Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Wybrane aspekty doboru okien w budynkach

www.sxc.hu

Wśród działań ograniczających zużycie energii cieplnej do ogrzewania budynku najczęstsze jest zwiększanie termoizolacyjności przegród zewnętrznych, tj. ścian, stropodachów i okien. W przypadku ścian, stropów, stropodachów, podłóg na gruncie mechanizm powstawania strat ciepła związany jest z jego przenikaniem, dlatego działania termomodernizacyjne sprowadzają się najczęściej do zastosowania materiałów o niskim współczynniku przewodzenia ciepła λ < 0,05 W/(m·K).

Ponieważ przeszklenie okien jest w dużym stopniu przezroczyste dla promieniowania słonecznego, to okno może stanowić źródło ciepła. Rozważając zatem dobór okien w budynku, należy zwracać uwagę nie tylko na izolacyjność termiczną ich przeszklenia i profili elementów składowych ram okiennych, lecz także na zdolność do przepuszczania promieniowania słonecznego.

Niejednokrotnie generowane przez przegrodę przezroczystą zyski ciepła przewyższają straty ciepła. Chwilowe (tzn. sekundowe, godzinowe czy dzienne) przewagi zysków nad stratami nie są czymś nadzwyczajnym, a przez użytkowników budynków traktowane są nawet jako coś naturalnego. Uzyskanie przewagi zysków nad stratami w długich przedziałach czasowych (doba, tydzień, miesiąc, sezon grzewczy) wymaga jednak określonej wiedzy oraz umiejętności projektowych.

Miarą izolacyjności termicznej okna jest jego współczynnik przenikania ciepła Uw. Wyraża on ilość energii cieplnej, która w jednostkowym czasie, w warunkach ustalonego przepływu, przenika przez 1 m2 powierzchni okna, przy różnicy temperatur 1 K. Przenikanie jest efektem występowania składowych okna, które mogą je ograniczyć. Dotyczy to zwłaszcza konwekcji i radiacji. Tę pierwszą ogranicza się, wprowadzając do przestrzeni międzyszybowej gaz  szlachetny, np. argon, ksenon czy krypton. Skutkuje to obniżeniem współczynnika Ug dla szyby zespolonej jednokomorowej od 0,2 do prawie 0,5 W/(m2·K).

Radiację zmniejsza się przez stosowanie napylanych na szkło powłok niskoemisyjnych (powłok odbijających promieniowanie cieplne) od strony napływu ciepła. Zastosowanie tych zabiegów pozwala zredukować współczynnik przenikania ciepła przeszklenia Ug, składającego się z dwóch szyb, z 3,0 do blisko 1,0 W/(m2·K).

Na izolacyjność termiczną okna jako komponentu ma także wpływ izolacyjność jego ramy Uf. Ramy okienne wykonywane są najczęściej z profili drewnianych, aluminiowych i PVC. Na polskim rynku budowlanym dostępne są:

  • profile drewniane: jednorodne, jednorodne (obracane) na połączenie palczaste i warstwowo klejone (trzy- lub czterowarstwowe);
  • profile z tworzyw sztucznych: z włókna poliestrowo-szklanego (małogabarytowe) stosowane do produkcji stolarki okiennej o skrzydłach przesuwnych; z PVC: dwukomorowe, trzykomorowe, pięciokomorowe, sześciokomorowe, siedmiokomorowe (razem ponad 70 profili) stosowane do produkcji stolarki okiennej, witryn sklepowych, szklanych przybudówek (ogrodów zimowych);
  • profile z aluminium: z mostkiem termicznym (tzw. zimne), z przekładką termiczną mocowaną śrubami, z przekładką termiczną ze sztywnego tworzywa (razem ponad 30 profili) – stosowane do produkcji [1] stolarki okiennej, witryn sklepowych, szklanych przybudówek (ogrodów zimowych) oraz ścian kurtynowych (fasad szklanych);
  • profile mieszane (tzw. kompaktowe), drewno + tworzywo sztuczne + aluminium lub drewno + aluminium: stosowane do produkcji stolarki okiennej.

O izolacyjności najpopularniejszych profili PVC decyduje przede wszystkim ich geometria, liczba i ewentualne wypełnienie komór materiałem termoizolacyjnym. Obecny standard – profil pięciokomorowy – ma już swoich następców – profile sześcio- i siedmiokomorowe. Wartość współczynnika przenikania ciepła (Uw) przegrody przezroczystej (okna) kształtuje się zwykle między wartościami współczynników przenikania ciepła ramy i oszklenia, ale zawsze bliżej wartości większej. Wpływ zmiany współczynnika przenikania ciepła szyb Ug oraz ram Uf na współczynnik przenikania ciepła dla okna Uw przedstawiono w tabeli 1.

Obliczenie współczynnika Uw wykonano według normy PN-EN ISO 10077-1:2002 [1]:

gdzie:

Ug – współczynnik przenikania ciepła szyby,

Uf – współczynnik przenikania ciepła ramy,

Af – pole powierzchni ramy okiennej,

Aw – pole powierzchni okna,

Ag – pole powierzchni szyby w oknie,

lg – całkowity widoczny obwód oszklenia,

Ψg – liniowy współczynnik przenikania ciepła wynikający z połączonych efektów cieplnych szyby, rozpórki i ramy.

Przykładowe współczynniki Ψg dla dostępnych na rynku okien w zależności od przyjętej ramy zestawiono w tabeli 2. Na bilans ciepła przegrody przezroczystej Qh składają się straty i zyski ciepła, które w sezonie grzewczym oblicza się z przedstawionych wzorów według normy PN-B -02025:2001 [2]:

gdzie:

Qzo – straty ciepła przez okno w sezonie grzewczym:

Qs – zyski ciepła od słońca przez okno w sezonie grzewczym:

(m) – numer kolejnego miesiąca w sezonie grzewczym,

Uw – współczynnik przenikania ciepła okna,

Ti – temperatura powietrza w pomieszczeniu;

Ti = 20°C,

Te(m) – temperatura powietrza zewnętrznego w m-tym miesiącu [°C],

Ld(m) – liczba dni grzewczych w m-tym miesiącu [doby],

Lk(m) – liczba dni kalendarzowych w m-tym miesiącu [doby],

S(m) – suma miesięczna całkowitego promieniowania słonecznego na jednostkę powierzchni w m-tym miesiącu [Wh/m2], TR – współczynnik przepuszczania promieniowania słonecznego szyb,

zg – współczynnik zaszklenia okna,

Z – współczynnik zacienienia elewacji.

O ile o wielkości strat ciepła przez okno decyduje przede wszystkim jego współczynnik przenikania ciepła, o tyle do określenia zysków cieplnych od promieniowania słonecznego wymagana jest znajomość kilku parametrów: współczynnika przepuszczania promieniowania słonecznego szyb TR, współczynnika zaszklenia okna zg oraz współczynnika zacienienia elewacji Z.

Współczynnik TR określa, jaka część miesięcznej sumy całkowitego promieniowania słonecznego przenika przez powierzchnię okna do wnętrza pomieszczenia. Dla szyby zespolonej jednokomorowej przyjmuje się przeważnie wartości TR od 0,77 przy Ug = 2,6 W/(m2·K) do 0,62 dla Ug = 1,1 W/(m2·K). 

Bilans cieplny stolarki okiennej

Właściwości i rodzaje nowoczesnych okien

Ocena energetyczna stolarki budowlanej

Wybrane aspekty doboru okien w budynkach

Analiza stolarki okiennej i drzwiowej na potrzeby termomodernizacji 

W przypadku braku szczegółowych danych dotyczących TR wartości obliczeniowe można znaleźć w normie PN-B-02025:2001 [2]. Podano w niej również zasady ustalania wartości współczynnika zacienienia elewacji Z. Niestety, nie uwzględniono możliwości zacienienia okna wskutek jego głębokiego osadzenia w ościeżach, które może doprowadzić do przeszacowania zysków od promieniowania słonecznego. Przeprowadzone symulacje dla okna 150×150 cm (szerokość ramy i słupka przyjęto równe 12 cm, zg = 0,6405) potwierdziły możliwość zacienienia okna w następujących miesiącach: wrześniu, październiku, marcu i kwietniu (tabela 3).

Średnie wartości współczynnika zacienienia Z w godz. 10–14 (na ten przedział czasowy przypada ok. 90% promieniowania słonecznego) dla elewacji południowej i środkowego dnia miesiąca przedstawiono w tabeli 3. Zacienienie od ościeży może ograniczyć powierzchnię „grzejną” okna nawet do 26% (kwiecień – głębokość 0,3 m). Pogrubioną czcionką zaznaczono wartości zacienienia, gdy pozostawało ono w obrębie ramy okiennej.

LITERATURA

  1. PN-EN ISO 10077-1:2002 „Właściwości cieplne okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część 1: Metoda uproszczona”.
  2. PN-B-02025:2001 „Obliczanie sezonowego zapotrzebowana na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego”.
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 11/12/2008

Komentarze

(1)
Cia | 24.06.2013, 08:32
Dzieciaki w szkole mają obiday jednodaniowe, ale to pikuś. Najfajniej będzie jak przyjdzie sezon grzewczy a piece nie naprawione. A z drugiej strony, to kompetencja osoby podejmującej decyzje w tej sprawie jest porażająca. Dziś czytałem artykuł w necie o wybuchu gazu w szkole gdzieś na południu Polski 3-piętrowy budynek zawalił się, cudem nie było ofiar, halo, może czas się obudzić????
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Przepis na idealnie gładkie i naturalnie białe ściany »


Szybko znajduj ukryte usterki i skracaj czas diagnostyki... ZOBACZ »


Szybki montaż stropu – jak to zrobić »

Jak dobrać optymalną elewację do budynku?

Różne wysokości konstrukcyjne stropów i różne rozstawy...
czytaj dalej »

Począwszy od wyboru rodzaju budynku, w pierwszym kroku, w kolejnych wskaż... czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji dachu?

Potrzebny Ci wysokiej jakości tynk?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Tego typu materiałów poszukują najbardziej wymagający użytkownicy, ceniący estetykę, funkcjonalność, bezpieczeństwo oraz... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...  czytaj dalej »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacji instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych »

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... czytaj dalej »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Jak zapewnić dobrą wibroakustykę budynku?

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów. czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Ilość energii jaką jest w stanie „wyprodukować” dany system fotowoltaiczny, zależy...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Planujesz wymianę dachu? Sprawdź »


Dzięki lekkości dachówek nie ma potrzeby wzmacniania Twojej starej struktury dachowej. W niektórych przypadkach jest nawet... ZOBACZ »


Żaluzje zewnętrzne - dlaczego warto je zamontować?

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

To doskonała inwestycja, która nie tylko podnosi wartość budynku mieszkalnego...
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

dr inż. Jerzy Szyszka
dr inż. Jerzy Szyszka
Jerzy Szyszka pracuje jako adiunkt na Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Rzeszowskiej. Jest autorem lub współautorem ponad 50 publikacji krajowych i zagranicznych, w tym 5... więcej »
dr inż. Aleksander Antoni Starakiewicz
dr inż. Aleksander Antoni Starakiewicz
Jest adiunktem na Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Rzeszowskiej. Jest autorem opracowania książkowego „Fizyka budowli w zadaniach”, a także autorem i współautorem wielu a... 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 »
6/2020

Aktualny numer:

Izolacje 6/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tynki renowacyjne
  • - Potencjał i funkcje dachów zielonych w miastach
Zobacz szczegóły
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Trudno wyobrazić sobie nowoczesny dom bez jego wizytówki, czyli balkonu lub tarasu. Elementy te stanowią dodatkową powierzchnię, która pozwala na chwilę oddechu na...
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

.