Projekt okna a jego izolacyjność termiczna

23 października 2009 | Wyświetlenia: 1570

fot. Aluplast |

Projektując okna należy pamiętać, że jego konstrukcja wpływa nie tylko na walory estetyczne budynku i ilość światła, jaka dostaje się przez nie do wnętrza domu, ale również na posiadane przez okno współczynniki przenikania ciepła. Jest błędem, pojawiające się bardzo często w zestawieniach stolarki okiennej stanowiących załącznik do projektu domu, określanie parametrów cieplnych okien przez podanie jedynie współczynnika przenikania ciepła szyb U_g. Wprawdzie to właśnie szyba i jej izolacyjność termiczna w dużej mierze wpływają na to, czy okno możemy określić jako „ciepłe” czy nie, jednak parametrem, który powinien być podstawą do ocen i porównań jest współczynnik U_w. Dlatego też nawet w ramach jednego domu, w którym zaprojektowane zostały okna o takich samych parametrach cieplnych szyb Ug, każde z okien może mieć zupełnie inny współczynnik przenikania ciepła U_w.Parametrem charakteryzującym właściwości cieplne okna jest współczynnik przenikania ciepła Uw. Współczynnik U wyraża się w jednostkach W/m²K i definiuje się jako ilość ciepła przenikającą w ciągu 1 godziny przez 1m² płaskiej przegrody (np. okien, ścian itp.) przy różnicy temperatury powietrza po obu jej stronach (wewnątrz / zewnątrz) wynoszącej 1K (1°C).

Im niższa jest wartość U, tym lepsza jest izolacja cieplna i tym mniejsza jest utrata energii przez okno/drzwi zewnętrzne.W przypadku okien rozróżnia się następujące współczynniki przenikania ciepła:

U_f, gdzie „f“ oznacza ang.: „frame“, czyli ramę, bądź też wartość „U” charakteryzuje kombinację rama/skrzydło/listwa przyszybowa.

U_g, gdzie „g“ oznacza ang.: „glass“, czyli jest to wartość „U” szkła.

Ψ, liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka cieplnego na styku szyby z ramą okna.

U_w, gdzie „w“ oznacza ang.: „window“, czyli jest to wartość „U” całego okna.

Podawanie powyższych wartości osobno nie daje prawdziwej informacji o właściwościach cieplnych okna. Wartość U_w można okreslić dwoma sposobami:1. Laboratoryjnie, na podstawie badań konkretnego okna.2. Obliczeniowo, na podstawie wzoru, zgodnie z PN EN ISO 10077-1: gdzie:U_f – współczynnik przenikania ciepła ramy, W/(m²*K)U_g – średni współczynnik przenikania ciepła szkła, W/(m²*K)Ψ – liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka cieplnego na styku szyby z ramą okna, W/(m*K)A_f – pole powierzchni ramy o współczynniku Uf, m²A_g – pole powierzchni szyby, m² L – długość liniowego mostka cieplnego na styku szyby z ramą, mA – powierzchnia całkowita okna, m²Wartość współczynnika Uw nie jest stała i zależy od wielu czynników (patrz tabela):1. Od wielkości okna.Okno jednoskrzydłowe o wymiarach 565mm x 535mm, wykonane z profili 3-komorowych, z zastosowaniem szyby U_g=1,1 W/(m²*K), z aluminiową ramką Ψ=0,07 W/(m²*K), charakteryzuje się współczynnikiem U_w=1,73 W/(m²*K). Tego samego typu okno, wykonane z tych samych materiałów ale o wymiarach 1465mm x 1435mm, posiada U_w=1,39 W/(m²*K).Wniosek: Im większe okno, tym niższy (lepszy) współczynnik przenikania ciepła.2. Od ilości podziałów.Okno jednoskrzydłowe o wymiarach 1465mm x 1435mm, wykonane z profili 3-komorowych, z zastosowaniem szyby U_g=1,1 W/(m²*K), z aluminiową ramką Ψ=0,07 W/(m²*K), charakteryzuje się współczynnikiem U_w=1,39 W/(m²*K). Tego samego typu okno, wykonane z tych samych materiałów ale o w wersji dwuskrzydłowej, posiada U_w=1,50 W/(m²*K).Wniosek: Im większy udział szyby w całej powierzchni okna, tym niższy (lepszy) współczynnik przenikania ciepła.3. Od wartości współczynnika przenikania ciepła elementów składowych.Im niższe (lepsze) wartości współczynnika przenikania ciepła posiadają elementy składowe tym niższy (lepszy) współczynnik przenikania ciepła całego okna.W tym przypadku istnieje jednak możliwość osiągnięcia żądanego efektu różnymi sposobami.Okno jednoskrzydłowe o wymiarach 1465mm x 1435mm, wykonane z profili 5-komorowych, z zastosowaniem szyby U_g=1,1 W/(m²*K), z aluminiową ramką Ψ=0,07 W/(m²*K), charakteryzuje się współczynnikiem U_w=1,33 W/(m²*K). Tego samego typu okno, wykonane z profili 3-komorowych, z zastosowaniem szyby U_g=1,1 W/(m²*K) ale z ciepłą ramką Ψ=0,04 W/(m²*K) posiada U_w=1,32 W/(m²*K).Wniosek:Żądaną wartość U_w można uzyskać poprzez odpowiedni dobór elementów składowych. Taki sam współczynnik przenikania ciepła dla całego okna można uzyskać przy zastosowaniu profili 3 i 5-komorowych zmieniając np. ramkę pakietu szybowego z aluminiowej na ciepłą.Analiza wartości współczynnika przenikania ciepła okna U_wprzeprowadzona na przykładzie czterech typów okien, wykonanych w trzech różnych systemach profili PVC, z użyciem różnego rodzaju oszklenia.