Jakość szyb zespolonych stosowanych w budownictwie a eksploatacja pomieszczeń

Obecnie szyba zespolona jest podstawowym elementem konstrukcyjnym okna. W standardowym oknie dwudzielnym o wymiarach 1500×1500 mm powierzchnia szyb stanowi ok. 65% całkowitej powierzchni okna, a w takim samym oknie jednodzielnym aż 85% [1]. Taka powierzchnia oszklenia pozwala na lepsze doświetlenie pomieszczenia światłem dziennym.

Budowa i rodzaje izolacyjnej szyby zespolonej

Szyba zespolona jest podstawowym elementem współczesnych oszkleń. Jest to zespół składający się z co najmniej dwóch tafli szkła oddzielonych jedną lub kilkoma ramkami dystansowymi, hermetycznie uszczelniony wzdłuż obrzeża, stabilny mechanicznie i trwały [2]. Przestrzeń międzyszybowa wypełniona jest medium (powietrzem, gazami szlachetnymi). Z uwagi na liczbę komór występujących w szybie zespolonej, zwanych też przestrzeniami międzyszybowymi, dzieli się je na jedno- i dwukomorowe.

Na rys. 1–2 przedstawiono budowę jedno- i dwukomorowych szyb zespolonych.

Funkcje szyb zespolonych

Głównymi funkcjami szyb zespolonych są izolacyjność cieplna oraz ochrona przed hałasem.

Izolacyjność cieplna

Charakteryzowana jest przez współczynnik przenikania ciepła U. Szyba tym bardziej spełnia swoją funkcję izolacyjną, im wartości tego parametru są niższe. Izolacyjność cieplna szyb zespolonych zależy od zastosowanego oszklenia, rodzaju i ilości medium wypełniającego przestrzeń międzyszybową, a także liczby komór.

Lepszą izolacyjność zapewnia zastosowanie w zespoleniu szkieł niskoemisyjnych, a także większa liczba komór. Niższą wartość współczynnika przenikania ciepła mają szyby zespolone dwukomorowe, mimo to szyby jednokomorowe, które są lżejsze, cieszą się większym zainteresowaniem.

Na izolacyjność cieplną wpływa ponadto rodzaj zastosowanego gazu oraz jego ilość. Z uwagi na niższą od powietrza przewodność cieplną oraz stosunkowo niską cenę najpowszechniejsze zastosowanie ma argon, którego zawartość w przestrzeni międzyszybowej powinna wynosić min. 90% [8].

Ochrona przed hałasem

Hałas jest jednym z ważniejszych problemów współczesnego życia, ponieważ jego występowanie jest coraz powszechniejsze, a jest to zjawisko, które bardzo niekorzystnie wpływa na samopoczucie oraz zdrowie człowieka [9].

Niestety, nie zawsze mamy wpływ na źródło hałasu i często się zdarza, że dopuszczenie jego niskiego poziomu jest konieczne, aby można było zamieszkać w danym budynku. Dotyczy to głównie budynków mieszkalnych znajdujących się w dużych aglomeracjach miejskich, w okolicach dróg szybkiego ruchu bądź lotnisk. 

W takich sytuacjach bardzo dobrym rozwiązaniem jest zamontowanie szyb zespolonych o właściwościach dźwiękochłonnych. Takie szyby charakteryzują się asymetrią, tzn. grubość tafli szkła nie jest jednakowa. Ich przestrzeń międzyszybowa wypełniona jest gazami, które tłumią dźwięk. Dźwiękochłonność określana jest parametrem izolacyjności akustycznej Rw.

Jakość szyb zespolonych

Aby szyby zespolone spełniały swoją funkcję, ich jakość powinna być wysoka. Obecnie produkcja szyb zespolonych jest w większości wypadków w pełni zautomatyzowana, produkt ten jest więc coraz lepszej jakości.

By ją potwierdzić, szyby zespolone poddaje się badaniom sprawdzającym ich szczelność oraz określającym wartość współczynnika przenikania ciepła U i izolacyjności akustycznej Rw (są one różne w zależności od typu zespolenia).

Szczelność szyb zespolonych

Szyby zespolone poddawane są badaniom na zgodność z normą PN-EN 1279:2004, składającą się z sześciu arkuszy [2–7] i obowiązującą w naszym kraju od 1 marca 2007 r.

Zgodnie z PN-EN 1279-5+A2:2010 [6] w celu ustalenia, czy wyrób jest zgodny z definicją izolacyjnych szyb zespolonych, należy wykonać wstępne badanie typu, które powinno potwierdzić spełnienie wymagań podanych w poszczególnych arkuszach normy [10].

Do podstawowych badań, którym trzeba poddać szyby zespolone, należą: badanie przenikania wilgoci, badanie szczelności złącza szyby oraz badanie fizycznych właściwości uszczelnień obrzeży. Badania te omówione są w 2, 3, 4 i 6 arkuszu normy PN-EN 1279 [3, 4, 5, 7].

Współczynnik przenikania ciepła U

Parametr ten charakteryzuje przenikanie ciepła przez centralną część oszklenia, bez uwzględnienia efektów brzegowych, i określa stosunek gęstości ustalonego przenikania ciepła do różnicy temperatur środowiska z każdej strony oszklenia.

Wartość współczynnika przenikania ciepła U wyrażona jest w W/(m²∙K) [11]. W zależności od typu zespolenia przyjmuje on wartości od 0,4 do 2,6 W/(m²∙K).

W celu określenia oraz potwierdzenia, że dane zespolenie charakteryzuje się konkretną wartością współczynnika U, wykonuje się badania zgodnie z normą PN-EN 674:1999 [11].

Izolacyjność akustyczna R_w

Wyrażana jest różnicą pomiędzy całkowitą energią akustyczną padającą na przeszkodę i energią, która przeniknęła na drugą jej stronę. W przypadku okien parametr ten określa zdolność do tłumienia dźwięków zewnętrznych, a cecha ta warunkowana jest m.in. kombinacją grubości szyb, odległości między nimi, rodzajem szkła oraz obecnością gazu w zestawie szybowym.

Wartości izolacyjności akustycznej szyb zespolonych w zależności od ich konstrukcji mieszczą się w granicach R_W = 28–53 dB.

Izolacyjność akustyczna R_w wyznaczana jest na podstawie badań wykonanych z zastosowaniem norm PN-EN ISO 140-1:1999 [12] oraz PN-EN 20140-3:1999 [13].

Zalety wynikające ze stosowania szyb zespolonych

Są nimi oszczędność energii oraz poprawa komfortu użytkowania pomieszczeń. Oszczędność energii to z jednej strony obniżenie nakładów finansowych na eksploatację budynków przy zachowaniu odpowiedniego standardu ich użytkowania, z drugiej zaś to dbałość o środowisko naturalne. Mniejsze zużycie energii oznacza bowiem niższą emisję dwutlenku węgla do atmosfery.

Komfort użytkowania pomieszczeń wiąże się z odpowiednią temperaturą, jaka w nich panuje, a także z ochroną przed hałasem. Szyby zespolone, w których zastosowano szkło z powłokami niskoemisyjnymi, zimą ograniczają utratę ciepła, natomiast latem zmniejszają nagrzewanie się pomieszczeń. Zastosowanie z kolei szyb zespolonych o właściwościach akustycznych pozwala wyeliminować hałas pochodzący z zewnątrz budynku.

Wpływ szyb zespolonych na pomieszczenie spowodowany złą eksploatacją

Wadliwa eksploatacja pomieszczeń może być przyczyną ujemnego wpływu szyb zespolonych zarówno na stan obiektu, jak i na zdrowie jego użytkowników. Chodzi tu o warunki cieplno-wilgotnościowe w pomieszczeniu, które zależą w dużym stopniu od użytkowników. Zastosowanie okien z zamontowanymi energooszczędnymi szybami zespolonymi nie zwalnia ich od ogrzewania pomieszczeń, a jednocześnie wymaga sprawnie działającej wentylacji.

Optymalne warunki, jakie powinny panować w pomieszczeniu w zależności od pory roku, to temperatura 20–22°C i wilgotność 40–60% [14]. Wytwarzana w mieszkaniach wilgoć, np. podczas przyrządzania posiłków, kąpieli oraz podczas obecności mieszkańców, musi być usunięta z pomieszczenia.

W budynkach mieszkalnych w Polsce stosuje się prawie wyłącznie system wentylacji naturalnej, grawitacyjnej. Polega on na tym, że napływ świeżego powietrza następuje przez nieszczelności w stolarce okiennej w wyniku różnicy ciśnień wewnątrz i na zewnątrz. Usunięcie powietrza zużytego odbywa się również w sposób naturalny (z powodu różnicy gęstości powietrza cieplejszego i zimniejszego) przez kratkę wentylacyjną wywiewną (umiejscowioną w kuchni, łazience i ubikacji). Aby taki rodzaj wentylacji spełniał swoje zadanie, okna nie mogą być całkowicie szczelne [15].

Szczelność okna można wyrazić za pomocą współczynnika infiltracji, który przy wentylacji grawitacyjnej powinien zawierać się w granicach 0,5–0,9 m³/(m∙h∙daPa^2/3). W wypadku okien z tworzyw sztucznych i okien drewnianych z zamontowanymi uszczelkami współczynnik infiltracji wynosi 0,1–0,2 m³/ /(m∙h∙daPa^2/3), a więc może być nawet 9-krotnie niższy od wymaganego. Wbudowanie tak szczelnych okien prowadzi praktycznie do odcięcia możliwości napływu powietrza zewnętrznego, a więc w efekcie do zlikwidowania wentylacji [15]. Może to powodować, i bardzo często powoduje, powierzchniową kondensację wilgoci, która jest z czasem przyczyną powstawania pleśni na powierzchniach przegród zewnętrznych.

Przepisy określają [16], że ilość powietrza doprowadzanego do mieszkania lub domu musi być równa ilości powietrza usuwanego, przy czym nie może być mniejsza niż 20 m3 na osobę w ciągu godziny. Wyrównanie bilansu powietrza nawiewnego i wywiewanego zapewnia się obecnie dzięki montażowi nawiewników. Są to urządzenia, które doprowadzają do mieszkań świeże powietrze z zewnątrz oraz usuwają zanieczyszczone, podczas gdy okno jest zamknięte. 

Zgodnie z zasadami prawidłowej wentylacji powietrze świeże zewnętrzne powinno być doprowadzone [16] do wszystkich pokoi, skąd ma ono przepływać przez pozostałe pomieszczenia w kierunku kanałów wywiewnych. W związku z tym liczba zastosowanych nawiewników zależy od wartości całkowitego strumienia powietrza wentylacyjnego w całym domu.

Literatura

1. Materiał reklamowy firmy ROEL: www.oknaroel.pl/szybyzespolone.html
2. PN-EN 1279-1:2006, „Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 1: Wymagania ogólne, tolerancje wymiarowe oraz zasady opisu systemu”.
3. PN-EN 1279-2:2004, „Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 2: Długotrwała metoda badania i wymagania dotyczące przenikania wilgoci”.
4. PN-EN 1279-3:2004, „Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 3: Długotrwała metoda badania i wymagania dotyczące szybkości ubytku gazu oraz tolerancje koncentracji gazu”.
5. PN-EN 1279-4:2004, „Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 4: Metody badania fizycznych właściwości uszczelnień obrzeży”.
6. PN-EN 1279-5+A2:2010, „Szkło w budownictwie. Izolacyjne szyby zespolone. Część 5: Ocena zgodności”.
7. PN-EN 1279-6:2004, „Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 6: Zakładowa kontrola produkcji i badania okresowe”.
8. G. Plaze, „Czy istnieje różnica pomiędzy symbolami Ug (PN-EN ISO 10077) i U (PN-EN 674 i PN-EN 673), stosowanymi w normach budowlanych, które określają współczynnik przenikania ciepła szyby zespolonej?”, www.oknaidrzwi.pl.
9. A. Balon-Wróbel, A. Marczewska, Z. Pollak, „Rozeznanie możliwości uruchomienia nowych badań szkieł budowlanych zgodnie z normami Unii Europejskiej”, Praca statutowa, 2010.
10. A. Balon-Wróbel, B. Mazur, „Szyby zespolone – atrakcyjny materiał budowlany”, Prace ISCMOiB, nr 3/2009.
11. PN-EN 674:1999, „Szkło w budownictwie. Określenie współczynnika przenikania ciepła U. Metoda osłoniętej płyty grzejnej”.
12. PN-EN ISO 140-1:1999, „Akustyka. Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Wymagania dotyczące laboratoryjnych stanowisk badawczych bez przenoszenia bocznego”.
13. PN-EN 20140-3:1999, „Akustyka. Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Pomiary laboratoryjne izolacyjności od dźwięków powietrznych elementów budowlanych”.
14. „Wentylacja i klimatyzacja”, www.cieplej.pl.
15. W. Sarosiek, B. Sadowska, „Szczelność okien a przyczyny powstawania wilgoci i pleśni w mieszkaniach”, „Okno”, nr 2(49)/2007.
16. T. Michałowski, „Nawiewniki – fakty i mity (Część 1)”, „Świat Szkła”, nr 5/2009.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!