Jakie parametry powinny mieć okna energooszczędne?
Okna energooszczędne to niezbędny element współczesnego domu. Przeszklenia zajmują coraz większą powierzchnię ścian i dachów, muszą więc mieć bardzo dobrą izolacyjność termiczną, aby nie wychładzały dobrze ocieplonych przegród zewnętrznych. Ale nie tylko współczynnik Uw się liczy!
Według obecnych wymagań maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła dla okien elewacyjnych może wynosić 1,1 W/(m2.K). Od 2021 r. będzie obniżona do 0,9 W/(m2.K), czyli prawie do wartości, która charakteryzuje stolarkę przeznaczoną do domów pasywnych (Uw nie większe niż 0,8 W/(m2.K)). Wyższe wartości są dopuszczone dla okien dachowych – 1,3 W/(m2.K) obecnie i 1,1 W/(m2.K) od 2021 r. Mianem okna energooszczędnego określa się takie, które już dziś spełnia zaostrzone wymagania.
Izolacyjność cieplna okna
Jest wypadkową wartości izolacyjności ram okiennych (Uf), pakietu szybowego (Ug) oraz różnych nieszczelności i mostków termicznych. Im większe okno, tym większy udział w jego powierzchni ma pakiet szybowy, a więc jego współczynnik ma największy wpływ na izolacyjność termiczną okna. To dlatego w oknach energooszczędnych pakiet szybowy ma przynajmniej trzy tafle szkła, a komory między nimi wypełnione są gazem szlachetnym (argonem lub kryptonem).
Izolacyjność przeszklenia poprawiają również ciepłe ramki dystansowe oraz powłoki niskoemisyjne nanoszone przynajmniej na jedną taflę szkła. Współczynnik Ug szyby energooszczędnej osiąga wartość nie wyższą niż 0,6 W/(m2.K). Deklarowana przez producenta okien wartość współczynnika Uw dotyczy konkretnego okna – o określonych wymiarach i konstrukcji, pakiecie szybowym z konkretną ramką międzyszybową. Zmiana choćby jednego z tych elementów wpływa na zmianę wartości Uw. W celach porównawczych (na przykład w reklamach) producenci podają współczynnik przenikania ciepła Uw okna referencyjnego: jednoskrzydłowego o wymiarach 123 x 148 cm. W przypadku okna mniejszego lub dwuskrzydłowego zbudowanego z takich samych elementów wartość współczynnika będzie większa (co oznacza słabszą izolacyjność). Mniejsze straty ciepła Im mniejsze okno, tym większe znaczenie ma wartość współczynnika Uf jego profili. W oknach energooszczędnych nie przekracza on 1 W/(m2.K), najczęściej jest zbliżony do 0,8.
Takie parametry mają obecnie okna ze wszystkich materiałów. Aby to spełnić, zmieniła się ich budowa. Najpopularniejsze okna z PCW, których ramy mają stalowe wzmocnienia, są zbudowane z profili siedmiokomorowych i charakteryzują się Uf = 0,94-0,98 W/(m2.K). Żeby sześciokomorowe profile z PCW osiągnęły podobną izolacyjność, ich komory wypełnia się spienionym polistyrenem. Zastosowanie jako termoizolacji pianki poliuretanowej i zastąpienie wzmocnień stalowych termoplastycznymi wkładkami wzmacniającymi pozwoliło obniżyć wartość Uf do 0,7 W/(m2.K). Takie okno ma głębokość zabudowy 85 mm, a budowa ramy skrzydła pozwala na zamontowanie w nim trzykomorowego pakietu szybowego (Ug = 0,3) i uzyskanie okna, które z powodzeniem można zastosować w domu pasywnym. Aby rama drewniana miała Uf mniejsze niż 1 W/(m2.K), musi mieć większą grubość, czyli głębokość zabudowy 92 mm.
Poprawie izolacyjności okien z drewna przy zachowaniu głębokości zabudowy 85 mm (porównywalnej z oknami z PCW) służy połączenie w konstrukcji drewna z pianką poliuretanową – Uf = 0,86 W/(m2.K). Najcieplejsze mogą być okna aluminiowe – wielokomorowe profile wypełnione pianką EPS, o głębokości zabudowy 102 mm, mają Uf = 0,45-0,9. W skutecznym redukowaniu strat ciepła pomaga również ciepła ramka ze stali nierdzewnej lub z tworzywa sztucznego zamykająca pakiet szybowy – poprawia współczynnik Uw nawet o 10%. Minimalizuje bowiem liniowy mostek termiczny na styku szyby z ramą. Podobny efekt da głębsze osadzenie szyby w profilu okiennym. Utracie ciepła sprzyja wymiana powietrza przez okno. Dlatego w domach energooszczędnych montuje się najczęściej okna szczelne, a dopływ świeżego powietrza do pomieszczeń i usuwanie z nich zużytego powietrza zapewnia wentylacja mechaniczna.
Większe zyski energetyczne
Największych zysków ciepła od promieniowania słonecznego możemy się spodziewać przez okna zorientowane na południe. Ale bilans energetyczny poprawią również okna od południowego wschodu i od południowego zachodu. Okna te zimą mogą dać więcej zysków niż strat ciepła. Będzie to jednak zależne nie tylko od dobrego współczynnika Uf, ale także od współczynnika przepuszczalności promieniowania słonecznego g pakietów szybowych – w domach pasywnych zaleca się, aby miał wartość nie mniejszą niż 0,5. W takich domach ciepło pozyskane od promieniowania słonecznego docierającego do wnętrza przez okna może zrównoważyć blisko 50% strat ciepła.
Zastosowanie w oknie pakietów szybowych z niskoemisyjnymi powłokami pozwala zmniejszyć straty ciepła, bo odbijają one do wewnątrz promieniowanie cieplne (generowane przez urządzenia grzejne, oświetlenie, mieszkańców) i sprzyjają zyskom cieplnym z promieniowania słonecznego, ponieważ swobodnie przepuszczają promienie do wnętrza. Ale nie wszystkie powłoki na to pozwalają. Niektóre blokują promienie słoneczne, odbijając je na zewnątrz. Decyduje o tym ich liczba i rodzaj. Powłoki selektywne (łączą zalety powłoki ciepłochronnej i przeciwsłonecznej), które poprawiają izolacyjność termiczną pakietu szybowego, zmniejszają niestety dopływ widzialnego światła do pomieszczenia i w znacznym stopniu zmniejszają współczynnik g.
Równie dużą barierę dla promieniowania stanowi powłoka refleksyjna. Zwiększeniu wartości g szyby sprzyja natomiast powłoka antyrefleksyjna (zmniejsza odbicie światła) oraz antykondensacyjna i samoczyszcząca. Trzeba jednak pamiętać, że to, co pożądane zimą, może być uciążliwe latem. Aby pomieszczenia się nie przegrzewały w okresie letnim, okna wyposaża się w osłony przeciwsłoneczne. Latem wartość współczynnika g nie może przekroczyć 0,35 (wymagania ujęte w Warunkach technicznych).
