Dołącz do czytelników
Brak wyników

Budownictwo mieszkaniowe jedno- i wielorodzinne

4 stycznia 2019

NR 8 (Grudzień 2018)

Przegrody przezroczyste w dachach budynków niskoenergetycznych

0 16

Przegrody przezroczyste są bardzo istotnym zagadnieniem w projektowaniu budynków o niskim zapotrzebowaniu na energię – mogą być bowiem zarówno miejscem potencjalnych strat ciepła ze względu na występowanie mostków cieplnych, jak i źródłem ich zysków z promieniowania słonecznego. Nie inaczej jest w przypadku okien dachowych.

Okna zajmują szczególne miejsce w bilansie energetycznym budynków – z kilku powodów. Z jednej strony mogą być traktowane jako miejsca potencjalnych strat ciepła, szczególnie narażone na występowanie mostków cieplnych. Z drugiej strony mogą też być źródłem zysków ciepła z promieniowania słonecznego, w zależności od ich orientacji względem stron świata. Należy przy tym pamiętać o ograniczeniu ryzyka przegrzewania się budynku latem. W budownictwie pasywnym, podobnie jak w innych standardach budownictwa niskoenergetycznego, jedną z zasad naczelnych jest unikanie potencjalnych miejsc narażonych na zwiększone straty ciepła. Jednym z takich miejsc są niewątpliwie okna. Ze względu na trudności technologiczne związane z ograniczeniem mostków cieplnych przy otworach dachowych, wszelkie przezroczyste przegrody umieszczone w dachu, takie jak okna połaciowe i świetliki, którym poświęcony jest niniejszy artykuł, przez długi czas były w budownictwie pasywnym tematem problematycznym. Z tego powodu w tego typu budynkach starano się w ogóle unikać otworów doświetlających w dachu. Jest to jednak istotne ograniczenie projektowe, zwłaszcza w przypadku budynków o większej powierzchni kondygnacji. Współcześnie oferowane przez producentów stolarki okiennej produkty w połączeniu z odpowiednią technologią montażu pozwalają na ograniczenie potencjalnych strat ciepła, umożliwiając stosowanie doświetlenia dachowego w budynkach o niskim zapotrzebowaniu na energię.

Fot. 1. Okna połaciowe pasywne VELUX GGU INTEGRA® Solar
Źródło: Velux

Podstawowe właściwości okien dachowych

Dla właściwego doboru okien dachowych ważna jest znajomość ich właściwości i parametrów technicznych. Do ich scharakteryzowania używa się kilkunastu wielkości fizycznych, określających właściwości energetyczne, ekonomiczne i użytkowe okien. Do najistotniejszych należy zaliczyć:

  • Współczynnik przenikania ciepła okna Uw – jest to główny parametr określający właściwości cieplne okna, a mówiąc ściślej – średnią wielkość strat ciepła przez przenikanie w jednostce powierzchni. Jako że okno nie jest przegrodą jednorodną, współczynnik przenikania ciepła okien o tej samej budowie (ram i zestawów szybowych) będzie różny w zależności od jego wymiarów. Dlatego często dla celów porównawczych podaje się współczynnik przenikania ciepła dla okna o wymiarach referencyjnych – zwyczajowo przyjmuje się wymiary 1,23 × 1,48 m (m.in. dla potrzeb certyfikacji komponentów przez Passivhaus Institut w Darmstadt) [1]. Sposób obliczania współczynnika Uw dla całego okna uwzględnia trzy składowe – współczynnik przenikania ciepła zestawu szybowego, współczynnik przenikania ciepła ramy oraz liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka od osadzenia zestawu szybowego w ramie. We współczynniku Uw nie uwzględnia się natomiast mostka cieplnego od osadzenia stolarki w otworze okiennym (może on być zróżnicowany w zależności od sposobu wykonania na budowie, a nie zależy od producenta okna). Wzór na obliczenie współczynnika przenikania ciepła okna przedstawia się następująco:

Uw=(Ug × Ag+ Uf × Af)/Aw +Ψg × lg  [W/(m2 × K)]

gdzie:
Ug – współczynnik przenikania ciepła zestawu szybowego,
Ag – pole powierzchni oszklenia,
Uf – współczynnik przenikania ciepła ramy,
Af – pole powierzchni ramy,
Aw – pole powierzchni całego okna,
Ψg – liniowy współczynnik przenikania ciepła ramki dystansowej zestawu szybowego,
lg – obwód przeszklonej części okna.

Fot. 2. Certyfikowane okna pasywne VELUX GGU INTEGRA® Solar – widok z wnętrza domu
Źródło: Velux
  • Współczynnik przenikania ciepła zestawu szybowego Ug – jedna z dwóch głównych składowych współczynnika przenikania ciepła okna. Zależy m.in. od rodzaju szkła (np. pokrycia powłoką niskoemisyjną), budowy zestawu (mamy tu na myśli m.in. liczbę szyb w pakiecie – w budownictwie energooszczędnym obecnie stosowane są zestawy 3-, a nawet 4-szybowe) oraz od rodzaju wypełnienia przestrzeni między szybami. W oknach o dobrej izolacyjności cieplnej zamiast wypełnienia powietrzem stosuje się wypełnienie gazami szlachetnymi – argonem lub kryptonem. Pojawiają się też rozwiązania z wypełnieniem próżniowym – dla zapewnienia sztywności zestawu wobec naporu na szybę, wynikającego z różnicy ciśnień, wymagają one zastosowania elementów dystansowych pomiędzy szybami.
  • Współczynnik przenikania ciepła ramy Uf – drugi główny czynnik wpływający na izolacyjność cieplną okna. Zależy od materiału, z którego wykonana jest rama, a także od budowy profilu, w tym liczby komór (profile trzykomorowe, pięciokomorowe) lub wypełnienia materiałem izolacyjnym.
Fot. 3. Okna połaciowe pasywne VELUX GGU INTEGRA® Solar
Źródło: Velux
  • Liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka od osadzenia zestawu szybowego w ramie Ψg zależy od sposobu i głębokości osadzenia zestawu szybowego w ramie oraz od materiału, z którego wykonana jest ramka dystansowa. Ramki wykonane ze stali nierdzewnej są korzystniejsze pod względem energetycznym niż wykonane z aluminium, gdyż stal ma znacznie mniejszą przewodność cieplną – przewodność cieplna stopów aluminium wynosi 200 W/(m × K) [2], podczas gdy stali nierdzewnej 17 W/(m × K) [3].
  • Liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka od montażu Ψf – czyli mostka cieplnego występującego na obwodzie okna w miejscu osadzenia ramy okiennej w otworze. Jest to miejsce newralgiczne, szczególnie narażone na straty ciepła. W celu ich minimalizacji stosowane są rozwiązania dążące do zachowania ciągłości izolacji na styku przegroda – okno.
Fot. 4.Okna połaciowe pasywne VELUX GGU INTEGRA® Solar – widok z sypialni
Źródło: Velux

 

  • Współczynnik całkowitej przepuszczalności energii słonecznej g – jest to stosunek całkowitej energii przepuszczanej przez szybę do energii słonecznej padającej na nią. Do jego wyznaczenia bierze się pod uwagę promieniowanie o długości fali w zakresie 300–2500 nm.
  • Współczynnik przepuszczalności światła Lt – jest to stosunek ilości światła słonecznego przepuszczonego przez szybę zespoloną do ilości światła docierającego do niej. W tym przypadku bierzemy do obliczeń promieniowanie o długości fali w zakresie światła widzialnego, cz...

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