Ciepłe okna - co to znaczy? Jak wybrać najcieplejsze okna?

Producenci stolarki okiennej oferują wiele systemów. Różnią się one zarówno materiałami, z których powstają okna, jak i technologią ich produkcji. Wszystkie muszą spełniać wymagania sformułowane w obowiązujących Warunkach technicznych. Jakie wybrać ciepłe okna?

Spis treści

1. Ciepłe okna - ważne współczynniki
2. Jakie profile okienne są ciepłe?
3. Ciepłe szyby okienne - czyli jakie?
4. Ciepłe ramki dystansowe
5. Uszczelki izolacyjne
6. Dobre proporcje profil - szyba

Ciepłe okna - ważne współczynniki

Najcieplejsze obecnie okna jednoskrzydłowe o wymiarach referencyjnych 123 x 148 cm charakteryzują się współczynnikiem U_w nawet w granicach 0,5 W/(m2·K). Na jego wartość mają wpływ system zastosowanych profili okiennych i pakiet szybowy.

Każdy z tych elementów ma swój współczynnik przenikania ciepła – profile okienne U_f, pakiety szybowe U_g. Aby uzyskać U_w okna na poziomie 0,9 W/(m2·K), system profili powinien mieć współczynnik U_f zbliżony do 1,0 W/(m²·K) lub lepszy, a pakiet szybowy – U_g wynoszący 0,5 lub 0,6 W/(m²·K). Taką izolacyjność mają pakiety trzyszybowe z ciepłą ramką dystansową, a ich montaż jest możliwy jedynie w odpowiednio szerokich profilach.

Producenci zazwyczaj podają współczynnik U_w dla okien referencyjnych (jednoskrzydłowych o określonych wymiarach), co ułatwia kupującym porównywanie różnych ofert. Jednak ostateczna wartość U_w konkretnego okna zmieni się, zależnie od jego rozmiarów i budowy. Uzyskanie lepszej (niższej) wartości U_w jest łatwiejsze, bo pakiet szybowy może mieć nawet dwukrotnie lepszą izolacyjność niż profil okienny, a w dużych oknach szyby mają większy udział w powierzchni całego okna.

Izolacyjność profili (U_f) ma tym większe znaczenie, im mniejsze jest okno, jest także istotna w przypadku okien z dużą liczbą podziałów.

• Okna dwukolorowe - idealnie dopasowane do wnętrza i elewacji domu

Jakie profile okienne są ciepłe?

Wytwarza się je przede wszystkim z PCW, drewna i aluminium. Różni je nie tylko materiał, ale też budowa i szerokość. Profile w oknach z PCW mają budowę komorową – mogą mieć od czterech do siedmiu, a nawet dziesięciu komór. Najbardziej popularne są okna z profili pięcio- lub sześciokomorowych. Trzeba jednak pamiętać, że na utrzymanie ciepła w większym stopniu wpływa szerokość profili, a nie liczba komór. Przykładowo pięciokomorowy system o szerokości 73 mm może zapewnić lepsze parametry cieplne niż system sześciokomorowy o szerokości 65 mm.

Jednak znacznie lepsze efekty w poprawianiu izolacyjność termicznej okien z PCW przynosi zastosowanie różnego rodzaju wkładek termicznych, które umieszcza się w komorach profili – może to być na przykład pianka poliuretanowa bądź spieniony polistyren. Wkłady te zastąpiły tradycyjne wzmocnienia stalowe, które „wychładzały” profile.

Parametry cieplne okien z tworzywa poprawia także technologia wklejania pakietu szybowego. To rozwiązanie konstrukcyjne pozwala obniżyć wartość współczynnika przenika ciepła profilu U_f nawet o ponad 20%, poniżej 0,7 W/(m²·K). Także w przypadku profili aluminiowych w uzyskaniu korzystnej izolacyjności sprzyja wielokomorowa budowa. Składają się one zazwyczaj z dwóch kształtowników, złożonych tak, że znajdująca się między nimi przestrzeń tworzy trzecią komorę, w której umieszcza się wzmocnienia. Stosowane dawniej wkładki stalowe zastąpiono materiałami o znacznie lepszej izolacyjności termicznej, przykładowo ze spienionego poliamidu wzmocnionego włóknami szklanymi. Przestrzenie między przekładkami uzupełnia się wypełnieniem ze spienionego polietylenu albo różnego rodzaju aerożelów. Wypełnienia izolacyjne mogą być profilowane (na przykład w kształcie litery omega), co wpływa korzystnie na ciepłochronność.

Można też kupić okna aluminiowe, w których we wrębie przyszybowym jest umieszczony dodatkowy klin z pianki izolacyjnej, minimalizujący straty energii w miejscu osadzenia szyby. Dzięki tym rozwiązaniom aluminiowe profile osiągają bardzo niski współczynnik – najcieplejsze mają U_f = 0,57 W/(m2·K). Ponadto okna aluminiowe mogą być produkowane ze specjalnych profili wytłaczanych ze stopów aluminium zawierających magnez i krzem. Dzięki magnezowi mają większą wytrzymałość, dzięki krzemowi – większą twardość niż te wykonane z czystego aluminium.

Świetnie sprawdzają się w dużych przeszkleniach, bo nawet węższe profile mogą utrzymać ciężkie pakiety szybowe.

Ciepłe ramy okien drewnianych są zbudowane z czterech grubych warstw drewna klejonego. Układ słojów w poszczególnych warstwach jest naprzemienny, dzięki czemu naprężenia wewnętrzne powstające w drewnie znoszą się wzajemnie, a okna są bardziej odporne na działanie warunków atmosferycznych. Termoizolacyjność okien drewnianych zależy od grubość profili – sięga ona czasem 10 cm, a nawet powyżej. Oprócz pogrubienia profili stosuje się inne rozwiązania poprawiające ich izolacyjność, takie jak ramy ze szczelinami oraz łączenie drewna z materiałem termoizolacyjnym – pianką poliuretanową umieszczoną w środkowej części profilu, styropianem czy aerożelem.

Dobre właściwości termoizolacyjne osiągają również ramy o konstrukcjach drewniano-aluminiowych – od strony pomieszczenia okno ma ramę z drewna, od zewnątrz profil aluminiowy, a między nimi jest umieszczona warstwa termoizolacyjna (na przykład polistyren, pianka poliuretanowa czy purenit).

• Wymiana stolarki - wszystko, co musisz wiedzieć o wymianie okien i drzwi. Na co zwrócić uwagę i jak uzyskać dofinansowanie?

Ciepłe szyby okienne - czyli jakie?

Pakiet szybowy to zestaw co najmniej dwóch szyb zespolonych ramką dystansową. Tafle szkła stosowane w takich zestawach różnią się materiałem i sposobem wykonania, co wpływa na parametry termoizolacyjne okna. Szkło typu termofloat (szkło niskoemisyjne), które dzięki powłoce z tlenków metali blokuje ucieczkę ciepła z ogrzewanych pomieszczeń, ogranicza straty ciepła odbywające się przez promieniowanie i jednocześnie zapewnia przepuszczanie jak największej ilości promieniowania słonecznego.

Powłoki selektywne, łączące zalety powłoki ciepłochronnej i przeciwsłonecznej również poprawiają izolacyjność termiczną pakietu szybowego, ale zmniejszają dopływ światła słonecznego do pomieszczenia. Standardem są obecnie pakiety zespolone z trzech tafli szkła (dwukomorowe) o U_g = 0,5-0,7 W/(m2·K), w których przestrzenie międzyszybowe wypełnia gaz szlachetny – argon lub krypton. Ciężkie gazy ograniczają straty ciepła powstające w drodze konwekcji, a stopień poprawy izolacyjności szyby zespolonej zależy od użytego gazu.

Dla pakietów szybowych z argonem wartość współczynnika przenikania ciepła U_g wynosi zwykle od 0,5-0,6 W/(m2·K), a z kryptonem może zejść nawet do 0,3 W/(m2·K). Powłoką niskoemisyjną może być pokryta tylko środkowa warstwa szkła w pakiecie szybowym.

Do domów w standardzie pasywnym stosuje się okna z pakietami czteroszybowymi o współczynniku przenikania ciepła U_g schodzącym nawet do 0,4 W/(m2·K).

Na rzecz poprawy termoizolacyjności okna działa też technologia STV, czyli suchego wklejania szyb. Pakiet szybowy osadzany jest w profilu skrzydła głębiej niż w systemie konwencjonalnym, co obniża wartość liniowego mostka termicznego w miejscu styku szyby z profilem.

Wklejanie pakietu szybowego w profil usztywnia skrzydło i pozwala zmniejszyć lub wyeliminować wzmocnienia stalowe (czyli poprawić wartość U_f).

Ciepłe ramki dystansowe

Podstawową rolą przekładek w szybie zespolonej jest zapewnienie stałego odstępu (dystansu) między warstwami szkła, ale technologia wykonania ramki dystansowej jest jednym z podstawowych czynników zapewniających termoizolacyjne właściwości szyb zespolonych. Zastosowanie „ciepłej ramki” poprawia izolację termiczną na brzegach, co powoduje podwyższenie temperatury szyb w tym obszarze i obniża ryzyko występowania czasowej kondensacji pary wodnej, ogranicza więc straty ciepła wynikające z przewodzenia.

Ciepłe ramki dystansowe wykonuje się ze stali nierdzewnej lub z tworzyw sztucznych, takich jak poliwęglan, polipropylen i inne, w połączeniu z cienkimi foliami metalowymi. Stosuje się też elastyczne ramki dystansowe wykonane z giętkich, elastycznych materiałów termoplastycznych lub pianki strukturalnej na bazie silikonu z wbudowanymi sitami molekularnymi.

Rynek ramek dystansowych do szyb zespolonych zmieniła technologia TPS – to przekładki z butylu typu hot melt (topliwy w podwyższonej temperaturze) bez żadnych dodatków. Ramka dystansowa może poprawić współczynnik U_w nawet o 10%.

Uszczelki izolacyjne

Uszczelki okienne odpowiadają za szczelność stolarki, im jest ich więcej, tym okno ma lepszą szczelność powietrzną i wodoszczelność. Służą też ograniczaniu ucieczki ciepła z ogrzewanego budynku. W jednym modelu okna może być zainstalowanych nawet do siedmiu różnych rodzajów uszczelek okiennych pełniących różne funkcje. Mocowanie i uszczelnianie oszklenia zapewniają uszczelki przyszybowe, z kolei uszczelki przylgowe wypełniają przestrzeń między skrzydłem a ościeżnicą. Najlepiej na rzecz termoizolacyjności okna działają uszczelki z rdzeniem piankowym. Profile uznawane za ciepłe są dodatkowo wyposażone w specjalną uszczelkę środkową – koekstrudowaną, czyli zespoloną z profilem, i wyprofilowaną w podwójne wpusty i płetwę. Uszczelka środkowa jest umieszczona mniej więcej pośrodku ramy okiennej, a jej zadaniem jest dodatkowa ochrona przed ucieczką ciepła przez okna.

Dobre proporcje profil - szyba

Udział profili okiennych w powierzchni całego okna ma znacznie przy obliczaniu współczynnika przenikania ciepła U_w, ale jest zróżnicowany, zależnie od wielkości przeszklenia i zastosowanych w nim podziałów. Powierzchnia przeszklona może stanowić od 45% – w przypadku niewielkiego okna piwnicznego – do 95% całej powierzchni w oknach wielkogabarytowych. W oknach średniej wielkości szyba zajmuje mniej więcej 30% ich powierzchni. Również w przypadku okien z dużą liczbą podziałów stosunek powierzchni profili do powierzchni przeszklonej jest większy niż w oknach panoramicznych, bez podziałów. Żeby więc osiągnąć jak najlepszą termoizolacyjność przeszkleń, należy ograniczyć liczbę dodatkowych profili i podziałów kwater, które mają charakter konstrukcyjny. Szprosy naklejane na szyby wpływają na współczynnik Uw w nikłym stopniu, natomiast konstrukcyjne i tak zwane wiedeńskie obniżają go znacznie. Producenci okien zazwyczaj podają współczynnik Ug, który określa przenikanie ciepła w środkowym punkcie szyby, bo w tym miejscu zwykle ma najkorzystniejszą wartość. Wraz ze zbliżaniem się do styku szyby z profilem ulega ona wzrostowi (pogorszeniu). Dlatego element, który przerywa ciągłość zespolenia szyb, jak szpros konstrukcyjny, powoduje pogorszenie właściwości cieplnych. Każde zwiększenie powierzchni szprosów w danym oknie zmniejsza powierzchnię szyby, a co za tym idzie, okno jest zimniejsze.

Okno ze szprosami cechuje mniej więcej o 10-15% wyższa wartość współczynnika Uw w porównaniu z podobnym oknem, ale bez szprosów. Jednak końcowa wartość tego parametru jest determinowana przez wielkość okna, a także jego wymiary i rodzaje szczeblin. Straty ciepła przez przeszklone fragmenty fasad można ograniczyć, decydując się na okna stałe. Gdy nie ma podziałów, które ze względu na mniejszą powierzchnię profili oraz często stosowany system szklenia w ramie mogą osiągać lepsze wartości Uw niż okna otwierane. Okno nieotwierane może mieć cieńszą ramę, bo jest ona narażona na mniejsze obciążenia i nie ma okuć. W domach z systemem rekuperacji fixy zalecane są z uwagi na osiągnięcie możliwie maksymalnej szczelności. Także w domach pasywnych, gdzie napływ świeżego powietrza do pomieszczeń zapewnia wentylacja mechaniczna, a nie stolarka okienna, duża część okien może być nieotwierana.

Zobacz galerię 6 zdjęć

Autor: KRISPOL

Szerokie wielokomorowe profile z wkładką termiczną w oknach z PCW