Dołącz do czytelników
Brak wyników

Budownictwo mieszkaniowe jedno- i wielorodzinne

29 kwietnia 2019

NR 10 (Kwiecień 2019)

Analiza porównawcza okien dachowych na podstawie wybranych parametrów

0 122

Okna dachowe o współczesnych cechach użytkowych pojawiły się w budownictwie w XIX wieku jako konsekwencja poszukiwania tanich miejsc mieszkalnych w dzielnicach przemysłowych. Obecnie fakt, że są narażone na duże obciążenia środowiskowe, sprawia, że wymaga się od nich znacznie wyższych parametrów fizycznych w porównaniu z oknami pionowymi montowanymi w murach

Okna dachowe są zbudowane z:

  • ramy, ościeżnicy (elementu stałego zamontowanego do elementów konstrukcyjnych dachu – krokwi) za pomocą kotew metalowych,
  • skrzydła (części ruchomej lub stałej).

 

Fot. 1. Wole oko jest lukarną, które pełni funkcję doświetlenia i wentylacji poddasza
Źródło: Materiały własne


Zazwyczaj rama i skrzydło są zbudowane z materiałów kompozytowych, tzn. z zewnątrz stosuje się elementy o większej odporności na działanie czynników pogodowych (np. aluminium), natomiast od środka materiały o wysokiej estetyce (np. drewno). Okna dachowe są zazwyczaj jednoskrzydłowe, z możliwością rozbudowy w systemy okienne na długości i szerokości. Występują też okna kolankowe, które są połączeniem okien dachowych z pionowymi, a także okna balkonowe, które po otwarciu umożliwiają uzyskanie dodatkowej przestrzeni na zewnątrz poddasza, podobnej do tych, jakie są na balkonach w tradycyjnym budownictwie.

Rodzaje szyb w oknach dachowych

W skrzydle okiennym natomiast mocuje się szyby. Szyby okien dachowych możemy podzielić według kilku kryteriów:

  • liczby szyb (jednoszybowe, dwuszybowe lub wieloszybowe),
  • wypełnienia przestrzeni między szybami (gazy szlachetne, próżnia lub powietrze),
  • rodzaju szyb (np. o zmniejszonej przepuszczalności promieni słonecznych).

Zestawienie parametrów przedstawiono w tabeli 1. Wśród gazów najlepszy współczynnik przenikania ciepła stwierdzono dla ksenonu, a najgorszy dla powietrza.

 

Tab. 1. Izolacja termiczna szyb zespolonych [1]
Rodzaj szyby Współczynnik przenikania ciepła
U [W/(m2 × K)]
Szyba pojedyncza 5,8
  Wypełnienie gazem między szybami
  powietrze argon krypton ksenon
Szyba podwójna, zestaw jednokomorowy
Szkło typu float 2,8 2,6 2,5
Szkło float i szkło z powłoką niskoemisyjną,
tzw. twarda powłoka (rzadko już stosowane)
1,8 1,6 1,5
Szkło float i szkło z powłoką niskoemisyjną,
tzw. miękka powłoka
1,6 1,1 1,0
Szyba potrójna, zestaw dwukomorowy (trzyszybowy)
Szkło float 2,1
Szkło float i szkło z powłoką niskoemisyjną, tzw.
miękka powłoka (jedna tafla tego rodzaju szkła)
1,3 1,0 0,8 0,7
Szkło float i szkło z powłoką niskoemisyjną, tzw.
miękka powłoka (dwie tafle tego
rodzaju szkła)
1,1 0,7 0,5 0,3

Źródło: Opracowanie własne

 

Tab. 2. Przegląd wymagań dla dachów i ich komponentów [3]
Element/
/wyrób
Wymagania dotyczące
  Reakcji na ogień Rozprzestrzeniania ognia Odporności
ogniowej
Odporności na wysoką temperaturę
Dach NRO, czyli Broof (t1) SRO
Konstrukcja dachu R 30
Przykrycie NRO, czyli Broof (t1) SRO RE 15, RE 30,
REI 15, REI 30
Izolacja cieplna Samogasnąca (min. E)
Klapa dymowa F – mogą być wykonane
z materiałów łatwozapalnych
B300 30 – klapy otwierane automatycznie
B600 30 – klapy otwierane ręcznie
Świetliki, pasma
świetlne
  NRO, czyli Broof (t1) SRO RE 15, RE 30*
Klapa wentylacyjna   NRO, czyli Broof (t1) SRO RE 15, RE 30*
Wyłaz dachowy   NRO, czyli Broof (t1) SRO RE 15, RE 30*

Źródło: Opracowanie własne. 
* Nie dotyczy naświetli dachowych, jeśli otwory w połaci dachowej nie zajmują więcej niż 20% jej powierzchni; dotyczą jeśli świetliki w połaci dachowej znajdują się w pasie 8 metrów od budynku wyższego z otworami dachowymi.

 

Tab. 3. Analiza szyb zespolonych – wybrany system [4]
4 mm Pilkington OptifloatT Bezbarwny + 4 mm Pilkington OptithermT SN
Przestrzeń międzyszybowa
[mm]
U [W/(m2 × K)]
Powietrze
U [W/(m2 × K)]
90% argon
U [W/(m2 ×K)]
100% argon
10 1,8 1,5 1,4
12 1,6 1,3 1,3
14 1,5 1,2 1,2
16 1,4 1,2 1,1
18 1,4 1,2 1,1

Źródło: Opracowanie własne
 

 

Rys. 1. Przykładowe wartości współczynnika przenikania ciepła dla okna z różnymi gazami
w przestrzeni międzyszybowej
źródło: Opracowanie własne

 

Okna dachowe muszą posiadać pewne elementy, akcesoria, których nie ma w oknach pionowych, np. kołnierze zewnętrzne, uszczelniające, zewnętrzne elementy izolujące (tzw. oblachowanie) czy okucia umożliwiające obrót okna o 180º.

Kołnierze okienne

Kołnierze okienne pełnią ważną funkcję w oknach dachowych:

  • zapewniają współpracę między oknem a elementami konstrukcyjnymi dachu,
  • umożliwiają odprowadzenie wody z przestrzeni między oknem a pokryciem dachu,
  • pozwalają uzyskać szczelność akustyczną między oknem a krokwiami,
  • wraz z pianką PUR lub wełną izolują od wiatru przestrzeń między krokwią a ościeżnicą okna,
  • chronią przed dostaniem się owadów w przestrzenie między okno a elementy konstrukcyjne dachu.

Budowa kołnierza umożliwia zazwyczaj dopasowanie do elementów konstrukcyjnych dachu zdjęcie i zbudowana jest z części sztywnej oraz elastycznej.

Kolejnym ważnym elementem okien dachowych są uszczelki. Montuje się je w miejscach styku skrzydła okiennego z ościeżnicą, w miejscach przylegania szyby do ramiaków czy w miejscach montażu profili aluminiowych do szyb.

Znaczenie okuć

O funkcjonalności okien dachowych stanowią w duże mierze zastosowane okucia, które decydują o współpracy między skrzydłem okiennym a ościeżnicą. Do okuć okien dachowych możemy zaliczyć:

  • zawiasy,
  • zasuwki,
  • zamki,
  • klamki lub listwy (flapy).

Okucia umożliwiają otwarcie skrzydła okiennego wokół osi poziomej w dość dużym zakresie. Skrzydła okienne mogą obracać się wokół osi poziomej w połowie swojej długości (to rozwiązanie umożliwia pielęgnację okna z zewnątrz) i w swojej górnej części, stosuje się również rozwiązania pośrednie i zestawy okien. W skład okuć okiennych wchodzą również zamki i zasuwki, które umożliwiają zamknięcie okna lub jego zabezpieczenie po otwarciu.

Okna dachowe mogą być wyposażone także w różnego rodzaju akcesoria:

  • żaluzje zewnętrzne i wewnętrzne,
  • rolety,
  • urządzenia umożliwiające automatyczne otwieranie i zamykanie, np. ze względu na opady, wilgotność wewnątrz pomieszczeń czy temperaturę,
  • systemy mocowania okien, łączniki czy kołnierze uszczelniające.

Od okien dachowych wymaga się znacznie wyższych parametrów fizycznych w porównaniu z oknami pionowymi montowanymi w murach. W czasie użytkowania działają na nie bowiem w dużej mierze obciążenia środowiskowe: skrajne wartości opadów atmosferycznych, wysokie temperatury związane z nasłonecznieniem czy silne oddziaływanie obciążeń wiatru. Nierzadko też przez okna dachowe próbuje się dokonywać włamań do domów.

Wymagania prawne

Zgodnie z warunkami technicznymi, w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi powierzchnia okien nie może być mniejsza niż 12% powierzchni podłogi.

W Polsce wymagania dotyczące parametrów izolacyjnych i wytrzymałościowych okien regulowane są przez normy oraz przepisy prawne dotyczące materiałów budowlanych.

Parametry termiczne

Całkowity współczynnik przenikania ciepła dla okna z zabudową jest średnią ważoną współczynników przenikania ciepła dla szklenia oraz ramy z uwzględnieniem mostka termicznego liniowego na styku szklenie –  rama okienna. Oblicza się go z następującego wzoru:


gdzie:
Uw – współczynnik przenikania ciepła [W/(m2 × K)],
W – okno (window),
f – ościeżnica (frame),
g – szyba (glass),
A – powierzchnia [m2],
Ig – całkowity obwód oszklenia [m],
Ψg – liniowy współczynnik przenikania ciepła [W/mK)].

Współczynnik Ψg w normie PN-EN ISO 10077 – 1 dotyczy standardowych ramek aluminiowych lub ze stali ocynkowanej oraz standardowych konstrukcji dla okna podwójnie bądź potrójnie oszklonego, z ramą drewnianą lub z tworzywa sztucznego.

Wartości współczynnika przenikania ciepła U dla okien połaciowych zależą od temperatury panującej wewnątrz budynku. Wartości maksymalne podane są w WT, od 2017 roku maksymalna wartość współczynnik przewodzenia ciepła U dla okien połaciowych wynosi:

  • 1,3 W/m2 × K dla temperatury ti większej bądź równej 16ºC,
  • 1,6 W/m2 × K dla temperatury ti mniejszej niż 16ºC.

W kolejnych latach maksymalna wartość będzie jeszcze niższa, bowiem od 2020 r. będzie wynosiła:

  • 1,1 W/m2 × K dla temperatury ti większej bądź równej 16ºC,
  • 1,4 W/m2 × K dla temperatury ti mniejszej niż 16ºC.

Obecnie o energooszczędnych oknach możemy mówić wtedy, gdy ich współczynnik U jest niższy niż 1,3 W/m2 × K. Na rynku dostępne są okna przeznaczone do domów energooszczędnych czy nawet pasywnych, których współczynnik wynosi poniżej 0,9 czy nawet 0,6 W/m2 × K.

Właściwości wytrzymałościowe okien dachowych

Do najistotniejszej właściwości mechanicznych okien zaliczamy wytrzymałość związaną ze sztywnością skrzydeł okiennych poddanych działaniu sił działających w płaszczyźnie skrzydła [2]. 

 

Fot. 2. Biblioteka Uniwersytecka w Warszawie
Źródło: Materiały własne

 

Tab. 4. Analiza porównawcza okien dachowych na podstawie wybranych parametrów [6]
Parametr porów...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań magazynu "Forum Nowoczesnego Budownictwa"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy