Ile ciepła ucieka przez okna?

JAK CIEPŁE SĄ OKNA?

Nawet najlepsze okna przepuszczają dużo więcej ciepła niż zupełnie przeciętne ściany lub dach. Okna nie mogą mieć obecnie współczynnika U powyżej 1,30 W/(m2·K), podczas gdy dla ścian jest to 0,25 W/(m2·K). Przez typowe okno ucieka więc ponad pięciokrotnie więcej ciepła, niż przez ścianę o takiej samej powierzchni. I nie ma prostego sposobu żeby poprawić okna - to nie ściany, które zawsze możemy obłożyć lepszą izolacją. Dlatego, chociaż okna to w domu jednorodzinnym około 30 m2, ściany zaś aż 150 m2, to ostatecznie straty ciepła są porównywalne.

Rzecz jasna, są też okna znacznie lepsze, o współczynniku U = 1,0 albo nawet 0,8-0,6 W/(m2·K). Jednak i ściany wielu energooszczędnych domów są znacznie lepsze (ok. 0,10). Proporcje zostają więc z grubsza zachowane.

BILANS - ZYSKI I STRATY

Okna "przepuszczają" ciepło i należy doprecyzować, że robią to również w kierunku odwrotnym niż ściany - padające na nie promieniowanie słoneczne bez większego trudu przenika do wnętrz, a tam zamienia się w ciepło. To tzw. efekt szklarniowy.

Oczywiście dom nie jest oranżerią i powierzchnia okien jest w nim proporcjonalnie znacznie mniejsza, ale mechanizm działania jest ten sam. Zyski ciepła od słońca są bardzo pożądane w zimie, gdy ciepła nam brakuje, a słońca i tak jest mało. Jednak nadmierne mogą stać się utrapieniem w lecie i zmusić nas do zakupu klimatyzatorów, bez których w zalanych słońcem i przegrzanych wnętrzach w ogóle nie da się wytrzymać.

Dlatego zanim zdecydujemy ile, jak dużych i jak rozmieszczonych okien ma mieć dom, najpierw zastanówmy się czego po nich oczekujemy. Rolą przeszkleń jest w pierwszym rzędzie zapewnienie we wnętrzach naturalnego, dziennego światła. To funkcja wymagana również przez prawo, bo w pokojach mieszkalnych okna muszą mieć wielkość przynajmniej 1/8 powierzchni podłogi. Ale już w łazienkach, pomieszczeniu gospodarczym i garażu - okien może nie być wcale. Pytanie tylko, czy chcemy w takich miejscach rezygnować z choćby małych okien, dzięki którym wchodząc na chwilę do pomieszczenia, nie musimy zapalać sztucznego światła?

I tu dochodzimy do problemu strat ciepła i jego ewentualnych zysków. W naszym klimacie, w sezonie grzewczym tylko okna skierowane na południe dają w ostatecznym rachunku więcej zysków ciepła, niż powodują strat. Stąd typowe w domach energooszczędnych duże okna czy nawet przeszklone całe ściany od południa, za to praktycznie brak okien od północy. Jednak nigdy nie zapominajmy, że dom ma służyć do mieszkania, nie zaś do łapania ciepła.

Mieszkania wygodnego, przy możliwie niskim zużyciu energii. Przy czym funkcje użytkowe wnętrz są priorytetem. Okno w łazience lub pomieszczeniu gospodarczym zwiększy, niestety, straty ciepła, ale w odczuciu wielu osób - atrakcyjność tych pomieszczeń się zwiększy.

Należy przy tym mieć świadomość, że spożytkowanie zysków ciepła spowodowanych przeszkleniami nie jest sprawą prostą. Zysk w bilansie jest bardzo mały, a ponadto - żeby go w ogóle wykorzystać, budynek musi mieć jak zakumulować chwilowe zyski ciepła z nasłonecznienia.

Najważniejsze jest zaś chyba to, że największe zyski ciepła odnotowujemy latem, nie zaś zimą. I wcale nie są one wówczas pożądane. Żeby ich uniknąć, powinniśmy w przemyślany sposób zastosować osłony przeciwsłoneczne. Skuteczne są zwłaszcza osłony zewnętrzne. Mogą to być rolety i markizy, ale również szerokie okapy dachu i ogrodowa zieleń (drzewa liściaste, które zimą nie zabierają światła). Z całą pewnością, jeżeli decydujemy się na duże przeszklenia na nasłonecznionej elewacji, to muszą być częścią większej, spójnej koncepcji budynku. Ciepło słoneczne trzeba mieć jak zmagazynować, a latem ograniczyć jego dopływ. Jeżeli w ciepłych miesiącach niezbędne będzie chłodzenie domu za pomocą klimatyzatorów, z energooszczędności nic nie wyjdzie.

ILE CIEPŁA UCIEKA PRZEZ OKNA?

Przez okna tracimy ciepło i niewątpliwie dobrze, jeżeli te straty uda się ograniczyć. Jednak jak zawsze przy budowie, tu również nie wolno zapominać o rozsądku i rachunku kosztów. Słuchając sprzedawców, można zaś czasem dojść do wniosku, że nawet obniżenie współczynnika U o 0,10 warte jest każdych pieniędzy. Naszych pieniędzy.

Przyjmując, że dom ma około 30 m2 okien, pokazaliśmy w tabeli, ile ciepła ucieknie przez nie w ciągu sezonu i jak przekłada się to na koszty eksploatacji. Ostatecznie opłacalność zależy od tego, ile będziemy musieli dopłacić za okna o wyższym standardzie energetycznym. Stolarka okienna o współczynniku U nieco lepszym od standardowego (czyli 1,30) jest jeszcze niezbyt droga. Za to najlepsze okna o ciepłochronności wyraźnie poniżej 1,0 mogą być nawet dwukrotnie droższe.

Roczne straty ciepła przez okna o powierzchni 30 m2*
Strata ciepła [kWh]	Współczynnik U [W/(m2·K)]	Roczna strata ciepła przez 30 m2 okien [kWh]	Koszt ciepła [zł]
			węgiel 0,15 zł/kWh	gaz ziemny 0,25 zł/kWh	gaz płynny 0,40 zł/kWh
Okno 1	1,3	2860	429	715	1144
Okno 2	1,0	2200	330	550	880
Okno 3	0,7	1540	231	385	616
*Dane orientacyjne dla średniej temperatury sezonu grzewczego +3°C, czasu jego trwania 4320 h (180 dni), temperatury wewnętrznej +20°C.

W branży okiennej na znaczne upusty możemy liczyć poza sezonem budowlanym, np. jesienią. Wówczas wszystkie zamówienia są cenne, bo to niemal okres przestoju w produkcji. Mamy wówczas szansę kupić wyższej klasy okna za rozsądne pieniądze.

SZTUCZKI SPRZEDAWCÓW OKIEN

Wyznaczenie izolacyjności cieplnej okien nie jest wcale takie proste. Rzecz w tym, że składa się z kilku elementów o wyraźnie odmiennej ciepłochronności. Najcieplejsze jest zwykle oszklenie, profile mają gorsze parametry, do tego dochodzą jeszcze okucia. Podawanie współczynnika przenikania ciepła dla samych szyb (Ug), zamiast dla całego okna (Uw) to już stara sztuczka sprzedawców, dość znana i łatwa do przejrzenia.

Są jednak inne, trudniejsze do wykrycia. Przede wszystkim trzeba zwrócić uwagę na konsekwencje posługiwania się współczynnikiem U dla tzw. okna referencyjnego, a nie konkretnych okien o wymiarach z naszego zamówienia. Sam pomysł wyznaczenia wymiarów referencyjnych jest dobry, bo pozwala szybko porównać systemy okienne różnych firm. Ale to jedynie zgrubna przymiarka. Wcale nie musi być tak, że okno najcieplejsze jako referencyjne również będzie takie w naszym przypadku konkretnych wymiarów i podziałów.

Jeżeli w oknie referencyjnym obniżenie całkowitego współczynnika Uw osiągnięto dzięki osadzeniu bardzo ciepłych szyb w standardowych ramach, to z kolei okno niezbyt duże albo z większą liczbą podziałów (np. dwuskrzydłowe ze stałym słupkiem), będzie wyraźnie gorsze cieplnie. W tym przypadku zupełnie zmienią się proporcje profili i oszklenia. Dla odmiany okno na cieplejszym profilu i z szybą ze średniej półki aż tyle nie straci. Zestawienie w tabeli pokazuje właśnie takie rozmaite warianty.

Praktyczny wniosek płynie stąd taki, że zanim zaczniemy odwiedzać salony sprzedaży, powinniśmy zrobić zestawienie potrzebnej nam stolarki okiennej w konkretnych wymiarach. Tylko wówczas możemy poprosić o dokładne obliczenie parametrów naszych okien.

Ciepłochronność okien w zależności od współczynnika U jego części, rozmiaru i podziałów
Budowa okna	Wymiary [mm]	Uw (całe okno) [W/(m2·K)]	Ug (szyba) [W/(m2·K)]	Uf (profil)[W/(m2·K)]
Jednoskrzydłowe	565 x 535	1,44*	1,1	1,3
		1,26	1,1	1,1
		1,21	0,6	1,1
		1,26	1,1	1,3
Jednoskrzydłowe	1465 x 1435	1,19	1,1	1,1
		0,86	0,6	1,1
		1,32*	1,1	1,3
Dwuskrzydłowe, słupek stały	1465 x 1435	1,23	1,1	1,1
		0,95	0,6	1,1
		1,27	1,1	1,3
Dwuskrzydłowe, słupek stały	2065 x 1635	1,20	1,1	1,1
		0,88	0,6	1,1
*Nie spełnia obowiązujących wymogów ochrony cieplnej.

DOBRY MONTAŻ OKIEN

Kupno dobrej jakości okna o niskim współczynniku U to dopiero połowa sukcesu. Nie mniej ważny jest dobry montaż, bo inaczej na całym obwodzie otworu okiennego zafundujemy sobie potężny mostek termiczny, a pamiętajmy, że jedno okno 1,5 × 1,5 m ma obwód 6 m.

Pod względem cieplnym najkorzystniejsze jest umieszczenie okna w grubości warstwy ocieplenia. Jednak to też najtrudniejszy sposób i wymaga wykorzystania specjalnych łączników i konsol wsporczych. Czasem spotyka się też wariant z zastępującą łączniki ramą z płyt drewnopochodnych mocowaną do ściany nośnej. Dopiero do tej ramy mocuje się okno.

Najwięcej problemów przysparzają okna duże, o znacznej szerokości. Są po prostu bardzo ciężkie i dodatkowo w ich przypadku bardziej odczuwa się parcie wiatru, a to niemałe obciążenia. Jeżeli dodać do tego jeszcze małą wytrzymałość na skupione, punktowe obciążenia murów z pustaków ceramicznych oraz betonu komórkowego, przekonamy się, że dobry montaż wcale nie jest rzeczą prostą.

Dlatego nadal bardzo powszechnie stosuje się osadzanie okien przy zewnętrznym licu muru nośnego i osłonięcie brzegów ram, na ok. 3 cm, izolacją. To wprawdzie sposób gorszy pod względem cieplnym niż montaż w warstwie izolacji, ale za to znacznie prostszy. Pamiętajmy jednak, że ciepłochronnośc na tym ucierpi i w tym momencie warto się zastanowić, czy ma sens kupowanie bardzo dobrych i ciepłych okien, a następnie osadzanie ich w ten sposób?

Właściwe osadzenie okna jest nie mniej ważne niż parametry samej stolarki. Ciepły montaż, z zabezpieczeniem uszczelnienia specjalnymi taśmami od zewnątrz i od środka, powinno się traktować jako standard w domu energooszczędnym. (fot. Soudal)

Poza miejscem i solidnością montażu ważny jest także dobór materiałów montażowych i ich wzajemny układ. Powszechnie stosowane rozwiązanie - pianka montażowa i obustronny tynk jest bardzo niedoskonałe i może doprowadzić do zawilgocenia ościeży, zwiększenia strat ciepła, a nawet zagrzybienia tego miejsca. Montaż powinien być wykonany z trzech zasadniczych warstw o odmiennych właściwościach:

• warstwa paroizolacyjna od strony pomieszczenia;
• izolacja cieplna;
• warstwa paroprzepuszczalna od zewnątrz.

Założenie jest dokładnie takie samo, jak przy analizie cieplno-wilgotnościowej ścian. Należy, na ile to tylko możliwe, ograniczyć wnikanie pary wodnej, a ta jej część, która i tak się przeszła przez paroizolację, powinna się wydostać na zewnątrz, nie ulegając skropleniu. Najłatwiej to osiągnąć, stosując zaprojektowany specjalnie w tym celu zestaw produktów danego producenta (tzw. system montażu).

Jarosław Antkiewicz
Na zdjęciu otwierającym: Duże przeszklenia są atrakcyjne, ale w domu energooszczędnym muszą być stosowane świadomie z uwzględnieniem ich w bilansie cieplnym - strat oraz zysków ciepła od słońca. (fot. OknoPlus)