Okna w domach pasywnych i energooszczędnych

W ostatnich latach możemy zaobserwować rozwój w sektorze budownictwa energooszczędnego. Budynki energooszczędne nie tylko są modne, ale stają się już koniecznością. Jeszcze bardziej zaawansowaną formą budynków energooszczędnych są budynki pasywne, które również zyskują w naszym kraju coraz więcej zwolenników.

Mimo iż nie ma jednoznacznej definicji budynku energooszczędnego i pasywnego, to jako punkt odniesienia możemy przyjąć wytyczne wydane przez NFOŚiGW dotyczące programu dopłat do domów energooszczędnych i pasywnych. Zgodnie z nimi, budynek energooszczędny oznaczany symbolem NF40 można zdefiniować, jako taki, w którym współczynnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EUco wynosi nie więcej niż 40 kWh/m²*rok, z kolei w budynku pasywnym (NF15) zapotrzebowanie to ma być mniejsze niż 15 kWh/m²*rok. Jednym z podstawowych zadań, jakie musimy wykonać, jest ograniczenie strat ciepła z budynku przez wszystkie przegrody zewnętrzne.

Aby spełnić te rygorystyczne wymagania, wszystkie materiały budowlane, a w szczególności takie elementy, jak okna czy drzwi, muszą posiadać bardzo dobre parametry techniczne. W tym kontekście o istocie wyboru odpowiedniej stolarki okiennej może świadczyć fakt, że standardowe okno, które odpowiada obecnie obowiązującym wymaganiom związanym z ochroną cieplną, ma ponad 5 razy gorszą izolacyjność termiczną niż ściana lub dach. Podstawowym parametrem, który decyduje o jakości termicznej okien, jest współczynnik przenikania ciepła U_w ( W/m²*K).

Poniższa tabela przedstawia, jak zmieniały się minimalne wartości współczynnika przenikania ciepła dla stolarki okiennej w budynkach mieszkalnych w ciągu kilku ostatnich lat, oraz jakie progi stawiane są na przyszłość.

Jeszcze kilka lat temu wartość współczynnika Uw na poziomie 1,1 była równoznaczna z wysokim standardem energooszczędności, a minimalne wymogi stawiane stolarce okiennej ograniczone były do współczynnika przenikania ciepła U mniejszego niż 2,6 W/m2K. Dziś minimum to 1,3 a za 2 lata U-na poziomie 1,1 będzie wartością, którą musimy zagwarantować. Należy pamiętać, że o właściwościach użytkowych stolarki decyduje współczynnik Uw, który charakteryzuje termoizolacyjność całego okna, a wyliczany jest z uwzględnieniem współczynnika Ug dla oszklenia i Uf dla ramy okiennej (pakiet szybowy w konstrukcji okna jest lepszym izolatorem, dlatego U_g<U_U)

Warto zwrócić uwagę na ten fakt w kontekście ofert reklamowych i haseł marketingowych używanych przez producentów lub dystrybutorów, którzy na pierwszy plan mogą wysuwać wartość współczynnika Ug dla szyby niższą niż całkowite U_w.

Wymogi dotyczące budynków NF40 i NF15, o których była mowa wyżej, narzucają dla obiektów energooszczędnych i pasywnych wartość współczynnika Uw odpowiednio nie większą niż 1,0 W/m²*K i 0,8 W/m²*K.

Takie rezultaty są osiągane przez zastosowanie dwukomorowych pakietów szybowych z potrójnym szkleniem wypełnionych gazem szlachetnym (argonem lub droższym, ale lepiej izolującym kryptonem). Jak się okazuje, w ofercie niektórych producentów możemy znaleźć dalece zaawansowane rozwiązania składające się z 4 tafli szkła, które pozwalają osiągnąć współczynnik Ug w granicach 0,3-0,4 W/m²K a Uw na poziomie 0,5-0,6 W/m²K.

Kolejnym ważnym elementem jest odpowiednia izolacyjność termiczna ramy. W przypadku okien z PCV pewnym standardem są obecnie profile pięciokomorowe o przekroju 70mm. Aby uzyskać lepszą izolacyjność cieplną stosuje się grubsze profile – 80-90mm często sześcio- a nawet siedmiokomorowe. Standardowo stosowane jako wzmocnienia kształtowniki stalowe zastępowane są tworzywem sztucznym lub włóknem szklanym, a dodatkową redukcję strat ciepła zapewnia wypełnienie komór materiałem izolacyjnym (np. pianką poliuretanową).

Dodatkowo w konstrukcji okna newralgicznymi miejscami, przez które ucieka więcej ciepła, jest połączenia szyby z ramą okienną i ramki dystansowe. Standardowo są one wykonywane z aluminium, natomiast w domach energooszczędnych i pasywnych coraz częściej spotykane są ramki ze stali szlachetnej lub tworzywa sztucznego, które minimalizują straty ciepła na krawędzi szyby. Z tego względu czasem stosowane jest określenie „ciepła ramka”.

Dzisiaj nie tylko parametr Uw jest tym, którym warto się zainteresować. Równie ważne są inne właściwości, które mają wpływ na energooszczędność stolarki, takie jak przepuszczalność energii słonecznej ( g) czy przepuszczalność światła słonecznego (Lt). Współczynnik przepuszczalności energii słonecznej „g„ ( z ang. określany jako solar factor) wskazuje, jaka część promieniowania słonecznego padającego na szybę jest przepuszczana do wnętrza (wartość z przedziału 0-1). W naszych warunkach klimatycznych dla domów energooszczędnych i pasywnych powinien mieć wartość powyżej 0,5. Należy mieć na uwadze, że z konstrukcyjnego punktu widzenia nie jest łatwo uzyskać dla okna jak najmniejszy współczynnik przenikania ciepła U przy jednocześnie jak największym współczynniku g, bowiem im więcej tafli szkła mamy w oknie, tym lepszą ma ono termoizolacyjność, ale mniejszą przepuszczalność promieniowania. Z kolei jak najwyższy parametr przepuszczalności światła słonecznego Lt zagwarantuje nam jak największą ilość światła naturalnego, a to nie tylko ograniczy zużycie energii elektrycznej na oświetlenie, ale również w znacznym stopniu wpłynie na nasze dobre samopoczucie i komfort w użytkowanych wnętrzach.

Nie można zapominać, że jednym z podstawowych kryteriów zapewnienia standardu pasywnego jest odpowiednie usytuowanie budynku względem stron świata. W domach energooszczędnych i pasywnych okna i największe przeszklenia powinny być zlokalizowane na południowej elewacji, natomiast do minimum należy ograniczyć powierzchnie okien od północy. Ukierunkowanie przegród przezroczystych względem stron świata sprawia, że bilans cieplny stolarki, czyli stosunek zysków do strat, jest dodatni – okna pozyskują więcej energii cieplnej niż tracą.

W budynkach energooszczędnych i pasywnych w odniesieniu do stolarki okiennej zasadnicze znaczenie ma również jej fachowy montaż, który jest często określany jako tzw. „ciepły montaż”. Jego podstawowym zadaniem jest minimalizacja mostków termicznych występujących na styku ramy okiennej i ościeża, które to w znacznym stopniu mogą pogorszyć charakterystykę energetyczną budynku. Polega on na zastosowaniu trójwarstwowego uszczelnienia okna podczas jego montażu z użyciem od strony wewnętrznej materiału paroizolacyjnego, w środku materiału termoizolacyjnego, a od strony zewnętrznej paroprzepuszczalnego. Takie rozwiązanie likwiduje przewiewy oraz gwarantuje odpowiednią trwałość i jakość połączenia ościeżnicy z ościeżą, zapewniając tym samym prawidłowe funkcjonowanie okna przez lata.

Zaawansowany rozwój, jaki następuje w branży stolarki okiennej, jest efektem coraz większej popularności budownictwa energooszczędnego i pasywnego. Idea budowania domów o obniżonym zapotrzebowaniu na energię dociera do świadomości coraz większej grupy inwestorów, z drugiej strony standardy energooszczędne są również odgórnie narzucane przez przepisy unijne wraz z polskimi normami, które muszą zostać do nich dostosowane. Należy pamiętać, że za większymi kosztami, które musimy ponieść na etapie budowy i realizacji, kryją się wymierne korzyści w przyszłości w postaci niższych kosztów eksploatacyjnych, a także działanie na rzecz ochrony środowiska.

Wartości współczynnika przenikania ciepła okien i drzwi balkonowych na przestrzeni ostatnich lat wraz z wymaganiami dla domów pasywnych i energooszczędnych

Seweryn Bartosik - krn.pl