Przewiń do artykułu
Okna energooszczędne

Artykuły są sortowane alfabetycznie według porządku A-Z. Jeżeli nie możesz odszukać interesującej Cię treści w spisie treści skorzystaj z wyszukiwarki treści.

Zamknij spis treści

Okna „ciepłe”, czy szczelne?

W publikacjach o „energooszczędności” okien najwięcej miejsca i uwagi poświęca się znaczeniu współczynnika przenikania ciepła Uw, spychając na margines aspekt szczelności konstrukcji okiennych. W efekcie za każdą urwaną 0,1 wartości współczynnika przenikania ciepła Uw nabywcy skłonni są zapłacić więcej mimo, że zysk z tego żaden w porównaniu do strat, które może powodować infiltracja powietrza przez nieszczelności konstrukcji okiennych.

Ile kosztuje 0,1 współczynnika przenikania ciepła Uw?

Przez lata okienny marketing zrobił swoje. Wartość współczynnika przenikania ciepła Uw stała się podstawowym wyznacznikiem wartości i jakości nowych okien. Nie można zaprzeczyć, że im niższa wartość współczynnika tym bardziej ogranicza się straty energii z tytułu przewodzenia ciepła przez przegrodę, ale czy warto akurat temu zagadnieniu poświęcać największą i wyłączną uwagę przy zakupie okien? Podawane przez producentów informacje o kolejnej „rekordowej”, a co najmniej „wybitnej” albo „znaczącej” obniżce wartości współczynników przenikania ciepła przyjmowane są przez większość inwestorów bezkrytycznie. Rzadko przychodzi im do głowy sprawdzić, co tak naprawdę otrzymają wysupłując więcej ciężko zdobytego grosza na te cuda techniki”. Postanowiliśmy sprawdzić na przykładzie jednoskrzydłowego okna o wymiarach 1230 x 1480, czy skórka warta wyprawki! Ile można zaoszczędzić urywając 0,1 z wartości współczynnika przenikania ciepła Uw prezentujemy w tabeli nr 1

Tabela nr 1

  Od 15.09 10 11 12 01 02 03 Do 15.04
Współczynnik Uw (W/m2*K) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Powierzchnia okna 1,23 m x 1,48 m (m2) 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83
Temperatura w pomieszczeniach (°C) 21 21 21 21 21 21 21 21
Temperatura zewnętrzna (°C) 14 9,3 4 0,4 -0,7 0,3 4 9
Różnica temperatur (°C) 7,0 11,7 17,0 20,6 21,7 20,7 17,0 12,0
Długość sezonu grzewczego (h) 384 744 720 744 744 672 744 360
Okresowa ilość energii (kWh) 0,49 1,59 2,24 2,80 2,95 2,55 2,31 0,79
Ilość energii w sezonie grzewczym (kWh) 15,73

Wartości temperatur zewnętrznych przyjęte do obliczeń ustalono na podstawie średnich miesięcznych temperatur powietrza w wieloleciu 1981 – 2010 dla miasta Wrocławia.

15,73 kWh zaoszczędzonej energii w całym sezonie grzewczym „głowy nie urywa”. Przyjmując, że 1 kWh energii kosztuje około 0,30,- zł w portfelu zostaje nam 4,80,- zł. W całym okresie eksploatacji okna wartość oszczędności będzie stała z niewielką tendencją malejącą związaną z rosnącą wartością współczynnika przenikania ciepła szyby ze względu na powolny, lecz nieunikniony ubytek gazu z przestrzeni międzyszybowej. Przy tym poziomie „zysków” rodzi się pytanie o ile więcej zapłaciliśmy za okno z „urywanym” współczynnikiem Uw?

Szczelność okien PVC

Wiemy już mniej więcej ile możemy zaoszczędzić urywając dziesiąte części współczynnika przenikania ciepła Uw. Teraz pora na kilka słów o tym, co może zdarzyć się jeżeli podczas zakupów zmarginalizujemy zagadnienie szczelności okien. Po rynku krążą opinie, że okna PVC są szczelne, a nawet nadmiernie szczelne, istny termos. To niestety mit! Nie istnieją okna z PVC, przez które w całym okresie ich eksploatacji w ogóle nie przedostaje się powietrze. Jeśli nie ma okien „całkowicie szczelnych”, to na ile są one nieszczelne? Nabywcy nie powinni lekceważyć tego pytania, bo zimne powietrze zewnętrzne przedostające się do wnętrza pomieszczeń przez nieszczelności okien i połączeń okna z murem trzeba… ogrzać, a przecież ograniczenie wydatków na energię cieplną jest istotą tak pożądanej energooszczędności.

Norma europejska PN-EN 12207:2001 „Okna i drzwi -- Przepuszczalność powietrza – Klasyfikacja” ustanawia 4 klasy szczelności konstrukcji okiennych w oparciu o wcześniej zbadany całkowity przepływ powietrza przez okno lub drzwi balkonowe i obliczoną na tej podstawie przepuszczalność odniesienia. Dla okien i drzwi balkonowych „przepuszczalnością odniesienia” jest przepuszczalność powietrza odniesiona do powierzchni całkowitej okna i długości linii stykowej skrzydła okiennego z ościeżnicą określona przy ciśnieniu 100 Pa.

Przyjmujemy, że dla inwestorów ważniejszym wykładnikiem szczelności okna jest przepuszczalność powietrza odniesiona do długości linii stykowej ram skrzydeł z ramami ościeżnic. Przepuszczalność odniesienia do długości linii stykowej określa współczynnik Q100L. Mówi on, jaka jest wielkość strumienia powietrza przedostająca się przez 1 metr linii stykowej w ciągu jednej godziny. W pewnym uproszczeniu można powiedzieć, że wartość współczynnika Q100L określa poziom szczelności albo jak kto woli nieszczelności konstrukcji okiennej.

Przepisy Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie stanowią, że okna stosowane w budownictwie powinny charakteryzować się 4 albo, co najmniej 3 klasą przepuszczalności powietrza. Co to oznacza? Oznacza to, że spełnione są obie albo co najmniej jedna z następujących zależności:

Klasa 4 przepuszczalności powietrza 0 m3/mh ≤ Q100L ≤ 0,75 m3/mh

Klasa 3 przepuszczalności powietrza 0,76 m3/mh ≤ Q100L ≤ 2,25 m3/mh

Mówiąc prosto, dla okna w klasie 4 szczelności dopuszcza się w ciągu 1h przepływ do 0,75 m3 powietrza przez każdy 1 m linii styku skrzydła z ramą ościeżnicy. W klasie 3 szczelności dopuszcza się w ciągu 1h przepływ do 2,25 m3 powietrza przez każdy 1 m linii styku skrzydła z ramą ościeżnicy.

O wartości współczynnika Q100L producenci i sprzedawcy okien powinni informować nabywców równie ochoczo, jak o wartości współczynnika przenikania ciepła Uw. Niestety nie informują. Zainteresowanym pozostaje szukać wiedzy w sprawozdaniach z badań wstępnych typu (ITT).

Ile kosztuje nieszczelność okien?

Dlaczego wiedzę o wartości współczynnika Q100L uważany za tak istotną dla nabywców okien? Bo na tej podstawie dość łatwo obliczyć ilość energii cieplnej, którą stracimy ogrzewając zimne powietrze infiltrujące do wnętrza pomieszczeń przez nieszczelności okien. Żeby pokazać czytelnikom związek pomiędzy przenikalnością cieplną i przepuszczalnością powietrza okien i drzwi balkonowych z PVC w naszych przykładowych obliczeniach przyjmiemy takie same, jak wcześniej (tabela nr 1) założenia, co do warunków klimatycznych i długości sezonu grzewczego. Dodatkowo zakładamy, że powietrze zewnętrzne infiltrujące przez okno jest jedyną nieszczelnością w obiekcie z wentylacją grawitacyjną. W obliczeniach posiłkujemy się zasadami pochodzącymi z Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (Dz.U. nr 201 z dnia 13.11.2008, poz. 1240).

Tabela nr 2

  Od 15.09 10 11 12 01 02 03 Do 15.04
Pojemność cieplna powietrza 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33
Strumień powietrza Q100L (m3/hm) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Długość linii stykowej okna 1,23 x 1,48 (m) 5,1 5,1 5,1 5,1 5,1 5,1 5,1 5,1
Całkowity przepływ powietrza (m3) 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51
Współczynnik strat Hve (W/K) 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17
Temperatura w pomieszczeniach °C 21 21 21 21 21 21 21 21
Temperatura zewnętrzna °C 14 9,3 4 0,4 -0,7 0,3 4 9
Różnica temperatur °C 7,0 11,7 17,0 20,6 21,7 20,7 17,0 12,0
Długość sezonu grzewczego (h) 384 744 720 744 744 672 744 360
Okresowa Ilość energii (kWh) 0,45 1,47 2,06 2,58 2,72 2,34 2,13 0,73
Ilość energii w sezonie grzewczym (kWh) 14,47

W tabeli nr 2 obliczyliśmy i przedstawiliśmy przybliżoną ilość energii cieplnej potrzebnej do ogrzania powietrza wciskającego się do wnętrza pomieszczenia przez wyjątkowo szczelne okno, dla którego wartość współczynnika Q100L wynosi zaledwie 0,1 m3/hm. Takie okno, to rzadkość, a utrzymanie tak znikomego poziomu infiltracji podczas całego okresu użytkowania okna jest po prostu niemożliwa o czym przekonują także nasze testy okien wykonywane w ramach badań programu Pro Quality.

Śmiało można powiedzieć, że końcowe wartości ilości energii w tabelach nr 1 i 2 równoważą się, a to oznacza, że zysk energetyczny wynikający z urwania 0,1 wartości współczynnika Uw … przeminął z wiatrem, wciskającym się do pomieszczeń nawet przez wyjątkowo szczelne okno. A co stanie się, gdy okno będzie mniej szczelne? Spójrzcie do tabeli nr 3, w której prezentujemy, ile energii cieplnej może być potrzebne do ogrzania infiltrującego powietrza wraz ze wzrostem nieszczelności okna i to wyłącznie w obrębie najlepszej, 4 klasy przepuszczalności powietrza. W ostatnim wierszu, jako ciekawostkę prezentujemy wartości odpowiednie dla dolnej granicy klasy 3 przepuszczalności powietrza.

Tabela nr 3

Wartość współczynnika Q100L dla okna 1,23m x 1,48m (m3/h*m) Ilość energii cieplnej (kWh) potrzebnej do ogrzania infiltrującego powietrza w sezonie grzewczym o długości 5112 h
0,1 14,47
0,15 21,71
0,20 28,94
0,25 36,18
0,30 43,41
0,35 50,65
0,40 57,88
0,45 65,12
0,50 72,35
0,55 79,59
0,60 86,83
0,65 94,06
0,70 101,3
0,75 108,53
2,25 325,59

Z wyliczeń i porównań zdaje się płynąć dość oczywisty wniosek dla wszystkich nabywców okien. Uleganie okiennemu marketingowi koncentrującemu się wyłącznie na przenikalności cieplnej okien i drzwi balkonowych z jednoczesnym pominięciem aspektu szczelności powietrznej konstrukcji jest prostą drogą do chybionych zakupów. Dodajmy do tego jeszcze straty ze względu na zwyczajowe nieszczelności połączeń okien z murem wynikające z partactwa montażu oraz tradycyjny brak dbałości inwestorów o stan techniczny okien, unikanie okresowych regulacji, (bo drogo), a będziemy blisko energooszczędnych realiów na rynku okiennym.

Ile kosztuje nieszczelność domu?

Problem „szczelności”, a właściwie marginalizowania znaczenia nieszczelności nie dotyczy tylko okien. To problem całego budownictwa. Podczas wizyt na budowach czasem aż strach bierze, gdy inwestor obwieszcza, że planuje 30 cm warstwy ocieplenia z wełny lub grafitowego XPS, a przez szczeliny i ubytki muru konstrukcyjnego do wnętrza domu zagląda słońce. Skutki aż nadto dobrze widać podczas testów blower door. Brak staranności wykonawstwa na każdym etapie robót związanych ze wznoszeniem budynku potrafi srodze zemścić się na przyszłych użytkownikach, a dokładniej na ich portfelach. Podobnie, jak miało to miejsce z oknami tak i w całym budynku nieszczelności są główną przyczyną zwiększających się opłat za zużycie energii do celów ogrzewania.

Aby pokazać, jak zmiana szczelności budynku wpływa na poziom zużycia energii dla celów grzewczych poprosiliśmy szefową firmy PASS z Poznania, znakomitego audytora energetycznego, Panią Katarzynę Jarocką, współpracującą na co dzień z Polskim Instytutem Budownictwa Pasywnego i Energii Odnawialnej o przygotowanie odpowiedniej symulacji dla trzech podstawowych typów budynków: Pasywnego ze współczynnikami przenikania ciepła U przegród w standardzie NF-15, energooszczędnego ze współczynnikami przenikania ciepła U przegród w standardzie NF-40 oraz budynku standardowego zgodnego z obowiązującymi wymaganiami Warunków Technicznych.

Tabela nr 4

 
NF-15
NF-40
Warunki Techniczne 2014
Wynik testu n50 (1/h) Sprawność rekuperacji 93% Sprawność rekuperacji 93% Sprawność rekuperacji 93%
Zapotrzebowanie na energię (kWh/m2) Zapotrzebowanie na energię (kWh/m2) Zapotrzebowanie na energię (kWh/m2)
0,1 11,62 29,31 93,63
0,2 12,08 29,89 94,36
0,3 12,55 30,48 95,08
0,4 13,20 31,06 95,81
0,6 13,97 32,25 97,28
0,8 14,94 33,45 98,74
1 15,93 34,67 100,21
1,5 18,48 37,76 103,89
2 21,14 40,92 107,59
3 26,66 47,45 115,02
5 38,53 60,99 130,05
7 51,56 74,90 145,25
10 72,15 96,28 168,28

Symulacja całkowitego zapotrzebowania na energię dla celów grzewczych w zależności od szczelności budynku wyznaczanej wartością współczynnika wymiany powietrza n50 1/h całkowicie potwierdza nasze wcześniejsze ustalenia dotyczące okien. To szczelność budynku, a właściwie jego nieszczelność ma decydujący wpływ na wysokość i rosnące z czasem rachunki za energię. Co oczywiste, obliczenia w tabeli nr 4 dotyczą konkretnego obiektu budowlanego. W tym przypadku za bazę do obliczeń posłużył dom prezentowany na zdjęciu.

dom

Dla każdego powstającego budynku zapotrzebowanie na energię związane z nieszczelnościami obiektu może być różne. Nie mniej zaprezentowany przykład powinien inwestorom uświadomić dwie rzeczy. Po pierwsze, że już na etapie wznoszenia ścian konstrukcyjnych i dachu trzeba zachować należytą staranność i budować szczelnie. Po drugie, aby po zakończeniu budowy wykonać test szczelności budynku. To kosztuje zdecydowanie mniej niż późniejsza walka z niekontrolowaną infiltracją i rosnące rachunki za energię.

Szczelność - to się opłaca

Mamy nadzieję, że ten niełatwy w odbiorze artykuł przyda się zarówno inwestorom stojącym przed decyzją zakupu okien, jak i sprzedawcom, którzy lubią o sobie mówić, że są doradcami klienta. Jedni i drudzy wiedzą już, że wartość współczynnika przenikania ciepła, to nie jedyny i nie najważniejszy wyznacznik wartości okna szczególnie, jeżeli ma ono przyczynić się do realnych oszczędności zużycia energii. Nie zawsze grubość warstwy ocieplenia albo wartość współczynnika przenikania ciepła Uw decyduje o komforcie cieplnym pomieszczeń. Warto zainteresować się szczelnością, bo to się liczy dosłownie i w… portfelu.

OKNOTEST.PL

Więcej produktów Przejdź do kategorii „Artykuły i wiadomości branżowe” Przejdź do kategorii „Okna energooszczędne”

Bądź na bieżąco!
Newsletter!