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

Szczelne okna. Ile pieniędzy ucieka oknami? Liczymy!

Wymagania przepisów techniczno-budowlanych oparte o klasyfikację przepuszczalności powietrza okien i drzwi balkonowych wynikającą z normy PN-EN 12207 tworzą bardzo szerokie widełki „szczelności”. W obiekcie budowlanym, na przykład jednorodzinnym budynku mieszkalnym, mogą być zastosowane okna i drzwi balkonowe, przez które powietrze w ogóle nie będzie przepływać albo objętość strumienia przepływającego powietrza będzie znikoma zarówno w odniesieniu do powierzchni okna, jak i długości linii stykowej. Nie ma też jednak przeszkód, by w tym samym obiekcie zastosować okna i drzwi balkonowe ledwie mieszczące się w górnej dopuszczalnej granicy klasy 3 przepuszczalności powietrza, co oznacza, że w ciągu jednej godziny przez 1 m linii stykowej przepływa aż 2,25 m3 powietrza albo 9 m3 na każdy m2 powierzchni.

Nieco wcześniej, pisząc o praktycznym znaczeniu współczynnika przenikania ciepła obliczaliśmy szacunkową wielkość strat ciepła przez okna dla niewielkiego domu jednorodzinnego zlokalizowanego w Poznaniu, w którym powierzchnia okien wynosi 30 m2. Zobaczmy, co w ciągu jednego sezonu grzewczego może wyniknąć dla użytkownika tego domu w przypadku zastosowania okien o zróżnicowanej przepuszczalności powietrza.

Powierzchnia okien (m2) Klasa przepuszczalności powietrza  Przepuszczalność powietrza przy 100 Pa
odniesiona do powierzchni(m3/hm2
Sezon grzewczy (h) Całkowita objętość strumienia powietrza infiltrującego przez okna w sezonie grzewczym Vo(m3)
30 4 0,5 5112 76.680
30 4 1 5112 153.360
30 4 2 5112 306.720
30 4 3 5112 460.080
30 3 4 5112 613.440
30 3 5 5112 766.800
30 3 6 5112 920.160
30 3 7 5112 1.073.520
30 3 8 5112 1.226.880
30 3 9 5112 1.380.240

Obliczone w tabeli wielkości całkowitej objętości strumienia powietrza Vo, infiltrującego przy ciśnieniu 100 Pa przez konstrukcje okienne o łącznej powierzchni 30 m2 pokazują możliwą i dopuszczalną w świetle wymagań przepisów techniczno-budowlanych aż osiemnastokrotną różnicę szczelności okien! Tak znaczące różnice muszą przełożyć się na ilość energii cieplnej, którą trzeba będzie dostarczyć do pomieszczeń w czasie trwania sezonu grzewczego, aby zapewnić pożądaną przez użytkownika temperaturę komfortu termicznego.

Przepuszczalność powietrza, a energia niezbędna do ogrzania powietrza

Aby oszacować ile energii cieplnej niezbędnej do ogrzania powietrza infiltrującego przez okna w naszym przykładowym domu, stworzymy model do obliczeń, w którym zakładamy, że w budynku z wentylacją naturalną nieszczelność okien, to jedyna nieszczelność budynku. Dla uproszczenia pominiemy w obliczeniach ewentualne zmiany wartości ciśnienia, temperatury i wilgotności powietrza.

Po przyjęciu powyższych warunków do obliczeń możemy posłużyć się następującą zależnością:

Qve = 0,33 * Vo * ΔT * 10-3 [kWh]

gdzie:

Qve – strata ciepła na wentylację
0,33 – pojemność cieplna powietrza
Vo - objętość strumienia powietrza infiltrującego przez okno
ΔT – różnica temperatur powietrza zewnętrznego i wewnętrznego

Przykładowe obliczenie dla okien o powierzchni 30 m2 i przepuszczalności powietrza 0,5 (m3/hm2). Temperatura powietrza wewnętrznego 21°C. Różnica temperatur dla miasta Poznań według danych IMiGW. Ze względu na tak przyjętą wartość ΔT obliczenia należy wykonać oddzielnie dla każdego miesiąca przyjętego sezonu grzewczego.

Miesiąc sezonu grzewczego I II III IV IX X XI XII
Pojemność cieplna powietrza 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33
Objętość strumienia powietrza 11.160 10.080 11.160 5.400 5.760 11.160 10.800 11.160
Różnica temperatur  (ΔT) 21,8 21,0 17,4 12,2 7,3 12,1 17,3 20,8
Zamiana jednostek W na kWh (10-3) 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001
 Ilość energii w kWh 80,3 69,9 64,1 21,7 13,9 44,6 61,7 76,6
Objętość strumienia powietrza  (Vo) 76.680 m3  
Łączna ilość energii (Qve) 432,66 kWh

Ostateczne wyniki obliczeń dla wszystkich wartości przepuszczalności powietrza przedstawiamy w tabeli, w której obok wartości Vo całkowitej objętości strumienia powietrza infiltrującego przez okna w ciągu sezonu grzewczego pojawia się także szacunkowa ilość energii niezbędnej do jego ogrzania do temperatury 21°C. 

Powierzchnia okien (m2) Klasa  Przepuszczalność powietrza przy 100 Pa
odniesiona do powierzchni(m3/hm2
Sezon grzewczy (h) Całkowita objętość strumienia powietrza infiltrującego przez okna w sezonie grzewczym Vo (m3) Ilość energii niezbędna do ogrzania powietrza (kWh)
30 4 0,5 5112 76.680 433
30 4 1 5112 153.360 865
30 4 2 5112 306.720 1.731
30 4 3 5112 460.080 2.596
30 3 4 5112 613.440 3.461
30 3 5 5112 766.800 4.327
30 3 6 5112 920.160 5.192
30 3 7 5112 1.073.520 6.057
30 3 8 5112 1.226.880 6.922
30 3 9 5112 1.380.240 7.788

W zależności od rodzaju nośnika energii wykorzystywanego do ogrzewania domu i ceny za 1 kWh energii uzyskanej w wyniku spalania lub zużycia paliwa możemy teraz oszacować wartość nakładów na energię cieplną niezbędną do ogrzania infiltrującego powietrza. Posługując się dokładnie tymi samymi wartościami, jak w przypadku prognozowania strat ciepła przez okna, w kolejnej tabeli prezentujemy kilka wybranych obliczeń. Dotyczą one okna, o którym możemy powiedzieć, że jest wyjątkowo szczelne na przenikanie powietrza, (Q100=0,5m3/hm2) i dwóch innych okien, których szczelność jest na granicy klasy 4 przepuszczalności powietrza (Q100=3m3/hm2) oraz na granicy klasy 3 przepuszczalności powietrza (Q100=9m3/hm2). 

Nośnik energii Prognozowana ilość energii potrzebna do ogrzania infiltrującego powietrza (kWh)
Okna szczelne – klasa 4
Q100 0,5m3/hm2
Okna szczelne - klasa 4
Q100 3m3/hm2
Okna szczelne - klasa 3
Q100 9m3/hm2
433 2.596 7.788
  Przybliżona wartość nakładów w zależności od nośnika energii
Węgiel kamienny 47,63 zł 285,56 zł 856,68 zł
Olej opałowy 116,91 zł 700,92 zł 2 102,76 zł
Gaz ziemny 60,62 zł 363,44 zł 1 090,32 zł
Propan 112,58 zł 674,96 zł 2 024,88 zł
Pellets 64,95 zł 389,40 zł 1 168,20 zł
Drewno (suche 15% wilgotności) 34,64 zł 207,68 zł 623,04 zł
Energia elektryczna 216,50 zł 1 298,00 zł 3 894,00 zł

Przestawione informacje oraz przeprowadzone obliczenia, chociaż przybliżone i szacunkowe, jasno wskazują, że przepuszczalność powietrza okien może mieć niebagatelne znaczenie zarówno dla portfela, jak i komfortu użytkowania pomieszczeń. Wydaje się, że ze względu na podobieństwo pozytywnych lub negatywnych skutków związanych z przenikalnością cieplną i przepuszczalnością powietrza okien i drzwi balkonowych obie te cechy konstrukcji okiennych powinny być zawsze rozpatrywane łącznie podczas oceny przydatności wyrobu do zamierzonego zastosowania w obiekcie budowlanym. 

OKNOTEST.PL

Niniejszy artykuł jest fragmentem Vademecum Okien PVC 2017 wyd. ALUPLAST Sp. z o.o.

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