Jak określić izolacyjność termiczną okien?

Parametry izolacyjne okna zazwyczaj opisywane są przez współczynnik przenikania ciepła UW wyrażony w W/m2K. Ogólnie jest przyjęte, że im wartość UW jest mniejsza tym okno jest lepsze. Nie jest to do końca prawdziwe stwierdzenie jednak na tym etapie wyjaśnijmy co oznacza wartość U i od czego zależy. Współczynnik przenikania ciepła U oblicza się zgodnie z normą PN-EN ISO 10077-1 „Własności cieplne okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część I. Metoda uproszczona” [13] według wzoru:

        AgUg + AfUf + Igψg
Uw = ----------------------------------
           Ag + Af

gdzie:
Ag, Ug – powierzchnia i współczynnik przenikania ciepła szyby, co pozwala opisać straty ciepła przez szyby,
Af, Uf – powierzchnia i współczynnik przenikania ciepła ramy, co pozwala opisać straty ciepła przez ramy,
ψg, lg – wartość mostka liniowego oraz jego całkowita długość, co pozwala opisać straty ciepła przez ramkę dystansową.

Zobacz

• Rys. 26.1.
• Rys. 26.2.
• tablelę Tab. 26.1. Zależność U okna od izolacyjności szyby i ramy okiennej
• Termogram Trm. 26.1. Widok wpływ ramki dystansowej oraz szczelność okna na straty ciepła przez przegrodę
• Fot. 26.1. i Fot. 26.2. Wpływ ramki dystansowej na  wykraplanie się pary wodnej po wewnętrznej stronie szyby, na fotografii A zastosowano ramkę dystansową stalową o dużym współczynniku liniowy przewodzenia ciepłą , na fotografii B zastosowano ciepłą ramkę dystansową.

W przypadku gdy w oknie występują elementy o różnych parametrach izolacyjnych wzór przyjmuje postać bardziej skomplikowaną:

Uw = ------------------------------

Z wzoru wynika, że okna wykonane z tych samych materiałów, ale o innych wymiarach i podziale, mogą mieć inne parametry izolacyjności termicznej.

Zwykle stolarka stanowi ok. 20% - 25% powierzchni ściany. W nowoczesnych budynkach przegrody przeźroczyste stanowią coraz większe powierzchnie sięgając nawet 100% powierzchni ścian.

Zobacz

• Fot. 26.3.  Dom handlowy o niemal 100% powierzchni ścian ze szkła (z zasobów własnych autora)
• Fot. 26.4. i Fot. 26.5. Przykład domu jednorodzinnego o przeważającej powierzchni przegród przeźroczystych na ścianach. (ze strony internetowej www.ooknach.pl)

W zależności od powierzchni stolarki oraz od zastosowanych rozwiązań technicznych w okresie grzewczym mogą przeważać straty lub zyski ciepła. Zależy to od powierzchni okien i drzwi, izolacji termicznej oraz od przepuszczalności energii promieniowania słonecznego przez oszklenie. W oknach wykonanych w standardzie pasywnym o współczynniku Uokna ≤ 0,8 W/(m2·K) w okresie zimowym więcej ciepła się zyskuje, niż traci. Latem, w pomieszczeniach od strony południowej i południowo-zachodniej, w wyniku działania słońca pojawia się nadmiar energii, co w wielu wypadkach wymaga zastosowania dodatkowych rozwiązań chłodzących lub ograniczających okresowo zyski ciepła. Jak pogodzić tak odmienne zadania stawiane stolarce okiennej i drzwiowej aby zapełnić optymalne warunki mikroklimatu w pomieszczeniach mieszkalnych i biurowych?