Izolacyjność okien fasadowych i dachowych (WT2021)

Czego dowiesz się z artykułu?

• Jak określono parametry cieplne dla okien fasadowych i dachowych w warunkach technicznych (WT2021)?
• Jakie elementy okna wpływają na jego izolacyjność?
• Jak duży wpływ na parametry cieplne okien ma ich właściwy montaż?
• Czy wielkość okien i ich rozmieszczenie ma wpływ na ich izolacyjność?
• Jakie wpływ na ucieczkę i gromadzenie ciepła w domu mają osłony okienne?

Budynki mieszkalne po prostu muszą być wyposażone w okna. Wymagają tego zarówno przepisy, jak i zdrowy rozsądek. Przez lata były to tylko modele pionowe, czyli montowane w ścianach lub lukarnach. Obecnie możemy kupić także okna dachowe oraz ich specjalne rodzaje - okna kolankowe, balkonowe, świetliki do dachów płaskich itd. Odpowiednio dobrane pod względem rodzaju, wielkości i rozmieszczenia, przeszklenia mogą zupełnie zmienić charakter pomieszczeń.

Z drugiej strony - wiele możemy zepsuć, jeżeli podejmiemy złe decyzje. Okno to przecież nie ściana, którą można dość łatwo docieplić. W prosty sposób nie da się go też powiększyć lub przenieść. Dlatego kwestii wyboru i montażu okien warto poświęcić sporo uwagi. Tym bardziej, że jest to znaczny wydatek. Na ich założenie lub wymianę w całym domu musimy zwykle przeznaczyć przynajmniej 20 000 zł. Podpowiadamy, na co zwracać uwagę, żeby były to dobrze wydane pieniądze.

Okna fasadowe i dachowe: jeszcze cieplejsze

WT2021 to przede wszystkim dalsze zaostrzanie wymogów energooszczędności niemal wszystkich przegród zewnętrznych.

W przypadku przeszkleń od 31 grudnia 2020 r. współczynnik U nie będzie mógł przekroczyć:

• 0,9 W/(m2·K) - okna pionowe, drzwi balkonowe i tarasowe, przeszklenia nieotwierane;
• 1,1 - okna dachowe (połaciowe).

Dla ścisłości trzeba dodać, że takie wymogi dotyczą okien w pomieszczeniach, w których ma być utrzymywana temperatura 16°C lub więcej. Jeżeli zaś zgodnie z projektem ma być niższa, to obowiązuje łagodniejszy limit 1,4 W/(m2·K) - niezależnie od rodzaju przeszklenia (pionowe, dachowe). Jeżeli zaś okno doświetla pomieszczenie w ogóle nie ogrzewane, to nie musi spełniać żadnych wymagań pod tym względem.

W domach jednorodzinnych takie wnętrza z temperaturą poniżej 16°C (lub nieogrzewane) to w praktyce:

• garaże;
• piwnice;
• poddasza nieużytkowe.

Dlatego na nieużytkowym strychu możemy w majestacie prawa założyć choćby zupełnie pozbawiony izolacyjności wyłaz dachowy z pojedynczą "szybą" z pleksi. Także w garażach i piwnicach możemy skorzystać z łagodniejszych kryteriów. Co jest tym bardziej istotne, że w takich miejscach zwykle zakładamy małe okna. Czyli o niekorzystnych proporcjach powierzchni ramy (profili) i oszklenia, w których szczególnie trudno jest uzyskać dobrą izolacyjność.

Warto wiedzieć, że podobnie złagodzone przepisy w odniesieniu do pomieszczeń o niższej temperaturze, niż wnętrza mieszkalne, dotyczą także ścian, podłóg na gruncie, czy bram garażowych.

Okna jednak zimniejsze niż ściany

Izolacyjność okien w ostatnich latach zmieniła się diametralnie. Te montowane 20-30 lat temu przepuszczały nawet 4 razy więcej ciepła, niż najlepsze dostępne dziś (U poniżej 0,6). Jednak bardzo zmieniono także wymagania odnośnie ścian. Przypomnijmy, że zgodnie z WT2021, muszą się charakteryzować współczynnikiem przenikania ciepła nie wyższym, niż 0,20 W/(m2·K). To przeszło 4 razy mniej niż okna. W przypadku okien połaciowych i dachów, dysproporcja jest jeszcze większa i wynosi 1,10 wobec 0,15 W/(m2·K). Różnica jest więc ponad 7-krotna!

Ale trzeba sobie zdawać sprawę, że poprawianie ścian lub dachu jest nieporównywalnie łatwiejsze - wystarczy pogrubić na nich izolację cieplną. Przy tym jest znacznie tańsze. Okna o najlepszych parametrach cieplnych mogą być nawet kilka razy droższe od tych spełniających wymogi WT2021. Które i tak są już wyśrubowane, jedne z najwyższych w Europie. Producenci stolarki nieraz wnioskowali nawet o ich złagodzenie lub przynajmniej odroczenie wejścia w życie.

Aspekt ekonomiczny jest ważny i nie można o nim zapominać w pogoni za coraz niższym współczynnikiem U. Bo już izolacyjność na poziomie WT2021, czyli 0,90 W/(m2·K), jest bardzo dobra. Poprawienie jej do 0,60 nie zmieni już znacząco sytuacji. W domu ogrzewanym gazem ziemnym, w którym łączna powierzchnia okien wynosi 30 m2 (umiarkowana wielkość), przełoży się to na roczne oszczędności rzędu 200-250 zł. Oczywiście, rachunek będzie się mocno zmieniał - w zależności od ceny używanego przez nas paliwa (nośnika energii) oraz powierzchni przeszkleń.

Czynnik ekonomiczny nie jest zresztą jedynym kryterium wyboru. Gdyby był, z wielu rozwiązań w domu przyszłoby nam zrezygnować. Jednak ponad wszelką wątpliwość jest istotny.

Najcieplejsze okna na rynku osiągają nawet Uw na poziomie poniżej 0,60 W/(m2·K). (fot. Aluprof)

Izolacyjność okien: szyba, profil, całość

Czasy, kiedy ramy okienne robił miejscowy stolarz, a szyby wprawiał w nie szklarz, to już zamierzchła przeszłość. Okno to teraz gotowy, fabrycznie przygotowany wyrób, który jako komplet przyjeżdża na plac budowy z fabryki. Można nawet powiedzieć, że jest to produkt końcowy całkiem zaawansowanej technologii.

Jednak zawsze składa się z kilku podstawowych elementów:

• oszklenia, obecnie tzw. szyb zespolonych, składających się z 2, 3, a nawet 4 tafli szkła;
• profili, czyli elementów, z których zbudowana jest konstrukcja ramy (ramiak) oraz skrzydła okiennego;
• uszczelek; gwarantujących odporność nie tylko na przenikanie wody deszczowej, ale również niekontrolowany ruch powietrza;
• okuć, dzięki którym skrzydło łączy się z ramą, a okno można otwierać, zamykać uchylać, rozszczelniać (zależnie od rodzaju).

Nowe przepisy narzucają bardzo wysokie wymagania. Pakiet z trzema szybami i ciepły profil o dużej głębokości to wręcz konieczność. (fot. Sokółka Okna i Drzwi)

Największy wpływ na parametry cieplne mają dwa pierwsze elementy - oszklenie oraz profile. Przy czym z zasady wyraźnie lepsza izolacyjność charakteryzuje szyby zespolone niż profile. Nie wszyscy o tym wiedzą, co czasem wykorzystują nierzetelni handlowcy. Skrajny przypadek to podawanie współczynnika U samych szyb, zamiast całego okna.

Oszklenie będzie miało np. U = 0,60, zaś okno jako całość U = 0,90. Przy czym bardzo ważne są proporcje tych elementów - im więcej będzie stanowić przeszklenie, tym finalnie okno będzie cieplejsze. Dlatego przeglądając katalogi, ulotki i oferty zwracajmy uwagę na to czy dookreślono, o jakim współczynniku U jest mowa.

Rozróżniamy bowiem wartość dla:

• całego okna - Uw (od window - okno);
• oszklenia - Ug (glass - szkło, szyba);
• profili - Uf (frame - rama).

Wartości odpowiednio Ug = 0,3 oraz Uw = 0,8 dla tego samego okna dają do myślenia. Pozwalają też poczynić bardzo istotne spostrzeżenie, że łatwiej zrobić okno o świetnej izolacyjności, jeżeli jest duże i bez podziałów (jednoskrzydłowe). To po prostu kwestia proporcji pomiędzy oszkleniem i profilami.

Dlatego obarczone bardzo dużym błędem może być także podawanie wartości U, choćby całego okna, ale tzw. okna referencyjnego. Czyli okna o jakichś konkretnych wymiarach i podziałach, które mogą dość daleko odbiegać od faktycznych wymiarów naszych okien. Tym bardziej, że za referencyjne mogą zostać uznane różne okna. Dlatego jeżeli chcemy mieć naprawdę miarodajny obraz tego jakie będą parametry cieplne naszych okien oraz ile za nie zapłacimy, zawsze prośmy o wycenę kompletnego zestawu okien potrzebnego do naszego domu.

Tym bardziej, że u różnych producentów i w odmiennych systemach rozbieżności mogą być bardzo duże. Szczególnie jeżeli chodzi o przeszklenia o skrajnych wymiarach - bardzo duże przeszklenia tarasowe oraz najmniejsze okna. Może się też okazać, że w danym systemie profili okno o określonych wymiarach albo kształcie jest nie do zrobienia. Ewentualnie, małego okienka nie warto robić z szerokimi profilami, które ostatecznie zasłonią połowę jego powierzchni. Mając pełne zestawienie stolarki fachowcy mogą zaproponować nam optymalnie dobrane rozwiązania, czy różne warianty pod względem relacji cena/izolacyjność.

Właściwy montaż okien jest kluczowy

Nie warto kupować tzw. ciepłych, nowoczesnych okien, jeżeli zostaną zamontowane byle jak. W skrajnych przypadkach mostek termiczny na ich obwodzie może być przyczyną większych strat ciepła niż samo okno!

Tradycyjny sposób osadzenia okien to ustawienie ich na klockach i klinach, przytwierdzenie za pomocą kotew, a następnie wypełnienie szczeliny pomiędzy ramą i murem pianką niskorozprężną. I wszystko jest mniej więcej dobrze, jeżeli zrobiono to starannie i pianka nie ulegnie zawilgoceniu. Ale do ideału daleko.

Dlatego zaczęto stosować tzw. montaż warstwowy. Tu izolacja wokół okna zostaje zabezpieczona za pomocą specjalnych taśm - paroszczelnej od strony pomieszczenia i paroprzepuszczalnej od zewnątrz.

Montaż warstwowy wymaga starannego przygotowania podłoża. Inaczej nie da się dobrze przykleić taśm. (fot. Rehau)

Najtrudniejszy, ale i najlepszy pod względem ograniczenia strat ciepła, jest montaż w warstwie izolacji termicznej ściany. Tylko on zasługuje na miano ciepłego, chociaż popularnie często mówi się też w ten sposób o montażu warstwowym. Zasada jest prosta - okno wysuwamy przed lico muru, tak aby znalazło się w grubości izolacji cieplnej.

Ale zrobienie tego w praktyce bywa bardzo trudne, bo współczesne okna są raczej duże i bardzo ciężkie ze względu na wielokomorowe oszklenia z 3 czy nawet 4 szyb. Za to najpopularniejsze obecnie materiały na ściany nośne (beton komórkowy, ceramika poryzowana) cechuje mała wytrzymałość na punktowe, skupione obciążenia powodowane przez kotwy mocujące. Dlatego obsadzenie okien w ten sposób to zadanie dla doświadczonych fachowców.

Wysunięcie okien przed lico muru tak aby ostatecznie znalazły się w grubości ocieplenia ściany pozwala praktycznie wyeliminować mostek cieplny. (fot. Veka)

Umieszczamy okna: jak duże i gdzie?

Przy doborze okien rodzaj pomieszczenia, które będą doświetlać jest sprawą zasadniczą. W naturalny sposób wynika to z odmiennych potrzeb w salonie, sypialniach, łazience itd. Identyczne kryteria byłyby absurdem - ani w kotłowni nie potrzebne nam okna na pół ściany, ani w salonie nie zgodzimy się na maleńkie okienko lub nawet jego brak. Nic dziwnego więc, że dostosowania wielkości okien do rodzaju wnętrza wymaga od nas prawo.

Zgodnie z nim pomieszczenia dzieli się na:

• przeznaczone na pobyt ludzi - w których te same osoby przebywają co najmniej 2 godziny dziennie (salony, sypialnie itp.);
• nie przeznaczone na pobyt ludzi, w których przebywamy łącznie nie dłużej niż 2 godziny i/lub wykonywane czynności mają charakter dorywczy, związany np. z dozorem nad urządzeniami (kotłownie, garaże, garderoby).

W pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi minimalna powierzchnia okien w stosunku do powierzchni podłogi wynosiła 1:8, a w innych pomieszczeniach wymagających oświetlenia to 1:12.

Dopuszcza się jednak, by pomieszczenie nie przeznaczone na pobyt ludzi miały tylko oświetlenie sztucznie, jeśli jest np. położone w części budynku pozbawionej dostępu światła dziennego, albo światło dzienne nie jest tam niezbędne.

Wielkość i rozmieszczenie okien to tak naprawdę jedne z zasadniczych cech każdego pomieszczenia. Tym ważniejszych, że nie da się ich łatwo zmienić. (fot. MS więcej niż OKNA)

Przepisy nie różnicują przy tym okien pionowych i dachowych. Chociaż te ostatnie, z racji pochyłego ustawienia, dają więcej światła. Szczególnie w sezonie wiosenno-letnim.

Oczywiście, trzeba kierować się przede wszystkim rozsądkiem. Choć nie jest to wymagane, to nawet niewielkie okna w garażu i kotłowni będą praktyczne, bo wchodząc tam na chwilę nie będziemy musieli zapalać i gasić światła.

W większości pomieszczeń mieszkalnych wymagane przepisami minimum spełnimy bez kłopotu, bo w pokoju o powierzchni 10 m2, wystarczy okno o wymiarach 1,5 × 0,85 m. Niewątpliwie jednak taki pokój będzie dość ciemny, nawet jeżeli okno umieścimy od nasłonecznionej strony. Nie wspominając już o elewacji północnej. Okno tej wielkości w stosunku do powierzchni zupełnie wystarczy zaś w pomieszczeniu gospodarczym.

Nie należy przesadzać także w drugą stronę. Modne duże przeszklenia powodują znaczne straty ciepła, bo izolacyjność termiczna bardzo dobrego okna jest 3-4 razy gorsza niż przeciętnej ściany. Latem z kolei łatwo o przegrzanie takiego pomieszczenia - tzw. efekt szklarniowy. Niezbędne są osłony zacieniające, najlepiej zewnętrzne. Szczególnie dotyczy to okien na elewacji południowej i zachodniej.

Rozsądny kompromis to w większości sytuacji okna o wielkości od 1:5 do 1:4 w stosunku do powierzchni podłogi. Jeżeli są większe, możliwość ich osłonięcia powinniśmy przewidzieć już na etapie projektu.

Im większe przeszklenia, tym większy jest ich wpływ na bilans energetyczny domu. Współczynnik U nabiera szczególnego znaczenia. (fot. Rehau)

Osłony - nie tylko cień

Jeżeli decydujemy się na modne ostatnio duże przeszklenia na nasłonecznionych elewacjach (szczególne od południa i zachodu), to powinniśmy od razu myśleć również o ich osłonięciu roletami, markizami, szerokim okapem dachu itd.

Inaczej może się okazać, że wprawdzie mamy jasne wnętrza, w słoneczne zimowe dni odczuwalne zyski ciepła od słońca, ale ostatecznie cały efekt i bilans cieplny psuje przegrzewanie się pomieszczeń i wręcz konieczność stosowania klimatyzacji.

Najskuteczniejszym sposobem zacienienia są osłony zewnętrzne. Mogą to być:

• markizy;
• pergole;
• żaluzje zewnętrzne;
• rolety zewnętrzne;
• okiennice.

Natomiast osłony zakładane od środka, takie jak rolety i żaluzje są znacznie mniej efektywne. Mogą zaciemniać pomieszczenie i rozpraszać światło, lecz nie zmniejszają specjalnie nagrzewania się. Bo działają na promieniowanie słoneczne, które już wniknęło do pomieszczenia.

Osłony wewnętrzne mogą skutecznie rozpraszać światło i zacieniać wnętrze, ale w niewielkim tylko stopniu wpływają na jego nagrzewanie się. (fot. Fakro)

Dość skuteczne zacienienie w sezonie letnim zapewniają też szerokie okapy dachu. Za to zimą nie zabierają one wiele światła. Wszystko dlatego, że latem, gdy promienie słoneczne padają na ziemię pod kątem zbliżonym do prostego, zostają zatrzymane przez okap. Zimą zaś, gdy słońce jest nisko nad horyzontem, jego promienie trafiają do pomieszczenia bez przeszkód. Dobrze przemyśleć trzeba za to zastosowanie szyb przyciemnianych, refleksyjnych lub w inny sposób ograniczających przenikanie promieniowania słonecznego. W końcu ten efekt jest niepożądany poza sezonem letnim. A w pozostałych porach roku liczymy właśnie na wykorzystanie ciepła, które niesie ze sobą słońce.

Pamiętajmy również, że osłony okienne to potencjalnie nie tylko sposób zapobiegania przegrzewaniu się pomieszczeń. Niektóre z nich - rolety zewnętrzne, okiennice, w mniejszym stopniu żaluzje zewnętrzne - ograniczają straty ciepła. Pomiędzy nimi i szybą tworzy się warstwa ogrzanego powietrza, mniejsze jest chłodzące działanie wiatru, w pewnym stopniu odbijają promieniowanie cieplne. Oczywiście, pod warunkiem, że zostaną na noc opuszczone. Żeby tak rzeczywiście było najlepiej jest wyposażyć je w napęd i automatyczne sterowanie. Osłony zewnętrzne, chroniąc przed oddziaływaniem warunków atmosferycznych, przedłużają żywotność stolarki. Najbardziej odczujemy to w przypadku okien drewnianych.

Najwygodniej jest zautomatyzować sterowanie osłonami okiennymi. (fot. Sukces Group)

Okna dachowe

Gdyby nie bogata oferta i ogromna poprawa parametrów okien dachowych, z pewnością nie zdobyły takiej popularności domy z poddaszami użytkowymi. Bo jeżeli pod skosami są pokoje to prawie zawsze są też okna połaciowe. Po prosto okna w ścianach szczytowych zwykle nie wystarczają - trudno, aby światło docierało z nich w głąb poddasza. Lukarny zaś wyraźnie straciły na popularności. Przede wszystkim, dlatego że ich wykonanie jest trudne, częste są też kłopoty z dobrym ułożeniem pokrycia, jego szczelnością oraz działaniem orynnowania (woda spiętrza się w załamaniach dachu w pobliżu lukarn).

Tak więc, w ostatecznym rachunku, chociaż okna pionowe są tańsze od dachowych, to właśnie te drugie okazują się tańsze po uwzględnieniu całości kosztów. Zaś sam ich montaż jest szybszy, prostszy i pewniejszy. Tym bardziej, że producenci stolarki okiennej dostarczają gotowe zestawy z kołnierzami uszczelniającymi, dostosowane do kąta nachylenia dachu i rodzaju materiału pokryciowego.

Atrakcyjność okien połaciowych dodatkowo zwiększa fakt, że są też dostępne w wielu wersjach specjalnych, zwiększających funkcjonalność wnętrz na poddaszu. Mogą być choćby. kolankowe czy balkonowe.

Okno kolankowe to jakby okno pionowe połączone z połaciowym. Może zdecydowanie zwiększyć atrakcyjność pomieszczenia. (fot. Okpol)

Słońce na poddaszu - zalety i wady

Okna dachowe wymagają szczególnej uwagi ze względu na ewentualne nadmierne zysk ciepła. Kąt nachylenia większości dachów w domach jednorodzinnych wynosi ok. 45°, co powoduje, że umieszczone w nich okna są praktycznie przez cały dzień wystawione na bezpośrednie działanie słońca, bez względu na to pod jakim akurat kątem jego promienia padają na grunt.

Zimą to zaleta, lecz latem poważny problem, tym bardziej, że możliwości zacienienia są ograniczone - można to zrobić jedynie za pomocą żaluzji lub rolet (zewnętrznych lub wewnętrznych). Duże okna dachowe stosujmy więc z rozwagą i montujmy na nich osłony przeciwsłoneczne.

Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Velux