Stolarka okienna i jej wpływ na charakterystykę energetyczną budynku

Okna zapewniają dostęp do światła dziennego i wpływają na wygląd elewacji, ale są również ważnym elementem bilansu energetycznego budynku. Przez niewłaściwie dobraną albo nieszczelnie zamontowaną stolarkę może uciekać dużo ciepła. Latem przeszklenia mogą natomiast zwiększać ryzyko przegrzewania pomieszczeń.

Wymiana okien może poprawić komfort i ograniczyć zapotrzebowanie na energię, ale sam wybór pakietu trzyszybowego nie gwarantuje dobrego rezultatu. Liczą się parametry całego okna, jakość ramy, rodzaj szyby, ciepła ramka dystansowa, sposób montażu, orientacja względem stron świata oraz prawidłowa wentylacja.

Dlaczego okna mają znaczenie dla charakterystyki energetycznej?

Bilans energetyczny budynku uwzględnia między innymi straty ciepła przez ściany, dach, podłogę, drzwi i okna. Okna są zwykle słabiej izolujące niż dobrze ocieplona ściana zewnętrzna. Nawet nowoczesna stolarka może więc stanowić istotną część strat przez przenikanie.

Przeszklenia działają jednak w dwie strony. W sezonie grzewczym przepuszczają energię promieniowania słonecznego do wnętrza i mogą zapewniać użyteczne zyski ciepła. Latem te same zyski mogą prowadzić do przegrzewania pomieszczeń oraz zwiększać potrzebę chłodzenia. Dlatego ocena okien nie powinna ograniczać się do jednego parametru.

Uw, Ug i Uf, czyli które parametry porównywać?

W kartach technicznych okien można spotkać kilka podobnych oznaczeń:

• Uw określa współczynnik przenikania ciepła całego okna, wraz z szybą, ramą i wpływem krawędzi pakietu szybowego.
• Ug dotyczy wyłącznie oszklenia.
• Uf opisuje ramę okienną.

Im niższa wartość współczynnika U, tym mniejszy przepływ ciepła przez dany element. Przy porównywaniu produktów najważniejsze jest więc deklarowane Uw dla całego okna, a nie tylko korzystna wartość Ug szyby.

Zgodnie z obowiązującymi wymaganiami technicznymi maksymalna wartość U dla pionowych okien, drzwi balkonowych i przegród przezroczystych w ogrzewanych pomieszczeniach wynosi 0,9 W/(m²·K). Dla okien połaciowych jest to 1,1 W/(m²·K). Wymagania odnoszą się do całego wyrobu, dlatego dobry pakiet szybowy musi współpracować z odpowiednią ramą i prawidłowym montażem.

Okno dwuszybowe czy trzyszybowe?

Pakiet dwuszybowy składa się z dwóch tafli szkła i jednej szczelnej komory. Pakiet trzyszybowy ma trzy tafle oraz dwie komory. Komory w nowoczesnych szybach zespolonych są zwykle wypełniane gazem szlachetnym, najczęściej argonem. Stosuje się również powłoki niskoemisyjne, które ograniczają wypromieniowanie ciepła z wnętrza.

Pakiet trzyszybowy ma dwie komory i zazwyczaj zapewnia niższy współczynnik Ug niż pakiet dwuszybowy.

W typowych nowoczesnych rozwiązaniach pakiety dwuszybowe osiągają Ug na poziomie około 1,0 do 1,1 W/(m²·K), natomiast pakiety trzyszybowe często około 0,5 do 0,7 W/(m²·K). Są to wartości orientacyjne. Ostateczny parametr zależy od budowy pakietu, rodzaju powłok, gazu, szerokości komór oraz deklaracji producenta.

Pakiet trzyszybowy zwykle lepiej ogranicza straty ciepła i podnosi temperaturę wewnętrznej powierzchni szyby. Może to poprawić komfort w pobliżu okna oraz zmniejszyć ryzyko wykraplania wilgoci. Jest jednak cięższy, droższy i nie zawsze zapewnia taki sam poziom przepuszczalności światła oraz energii słonecznej. W budynku poddawanym modernizacji należy też ocenić stan profili, okuć i ościeży.

Ciepła ramka i konstrukcja profilu

Na obwodzie szyby znajduje się ramka dystansowa oddzielająca tafle. Tradycyjna ramka aluminiowa dobrze przewodzi ciepło, dlatego może tworzyć chłodniejszą strefę przy krawędzi szyby. Tak zwana ciepła ramka, wykonana z materiału o mniejszej przewodności cieplnej, ogranicza ten efekt.

Znaczenie ma również rama okienna. Liczba komór profilu sama w sobie nie jest wystarczającym kryterium. Należy sprawdzić wartość Uf, głębokość zabudowy, zastosowane wzmocnienia, uszczelki oraz jakość wykonania całego systemu.

Najlepsze okno nie pomoże bez dobrego montażu

Parametry laboratoryjne okna nie opisują strat powstających na połączeniu ramy ze ścianą. Jeżeli szczelina montażowa jest niedokładnie wypełniona albo niezabezpieczona przed wilgocią, wokół ościeża mogą powstawać przedmuchy i mostki cieplne.

Prawidłowy montaż powinien zapewnić:

• stabilne zamocowanie okna,
• ciągłość izolacji cieplnej wokół ramy,
• szczelność połączenia od strony pomieszczenia,
• ochronę warstwy izolacyjnej przed wodą i warunkami atmosferycznymi od zewnątrz,
• odpowiednie osadzenie parapetów i zabezpieczenie strefy podprogowej.

W nowych i modernizowanych budynkach warto rozważyć montaż ograniczający mostek cieplny, dopasowany do konstrukcji ściany i położenia warstwy izolacji. Nie ma jednego rozwiązania właściwego dla każdego budynku.

Co pokazuje badanie kamerą termowizyjną?

Termowizja może pomóc zlokalizować chłodniejsze fragmenty ramy, nieszczelności na styku okna ze ścianą, nieciągłość izolacji oraz różnice temperatur w obrębie ościeża. Badanie powinno być wykonywane przy odpowiedniej różnicy temperatur między wnętrzem i otoczeniem, bez silnego nasłonecznienia oraz z uwzględnieniem warunków pogodowych.

Grafika ilustracyjna. Cieplejsze kolory na obrazie wykonanym od zewnątrz mogą wskazywać miejsca intensywniejszej ucieczki ciepła.

Sam kolor na termogramie nie jest jeszcze diagnozą. Wynik trzeba interpretować razem z temperaturą powietrza, emisyjnością powierzchni, odbiciami promieniowania, wiatrem i sposobem wykonania pomiaru. Szkło jest powierzchnią refleksyjną, dlatego szczególnie łatwo o błędną interpretację obrazu szyby.

Szczelne okna a wentylacja

Po wymianie starej stolarki na nową często zmniejsza się niekontrolowany napływ powietrza. To korzystne dla ograniczenia strat, ale może ujawnić problemy z wentylacją. Objawami są podwyższona wilgotność, zaparowane szyby, gorsza jakość powietrza lub rozwój pleśni w chłodnych narożnikach.

Nie należy rozszczelniać przypadkowo okien ani zasłaniać nawiewników. Dopływ powietrza powinien być rozwiązany zgodnie z systemem wentylacji budynku. W budynku z wentylacją mechaniczną z odzyskiem ciepła ważna jest wysoka szczelność przegród. Przy wentylacji grawitacyjnej trzeba zapewnić właściwy nawiew i drożne kanały wywiewne.

Współczynnik g i ochrona przed przegrzewaniem

Współczynnik g określa, jaka część energii promieniowania słonecznego przechodzi przez oszklenie do wnętrza. Wyższa wartość może zwiększać zyski słoneczne zimą, ale latem może pogarszać komfort, zwłaszcza przy dużych przeszkleniach od południa i zachodu.

Dobór szyby warto połączyć z analizą orientacji okien i skutecznymi osłonami. Najlepiej sprawdzają się rozwiązania zatrzymujące promieniowanie przed szybą, takie jak rolety zewnętrzne, żaluzje fasadowe, okapy lub odpowiednio zaprojektowane zacienienie. Osłony wewnętrzne poprawiają komfort wzrokowy, ale zwykle słabiej ograniczają dopływ ciepła.

Czy wymiana okien poprawi świadectwo charakterystyki energetycznej?

Wymiana starej, nieszczelnej stolarki na okna o niższym Uw może zmniejszyć obliczeniowe straty przez przenikanie i wentylację. Zwykle obniża zapotrzebowanie na energię do ogrzewania, a przez to może poprawić wskaźniki wykazywane w świadectwie charakterystyki energetycznej.

Skala poprawy nie jest jednak taka sama w każdym obiekcie. Zależy między innymi od:

• powierzchni i parametrów istniejących okien,
• powierzchni ogrzewanej budynku,
• izolacyjności ścian, dachu i podłogi,
• szczelności oraz rodzaju wentylacji,
• orientacji i zacienienia przeszkleń,
• sprawności systemu ogrzewania,
• jakości montażu nowej stolarki.

Jeżeli okna stanowią niewielką część przegród, a największe straty występują przez nieocieplony dach lub ściany, sama wymiana stolarki może nie dać oczekiwanego efektu. Kolejność modernizacji najlepiej ustalić na podstawie audytu energetycznego.

Jak wybierać okna do modernizowanego budynku?

Przed zakupem warto:

1. Sprawdzić deklarowane Uw dla całego okna w wybranym wymiarze.
2. Porównać Ug szyby, Uf ramy, współczynnik g i przepuszczalność światła.
3. Wybrać ciepłą ramkę dystansową.
4. Dopasować sposób montażu do budowy ściany i planowanego ocieplenia.
5. Zaplanować nawiew oraz sprawdzić działanie wentylacji.
6. Przy dużych przeszkleniach uwzględnić ryzyko przegrzewania i osłony zewnętrzne.
7. Zachować deklarację właściwości użytkowych i dokumentację techniczną produktu.

Podsumowanie

Stolarka okienna wpływa na straty ciepła, zyski słoneczne, szczelność, komfort cieplny i ryzyko przegrzewania. Dobre okno to nie tylko pakiet trzyszybowy. O wyniku decydują parametry całego wyrobu oraz prawidłowo zaprojektowane połączenie ze ścianą.

Jeżeli planujesz wymianę okien lub kompleksową termomodernizację, audyt energetyczny pomoże ustalić, które działania przyniosą największy efekt. Po zakończeniu prac aktualne świadectwo charakterystyki energetycznej pokaże parametry budynku po modernizacji.

Źródła i materiały techniczne

• Warunki techniczne, wymagania dotyczące współczynnika U, współczynnika g i szczelności
• Program Czyste Powietrze, informacje o oknach pionowych i pakietach szybowych
• Passivhaus Institut, właściwości potrójnego oszklenia niskoemisyjnego

Artykuł ma charakter informacyjny. Dobór stolarki i sposobu montażu powinien uwzględniać dokumentację techniczną, konstrukcję budynku oraz warunki konkretnej inwestycji.