OKNA

Okna i przegrody przeszklone pełnią bardzo ważną rolę w budynkach energooszczędnych. To one umożliwiają kontakt z środowiskiem wewnętrznym i są źródłem zysków od promieniowania słonecznego (efekt szklarniowy). Wymagania im stawiane dyktowane są nie tylko koniecznością ograniczania strat ciepła, ale także zapewnienia wysokiej jakości środowiska wewnętrznego, które jest jednym z elementów wyróżniających budynki NF15 i NF40. Parametrem wpływającym na komfort cieplny jest temperatura powierzchni przegród od strony wewnętrznej, co dotyczy i okien. Wysoka izolacyjność cieplna okien i drzwi pozwala na utrzymanie jej na komfortowym poziomie. W standardzie NF15 gdzie stosujemy potrójne szklenie, ocieplone ramy i ciepłe ramki dystansowe, możliwa jest nawet rezygnacja z tradycyjnych grzejników zlokalizowanych pod oknami. Równie ważny jest ich poprawny montaż oraz rozmieszczenie na elewacjach.

Ramka dystansowa stanowi element oddzielający szyby na określoną odległość. Zawiera także absorbent, który osusza powietrze, zapobiegając wykraplaniu się pary wodnej wewnątrz okna. Jeśli jest ona wykonana z materiału o wysokiej przewodności cieplnej, jak aluminium, przyczyni się do powstania mostków cieplnych. Jeśli zaś użyjemy materiału o lepszych właściwościach izolacyjnych, będziemy mówić o „ciepłej ramce”, której stosowanie jest konieczne w budynkach energooszczędnych NF15 jak i NF40.


Rozmieszczenie okien w budynku
Rozmieszczenie okien może mieć decydujący wpływ na bilans energetyczny budynku i panujący w nim komfort cieplny. Główne okna mogą być zorientowane na południe (ewentualnie na południowy wschód lub południowy zachód), co sprzyja zyskom ciepła. W elewacjach północnych korzystna jest mała powierzchnia okien. Skutkuje to mniejszymi stratami ciepła w zimie, a oświetlenie dzienne z tego kierunku i tak jest minimalne . Rozmieszczanie okien określa rozmieszczenie pomieszczeń, umieszczając przy dużej powierzchni oszklenia pomieszczenia dzienne. Na północnej stronę mieszkania usytuowane są pomieszczenia, do których nie potrzebujemy dużego dostępu światła, takie jak łazienki, schowki, garderoby czy sypialnie.

Stosowanie tych zaleceń w sposób rygorystyczny może doprowadzać do sytuacji, w której architektura budynku i jego funkcjonalność ulegną pogorszeniu. Na przykład sypialnia z oknami o orientacji północnej, w której będą tylko małe okienka, może okazać mało „przytulna”. Z kolei duże okna od strony południowej, bez elementów zacieniających, będą powodowały przegrzewanie budynku w okresie lata. Projektowanie ściśle zorientowanych budynków powoduje jednoczenie, że mogą być one zlokalizowane tylko w jeden sposób. Mając to na uwadze trzeba zachować zdrowy rozsądek i umiar, aby zastosowane rozmieszczenie okien nie miało negatywnych skutków. Jednym z nich może być większe zużycie światła sztucznego w pomieszczeniach od strony północnej.


Montaż stolarki okiennej i drzwiowej
Bardzo istotnym elementem, odbijającym się na efektywności energetycznej, a także odpowiednim komforcie wewnętrznym jest montaż stolarki okiennej i drzwiowej. Wadliwie wykonany może pogarszać szczelność i powodować powstawanie mostków cieplnych. W standardzie NF15 i NF40 montaż stolarki okiennej i drzwiowej musi być prawidłowy: wolny od mostków cieplnych i szczelny powietrznie. Dostosowanie do tych potrzeb odbywa się poprzez stosowanie odpowiednich systemów montażowych.

Mostek cieplny zostaje wyeliminowany poprzez montaż stolarki w warstwie izolacji, na specjalnie przygotowanych do tego kotwach oraz wykonanie węgarka z izolacji zewnętrznej nachodzącego na ramę okienną. Rozwiązanie takie jest wymagane w przypadku standardu NF15. Nie ma natomiast potrzeby montowania okien w warstwie izolacji w przypadku standardu NF40. Wystarczy, że rama okienna będzie zamontowana na równo z warstwą konstrukcyjną, a izolacja będzie nachodzić na ramę okienną na 3-4 cm tworząc ocieplony węgarek.

Trwale szczelne połączenie może zostać zapewnione poprzez system trójwarstwowy, w którym pierwszym etapem jest przyklejenie od zewnętrznej strony taśmy paroprzepuszczalnej, wiatro- i wodoszczelnej, chroniącej przed wpływem czynników atmosferycznych. Następnie, w warstwie środkowej, izolujemy pianą montażową łącząc termicznie okno z izolacją. Ostatnią warstwą jest folia polietylenowa łącząca szczelnie ramę z otworem okiennym i przykryta tynkiem na siatce podtynkowej. Alternatywą dla folii polietylenowej może być taśma klejąca butylowo-kauczukowa z powłoką zewnętrzną z włókniny, do której łatwo przylega tynk.


Wymagania stawiane oknom w budynkach NF40 i NF15
Okna i drzwi stosowane w standardzie NF15 i NF40 muszą spełniać poszczególne wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej, przepuszczalności energii promieniowania cieplnego jak i szczelności powietrznej. Podstawowy parametr, który musimy sprawdzić to maksymalny współczynnik przenikania ciepła Uw, który dla standardu:

  • NF15 jednorodzinnego w I, II i III strefie klimatycznej wynosi 0,80 W/(m2K)
  • NF15 jednorodzinnego w IV i V strefie klimatycznej wynosi 0,70 W/(m2K)
  • NF40 jednorodzinnego w I, II i III strefie klimatycznej wynosi 1,00 W/(m2K)
  • NF40 jednorodzinnego w IV i V strefie klimatycznej wynosi 0,80 W/(m2K)
  • NF15 wielorodzinnego wynosi 0,80 W/(m2K)
  • NF40 wielorodzinnego w I, II i III strefie klimatycznej wynosi 1,30 W/(m2K)
  • NF40 wielorodzinnego w IV i V strefie klimatycznej wynosi 1,00 W/(m2K)

Wymagane współczynniki przenikania ciepła należy osiągnąć poprzez zastosowanie odpowiednich ram okiennych, szyb i ramek dystansowych. W poniższych tabelach podano ich parametry pozwalające na spełnienie wymagań Uw=0,80 W/(m2K) dla różnych powierzchni okien.

Wyznaczenie wymagań dla okien lub drzwi balkonowych o współczynniku Uw ≤ 0,80 W/(m2K)

Szerokość okna, m Wysokość okna, m Współczynnik Uf ramy, W/(m2K) Współczynnik Ug szyby, W/(m2K) Liniowy współczynnik przenikania ciepła Ψg, W/(mK) Udział szyby Współczynnik Uwcałego okna, W/(m2K) 0,88 1,48 0,8 0,60 0,03 0,61 0,76 0,57 1,48 0,8 0,60 0,03 0,49 0,81 0,88 2,30 0,8 0,60 0,03 0,65 0,75 1,18 1,48 0,8 0,60 0,03 0,67 0,74 0,88 0,88 0,8 0,60 0,03 0,53 0,79

Wymagane parametry techniczne dla okien lub drzwi balkonowych o współczynniku Uw ≤ 0,80W/(m2K)

Parametr techniczny Wartość Współczynnik przenikania ciepła ramy okiennej Uf, W/(m2K) =< 0,80 Współczynnik przenikania ciepła szklenia Ug, W/(m2K) =< 0,60 Współczynnik przepuszczalności całkowitego promieniowania słonecznego g szyby => 0,50 Współczynnik liniowej straty ciepła ramki dystansowej Yg, W/(mK) =< 0,03

Z uwagi na zastosowanie wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła, okna dodatkowo nie mogą być wyposażone w nawiewniki, a połączenia okien z ościeżami należy projektować i wykonywać pod kątem osiągnięcia ich całkowitej szczelności na przenikanie powietrza. Montaż należy wykonać w taki sposób, aby zminimalizować mostki cieplne na połączeniu ościeżnica-ościeże. Należy stosować „ciepły montaż okien”, czyli w warstwie izolacji w przypadku standardu NF15. Zastosowany rodzaj szyb powinien charakteryzować się możliwie wysokim współczynnikiem przepuszczalności energii promieniowania słonecznego. W przypadku szyb podwójnych powinien on wynosić g ≥ 0,60, a dla szyb potrójnych g ≥ 0,50. Okna skierowane na kierunki od wschodniego przez południowy do zachodniego i wszystkie okna dachowe muszą być wyposażone w elementy zacieniające. Nie powinny one jednak ograniczać dostępu promieniowania słonecznego w okresie zimowym.

Podstawowym kryterium wyboru ram w budynkach energooszczędnych będzie spełnienie wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej. Dodatkowym aspektem może być przeciwstawienie sobie ich wzajemnych wady i zalety:

  • Ramy z PCV – stosunkowo tanie, dobrze izolujące ciepło, łatwe w pielęgnacji, jednak są wrażliwe na wady montażu i odkształcalne
  • Ramy drewniane – estetyczne w wyglądzie, trwałe, dobrze izolujące ciepło, nie wydzielają trujących oparów w trakcie pożaru, jednak wymagają konserwacji i są wrażliwe na dużą wilgotność
  • Ramy aluminiowe – sztywne i wytrzymałe, trwałe, minimalistycznej architektury, łatwe w pielęgnacji, jednak kiepsko izolują ciepło

Niezależnie od wybranego rozwiązania, należy wybierać okna o jak najmniejszym stosunku udziału ramy w powierzchni okna, gdyż jest ona elementem o najmniejszej izolacyjności cieplnej.

Elementy zacieniające
Wnikające do środka budynku promienie słoneczne dostarczają zysków ciepła w zimie. Jednak w lecie zyski ciepła są często niepożądane i zwiększają ryzyko przegrzewania budynku. Aby zagwarantować odpowiednią jakość środowiska wewnętrznego w okresie lata należy stosować osłony przeciwsłoneczne. Zastosowanie osłon nie powoduje pogorszenia jakości energetycznej budynku i dodatkowego zużycia energii elektrycznej o ile zostały one odpowiednio zaprojektowane – nie ograniczają dostępu energii promieniowania słonecznego w okresie zimy. Skuteczność osłon przeciwsłonecznych zależy od ich lokalizacji – osłony zamontowane od zewnątrz są dwa razy bardziej skuteczne niż zamontowane od wewnątrz.

Istnieją różne formy osłon przeciwsłonecznych:

  • Zewnętrzna ochrona przeciwsłoneczna: stałe elementy architektoniczne (na przykład wysunięte poza obrys budynku okapy, balkony, daszki), elementy te nie powinny ograniczać dostępu promieniowania słonecznego w zimie i powodować powstania mostków cieplnych
  • Wewnętrzne osłony przeciwsłoneczne, np. żaluzje (elementy takie jak wertikale, zasłony są nieskuteczne)
  • Elementy zacieniające w przestrzeni międzyszybowej, np. żaluzje
  • Chroniące przed słońcem szkło refleksyjne lub przeciwsłoneczne, przezroczyste zintegrowane z szybą panele fotowoltaiczne
  • Odpowiednio zaprojektowana roślinność, drzewa i pnącza okresowo zielone nasadzone od strony południowej. do zacienienia szklenia można wykorzystać także roślinność, sadząc drzewa liściaste na stronie południowej i iglaste na północnej lub przezroczyste panele fotowoltaiczne, z których korzyści są oczywiste

Podczas użycia elementów stałych zewnętrznych dostęp światła zależy od pozycji słońca, jest on zatem zmienny. Blokują one także dostęp energii słonecznej w zimie, kiedy jest pożądana.