianty ściany osłonowej z oknem

RYS. 8–9. Schematy badanych wariantów ściany osłonowej z oknem ze zróżnicowanym polem powierzchni (8) oraz ze zróżnicowanymi proporcjami wymiarów (9); rys.: archiwa autorów (W. Jezierski, J. Borowska)
RYS. 8-9. Schematy badanych wariantów ściany osłonowej z oknem ze zróżnicowanym polem powierzchni (8) oraz ze zróżnicowanymi proporcjami wymiarów (9); rys.: archiwa autorów

Rozmiary współczesnych okien ograniczone są gabarytami pomieszczeń. Współczesne technologie montażu stolarki okiennej z PVC pozwalają stosować okna z szerokim zakresem zmienności ich rozmiarów i proporcji.

W badaniu jako fragment ściany osłonowej przyjęto odcinek ściany o rozmiarze 2,70×3,60 = 9,72 m2.

Z uwzględnieniem najczęściej stosowanych rozmiarów okien zostały wybrane następujące warianty stolarki okiennej:

  • powierzchnia - od 1,20 m2 do 3,60 m2;
  • proporcje (stosunek wysokości okna do jego szerokości) - od 0,3333 do 1.

Liczba skrzydeł nie miała znaczenia, ponieważ wpływają one na współczynnik przenikania ciepła okna, który przyjęto w badaniu jako parametr stały. Schematy badanych wariantów okien podano na RYS. 8-9.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

[stolarka okienna, okna, montaż okien, montaż okna, ściana osłonowa z oknem, fizyka budowli, projektowanie budynków, ściana osłonowa, współczynnik przenikania ciepła, mostki termiczne, osadzanie okien]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 6/2018

Komentarze

(1)
Patryk D. | 16.02.2019, 20:09
Szanowni Państwo,
Prosiłbym o pomoc. Kupiłem mieszkanie u dewelopera gdzie wg dokumentacji wykonawczej okna były w całości wysunięte na konsolach w warstwę izolacji. Generalny wykonawca chcąc oszczędzić na sposobie montażu zgodził się na zmianę sposobu montażu na wysuniecie okna jedynie około 3cm w warstwę izolacji. Czy jest możliwość obliczenia liniowego mostka termicznego dla takiego oszczednosciowego wariantu i określenie jak to się przekłada na bilans energetyczny? Chciałbym rozmawiać z deweloperem o ewentualnej rekompensacie z tego tytułu.

Z góry dziękuję za odpowiedź.
Pozdrawiam
Patryk
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Jak poprawnie obliczać koszty materiałów?

Kalkulator materiałowy jest aplikacją umożliwiającą obliczenia zużycia produktów. czytaj dalej »

 


Ile kosztuje strop? Jaki strop wybrać? Bezpłatna wycena online »

Przekonaj się! Wystarczy poświęcić kilka minut na wybór i wycenę odpowiedniego stropu czytaj dalej »

 


Kleje i fugi do płytek - to musisz wiedzieć »

Jak uniknąć kosztów związanych z renowacją ścian?

Przeczytaj, zanim zdecydujesz się na zakup konkretnego materiału. czytaj dalej » W klimacie, w którym zanieczyszczenie powietrza i warunki klimatyczne powodują ciągłe brudzenie ścian... czytaj dalej »

Dobierz najlepszy materiał ociepleniowy. Sprawdź »


Ocieplenie powinno być trwałe i odporne na niekorzystne oddziaływanie czynników atmosferycznych... ZOBACZ »


Alternatywa dla tradycyjnych materiałów izolacyjnych »

Szukasz odpowiedniego materiału na podłogę? Zobacz »

Odporność na wodę, niepalność, wysoka odporność mechaniczna, niska waga oraz doskonałe parametry izolacyjne czynią je doskonałą...
czytaj dalej »

Być może wciąż zastanawiasz się czy Twoja firma powinna zainwestować w posadzki epoksydowe? Jeśli szukasz odpowiedniego materiału na podłogę w hali produkcyjnej... czytaj dalej »

Akustyczne płyty ścienne i sufitowe »

Energooszczędne płyty warstwowe z izolacją z wełny mineralnej o unikalnych właściwościach przeciwpożarowych i strukturalnych...  czytaj dalej »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Trwała elewacja w 4 krokach »

Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego...
czytaj dalej »

Dopasuj rozwiązanie do Twoich potrzeb w 4 KROKACH. Wybierz rodzaj wykonywach prac... czytaj dalej »

Jak przyspieszyć prace budowlane?

Zobacz, jak możesz zaoszczędzić czas (i pieniądze). Uzyskaj bezpłatną wycenę materiałów w 48 godzin!  czytaj dalej »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Izolacja natryskowa - to powinieneś wiedzieć »

Nawet minimalne nieprawidłowości związane z izolacją budynku mogą być odpowiedzialne za znaczne straty ciepła w przyszłości, a ewentualne błędy... czytaj dalej »

 



Jaka powinna być dobra hydroizolacja?

Skutecznie zabezpiecz budowane konstrukcje przed pożarem »

Fundamenty, elewacje, posadzki, garaże. Poznaj problemy i rozwiązania » czytaj dalej » Masywne elementy budowlane w starych obiektach często nie spełniają wymagań przeciwpożarowych określonych w obowiązujących przepisach. czytaj dalej »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »


W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... ZOBACZ »



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 »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
4/2019

Aktualny numer:

Izolacje 4/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Korozja ocieplonych fasad budynku
  • - Uszkodzenia styropianu grafitowego
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

.