Domy energooszczędne

Okna energooszczędne

Osiągnięcie standardu energooszczędnego nie wymaga stosowania specjalistycznych technologii. Konieczne są odpowiedni dobór materiałów i staranność wykonania.

Ewa Trusewicz
Ewa Trusewicz

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.

Okna energooszczędne

Parametry okien przeznaczonych do budynków energooszczędnych i pasywnych mają znaczny wpływ na bilans energetyczny domu. Ważne jest zarówno zminimalizowanie strat ciepła przez okna, jak i umożliwienie zysków energetycznych z promieniowania słonecznego

fot. Marcin Czechowicz, projekt: Jedyny – Murator C163, Autor projektu: Przemysław Biryło

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).

Budowa ciepłych okien – przykłady

Okna tworzywowe Alu Look
Siedmiokomorowe profile z PCW (Salamander) o głębokości zabudowy 82 mm, wzmocnienia ze stali, Uf = 0,98 W/(m2∙K)

fot. Ms Więcej Niż Okna

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.

Okna wysunięte w warstwę izolacji termicznej można zamocować na różne sposoby. Ważne jest odpowiednie połączenie ram z ociepleniem układanym na murach

fot. Bartłomiej Rutkowski, projekt: Cezary Sankowski, Paulina Rak

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).

Ciepły montaż okien dachowych

Izolacja z wełny owczej
Jest elastyczna, więc dobrze się dopasowuje do ramy okna i drewnianych elementów dachu. Można nią wypełnić każdą lukę, niezależnie od jej kształtu

fot. Fakro

Dobry montaż

W domach energooszczędnych i pasywnych standardem stał się montaż okien w warstwie ocieplenia. Bardzo ważne jest stabilne zamocowanie okien do murów, aby siły wywołane parciem i ssaniem wiatru czy naprężeniami termicznymi nie zniszczyły okna ani nie osłabiły połączeń. Ale równie istotne jest poprawne uszczelnienie styku okna z izolacją, aby nie powstały tam mostki termiczne. Zarówno montaż w warstwie ocieplenia, jak i uszczelnianie styków można zrobić na kilka sposobów, a wyboru powinno się dokonać w porozumieniu z montażystą okien. Uwzględnić trzeba nie tylko koszt montażu, ale także materiał konstrukcyjny ścian i wielkość okien.

Ważne jest, by styki były ciepłe i zabezpieczone przed zawilgoceniem – paroizolacją od strony wnętrza i wiatroizolacją od zewnątrz. Tego trzeba dopilnować, bo niestety nie jest to w wielu wypadkach standardem montażu okien. Dużo lepiej wygląda to w przypadku okien dachowych. Okna o bardzo dobrych parametrach termicznych są oferowane z kołnierzami termoizolacyjnymi. Aby wyeliminować mostki liniowe na styku okna z połacią oferuje się materiał izolacyjny (wełna owcza), którym wypełnia się przestrzeń wokół ramy okna, albo dodatkową ramę termoizolacyjną ze spienionego polietylenu (wstawione w połać dachu tworzą ościeże dla okna).

Są też okna fabrycznie obudowane izolacją – z ramą jest zespolony blok termiczny z polipropylenu. Standardowymi elementami wykorzystywanymi przy montażu każdego okna dachowego są kołnierze uszczelniające – paroizolacyjny, doklejany do ramy okna i łączony z folią paroizolacyjną osłaniającą od strony poddasza ocieplenie ułożone w połaci, oraz wiatroizolacyjny montowany pod pokryciem dachowym.

Okna energooszczędne

Wysoko położone okna dachowe są poza zasięgiem rąk, najwygodniej więc obsługiwać je zdalnie – pilotem lub przełącznikiem na ścianie

fot. Piotr Mastalerz, projekt Marcin Rubik, Aleksandra Stabrawa
Okna energooszczędne

Aby latem nie dochodziło do przegrzania pomieszczeń, duże okna wymagają osłon. Markizy zewnętrzne zatrzymują promienie słoneczne, a przy tym umożliwiają dopływ światła dziennego i kontakt wzrokowy z otoczeniem

fot. Fakro

Mądra eksploatacja

Dobra izolacyjność termiczna okien pozwala na projektowanie dużych przeszkleń zarówno w ścianach, jak i w połaciach dachu. Ich główną rolą jest nadanie bryle lekkości i wpuszczenie do wnętrz światła naturalnego. W domach z nawiewno-wywiewną wentylacją mechaniczną okna nie muszą służyć przewietrzaniu wnętrz.

Ale dom energooszczędny to też taki, który ma bardzo dobrze izolowane przegrody, ciepłe okna i wentylację grawitacyjną. Aby w sezonie grzewczym nie tracić ciepła przez okna, a jednocześnie zapewnić przewietrzanie wnętrz, można je włączyć do systemu sterowania wyposażeniem domu. Najłatwiejsze jest to na poddaszach, bo okna dachowe przystosowane do obsługi elektrycznej to niemal standard. Można je podłączyć do zasilania energią elektryczną lub wyposażyć w zasilanie solarne. Obsługa okien odbywa się wówczas pilotem lub przełącznikiem ściennym. A dzięki programatorom i różnym czujnikom (wiatru, deszczu, nasłonecznienia, jakości powietrza wewnętrznego) można określić warunki, przy których automatycznie się otworzą i zamkną.

W podobny sposób można sterować roletami i markizami zewnętrznymi, które coraz częściej są uzupełnieniem okien dachowych i elewacyjnych skierowanych na południe i południowy zachód.

zdaniem eksperta
Energooszczędne okna a zrównoważony bilans energetyczny budynków fot. Fakro

Sławomir Kwarciak, menedżer okien dachowych z firmy Fakro

Energooszczędne okna a zrównoważony bilans energetyczny budynków

Wzrastające ceny energii oraz wyższa świadomość społeczna dotycząca ochrony środowiska powodują, że energooszczędność ma coraz większe znaczenie. Ważne jest, aby inwestorzy myśleli o zakupie energooszczędnych okien nie jak o dodatkowym koszcie, lecz inwestycji, która nie tylko zmniejszy wydatki na ogrzewanie domu w przeciągu wielu lat użytkowania budynku, ale także przyczyni się do ochrony środowiska. W efekcie ma to również wpływ między innymi na ograniczenie szkodliwego smogu.

Na rynku są dostępne okna o różnych współczynnikach przenikania ciepła i w łatwy sposób można się zorientować, które okna są bardziej energooszczędne. Oczywiście okna zgodne z obowiązującymi przepisami powinny dobrze spełniać swoje termoizolacyjne funkcje. Dlatego rozwiązania energooszczędne promowane od wielu lat przez producentów – na przykład superenergooszczędne lub pasywne okna dachowe Fakro, których współczynnik przenikania ciepła jest lepszy od wymaganego na rok 2021 – gwarantują realną oszczędność energii cieplnej i niższe rachunki za ogrzewanie. Równie ważny jest ciepły montaż okien, bo tylko zastosowanie kompleksowego rozwiązania gwarantuje spełnienie energooszczędnych funkcji okna. Przykładem takiego rozwiązania są okna dachowe o specjalnej konstrukcji wyposażone w trzy- lub czteroszybowe pakiety montowane ze specjalnym kołnierzem uszczelniającym, umożliwiającym docieplenie okien dachowych ponad poziomem łat. Od wewnątrz ma on przyklejony elastyczny materiał ociepleniowy, który szczelnie przylega do ościeżnicy okna i dzięki temu po zamontowaniu tworzy termoizolacyjną ramę. Poprawia to współczynnik przenikania ciepła okna nawet o 15%, zależnie od jego typu.

Ile zapłacimy za okna

Przedstawiamy wycenę firmy Fakro
Sprawdźmy to na przykładzie domu energooszczędnego Nowatorski I – Murator EC383. To dom parterowy z poddaszem przeznaczonym do indywidualnej adaptacji. W projekcie przyjęto, że tylko w kuchni i w sypialni usytuowanej od północy są okna standardowej wysokości (140 cm w świetle muru). Pozostałe okna na parterze mają znaczenie w bilansie energetycznym, są wysokie (240 cm w świetle muru), ale nie wszystkie się otwierają. Stałe jest pojedyncze okno w przedsionku, a także jedno ze skrzydeł w dużym oknie tarasowym w pokoju dziennym i w dwuskrzydłowym oknie w sypialni małżeńskiej. Reszta okien ma po dwa otwierane skrzydła. Przeszklenia dwuskrzydłowe wysokie i standardowej wysokości mają ponad 2 m2 każde, a łącznie zajmują powierzchnię 35,01 m2, czyli aż 95%.
Na poddaszu zaprojektowano pięć okien dachowych, w tym dwa z funkcją wyłazu dachowego. Zaproponowano po dwa warianty wyceny okien na każdej kondygnacji. Wszystkie okna są drewniane, ale różnią się budową i wyposażeniem, co wpływa na niektóre parametry.
Wariant I – optymalny
Fasadowa stolarka okienno-drzwiowa jest wykonana w systemie IV 78. Okna mają konstrukcję z klejonych warstwowo profili sosnowych, dwukomorowe pakiety szybowe wypełnione argonem o współczynniku Ug = 0,7 W/(m2∙K) i okucia Siegenia Si-Line w klasie bezpieczeństwa RC1. Zawiasy w skrzydłach otwieralnych są wyjątkowo smukłe, nie wystają poza krawędź skrzydła i licują się z przylgą, osłaniają też wkręty, którymi są przytwierdzone do ram, estetykę podnoszą osłonki w kolorze jasnotytanowym. Ten system charakteryzuje się współczynnikiem Uw = 0,94-1,02 W/(m2∙K).
Na poddaszu są także okna: trzy obrotowe i dwa wyłazy dachowe. Są wyposażone w dwukomorowe pakiety szybowe wypełnione argonem (okna) o Ug = 0,7 W/(m2∙K) lub kryptonem (wyłazy) o Ug = 0,5 W/(m2∙K). Poczwórny system uszczelek zapewnia oknom najwyższą klasę szczelności (IV). Nowa konstrukcja wyłazu daje możliwość zmiany stron otwierania, więc nie trzeba od razu decydować, czy będzie to lewy, czy prawy wyłaz. Stolarka jest montowana w połaciach w termoizolacyjnych kołnierzach uszczelniających, które od wewnątrz mają przyklejony elastyczny materiał dociepleniowy. Umożliwiają one głębsze osadzenie okien i lepsze ocieplenie okna ponad poziomem łat. Przy montażu niezbędny jest również pakiet XDK składający się z zestawu izolacyjnego (wełna owcza do wypełnienia przestrzeni wokół ramy i kołnierza z membrany wiatroizolacyjnej mocowanego od zewnątrz) oraz kołnierza paroszczelnego chroniącego termoizolację przed zawilgoceniem od strony poddasza.
Wariant II – dla wymagających
Zaproponowano okna o lepszej izolacyjności termicznej i wyższym standardzie estetycznym i użytkowym. Na parterze okna mają konstrukcję drewniano-aluminiową Innoview i trzykomorowe pakiety szybowe wypełnione kryptonem o współczynniku Ug = 0,3 W/(m2∙K). Osiągają bardzo niskie wartości Uw (0,62-0,72), dzięki czemu można je zastosować także w domu pasywnym. Ramy mają grubość 92 mm. Ta technologia pozwala na wieloletnie użytkowanie okien bez konieczności ich konserwacji. Niewidoczne połączenia naroży na profilach aluminiowych podnoszą estetykę okien i zwiększają ich trwałość.
Na poddaszu są okna o podwyższonej osi obrotu z pogrubionym o 50% profilem wykonane w systemie topSafe, z energooszczędnym dwukomorowym pakietem szybowym (z antywłamaniową szybą 33,2T z powłoką niskoemisyjną) o Ug = 0,5 W/(m2∙K). Charakteryzuje je zarówno dobra izolacyjność termiczna (Uw = 0,8), jak i akustyczna (Rw = 30 dB).

Projekt Nowatorski (z wentylacją mechaniczną i rekuperacją) – Murator EC383
Autor projektu: architekt Grzegorz Kaliciak
Powierzchnia użytkowa: 139,5 m2
Powierzchnia okien i drzwi balkonowych: 36,85 m2
Powierzchnia okien połaciowych: 4,60 m2

rys. Www.muratorprojekty.pl
Wydanie: Murator 12/2018 Tekst Ewa Trusewicz
warto przeczytać
tematy z okładki