Ciepłe okna. Czym jest i od czego zależy izolacyjność termiczna okien?

2021-10-19 17:55
Ciepłe okna stanowią jeden z podstawowych elementów zapewniających komfrotowe warunki w pomieszczeniach
Autor: GettyImages Ciepłe okna stanowią jeden z podstawowych elementów zapewniających komfortowe warunki w pomieszczeniach

Ciepłe okna stanowią bardzo istotny element każdego budynku, który wpływa m.in. na koszty jego ogrzania. W obowiązującym rozporządzeniu o warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, izolacyjność termiczna okien, wyrażona jako współczynnik przenikania ciepła okien Uw może wynosić maksymalnie 0,9 W/(m2K). Oznacza to konieczność spełnienia przez producentów oraz systemodawców określonych wymagań.

Ciepłe okna i ich konstrukcja

Ciepłe okna składają się z ramy skrzydła, ościeżnicy, szyby i okuć. W oknie jako całości bardzo dużą powierzchnię zajmuje zespolenie szybowe. Obecnie dostępne pakiety różnią się oczywiście między sobą, niemniej pozostałe podstawowe cechy są wspólne. Otóż te najcieplejsze zbudowane są z trzech komór, wypełnionych wewnątrz gazem szlachetnym. Stosuje się argon lub krypton, oferujący lepszą izolacyjność. Należy się przy tym liczyć z tym, że powszechne do niedawna szyby jednokomorowe będą znikały z rynku. Wystarczy bowiem powtórzyć za ekspertami, że zespolenie dwukomorowe jest od wspomnianego „cieplejsze” prawie o 50 procent. Zdaniem Marcina Szewczuka z Aluplastu – „Niewątpliwie największy wpływ na parametry cieplne okna ma szyba i należy w mojej ocenie oczekiwać dalszego wzrostu popularności i sprzedaży pakietów trzyszybowych. Najczęściej bowiem uzyskanie tak wyśrubowanych parametrów będzie możliwe tylko przy zastosowaniu ciepłych pakietów szybowych, najczęściej również z tzw. ciepłymi ramkami dystansowymi”.

Ciepłe okna a ciepła ramka

Ciepłe okna wyposażone są w ramki dystansowe, opasujące zespolenie dookoła. To komponenty nierozerwalnie związane z szybą i obecnie mało kto rozważa inną możliwość niż wersje tzw. ciepłe. Najlepszą izolacyjnością charakteryzują się wyroby z tworzywa sztucznego, przy czym oczywiście między nimi również występują różnice. Ramki, choć w oknie są mało widoczne, to jednak odgrywają duże znaczenie, choćby przez długą linię styku przeszklenia z ramą. W przypadku tzw. okna referencyjnego o wymiarach 1230 x 1480 mm jest to niemal 5,5 metra. Udział procentowy ramki w wartości liniowego współczynnika Ψ przenikania ciepła wynosi zaś 15–25%.

Ciepłe ramki w które wyposaża się ciepłe okna nie tylko polepszają izolacyjność termiczną na brzegach zespolenia, ale też zmniejszają ryzyko występowania w tym miejscu czasowej kondensacji pary wodnej. W wielu oknach są dzisiaj montowane szyby zespolone o tak dobranych komponentach, że współczynnik przenikania ciepła Ug wynosi 0,5 W/m2K. Niemniej nie jest to wartość „obowiązkowa”. Również nieco wyższa, np. 0,7 W/m2K pozwala na zachowanie współczynnika Uw okna nawet poniżej 0,9. Pod warunkiem oczywiście wykorzystania pozostałych komponentów o określonych właściwościach. Producenci stolarki korzystają też z szyb cieplejszych, których Ug wynosi np. tylko 0,3.

Ciepłe okna muszą być zbudowane z odpowiednich profili

Ciepłe okna wykonuje się z wielokomorowych profili tworzywowych. Ogólnie przyjmuje się, że im więcej jest komór, tym lepsza izolacyjność produktu. Niemniej obecnie bardzo wiele systemów bazuje na profilach pięciokomorowych oraz takich, w których np. do budowy skrzydeł przeznaczone są kształtowniki z sześcioma komorami, a do ościeżnic wykorzystuje się rozwiązania pięciokomorowe. Stosuje się również systemy siedmiokomorowe.

W przypadku ciepłych okien z PVC ogromne znaczenie ma zapewnienie odpowiedniej sztywności profili. Dlatego też producenci umieszczają odpowiednie wzmocnienia, najczęściej ze stali. Niemniej jeśli planowane jest osiągnięcie szczególnie wysokiej izolacyjności termicznej, wówczas systemodawcy korzystają ze wzmocnień kompozytowych i izolatorów umieszczanych w komorach profili. Wśród rozwiązań zobaczymy m.in. przekładki z poliamidu wzmocnionego włóknami szklanymi, jak też wkłady z pianki oraz kształtki styropianowe. Całkowite wyeliminowanie wzmocnień stalowych jest trudne ze względu na konieczność zachowania wymaganej sztywności profili. W niektórych systemach pozostawiono je np. w ościeżnicy, ale skrzydła są ich pozbawione. Całkowite wyeliminowanie tego materiału ułatwia zastosowanie technologii wklejanej szyby we wrąb skrzydła okiennego. Dzięki temu bowiem cała konstrukcja jest znacznie bardziej sztywna od szklonej w sposób tradycyjny. Dodajmy, że zastąpienie stali i wprowadzenie technologii wklejania szyb umożliwia poprawę właściwości cieplnych o 40%. (do Uf = 1,0 W/m²K), co możliwe jest już przy standardowej głębokości zabudowy profili, wynoszącej 70 mm. W skrócie można powiedzieć, że im głębsza zabudowa, tym ciepłe okna mają lepsze parametry izolacyjne.

Obecnie bardzo dużo propozycji systemodawców zawiera się w granicach od powyżej 70 do 85 mm, ale są także dostępne kształtowniki o głębokości ok. 90 mm. Eksperci wskazują, że poprzez zwiększenie głębokości zabudowy profili z 70 do 85 mm i zwiększenie liczby komór z pięciu do sześciu uzyskuje się poprawę właściwości cieplnych profilu o 40%. (z 1,4 na 1,0 W/m²K), a co za tym idzie – wykonane na ich bazie ciepłe okna również mogą uzyskać lepsze parametry izolacyjne. Jak zauważa Marcin Szewczuk – „Przy tak niskiej wymaganej w WT wartości współczynnika przenikania ciepła okien również profile okienne, stanowiące ok. 30 proc. powierzchni, odgrywają istotną rolę. W zakresie doboru profili okiennych z pewnością należy kierować uwagę na systemy o głębokości ok. 80 mm i współczynniku przenikania ciepła Uf w okolicach 1,0 – 1,1 W/m2K. Myślę jednak, że w części przypadków (stosunkowo duże okna, bez podziałów) również w odniesieniu do systemów o głębokości 70 mm, które mają warianty skrzydeł umożliwiające zastosowanie pakietów szybowych o Ug = 0,5 w/m2K, możliwe będzie uzyskanie współczynnika przenikania ciepła całego okna poniżej 0,9”.

Określenie dokładnych właściwości, jakie powinien mieć profil okienny, aby wykonane z niego ciepłe okna spełniały obowiązujący parametr izolacyjności termicznej, wymaga wiedzy i odpowiednich obliczeń. Ogólnie jednak można dostrzec pewne zależności. Przykładowo, aby uzyskać Uw nieprzekraczające 0,8 W/m2K, przy założeniu, że Ug zespolenia wynosi 0,7 W/m2K, należy zastosować profile, umożliwiające otrzymanie Uf wynoszącego ok. 0,8 W/m2K.

Ciepłe okna a współczynnik przenikania ciepła Uw

Ciepłe okna składają się z kilku elementów, które mają wpływ na osiągnięcie zakładanej wartości współczynnika Uw, ale nie jest to przy tym suma ich izolacyjności. Miarodajne informacje zawierają deklaracje właściwości użytkowych, dołączane do każdego okna. Obowiązek ich przygotowania leży po stronie producenta ciepłych okien. Ten zaś może zlecić przeprowadzenie odpowiednich badań w notyfikowanym laboratorium, jednak nie jest to obowiązkiem. Można skorzystać również (i tak dzieje się najczęściej) z metody obliczeniowej, która jest opisana w odpowiedniej normie. W kontekście izolacyjności termicznej należy przywołać dwa dokumenty:

  • PN-EN ISO 10077-1:2017- 10 Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część 1: Postanowienia ogólne;
  • PN-EN ISO 10077-2:2017-10 Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część 2: Metoda komputerowa dla ram - określono tu metodę i podano wejściowe dane referencyjne do obliczania współczynnika przenikania ciepła profili ram i liniowego współczynnika przenikania ciepła ich połączeń z oszkleniem lub nieprzezroczystymi panelami.
Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Nasi Partnerzy polecają

Materiał Partnerski

Materiał sponsorowany

Podziel się opinią
Grupa ZPR Media sprzeciwia się głoszeniu opinii noszących znamiona mowy nienawiści przepełnionych pogardą czy agresją. Jeśli widzisz komentarz, który jest hejtem, powiadom nas o tym, klikając zgłoś. Więcej w REGULAMINIE