Standardy okien według WT 2021

Aby móc spełnić zaostrzone wymagania, producenci stolarki okiennej stale udoskonalają swoje technologie, w rezultacie czego tworzą wyroby o coraz lepszych właściwościach termicznych i technicznych.

Współczynnik przenikania ciepła okna U_w

Izolacyjność cieplna kompleksowego okna przede wszystkim zależy od izolacyjności cieplnej jego poszczególnych elementów, a także od ich geometrii. Zwrócić trzeba uwagę na: ramę (ościeżnicę) okienną, szybę (część szkloną), słupki, rygle i panele. Ważna jest także liczba skrzydeł (kwater) w pojedynczym oknie.

Dodatkowo wpływ na to, czy okno jest ciepłe, mają takie czynniki, jak:

• zastosowane osłony przeciwsłoneczne,
• rodzaj i jakość pakietu szklonego,
• współczynnik całkowitej przepuszczalności energii promieniowania słonecznego dla przezroczystej części okna g.

Warto także wspomnieć o poprawnym montażu okna, od którego zależy wpływ liniowego mostka cieplnego na styku ościeże–ościeżnica na końcową wartość współczynnika przenikania ciepła U_w okna.

Współczynnik przenikania ciepła U wyraża się w [W/(m²·K)]. Można go rozumieć jako ilość ciepła przenikającego w ciągu 1 godziny przez 1 m² przegrody (płaskiej), np. okna czy ściany, przy różnicy temperatur po obu stronach analizowanej przegrody o wartości 1°C (albo 1K).

Należy zaznaczyć, że współczynnik U mówi o tym, ile ciepła ucieka z przegrody, zatem właściwa jest jego jak najniższa wartość.

W TABELI 1 przedstawiono maksymalne dopuszczalne wartości współczynnika przenikania ciepła U_max dla stolarki okiennej i drzwiowej według WT 2017 i WT 2021.

Część szklona okna

Kupując nowe okna w standardzie WT 2021, należy zwrócić uwagę na kilka istotnych parametrów technicznych. Przede wszystkim jest to rodzaj pakietu szybowego. Obecnie na rynku dostępne są przeróżne okna, w których wykorzystywane są pakiety dwu- lub trzyszybowe z wypełnieniem gazem szlachetnym, np. argonem lub kryptonem.

Powszechnie stosuje się szyby jednokomorowe, jednak w myśl zasady, że wraz ze wzrostem ilości pakietów szklonych izolacyjność cieplna całego okna wzrasta, konsumenci decydują się na droższe pakiety szybowe, kilkukomorowe, zapewniające wyższe parametry cieplne całego okna. Ponadto należy zwrócić uwagę na powłoki niskoemisyjne znajdujące się na szybach. Dzięki zastosowaniu takiej powłoki, emisyjność szkła maleje kilkukrotnie, wzrasta zaś jego zdolność odbijania promieniowania UV długofalowego i poprawia się izolacyjność termiczna [2].

Ciekawostką może być fakt, że powłoki posiadające emisyjność na poziomie 1% odbija aż 99% padającego na nie promieniowania, co w znacznym stopniu eliminuje straty ciepła od promieniowania słonecznego.

W TABELI 2 pokazane zostały parametry kilku pakietów szybowych zespolonych w oparciu o emisyjność powłoki, rodzaj gazu szlachetnego i szerokość przestrzeni międzyszybowej [3].

Rama okienna

Bardzo duży wpływ na wartość wynikową współczynnika przenikania ciepła okna U_w ma współczynnik przenikania ciepła ościeżnicy.

Współczynnik U_f jest zależny przede wszystkim od materiału, z którego powstała rama okienna. Powszechnie uważa się, że najprościej jest przyjąć jego wartość bezpośrednio z Załącznika C normy PN-EN ISO 10077-1 [4], w której znajduje się podział ram ze względu na wykorzystane tworzywo, i tak wyróżniono ramy drewniane, metalowe i z tworzywa sztucznego.

Redukcja współczynnika przenikania ciepła ramy okiennej odbywać się może nie tylko przez odpowiedni dobór materiału, ale również dzięki konstruowaniu profili wielokomorowych. Obecnie wykonuje się profile składające się odpowiednio z trzech, czterech, pięciu i sześciu komór, to są tak zwane standardy. Jednakże spotkać się można także z profilami siedmio- i ośmiokomorowymi, które charakteryzują się jeszcze lepszymi właściwościami izolacyjności cieplnej niż te standardowe.

Współczynnik U_f można obniżyć także dzięki wykorzystaniu wkładek termoizolacyjnych. Mogą to być kształtki styropianowe albo pianka poliuretanowa, którą wypełnia się komory w profilach. Zastosowanie spienionego poliuretanu czy styropianu pozwala na redukcję infiltracji powietrza i przenikania ciepła przez ramę. Takie zabiegi wykonuje się, aby maksymalnie obniżyć współczynnik U_f i spełnić wymagania WT 2021.

Prawidłowy montaż okna

Prawidłowy montaż okna w budynkach mieszkalnych jest również istotną kwestią. W przypadku budynków o standardowych parametrach energetycznych nie istnieją wytyczne montażu okien i uszczelnienia połączeń ościeże–ościeżnica.

Konsumenci, rozważając jedynie koszty wmontowania okien, często decydują się na tańszą opcję – tradycyjny montaż z użyciem silikonu lub pianki montażowej jako uszczelniacza. Takie rozwiązanie skutkuje jednak stratami ciepła lub wilgocią, która pojawia się na warstwie izolacyjnej ściany osłonowej. Efektem są rosnące koszty ogrzewania oraz ryzyko zagrzybienia i pojawienia się pleśni w pomieszczeniach.

W przypadku budynków energooszczędnych nie stosuje się tradycyjnego montażu stolarki okiennej. Wykorzystuje się w nich tzw. bezpieczny ciepły montaż. Jego podstawową zaletą jest polepszenie jakości zamocowania, co wywiera szczególny wpływ na eliminację mostków cieplnych oraz przewiewów i zabezpiecza izolację termiczną przed degradacją. Spoina montażowa stale pozostaje sucha dzięki zabezpieczeniu warstwy izolacyjnej przed wilgocią, a także zapewnieniu jej stałego wentylowania [5].

Bardzo ważne jest również odpowiednie umiejscowienie okna w ścianie tak, by wyeliminować bądź maksymalnie zredukować wpływ liniowego mostka cieplnego po obrysie okna na współczynnik przenikania ciepła Uw.

Na RYS. 1–6 zostały przedstawione przykłady ścian ze wskazaniem położenia okna i wartości liniowego odpowiadającego im współczynnika przewodzenia ciepła λ.

Jak widać, najlepszym układem jest taki, w którym okno jest montowane w warstwie docieplenia w ścianie trójwarstwowej (RYS. 3) lub na skraju warstwy dociepleniowej w ścianie dwuwarstwowej z izolacją termiczną od zewnątrz (RYS. 6). Wówczas liniowy mostek cieplny na styku ościeże–ościeżnica może zostać całkowicie wyeliminowany, a taki efekt jest pożądany, aby osiągnąć parametry izolacyjności cieplej według WT 2021.

Osłony przeciwsłoneczne

Ważnym aspektem wpływającym na izolacyjność termiczną stolarki okiennej i stopień przegrzania pomieszczeń są osłony przeciwsłoneczne. Warunki Techniczne jasno precyzują, że we wszystkich rodzajach budynków współczynnik przepuszczalności energii całkowitej promieniowania słonecznego okien oraz przegród szklanych i przezroczystych g jest liczony według wzoru:

gdzie:

g_n – współczynnik całkowitej przepuszczalności energii promieniowania słonecznego dla typu oszklenia,
ƒ_C – współczynnik redukcji promieniowania ze względu na zastosowane urządzenia przeciwsłoneczne.

Zaznaczyć należy, że w okresie letnim nie może być większy niż 0,35. Oznacza to, że wymóg stosowania osłon dotyczy tylko okresu letniego.

Wartości współczynnika całkowitej przepuszczalności energii promieniowania słonecznego dla typu oszklenia g_n należy przyjmować na podstawie deklaracji właściwości użytkowych okna. W przypadku braku danych wartość g_n określa poniższa TABELA 3. Natomiast wartości współczynnika redukcji promieniowania ze względu na zastosowane urządzenia przeciwsłoneczne ƒ_C określa TABELA 4.

Wśród klasycznych osłon przeciwsłonecznych wymienić można m.in.:

• rolety i żaluzje,
• ściany lamelowe,
• łamacze światła
• osłony czerpni.

Zastosowanie osłon przeciwsłonecznych jest szczególnie uzasadnione przede wszystkim wówczas, kiedy chcemy zmniejszać niepożądane (nadmierne) zyski ciepła przez przeszklenia oraz jeśli zależy nam na ograniczeniu strat ciepła. Latem ich funkcją jest zmniejszenie nagrzewania budynków przez promieniowanie słoneczne, a także redukcja refleksu świetlnego, który powstaje w słoneczne dni. W przypadku dni pochmurnych ich zadaniem jest umożliwianie jak największego dopływu światła widzialnego do wnętrz pomieszczeń. Wynika z tego, że osłony przeciwsłoneczne powinny charakteryzować się zmiennością parametrów dla poszczególnych pór roku, a taki efekt jest możliwy do uzyskania, kiedy wykorzystuje się osłony ruchome.

Przykłady okien w standardzie WT 2021

Na rynku jest dostępnych wiele typów okien spełniających standardy WT 2021. Jako przykłady wymienić można m.in.:

• okno Passiv-Line ULTRA firmy Alupast (FOT. 1) – najcieplejsze certyfikowane okno pasywne przeznaczone dla budownictwa pasywnego i niskoenergetycznego.
  W oknach tej serii zastosowano profile energeto^®, w których zamiast wzmocnień stalowych zastosowano termoplastyczne wkładki wzmocnione włóknem szklanym z tworzywa o nazwie ­Ultradur High Speed firmy BASF oraz wypełnienie komór pianą poliuretanową.
  Zastosowano również innowacyjne rozwiązanie techniczne polegające na wklejeniu szyb, dzięki czemu jest zwiększona sztywność skrzydła. Dzięki temu uzyskano parametr dla zestawiania ramy i skrzydła okna wymagany bezwzględnie dla konstrukcji pasywnych.
  W standardzie wyposażone w pakiet trzyszybowy, dwukomorowy o Ug = 0,5 W/(m²·K), co pozwoliło uzyskać współczynnik przenikania ciepła dla okna referencyjnego 1230×1480 na poziomie Uw = 0,66 W/(m²·K),

• okno dachowe FPP-V U5 PRESELECT MAX firmy Fakro (FOT. 2) – nowe okno uchylno-obrotowe, w którym skrzydło uchylane jest aż do kąta 45°. Taki za­kres otwarcia umożliwia jeszcze pełniejsze wykorzystanie stworzonej na pod­daszu dodatkowej przestrzeni.
  Funkcja obrotowa pozwala na obrót skrzydła o 180° i służy do mycia okna.
  Zmianę sposobu otwierania umożliwia przełącz­nik umieszczony w dolnej części ościeżnicy.
  W nowatorskim systemie okuć funk­cja uchylna oddzielona jest od obrotowej, co gwarantuje realizację tylko jednego sposobu otwierania oraz pełną stabilność skrzydła. Okno dostępne jest z trzyszybowym, superenergooszczędnym pakietem U5 – U_w = 1,0 W/(m²·K) – spełnia więc wymogi WT 2021. Technologia thermoPro podnosi jakość i pa­rametry okien dachowych, czego wynikiem jest wyższa ich energooszczędność, zwiększona trwałość, doskonała szczelność oraz łatwiejszy montaż,

• okna dachowe GLL 1061 firmy Velux (FOT. główne) – energooszczędne, trzyszybo­we okno dachowe. Jego wytrzymały i ciepły profil okienny wykonano w konstrukcji Thermo­Technology™ z klejonego, impregnowanego i la­kierowanego drewna sosnowego, połączonego z wysokoizolacyjnym tworzywem EPS. Przeznaczone do montażu w dachach o nachy­leniu 15–90°, w każdym rodzaju pokrycia, sa­modzielnie lub w zestawach.
  Zawias obrotowy umożliwia obrót skrzydła o 180°, co ułatwia mycie zewnętrznej szyby od wewnątrz. Okno ma dwie wersje otwierania: u góry aluminiowy uchwyt otwierający lub w dolnej części skrzydła ocynkowana klamka otwierająca (typ B). Okno z górnym systemem otwierania fabrycznie przygotowane do montażu nowoczesnego sterowania elektrycznego, niewidocznego po zamknięciu. 4. klasa przepuszczalności powietrza okna chroni przed wia­trem i zimnym powietrzem, dzięki systemowi dodatkowych uszczelek.
  Wyposażone w wydajny system wentylacji oraz wymienny filtr powietrza zapobiegający przedosta­waniu się do domu kurzu i owadów.
  Uchwyty do łatwego montażu rolet i żaluzji w systemie Pick&Click^®. Do wyboru są dwa poziomy montażu: standardowy lub obniżony. 20-letnia gwarancja przy montażu z zestawami izolacyjnymi BDX i po rejestracji na stronie internetowej. Współczynnik przenikania ciepła U_w = 1,1 W/(m²·K) już teraz spełnia wymagania zawarte w WT 2021. Wysoki stopień po­zyskania energii słonecznej z otoczenia, gwarantujący korzystny bilans energetyczny – współczynnik przepuszczalności energii całkowitej g = 0,55. Wytrzymała hartowana szyba zewnętrzna chroni przed żywiołami, wysoka 3. klasa odporności na uderzenie zabezpiecza przed niezamierzonym otwarciem okna przy uderze­niu od zewnątrz,

• okno AWS 90.SI+ firmy Schüco o wysokiej izolacyjności cieplnej (FOT. 3) spełnia najwyższe wymagania w zakresie ochrony cieplnej budynków, w niczym nie ustępując oknom z tworzywa sztucznego lub drewna. Super izolowany system SI jest porównywalny z wielokomorowymi oknami z tworzywa sztucznego, oferując dodatkowo wszystkie korzyści wynikające z zastosowania aluminium, takie jak np. trwałość czy wysokie walory estetyczne. Innowacyjne przekładki termiczne ze spienionymi izolatorami, wielkoformatowe uszczelki środkowe oraz obwiedniowe uszczelnienia wrębu szyby zapewniają taką budowę profilu, która zwiększa poziom oszczędności energii.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2002 Nr 75, poz. 690, tj. Dz.U. z 2019 r. poz. 1065 z późn. zm.).
2. A. Lis, „Energooszczędne rozwiązania stosowane przy wymianie lub renowacji okien”, „IZOLACJE” 1/2017, s. 60–65.
3. Strona internetowa: http://glassnatural.pl/index.php/parametry/
/przykladowe-parametry-pakietow-szybowych.
4. PN-EN ISO 10077-1, „Właściwości cieplne okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła”.
5. W. Sarosiek, K. Kalinowska-Wichrowska, „Energetyczno­‑ekonomiczny aspekt okien w budynkach niskoenergetycznych”, „IZOLACJE” 7/8/2014, s. 56–60.
6. PN-EN ISO 14683:2008, „Mostki cieplne w budynkach. Liniowy współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartości orientacyjne”.