współczynnika przenikania ciepła dla stolarki okiennej.
Niewątpliwie do zasadniczych cech, dla których wymagane jest deklaro-wanie przez producenta właściwości użytkowych, zaliczyć należy współ-czynnik przenikania ciepła, Uw [W/
(m2·K)], którego wartości przypisuje się często rolę wyznacznika jakości okna. Im niższa wartość współczyn-nika przewspółczyn-nikania ciepła okna Uw, tym mniejsze są straty energii z tytu-łu przenikania ciepła, a tym samym okno jest bardziej energooszczędne.
W normie wyrobu [1] nie określo-no maksymalnych dopuszczalnych wartości tego współczynnika, poda-no jedynie metody jego określenia.
I tak mamy dwie metody oznacze-nia współczynnika przenikaoznacze-nia ciepła okien.
■ Metoda badawcza zgodnie z normą [2]. Okno jest montowane na sta-nowisku badawczym, tj. osłoniętej skrzynki grzejnej (Guarded Hot Box – GHB), a pomiary wykonywane są w ustalonych warunkach tempe-raturowych (różnica temperatury powietrza między komorą ciepłą i zimną wynosi 20oC). Wynikiem ba-dania jest wartość współczynnika przenikania ciepła okna Uw. Wynik ten zawiera pełną informację o wła-ściwościach cieplnych badanego obiektu, tj. sumie współczynników przenikania ciepła oszklenia, U,
zło-żenia ramy/ościeżnica, Uf, liniowym współczynniku przenikania ciepła na połączeniu oszklenia i ramy okiennej, a także wpływ wszystkich punkto-wych mostków cieplnych obecnych w konstrukcji okna. W trakcie po-miaru można także wykonać zdjęcia kamerą termowizyjną, co pozwala ocenić prawidłowe „złożenie” okna, tj. jego wykonanie oraz użyte ele-menty. Badanie danego wyrobu po-zwala zweryfikować zadeklarowaną dla danego okna wartość Uw.
■ Metoda obliczeniowa zgodnie z normą [4]. Na podstawie ob-liczeń numerycznych 2D wg [5]
otrzymujemy wartości współ-czynnika przenikania ciepła złożeń rama/ościeżnica Uf oraz liniowych współczynników przenikania cie-pła na połączeniu oszklenia i ramy Ψ. Wartość współczynnika prze-nikania ciepła okna Uw obliczamy następnie zgodnie z normą [4].
W przypadku metod numerycznych do modeli obliczeniowych przyj-mowane są wartości współczyn-nika przewodzenia ciepła zasto-sowanych materiałów zazwyczaj na podstawie danych tabelarycz-nych zawartych w normie [5] lub [6]. Warto nadmienić, że obecnie dostępność urządzeń do pomia-ru współczynnika przewodzenia
technologie
technologie
ciepła materiałów w zakresie od 0,010 W/(m·K) do nawet 10 W/
(m·K) daje także możliwość ozna-czenia tego współczynnika dla materiałów konstrukcyjnych sto-sowanych w stolarce okiennej, jak drewno, PVC, wzmocnienia kompo-zytowe, uszczelki czy przekładki.
W przypadku badań przez oblicze-nia jeszcze nieczęsto w określaniu wartości Uw uwzględnia się wpływ mostków punktowych. Wyznacze-nie tych parametrów jest możliwe za pomocą badań numerycznych 3D, wymaga jednak odpowiedniego sprzętu obliczeniowego oraz wie-dzy eksperckiej w tym zakresie.
Wartość deklarowana współczynnika przenikania ciepła jest określana dla każdego okna i umieszczana na spo-rządzanej przez producenta deklaracji właściwości użytkowych.
Zgodnie z rozporządzeniem [7] od 1 stycznia 2017 r. będą obowiązywać nowe wymagania co do maksymalnych dopuszczalnych wartości współczyn-nika przewspółczyn-nikania ciepła zarówno dla przegród budowlanych, jak i ich ele-mentów, w tym m.in. stolarki okien-nej. Zgodnie z załącznikiem 2 pkt 1.2 do rozporządzenia [7] maksymalne dopuszczalne wartości współczynnika przenikania ciepła dla okien zewnętrz-nych montowazewnętrz-nych pionowo w prze-grodach będą wynosić 1,1 W/(m ·K) (dla temperatury wewnętrznej ≥ 16 C) i 1,6 W/(m ·K) (dla temperatury we-wnętrznej < 16 C). W [7] nie podano wymagań co do wartości liniowych współczynników przenikania ciepła Ψ dla mostków cieplnych powstających na połączeniu ścian zewnętrznych ze stolarką okienną, wartości te należy jednak wyznaczyć w przypadku, gdyby istniało ryzyko wystąpienia kondensa-cji pary wodnej, tj. niespełnienie wa-runku fRsi > 0,72 zgodnie z [7], załącz-nik 2 pkt 2.2.
Drugą istotną cechą stolarki okien-nej jest szczelność konstrukcji okiennych na przepuszczanie po-wietrza. Często powtarzana opinia, że okna pozostaną szczelne przez cały okres ich eksploatacji, niestety nie jest prawdziwa. Infiltracja powie-trza przez nieszczelności konstrukcji okiennych jest miejscem strat ciepła (zimne powietrze zewnętrzne prze-dostaje się do wnętrza pomieszczeń) i wpływa na charakterystykę cieplną budynku. Badania przepuszczalno-ści powietrza wykonuje się zgodnie z normą [8], otrzymując wyniki cał-kowitego przepływu powietrza przez okno w odniesieniu do powierzchni całkowitej okna [m3/(hm2)] i długo-ści linii stykowej skrzydła okiennego z ościeżnicą [m3/(hm)] określone przy ciśnieniu 100 Pa. Dla danego okna podaje się jego klasę szczelności określoną w normie klasyfikacyjnej [9]. Zgodnie z [7] okna stosowane w budownictwie w zależności od za-stosowania powinny spełniać nastę-pujące wymagania w zakresie prze-puszczalności powietrza:
■ w budynkach niskich, średniowyso-kich i wysośredniowyso-kich: przepuszczalność powietrza dla okien przy ciśnieniu równym 100 Pa wynosi nie więcej niż 2,25 m3/(hm) w odniesieniu do linii stykowej lub 9 m3/(hm2) w od-niesieniu do pola powierzchni, co odpowiada klasie trzeciej normy PN-EN [9];
■ w budynkach wysokościowych:
przepuszczalność powietrza przy ciśnieniu równym 100 Pa wyno-si nie więcej niż 0,75 m3/(hm) w odniesieniu do linii stykowej lub 3 m3/(hm2) w odniesieniu do pola powierzchni, co odpowiada klasie czwartej normy [9].
W większości przypadków stolarka okienna będąca na rynku w Polsce cha-rakteryzuje się czwartą klasą w zakre-sie przepuszczalności powietrza.
Mówiąc o nieszczelności połączeń konstrukcji okiennych, należy także zwrócić uwagę na straty ciepła na połączeniu okna z przegrodą, będące wynikiem wadliwego montażu okna w przegrodzie. Pojęcie „ciepły mon-taż” stolarki okiennej jest już obecne na rynku od dużego czasu i oznacza prawidłowo wykonany montaż okna w warstwie izolacyjnej przegrody wraz z zastosowaniem odpowied-nich taśm paroszczelnych i paro-przepuszczalnych. Wynikiem takiego montażu jest zmniejszenie przepły-wu powietrza na połączeniu i ogra-niczenie strat ciepła, a w związku z tym ograniczenie możliwości roz-woju pleśni i grzybów (spełnienie wa-runku fRsi > 0,72 zgodnie [7],
technologie
Równie ważną cechą jak izolacyj-ność cieplna jest izolacyjność akustyczna stolarki okiennej.
Zgodnie z normą [1] izolacyjność akustyczną okna należy określić na podstawie wyników badań la-boratoryjnych wykonanych według metod zamieszczonych w nor-mach badawczych przywołanych w [1]. Stosownie do warunków technicznych [7] oraz w przywo-łanej w nim normie [11] nie ma konkretnych wymagań akustycz-nych co do wartości Rw dla okien, należy natomiast określić izola-cyjność akustyczną okna, podając wartości wskaźników Rw (C, Ctr), wyrażonych w decybelach (dB), gdzie Rw – średni ważony wskaź-nik izolacyjności akustycznej (dB);
C – wskaźnik adaptacyjny stoso-wany w przypadku hałasu pocho-dzącego od takich źródeł, jak plac zabaw, szkoła, transport kolejowy, lotnisko; Ctr – wskaźnik adaptacyj-ny stosowaadaptacyj-ny w przypadku hałasu związanego z ruchem ulicznym.
Wymienione wskaźniki są szczegó-łowo opisane w [10]. Producent, deklarując parametr izolacyjności akustycznej w pełnej postaci, np.
Rw (C, Ctr) = 45 (-2,-5) dB, prawi-dłowo opisuje wyrób według wyma-gań normy [1], taki opis powinien też być brany pod uwagę przez po-tencjalnych klientów. Trzeba zazna-czyć, że im większa wartość sumy wskaźników Rw + Ctr (lub Rw + C), tym lepsza izolacyjność akustycz-na okakustycz-na. Obecnie okakustycz-na o wysokim poziomie redukcji hałasu osiąga-ją wartość Rw na poziomie około 45 dB. Należy także nadmienić, że wymagania akustyczne okien ze-wnętrznych są zależne od miejsca ich zamontowania.
Znajomość wartości wskaźników Rw (C, Ctr) jest także potrzebna,
by określić zgodnie z normą [11]
wypadkową izolacyjność akustycz-ną przegrody zewnętrznej, w której okna są montowane.
Określenie odporności na obciąże-nie wiatrem dla okna jest ważne ze względu na wymagania co do parametrów wytrzymałościowych, zakresu stosowania i trwałości właściwości użytkowych wyrobu.
Na podstawie wyników badan wy-konanych zgodnie z normą [12] dla okna określa sie jego klasę odpor-ności na obciążenia wiatrem, która jest zdefiniowana w normie [13].
Zgodnie z przyjętą klasyfikacją [13], wyodrębniono sześć klas od-porności na wiatr ze względu na ci-śnienie (klasy oznaczone 1, 2, 3, 4, 5 i Exxx) oraz trzy klasy ze względu na ugięcie elementu ramy (klasy oznaczone A, B, C). Jeśli na pod-stawie wyników badań okno uzy-skało klasę np. B4, to oznacza, że maksymalne ciśnienie, przy którym ugięcie czołowe elementu ramy nie przekroczyło wartości 1/200 jego długości, wynosi 1600 Pa. Im wyż-szą klasę uzyska dane okno tym lepsze są jego parametry wytrzy-małościowe. Szczegółowy zakres stosowania okien w zależności od odporności na obciążenie wiatrem podano w normie [14].
Wodoszczelność okna określa, przy jakiej sile wiatru w czasie opadów deszczu nastąpi prze-ciek wody opadowej do wnętrza.
Aby się dowiedzieć, jaki poziom wodoszczelności charakteryzuje dane okno, należy wykonać bada-nia według jednej z dwóch metod podanych w normie PN-EN [15]
i wskazanych do badania okien.
W czasie badania okno umieszcza się w zamkniętej komorze badaw-czej, gdzie się wytwarza ciśnienie i polewa okno wodą, co symuluje
warunki ulewnego deszczu przy silnym wietrze. Uzyskane wyni-ki klasyfikowane są według normy [16].
Spośród utworzonych 10 klas naj-niższa klasa 1A oznacza, że okno przecieka nawet przy bezwietrznej pogodzie, a klasa 9A gwarantuje szczelność okna przy różnicy ci-śnienia 600 Pa. Powyżej klasy 9A stosuje się oznaczenia Exxx, np.
E 1000, co oznacza, że okno pod-dane działaniu ciśnienia o warto-ści 1000 Pa zachowuje szczelność na wodę opadową przez minimum 5 minut. Okna oznaczone symbo-lem „E” z podaną za nim wartością ciśnienia są uznawane za wyroby o bardzo wysokim poziomie wodosz-czelności. Szczegółowy zakres stosowania okien w zależności od uzyskanej klasy jest przedstawiony w normie [16]. dotyczących odporności ogniowej i/
lub dymoszczelności.
2. Instrukcja ITB „Okna i drzwi zewnętrz-ne – Wymagania, klasyfikacja i zakres stosowania”, Warszawa 2012.
3. PN-EN ISO 12567-1:2010 Cieplne właściwości użytkowe okien i drzwi – Określanie współczynnika przeni-kania ciepła metodą skrzynki grzejnej – Część 1: Kompletne okna i drzwi.
4. PN-EN ISO 10077-1:2007/AC:2010 Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji – Obliczanie współczyn-nika przewspółczyn-nikania ciepła – Część 1: Po-stanowienia ogólne.
5. PN-EN ISO 10077-2:2012 Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji – Obliczanie współczynnika przenikania ciepła – Część 2: Metoda komputerowa dla ram.
technologie
6. PN-EN ISO 10456:2010 Materia-ły i wyroby budowlane – Właściwości cieplno-wilgotnościowe – Tabelaryczne wartości obliczeniowe i procedury okre-ślania deklarowanych i obliczeniowych wartości cieplnych.
7. Rozporządzenie Ministra Infrastruk-tury z dnia 12 kwietnia 2002 r.
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 690;
zm. Dz.U. z 2003 r. Nr 33, poz. 270;
z 2004 r. Nr 109, poz. 1156; z 2008 r. Nr 201, poz. 1238; z 2009 r. Nr 56, poz. 461).
8. PN-EN 1026:2001 Okna i drzwi – Przepuszczalność powietrza – Meto-da baMeto-dania.
9. PN-EN 12207:2001 Okna i drzwi. Prze-puszczalność powietrza. Klasyfikacja.
10. PN-EN ISO 717-1:2013-08 Akustyka.
Ocena izolacyjności akustycznej w bu-dynkach i izolacyjności akustycznej ele-mentów budowlanych. Część 1: Izolacyj-ność od dźwięków powietrznych.
11. PN-B-02151-3:2015 Akustyka budow-lana – Ochrona przed hałasem w budyn-kach – Część 3: Wymagania dotyczą-ce izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych.
12. PN-EN 12211:2001 Okna i drzwi – Odporność na obciążenie wiatrem – Metoda badania.
13. PN-EN 12210:2016 Okna i drzwi.
Odporność na obciążenie wiatrem.
Klasyfikacja.
14. PN-EN 1991-1-4:2008/AC/2009 Eu-rokod 1 Oddziaływania na konstruk-cje. Część 1-4: Oddziaływania ogólne.
Oddziaływania wiatru.
15. PN-EN 1027: 2016-04 Okna i drzwi – Wodoszczelność – Metoda badania.
16. PN-EN 12208:2001 Okna i drzwi – Wodoszczelność – Klasyfikacja.