Wszystko, co powinieneś wiedzieć o oknach pasywnych i energooszczędnych

Zadaniem nowoczesnej, energooszczędnej stolarki okiennej jest nie tylko właściwe doświetlenie wnętrza, ale przede wszystkim utrzymanie w nim ciepła, a nawet pozyskiwanie go, co ma miejsce w przypadku okien pasywnych. Okna powinny też chronić nas przed hałasem z zewnątrz oraz stanowić barierę antywłamaniową. Nie można również zapomnieć o ich walorach estetycznych, dzięki którym budynkom nadawany jest indywidualny charakter.

Dokonanie wyboru okien jest dziś niełatwym zadaniem, bo oferta rynkowa jest wyjątkowo szeroka. Ich zakup jest jednak inwestycją dość kosztowną, której konsekwencje będziemy ponosić przez długie lata. Warto więc dokładnie przemyśleć swoje oczekiwania i określić potrzeby, aby dokonać rozsądnych wyborów i móc później cieszyć się długim i bezproblemowym użytkowaniem. Z naszego poradnika dowiesz się jak wybrać okna do domu energooszczędnego lub pasywnego oraz jakie kryteria, właściwości i funkcjonalności wziąć pod uwagę, aby dokonać analizy i ostatecznego wyboru.

W artykule omawiamy:

• pojęcie energochłonności i różnice między budynkami energooszczędnymi i pasywnymi,
• parametry izolacyjne okien Uw wraz z omówieniem cech okien pasywnych i energooszczędnych,
• funkcje i rodzaje okien,
• elementy konstrukcyjne okien i ich właściwości:
• profile okienne,
• szyby zespolone,
• okucia okienne,
• elementy dodatkowe, na które warto zwrócić uwagę, wybierając okna do domu.

Energochłonność, czyli czym różnią się budynki pasywne i energooszczędne

O tym, czy budynek jest energooszczędny, czy pasywny decyduje poziom wskaźnika jego energochłonności E wyrażony w [kWh/(m²*rok)]. Wskaźnik ten określa poziom rocznego zapotrzebowania na energię służącą do ogrzewania, wentylacji i przygotowania c.w.u dla 1 m² powierzchni budynku. Dla budynków energooszczędnych współczynnik E powinien być niższy niż 40 [kWh/(m²*rok)], natomiast w budynkach pasywnych musi mieć wartość poniżej 15 [kWh/(m²*rok)].

Dom energooszczędny

Aby budynek był energooszczędny, wymagane jest zachowanie podczas projektowania i realizacji odpowiednich zasad dotyczących wyboru sposobu posadowienia, użytych materiałów i technologii. Między innymi chodzi o:

• zaprojektowanie możliwie najprostszej bryły budynku (najlepiej opartej na planie prostokąta, z dwu- lub jedno- spadowym dachem),
• stworzenie przemyślanego planu pomieszczeń i takiego usytuowania samego budynku wobec stron świata, aby duże przeszklenia umieszczone były od strony południowej,
• zastosowanie materiałów o wysokich parametrach izolacyjności termicznej (zwłaszcza stolarki okiennej i drzwiowej oraz przegród zewnętrznych),
• wysokosprawnych instalacji zapewniających ciepłą wodę użytkową oraz grzewczych,
• wentylacji nawiewno — wywiewnej z odzyskiem ciepła.

Dom pasywny

Budynki pasywne są szczególnym przykładem budynków energooszczędnych. Ich koncepcja zakłada nie tylko ograniczenie zapotrzebowania na energię, ale także jej pozyskiwanie z otoczenia. Roczne zużycie energii w budynku pasywnym nie powinno przekraczać 15 [kWh/m²]. Wymaga to zastosowania materiałów i technologii zapewniających najwyższą izolacyjność oraz wykorzystania urządzeń i obiektów pozwalających na czerpanie energii ze źródeł odnawialnych, na przykład okien, które wykorzystują zyski z promieniowania słonecznego.

Parametry izolacyjne okien energooszczędnych i okien pasywnych

Z dniem 01.01.2021 nastąpiła aktualizacja Warunków Technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. W przepisach zmieniono między innymi maksymalną wartość wskaźnika zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną Ep dla nowo powstających domów jednorodzinnych — do wysokości 70 [kWh/(m2*rok)]. Jednocześnie obniżono wartości maksymalne współczynników przenikania ciepła Uw, które wynoszą teraz:

• Uw dla okien pionowych - 0,9 [W/(m²*K)],
• Uw dla okien połaciowych - 1,1 [W/(m²*K)].

Czym zatem jest współczynnik przenikania ciepła okna Uw ?

Współczynnik przenikania ciepła okna — Uw

Współczynnik przenikania ciepła okna Uw określa ilość ciepła traconego przez jego 1 m2, gdy różnica temperatur między otoczeniem zewnętrznym i wewnętrznym wynosi 1 Kelwin (w ustalonych warunkach). Innymi słowy, wielkość współczynnika pokazuje nam, ile ciepła ucieka w ciągu sekundy przez 1 m2 okna. Zatem im niższy współczynnik Uw, tym lepsza ochrona przed stratami ciepła.

Dwoma najważniejszymi elementami okna są jego ramy i szyby, więc wielkość współczynnika Uw okna zależy od wielkości:

• Ug - współczynnika przenikania ciepła szyby i
• Uf - współczynnika przenikania ciepła ramy okiennej.

Poziom współczynnika Uw okna decyduje o tym, czy będzie ono przeznaczone do budynku energooszczędnego, czy do pasywnego.

Parametry okien energooszczędnych

Przyjmuje się, że dla okien energooszczędnych współczynnik przenikania ciepła mieści się w granicach od 0,8 do 1,1 [W/(m²*K)].

Do osiągnięcia tych parametrów wystarczy:

• zwiększenie głębokości kształtowników ram okiennych do 70 mm,
• umieszczenie od 3 do 6 komór w profilu,
• wyposażenie okien w standardowe uszczelki przylgowe i przyszybowe,
• zastosowanie w szybach zespolonych jedno- lub dwu- komorowych pakietów.

Parametry okien pasywnych

W przypadku okien pasywnych współczynnik przenikania ciepła Uw nie może być wyższy niż 0,8 [W/(m2*K)]. Aby osiągnąć ten poziom parametrów, producenci okien stosują szereg zaawansowanych rozwiązań, takich jak:

• wykorzystywanie do produkcji profili specjalnych tworzyw o wysokich parametrach izolacyjnych,
• zwiększenie głębokości kształtowników ram okiennych do 85 mm,
• umieszczenie od 6 do 8 komór w profilu,
• wypełnienie wnętrza komór w profilach pianką PUR,
• zastosowanie dodatkowych uszczelek środkowych i przylg,
• wklejenie szyb zespolonych w głąb profili,
• używanie trójkomorowych szyb zespolonych ze specjalnymi powłokami termoizolacyjnymi i przestrzeniami wypełnionymi mieszaniną gazów szlachetnych.

Funkcje okien

Do najważniejszych funkcji okien należą:

• oddzielenie wnętrza pomieszczeń od warunków atmosferycznych, z zachowaniem odpowiedniej szczelności,
• zapewnienie izolacji termicznej i akustycznej,
• dostarczenie światła słonecznego do pomieszczeń,
• zabezpieczenie przed ingerencją z zewnątrz,
• przenoszenie obciążeń wynikających z działania:
• sił uderzeń deszczu i wiatru,
• sił związanych z ruchem budowli,
• sił związanych z rozszerzaniem się i kurczeniem profili okiennych pod wpływem temperatur i zmian w poziomach wilgotności,
• ciężaru własnego okna i obciążeń powodowanych przez użytkowników.

Rodzaje okien

Ze względu na sposób otwierania skrzydeł okiennych możemy podzielić okna na:

• Nieotwierane – wśród których wyróżniamy:
• okna z oszkleniem stałym, gdzie szyba jest montowana bezpośrednio w ramie okiennej (zwykle oznacza się je X, lub FIX),
• okna stałe, w których szklenie jest zamontowane w nieotwieranym skrzydle, (oznaczenie FF),
• Uchylne (oznaczenie U),
•  Rozwierane (oznaczenie R), w tym:
• OL — okno lewe — gdy jego zawiasy umieszczone są po lewej stronie, patrząc od wnętrza
• OP — okno lewe — gdy jego zawiasy umieszczone są po prawej stronie, patrząc od wnętrza,
• •Uchylno — rozwierane (oznaczenie UR),
• Przesuwne, zwykle z kwaterą boczną, nieotwieraną i szkloną w skrzydle (brak przyjętych oznaczeń),
• Obrotowe z poziomą osią obrotu, zwykle stosowane w oknach połaciowych (brak przyjętych oznaczeń),
• Tarasowe — ze specjalnymi systemami otwierania:
• uchylno — przesuwnymi PSK,
• podnośno — przesuwnymi HST,
• harmonijkowymi, które można składać, przesuwając w harmonijkę na długości całej ściany.

Okna mogą być jednorzędowe lub wielorzędowe i składać się z powyżej przedstawionych skrzydeł (poza tarasowymi) w dowolnej konfiguracji.

Elementy konstrukcyjne okien i ich właściwości

Podstawowymi elementami konstrukcyjnymi składającymi się na nowoczesne okna są:

• Ramy (ościeżnicy, skrzydła, słupka, listew przyszybowych) wykonane z profili okiennych,
• Szyby zespolone (jedno-, dwu-, bądź trzy- komorowe),
• Zestawy okuć,
• Uszczelki (przyszybowe, środkowe, płaskie).

Profile okienne

Od szerokości profili ram okiennych zależy wielkość przeszklenia: im mniejsza szerokość ram, tym większa powierzchnia szyby. Natomiast głębokość profili jest zwykle parametrem decydującym o poziomie izolacyjności termicznej i akustycznej okna oraz jego odporności na obciążenie wiatrem.

Rodzaje profili:

• profile główne to te pełniące funkcje nośne jak: ramy ościeżnicy, skrzydeł czy słupków,
• profile dodatkowe nie przenoszą obciążeń, ale utrzymują w odpowiedniej pozycji i uszczelniają konstrukcje szybowe, a ich kształt decyduje o estetyce okna.

W przypadku niektórych okien PVC wewnątrz ram stosuje się specjalne wzmocnienia z tworzyw sztucznych o dużej wytrzymałości celem podniesienia ich sztywności i zwiększenia poziomu izolacyjności. Innym sposobem zwiększania sztywności okna jest też wklejanie szyb zespolonych głęboko do profili skrzydeł okna.

Materiały, z jakich wykonywane są profile okienne

Na rynku dostępna jest stolarka okienna, w której profile są wykonane z PVC, drewna i aluminium oraz połączenia drewna i PVC z aluminium (na przykład przez aluminiowe nakładki).

•  Profile z PVC

Profile z PVC mają wiele praktycznych cech i zalet, co sprawia, że cieszą się największą popularnością. Są wytrzymałe, odporne na warunki atmosferyczne, zwłaszcza na wilgoć, więc doskonale nadają się do takich pomieszczeń jak łazienki, kuchnie, czy pralnie. Mają bardzo dobre właściwości termoizolacyjne i akustyczne. Wybór modeli i dostępnych funkcji jest bardzo duży, więc powinniśmy bez problemu znaleźć okna, które zaspokoją nasze oczekiwania zarówno pod względem właściwości technicznych, jak i estetycznych. Są przy tym stosunkowo niedrogie — wybór analogicznych rozwiązań w modelach wykonanych z drewna, czy aluminium, będzie kosztował nas więcej,Rynek okien wykonanych z profili PVC na przestrzeni kilku ostatnich dekad znacznie się rozwinął. Obecnie nowoczesne okna z tworzyw sztucznych są o wiele bardziej odporne i wytrzymałe niż modele z końca XX wieku. Nie żółkną, nie deformują się pod wpływem wysokich lub niskich temperatur, a ich powierzchnie pokryte są dodatkowymi warstwami zabezpieczającymi ramy przed utratą koloru, zarysowaniem, czy innymi uszkodzeniami mechanicznymi. W przeciwieństwie do poprzedników nowoczesne okna z profili PVC mogą być już z powodzeniem wykorzystywane do tworzenia dużych przeszkleń, charakterystycznych dla drzwi tarasowych.

•  Profile aluminiowe

Okna wykonane z profili z aluminium od dawna były wykorzystywane do tworzenia dużych, przeszklonych tafli okiennych. Aluminium posiada bowiem cechy idealne do tworzenia takich aranżacji: ramy są sztywne, wytrzymałe i odporne na odkształcenia, czy korozję. Jako że aluminium jako metal charakteryzuje się dużą przewodnością cieplną, to w celu ograniczenia strat ciepła przez ramy okienne, wnętrze profili wypełnia się wkładkami termicznymi z tworzywa sztucznego lub pianką poliuretanową. Dzięki temu ich właściwości termoizolacyjne mogą być lepsze niż niektórych okien z PVC. Dodatkową zaletą okien wykonanych z profili aluminiowych jest to, że można je zamówić w zasadzie w dowolnym kolorze z palety RAL (ramy mogą być malowane proszkowo), a także wykańczać okleiną drewnopochodną. Nie wymagają przy tym żadnych, specjalnych konserwacji. Ze względu na dużą odporność na warunki atmosferyczne okna z profili aluminiowych najczęściej stosuje się w ogrodach zimowych, fasadach, jako okna narożne czy wyjścia na tarasy.

•  Profile drewniane

Okna wykonane z profili drewnianych charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami izolacji termicznej i akustycznej. Lite drewno jest jednak stosunkowo mało wytrzymałe i mniej odporne na wilgoć niż PVC. Dlatego profile zabezpiecza się dodatkowymi powłokami z farb czy lakierów, aby zwiększyć ich odporność na działanie warunków atmosferycznych. Nowoczesna technologia wykonania oparta na wielowarstwowym klejeniu drewna pozwala również na zastosowanie ram drewnianych w przesuwnych okach tarasowych. Do produkcji wykorzystuje się zwykle: orzech, sosnę, dąb i jesion, ale również i drewno egzotyczne jak: mahoń, teak, meranti, iroko czy orzech amerykański. Niewątpliwą zaletą okien drewnianych są koloryty i rysunki słojów, które mogą być wybarwiane w kilkunastu odcieniach: od bieli, przez szarości, do jasnych i ciemnych (niemal czarnych) brązów. I choć najczęściej okna drewniane stosowane są w domach stawianych w technologii drewnianej, to cieszą się zainteresowaniem zarówno w tradycyjnym, jak i nowoczesnym budownictwie.

•  Profile drewniano-aluminiowe

Ciekawym rozwiązaniem są również ramy drewniano-aluminiowe. W takich ramach konstrukcja okna opiera się na drewnianym rdzeniu, zbudowanym z cienkich, sklejonych ze sobą warstw drewna, który stanowi wewnętrzną część ramy okna. Natomiast jej część zewnętrzna wykonana jest z aluminium. Dodatkowo miejsca połączeń obu materiałów wzmacnia się pianką termiczną, zapewniając zwiększenie izolacyjności całego okna.

Szyby zespolone

Szyby zespolone stanowią jeden z najważniejszych elementów konstrukcyjnych okien. Ich budowa w dużej mierze decyduje o poziomie izolacyjności cieplnej i akustycznej okna, poziomie doświetlenia pomieszczeń, zyskach ciepła z energii słonecznej, a także odporności okna na włamanie.

Termoizolacja szyb Ug

W zależności od ilości tafli szkła szyby zespolone dzielimy na jedno-, dwu- lub trzykomorowe. Na co najmniej jednej z tafli szkła znajduje się powłoka niskoemisyjna, która przepuszcza do wewnątrz światło i energię słoneczną, jednocześnie zapobiegając wydostawaniu się na zewnątrz ciepła z pomieszczenia. Dodatkowo znajdująca się między szybami mieszanina powietrza i gazów szlachetnych (agron, ksenon, krypton) dodatkowo obniża współczynnik przenikania ciepła szyby zespolonej Ug. Wartość współczynnika przenikania ciepła Ug maleje wraz ze wzrostem ilości szyb i odległości między nimi, zależy również od konstrukcji samego pakietu i użytych w nim materiałów dystansowych. Zwykle współczynnik przenikania ciepła szyb zespolonych wynosi od 0,8 do 0,7 [W/(m²*K)], choć najlepsze konstrukcje osiągają poziom 0,5 [W/(m²*K)].

Przepuszczalność światła przez szyby Lt

Zadaniem okien jest również doświetlenie pomieszczeń. Ilość światła, jaka zostaje przepuszczona przez szyby do wnętrza, określa współczynnik przepuszczalności światła Lt [%]. Im wyższa wartość Lt, tym więcej światła przedostaje się przez szyby. Najlepiej, aby wartość współczynnika Lt wynosiła powyżej 70%, wtedy duże przeszklenia w chłodne dni pozyskają więcej energii słonecznej i doświetlą pomieszczenie. Jednocześnie warto duże okna wyposażyć w zewnętrzne rolety, aby w upały zapobiegać nadmiernemu nagrzewaniu się wnętrza.

Przepuszczalność energii promieniowania słonecznego — Solar factor g

Solar factor g, czyli współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego, wskazuje jaka część energii słonecznej przedostaje się przez szybę. W zależności od budowy szyby zespolonej wartość współczynnika może wynosić od 0,3 (dla szyb przeciwsłonecznych) do 0,6 (dla szyb nowej generacji typu ECLAZ). Dla okien energooszczędnych parametr ten powinien oscylować w granicach 0,5. Solar factor g szyb jest parametrem wykorzystywanym przy wyliczeniach bilansu energetycznego domów nisko i zero emisyjnych, gdzie istotne jest określenie pasywnych zysków z energii słonecznej.

Dźwiękoszczelność

W zależności od konstrukcji szyby dźwiękochłonne mogą osiągać ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej na poziomie od 28 do 53 dB. Rezultaty te są osiągane poprzez zróżnicowanie grubości szyb, połączenie ich z użyciem folii PVB, zastosowaniu szkieł laminowanych specjalną żywicą, a także dzięki umieszczeniu gazów tłumiących dźwięki w komorach między szybami.

Ochrona antywłamaniowa

Szyby antywłamaniowe to szyby zbudowane z tafli sklejonego warstwowo szkła, oddzielanego dodatkową folią odporną na rozerwanie. Szyby antywłamaniowe mogą mieć klasę od P3 do P8, w zależności od grubości i ilości użytych warstw folii PVB. Szyby zespolone klasy P1 i P2 określane są mianem szyb bezpiecznych, bo po stłuczeniu nie rozpryskują się, chroniąc przed zranieniem.

Ciepłe ramki dystansowe

Ramka dystansowa to element konstrukcyjny szyb zespolonych, który zarówno oddziela od siebie poszczególne tafle szkła, jak i jednocześnie łączy je ze sobą. Możemy je zauważyć pomiędzy taflami szkła, na ich krawędziach, znajdujących się tuż przy ramach. W przypadku wykonania ramki z materiałów o wysokim współczynniku przewodzenia ciepła miejsce połączenia konstrukcji szyby zespolonej i ramy skrzydła może tworzyć mostek termiczny, przez który ucieka energia z wnętrza. Dlatego tak istotne jest, aby ramka dystansowa wykonana była z materiałów o niskim współczynniku przewodzenia ciepła (np. z poliwęglanów) oraz była osadzona na odpowiedniej głębokości w profilu okiennym. W niektórych modelach okien stosuje się wręcz wklejenie szyby zespolonej we wrąb skrzydła, dzięki czemu konstrukcja otrzymuje odpowiednie usztywnienie i nie ma konieczności stosowania dodatkowych kształtowników wzmacniających.

Żaluzje wewnątrzokienne

Żaluzje wewnątrzokienne montowane są w komorze między szybami i sprawdzają się wszędzie tam, gdzie nie można zamontować rolet zewnętrznych. Żaluzjami można sterować pilotem lub ręcznie.

Okucia okienne

Okucia okienne to części odpowiedzialne za prawidłowe otwieranie i zamykanie okna. Okucia mogą być montowane zarówno na ramie okna (jak zasuwnica i rozwórka sterowane ruchem klamki), jaki na ramach ościeżnicy (jak zawiasy). Wybierając okucia, warto rozważyć zakup dodatkowych elementów poprawiających komfort ich użytkowania, jak i estetykę, na przykład:

• blokadę niewłaściwego obrotu klamki, dzięki której w przypadku otwarcia okna zablokujemy możliwość ustawienia klamki w pozycji uchylnej (i odwrotnie),
• ukryte zawiasy (pod przylgą skrzydła),
• stopniowe uchylanie,
• zatrzask drzwi balkonowych,
• okucia uchylno-przesuwne,
• okucia z czujnikami zamknięcia okna,
• okucia o podwyższonej odporności na włamanie.

W tym miejscu warto zwrócić uwagę na potrzebę przeprowadzania regularnych konserwacji i regulacji okuć okiennych. Miejsca te powinny być utrzymywane w czystości i okresowo smarowane w miejscach, gdzie występuje zjawisko tarcia. Czynności te można przeprowadzać samodzielnie. Natomiast okresową regulację ustawień skrzydła względem ościeżnicy lepiej zlecić doświadczonym serwisantom.

Na co jeszcze zwrócić uwagę wybierając okna do domu pasywnego lub energooszczędnego?

Podczas zakupu okien kierujmy się również ich walorami estetycznymi, a także możliwościami dokonania ich późniejszego montażu i ewentualnego serwisu.

Walory estetyczne — dostosowanie kształtów i kolorów okien do elewacji i bryły budynku

Najnowsze technologie umożliwiają realizację okien niemal w każdym kształcie i rozmiarze: prostokątne, wielokątne, z łukami, zaokrągleniami, czy podzielone na kwatery. Przed zamówieniem okien trzeba się jednak upewnić, że wykonanie interesującego nas kształtu jest możliwe w danej technologii. Istnieją bowiem pewne ograniczenia — na przykład ograniczenie maksymalnej wysokości czy szerokości skrzydła okiennego wykonanego z danego profilu, czy przy zastosowaniu konkretnego rodzaj okuć. Analogicznie jest z kolorami — decyzja o wyborze powinna być gruntownie przemyślana. I choć obecnie możliwe jest wyprodukowanie okien dwukolorowych, takich z innym kolorem ram od zewnątrz, a innym od wewnątrz, to pamiętajmy, że i w tym przypadku warto postawić na kolory uniwersalne i ponadczasowe, bo będzie to wybór na długie lata.

Funkcjonalność skrzydeł i wyposażenie ich w dodatkowe akcesoria

Warto też dobrze przemyśleć sposób otwierania każdego skrzydła okiennego oraz zastanowić się nad doposażeniem niektórych z nich w dodatkowe akcesoria, takie jak: klamki z zabezpieczeniem uniemożliwiającym otworzenie okna przez małe dzieci, szprosy, czy zatrzaski balkonowe itp. Zamontowanie niektórych z nich już podczas użytkowania może być mocno utrudnione i kosztowne.

Zasady montażu energooszczędnych okien pasywnych

Okna energooszczędne i pasywne montuje się przy zastosowaniu technologii tak zwanego "ciepłego" lub "warstwowego" montażu. Polega on na tym, że na powierzchnie stosowanej powszechnie pianki PUR (wypełniającej przestrzeń między ramą ościeżnicy okna, a murem), nakłada się dodatkowe warstwy:

• od wewnątrz taśmą paroszczelną,
• od zewnątrz taśmą paroprzepuszczalną.

Taka forma izolacji zwiększa szczelność połączenia średnio o 75% i w budownictwie energooszczędnym i pasywnym jest obowiązkowa. Jej zaniechanie zaburzy bilans cieplny całego budynku i może doprowadzić do wykwitów pleśni wokół okna.

Najlepsze produkty w swoich kategoriach, wybrane na podstawie opinii ekspertów oraz ilości sprzedanych sztuk

Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki

Opracowanie redakcja : (A.K)

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.pasywny-budynek.pl