Parametry okien: jaki powinien być współczynnik przenikania ciepła U i przepuszczalności energii cieplnej g?

2018-05-17 15:32 Karolina Matysiak-Rakoczy|Szymon Firląg
Duże okno w salonie
Autor: Piotr Mastalerz Piękny widok za oknem buduje charakter salonu. Panoramiczne okna dają znakomity efekt, gdy dom stoi w ładnym otoczeniu. Projekt domu: Michal Owadowicz, DJiO

Przez okna ucieka z domu od 25 do 40% ciepła. Aby jak najbardziej ograniczyć to zjawisko, powinno się stosować okna, które mają dobre parametry. Przy zakupie zwróć uwagę na współczynnik przenikania ciepła U i współczynnik przepuszczalności energii cieplnej g. Pamiętaj jednak, że o stratach ciepła decyduje zarówno cała konstrukcja okna, jak i sposób ich montażu.

Przenikalność cieplna okien - parametr wpływająceyna straty ciepła

Aby ograniczyć straty ciepła, powinno się stosować okna o niskich współczynnikach przenikania ciepła Uw (czyli dla całego okna), mniejszych od standardowego 1,1 W/(m2·K).

Wytyczne dla domów o niskim zapotrzebowaniu na energię mówią, że stolarka otworowa powinna mieć Uw na poziomie 0,9 W/(m2·K). Tę właśnie maksymalną wartość można spotkać w większości projektów, co jest zrozumiałe, bo im stolarka cieplejsza, tym droższa, a w projektach najczęściej przygotowuje się najtańszy wariant wyceny. Tymczasem producenci oferują okna o znacznie korzystniejszych parametrach, nawet o U ≤ 0,6 W/(m2·K), które pozwalają na znaczne ograniczenie strat energii.

Projektanci starają się przy tym tak dobierać funkcje i rozkład pomieszczeń, aby usytuowanie okien w budynku umożliwiało maksymalne wykorzystanie ciepła pochodzącego z promieniowania słonecznego dostającego się do wnętrza domu. W ten sposób część nakładów poniesionych na zakup okien może być zrekompensowana późniejszymi zyskami energii zmniejszającymi zapotrzebowanie na prąd, gaz czy olej.

Największe zyski dają te okna, w których szyby mają wysoki współczynnik przepuszczalności energii słonecznej g. Im jest wyższy, tym więcej promieniowania dociera do wnętrza domu. Najmniejsze straty energii przy najwyższych zyskach zapewniają tak zwane okna aktywne, czyli takie, których Uw ≤ 0,9 W/(m2·K), a g ≥ 50%.

Parametry szyby okna

Pakiety szybowe w oknach energooszczędnych powinny się składać z trzech tafli oddzielonych komorami wypełnionymi gazem szlachetnym – argonem, kryptonem lub ksenonem. Argon nie izoluje tak dobrze jak krypton, ale jest znacznie tańszy i dzięki temu popularniejszy. Przestrzenie z gazem mają szerokość od 10 do 16 mm. Im są szersze, tym izolacyjność pakietu większa, ale 16 mm jest tu wartością graniczną – w szerszej szczelinie powietrze zaczyna krążyć i zamiast poprawiać izolacyjność, powoduje straty energii na drodze konwekcji.

Szyby. Pakiety szybowe w oknach energooszczędnych powinny się składać z trzech tafli oddzielonych komorami wypełnionymi gazem szlachetnym – argonem, kryptonem lub ksenonem. Argon nie izoluje tak dobrze jak krypton, ale jest znacznie tańszy i dzięki temu popularniejszy. Przestrzenie z gazem mają szerokość od 10 do 16 mm. Im są szersze, tym izolacyjność pakietu większa, ale 16 mm jest tu wartością graniczną – w szerszej szczelinie powietrze zaczyna krążyć i zamiast poprawiać izolacyjność, powoduje straty energii na drodze konwekcji.

Wewnętrzna szyba prawie zawsze jest pokryta powłoką niskoemisyjną, która odbija część promieniowania przedostającego się z wnętrza domu, ograniczając w ten sposób straty ciepła.

  • Współczynnik przenikania ciepła Ug

Współczynnik przenikania ciepła Ug pakietu szybowego ma zwykle wartość od 0,5-0,6 W/(m2·K) dla argonu do 0,3 W/(m2·K) dla kryptonu. Warto jednak pamiętać, że parametry z czasem się pogarszają, bo nawet z najszczelniejszych pakietów szybowych gaz stopniowo się ulatnia, obniżając w ten sposób ich izolacyjność. Oprócz Ug bardzo ważnym parametrem pakietu szybowego jest współczynnik przepuszczalności energii słonecznej g.

  • Współczynnik g

Współczynnik g określa, jaki procent promieniowania słonecznego przenika przez szyby do wnętrza domu. Standardowa wartość w większości pakietów szybowych to mniej więcej 50%, a im jest wyższy, tym większe są zyski energii. W oknach pasywnych zaleca się, aby współczynnik g osiągał nawet 55%.

Parametry profili okiennych

Choć prawdą jest, że o parametrach cieplnych dużych okien w głównej mierze decyduje szyba, to jednak w oknach o niewielkiej powierzchni spory wpływ na Uw całego okna ma profil. Wbrew pozorom może on zajmować nawet 40% powierzchni. Przykładowo okno z tym samym szkleniem, ale o różnych ramach może mieć współczynnik Uw różniący się nawet o kilka dziesiątych. Tę zależność najlepiej można wykorzystać w oknach plastikowych, które mają większe od okien drewnianych możliwości poprawy współczynnika Uf – można zastosować w nich dodatkowe wypełnienia termoizolacyjne, cieplejsze wzmocnienia lub wręcz je wyeliminować dzięki nowoczesnej konstrukcji na bazie tworzyw kompozytowych.

Dobry montaż okien może wyeliminować straty ciepła

Przez otoczenie okna może uciekać prawie tyle samo ciepła, ile bezpośrednio przez jego powierzchnię. Prawidłowe zamontowanie ramy okiennej może prawie całkowicie wyeliminować te straty.

Według najnowszych badań termowizyjnych, najbardziej ekonomicznym sposobem montażu jest wysunięcie okien z grubości ściany w warstwę ocieplenia budynku. W takim położeniu praktycznie nie występuje liniowy mostek termiczny wzdłuż obwodu ramy. Całkowite wysunięcie okien w grubość izolacji jest kosztowne, bo wymaga specjalnych systemowych łączników i konsol podpierających dolną ościeżnicę. Można jednak wysunąć ramy tylko częściowo, uzyskując korzystny rozkład izoterm bez konieczności używania takich systemów mocowania. Metodą, która jest obecnie dobrym standardem jest montaż z taśmami uszczelniającymi: paroszczelną od wewnątrz i paroprzepuszczalną od zewnątrz.

Drzwi przesuwne OknoPlus
Autor: OknoPlus Salon z bezpośrednim wyjściem do ogrodu czy na taras to marzenie wielu właścicieli domów i mieszkań
Warto wiedzieć

Okno oknu nie jest równe

Na wartość współczynnika Uw całego okna ma wpływ pomnożony przez powierzchnię ramy współczynnik Uf, pomnożony przez powierzchnię szklenia współczynnik Ug oraz pomnożony przez długość ramki dystansowej znajdującej się wewnątrz pakietu szybowego współczynnik Ψ.

Przy obliczeniach należy uwzględnić obecność słupków, poprzeczek i szprosów – również międzyszybowych – oraz rodzaj materiału, z jakiego są wykonane profile. Przykładowo profile drewniane, które generalnie są zimniejsze niż plastikowe, są do tego szersze, a więc dodatkowo osłabiają parametry okna, a przy tym ograniczają powierzchnię szyby, zmniejszając możliwość ewentualnych zysków energetycznych.

Jak widać, nie da się określić jednakowej wartości U dla wszystkich okien w budynku. Ponieważ jednak różnice są niewielkie (raczej nie przekraczają 0,2 W/(m2·K)), dla uproszczenia obliczeń projektowych zazwyczaj uśrednia się wartość współczynnika przenikania ciepła okien (pod warunkiem że są to okna z tego samego systemu).

Przykładowo, jeśli w domu przeważają okna nieduże, mające U = 1,1 W/(m2·K), i jest tylko kilka większych przeszkleń, z których najcieplejsze ma Uw = 0,9 W/(m2·K), to średni wyliczony współczynnik Uw dla wszystkich okien wyniesie około 1,19 W/(m2·K). Jeżeli natomiast przeważają okna duże, to średnia wartość U zbliża się do 1 W/(m2·K).

Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Pozostałe podkategorie
KOMENTARZE
Dario
|

Jak autorowi wyszło, że gdy ma się okna 1,1 i 0,9 to średnio będzie Uw=1,19... To chyba liczył z funkcji różniczkowych i tensorów.

Łuki
|

przepraszam -> 100lat...

Łuki
|

Dzięki za wzorki, w takim razie wychodzi mi że dla okna 78x118 =~1m2: porównując dwie klasy okien pewnej firmy z u=1,2 i u=1,3 to 1,55kwh w lutym dla uproszczenia mnożę to razy 6 (estymuję rok) i mam ~9,3kwh * 0,25zł(1kwh gazu) daje 2,30zł oszczędności rocznie, katalogowa różnica w cenie okien to ~230zł czyli okres zwrotu 10lat...

Przemysław Kotwicki
|

Uważam, że warto jednak trochę tego światła/energii uzyskać zimą i mieć komfort przebywania w jasnych pomieszczeniach. Bardzo niski współczynnik g nie załatwi sprawy przegrzewania pomieszczeń w przypadku bezpośrednio padającego słońca latem, a może spowodować dość mroczną atmosferę w pochmurne dni.
Do osłony przed słońcem, jeśli to możliwe warto zastosować jakieś zewnętrzne osłony. Ciekawym rozwiązaniem wydają mi się żaluzje zewnętrzne. Jeśli lamele są w pozycji otwartej (poziomo) można obserwować co się dzieje za oknem i do pomieszczenia wpada dużo światła, ale nie bezpośrednie promienie słoneczne (gdy słońce jest wysoko na niebie poszczególne lamele tworzą cień sięgający do kolejnych). Podobnie zadziała spory okap nad oknem tarasowym. Trochę na ten temat tutaj: *******
Pozdrawiam

przypadkowy czytelnik
|

Jeśli obecnie masz sprawne okna 1,3 to nie opłaca się ich zmiana na 0,9, bo potencjalne oszczędności są zbyt małe, aby gra była warta świeczki. Chyba, że masz okna źle zamontowane i owe 1,3 masz tylko na papierze, bo w praktyce zimne powietrze przelatuje przez szczeliny i inne nieszczelności wynikające ze złego montażu. Wtedy można pomyśleć o wymianie okien na nowe i przyłożyć dużą wagę do ich prawidłowego "ciepłego montażu". Bez prawidłowego montażu najlepsze i najdroższe okna mogą być "zimniejsze" niż tańsze okna ale dobrze zamontowanie.

przypadkowy czytelnik
|

akurat fizyk ma rację, że w tym wypadku są to kWh

przypadkowy czytelnik
|

Rolety mogą być też częściowo przeźroczyste o przyjemnym dla oka kolorze, nie izolują tak jak pełne ale latem w pełnym słońcu różnica i tak jest odczuwalna.

Marek
|

Fizyku nie 62 kWh tylko 62 kW.

inżynier-fizyk fizyk-inżynier
|

na szybko wyliczając dla lutego (śr temp. około -2C) dla domu w którym masz 21C:

różnica współczynnika: dUw = 1,3 - 0,9 = 0,4 W/m2K
różnica w temperaturze: dT = 21-(-2) = 23 C
przykładowa powierzchnia okien: A = 10 m2

Moc tracona: P = dUw*A*dT = 0,4*23*10 [W] = 92 W

ilość godzin w lutym: t = 24h/d * 28d = 672 h

Energia tracona: t*P = 92*672/1000 kWh ~= 62 kWh.

A zatem 62 kWh dla samego lutego przy powyższych założeniach.

Sprawdź koszt kilowatogodziny w Twoich rachunkach i porównaj powierzchnie okien w Twoim domu (przyjąłem 10 m2). Do tego dodaj inne miesiące z nieco innymi średnimi temperaturami na zewnątrz i sam oceń czy się opłaca ;-)

Pzdr.

KatarzynkaBo
|

Na szczegółach się nie znam, ale od kiedy mamy okna Sożal, właśnie te energooszczędne, to mamy niższe rachunki za ogrzewanie, więc coś w tym musi być, cieszę się, że na takie się zdecydowaliśmy.