Trzeba pamiętać, że okno kupujemy na stosunkowo długi okres eksploatacji, warto więc zastanowić cię czy pod względem energetycznym okno jest korzystne czy też będzie generować nadmierne straty ciepła i wysokie koszty za ogrzewanie, chłodzenie, energię elektryczną służącą do pracy urządzeń pomocniczych.
Dlatego potrzebna jest zarówno projektantom jak i inwestorom bardziej kompletna metoda oceny stolarki, pozwalająca uwzględnić wiele czynników mających wpływ na zużycie energii oraz porównać aspekt cenowy. Pomocą jest ocena efektywności energetyczne stolarki budowlanej, która zawiera bilans energetyczny wyboru w okresie rocznej eksploatacji okna.
Wykonanie oceny energetycznej stolarki budowlanej (okna, drzwi…) wymaga podania wskaźnika efektywności energetycznej Eh.W , który jest wynikiem bilansu strat i zysków w okresie grzewczym lub grzewczo-chłodniczym. Przyjmując taką formę oceny przegrody, w jednej wartości Eh.W będziemy opisywać zależność pomiędzy takimi parametrami jak współczynnik przenikania ciepła Uw, szczelność okna oraz przepuszczalność promieniowania słonecznego gG .
Istotny, zwłaszcza dla przegród przeźroczystych jest klimat dla jakiego wykonywane są obliczania wskaźnika energetycznego Eh.W . W Polsce mamy pięć stref klimatycznych, w których jest rozmieszczonych 61 stacji meteorologicznych. Aby prawidłowo określić wskaźnik efektywności energetycznej przegrody należałoby dla każdej lokalizacji i usytuowania względem stron świata wyznaczać wartość Eh.W. Dlatego niezbędna jest dla projektantów metoda szczegółowa pozwalająca wskazać optymalne okno dla danej lokalizacji.
Zobacz wykaz Tab. 29.1. - Strefy klimatyczne i średnie miesięczne temperatury zewnętrzne w okresie ogrzewczym.
Dla relacji pomiędzy użytkownikiem a producentem niezbędne jest uproszczenie procedury obliczeniowej i wyznaczenie wartości średniej nasłonecznia oraz średnich miesięcznych temperatur zewnętrznych dla całej Polski.
Zobacz Tab. 29.2. - Średnie natężenie promieniowania łonecznego dla Polski
Do określenia wskaźnika Eh,W stolarki [kWh/(m2·rok)] potrzeba jest obliczyć:
straty ciepła przez przenikanie przez przegrody (Uw),
straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego (współczynnik infiltracji – a lub szczelność okna)
zyski ciepła od nasłonecznienia , wpływ współczynnika przepuszczalności energii słonecznej gG.
Oblicza się go ze wzoru:
Eh,w = - Es,h - Einf,h +ηz,hˑEsol,h (1),
gdzie:
Eh - energia użytkowa na ogrzewanie (straty ciepła przez przenikanie) [kWh/(m2·rok)],
Es,h - energia użytkowa strat ciepła przez przegrodę przezroczystą [kWh/(m2·rok)],
Einf,h - energia użytkowa strat ciepła przez infiltrację [kWh/(m2·rok)],
Esol,h - energia z zysków ciepła przez przegrody przezroczyste [kWh/(m2·rok)],
ηz,h - sprawność wykorzystania zysków ciepła w okresie grzewczym, zależy od pojemności cieplnej budynku lub pomieszczenia.
Bilans energetyczny okna będzie wskazywać, czy okna będą w okresie grzewczy generować straty lub zyski ciepła. Wartość ujemna będzie oznaczać, że w czasie eksploatacji bilans ciepła przez stolarkę okienną będzie niekorzystny. Jeżeli bilans będzie dodatni, oceniana stolarka okienna będzie generować w sezonie grzewczym zyski ciepła.
OKREŚLENIE CHARAKTERYSTYKI ENERGETYCZNEJ OKNA
Na podstawie złożonych analiz opracowano ostatecznie wzór do określania bilansu energii dla stolarki budowlanej dla średnich wartości klimatu i nasłonecznie oraz dla uśrednionego położenia okna względem stron świata. Wzór do określania bilansu energii przedstawia się następująco:
Eh,w= - (96,2 ˑ UW) - (26,49 ˑ a) + ( 205,6 ˑ gG) [kWh/rok].
Na podstawie opracowanego wzoru można określić wartość wskaźnika oceny energetycznej okna Eh,W. Najlepsze pod względem energetycznym okno charakteryzuje się UW = 0,79 W/m2K, g =0,62 i a=0,1, wartość Eh,W = 66,2 kWh/m2rok, co oznacza że okno o powierzchni 2 m2 przyniesie zysk energetyczny 66,4 kWh rocznie.
Zobacz tabelę Tab. 29.3. Obliczenie wskaźnika energetycznego dla okien o tej samej geometrii ale o różnie zbudowanych.
Zależność wskaźnika energetycznego E okna ze względu na strony świata zamieszczono w tabeli Tab. 29.4.