Co to jest i jaki powinien być współczynnik przenikalności cieplnej okien?

Jednym z najważniejszych parametrów okien jest współczynnik przenikalności cieplnej, oznaczany symbolem U. Jest wyznacznikiem termoizolacyjności okien. To właśnie na ten parametr należy zwrócić szczególną uwagę podczas zakupu stolarki okiennej – tylko okna o odpowiednim współczynniku przenikalności cieplnej zapewnią optymalny mikroklimat domu, czyli właściwą temperaturę i wilgotność pomieszczeń. Czym naprawdę jest ten współczynnik? Jakie normy obowiązują w odniesieniu do tego parametru? Odpowiedzi udzieli poniższy artykuł.

W domu ciepło ucieka przez ściany, dach, ale przede wszystkim przez okna. W odniesieniu do stolarki okiennej w domkach jednorodzinnych straty energii cieplnej mogą sięgać nawet 40%, dlatego tak ważne jest nie tylko stosowanie okien o dobrej termoizolacyjności, ale także ich prawidłowy, najlepiej warstwowy (potocznie zwany ciepłym) montaż. By wybrać dobre okna do domu, należy zwrócić uwagę na ich współczynnik przenikalności cieplnej, który powinien znaleźć się w danych technicznych każdej stolarki okiennej.

Współczynnik przenikalności cieplnej okna oznaczany jest symbolem U i określa, ile energii cieplnej, mierzonej w watach, przeniknie przez okno o powierzchni 1 m2 przy różnicy temperatur 1K wewnątrz i na zewnątrz budynku. Wartość współczynnika przenikalności cieplnej mówi zatem o stratach ciepła, dlatego im jest niższa, tym lepiej, bowiem okno wykazuje wówczas lepsze właściwości termoizolacyjne. Obecnie producenci stolarki okiennej prześcigają się w wytwarzaniu coraz to nowszych modeli okien, które cechują się coraz bardziej wyśrubowanymi parametrami. Wynika to także z faktu, że dla nowego budownictwa obowiązują specjalne, rygorystyczne normy dotyczące minimalnej wartości współczynnika przenikalności cieplnej, o czym będzie mowa w dalszej części artykułu.

Współczynnik przenikalności cieplnej U jest wypadkową wielu czynników. Na wartość tego parametru ma wpływ m.in. zastosowany pakiet szybowy, ramki dystansowe, konstrukcja profili stolarki okiennej, uszczelki, okucia.

W przypadku okien wyróżnia się współczynnik przenikalności cieplnej całego okna (Uw), współczynnik przenikalności cieplnej szyby (Ug) oraz współczynnik przenikalności cieplnej ramy (Uf). Współczynnik przenikalności cieplnej całego okna (Uw) to najważniejszy parametr i to jego wartość powinna być decydująca w momencie kupowania stolarki okiennej. Na wartość Uw ma wpływ zarówno wartość Ug, jak i Uf.

Wartość parametru Ug wynika m.in. z rodzaju zastosowanego pakietu szybowego. Najlepszą izolacyjność cieplną wykazują okna z większą ilością tafli szkła, np. pakiety 3-szybowe lub nawet 4-szybowe. Stolarka okienna z pakietami 3-szybowymi jest najbardziej popularna, gdyż zapewnia doskonałe właściwości termoizolacyjne, a przy tym dostępna jest w przystępnej cenie. Współczynnik przenikalności cieplnej Ug zależy także od rodzaju wypełnienia przestrzeni międzyszybowej – najczęściej w komorach stosowany jest gaz szlachetny argon, ale możliwy do użycia jest także nieco droższy, ale lepszy krypton. By zmniejszyć współczynnik przenikalności cieplnej można zastosować ciepłe ramki dystansowe, które oddzielają od siebie tafle szkła i skutecznie uszczelniają krawędzie szyb zespolonych. W nowym budownictwie jedno- i wielorodzinnym poleca się produkty o Ug wynoszącym od 0,5 do 0,6 W/(m2*K).

Na współczynnik przenikalności cieplnej ramy (Uf) przede wszystkim wpływa liczba komór w profilu w połączeniu z jego szerokością oraz rodzaj zastosowanego wzmocnienia. Teoretycznie im więcej komór w profilu, tym lepiej, jednak jeśli profil będzie miał zbyt małą szerokość, wówczas okno wcale nie będzie wykazywać lepszych właściwości izolacyjnych. Najbardziej optymalnym rozwiązaniem są profile o 5 lub 6 komorach i szerokości 80 lub 90 mm. Standardowo w profilach instaluje się wzmocnienia stalowe, jednak stal ma dość dużą przewodność cieplną, dlatego tworzy mostek termiczny. By rozwiązać ten problem, producenci okien proponują zastąpienie wzmocnień stalowych produktami kompozytowymi, które mają przewodność cieplną nawet o 50% niższą niż przewodność stali. Kolejny sposób na zmniejszenie Uf to wprowadzenie do komór profili materiału izolacyjnego, np. pianki poliuretanowej, który wypełnia całkowicie przestrzeń ram. W przypadku współczynnika przenikalności cieplnej ramy najlepiej sprawdzą się okna o Uf na poziomie 1,0 W/(m2*K) lub mniejszym.

By skutecznie poprawić charakterystykę energetyczną nowo powstających budynków, Unia Europejska wprowadziła przepisy dotyczące maksymalnego współczynnika przenikania ciepła okien. Obecnie obowiązują normy, zgodnie z którymi stolarka okienna w pomieszczeniach, w których panuje temperatura 16°C lub wyższa, powinna charakteryzować się współczynnikiem przenikalności cieplnej minimum 1,1 W/(m2*K). W przypadku okien połaciowych wartość tego parametru to 1,3 W/(m2*K).

Od 1 stycznia 2021 roku obowiązywać będą jeszcze bardziej rygorystyczne zapisy. W nowych budynkach będzie można montować wyłącznie okna o współczynniku przenikalności cieplnej minimum 0,9 W/(m2*K). W przypadku okien połaciowych także nastąpi zmiana – maksymalny współczynnik przenikalności cieplnej będzie wynosił 1,1 W/(m2*K). Należy pamiętać, że przepisy te będą dotyczyć wyłącznie nowych budynków. Jeśli inwestor uzyska zatwierdzenie projektu budowlanego w 2020 roku, bez względu na faktyczny termin rozpoczęcia budowy, obowiązują go jeszcze stare zasady. Jeśli jednak projekt powstanie w 2021 roku, wówczas musi spełniać normy określone przez nowe przepisy. Termomodernizacji nie muszą obawiać się osoby mieszkające w starym budownictwie: w przypadku wymiany okien w takiej zabudowie nie ma konieczności stosowania stolarki okiennej o tak wyśrubowanych parametrach jak w nowych budynkach.

Współczynnik przenikalności cieplnej U określa, ile ciepła ucieka przez dane okno. To ten parametr jest najważniejszy dla osób kupujących okna energooszczędne i to jego należy szukać w ofercie konkretnego producenta stolarki okiennej. Im jest niższy, tym lepiej. Na wartość tego współczynnika ma wpływ m.in. współczynnik przenikalności cieplnej szyby (Ug) oraz współczynnik przenikalności cieplnej ramy (Uf). Na wartość Ug oddziałuje ilość zastosowanych tafli szkła, wypełnienie międzyszybowe, obecność ciepłej ramki dystansowej. Wartość Uf zależy od ilości komór w profilu, jego szerokości, użytego wzmocnienia, dodatkowego wypełnienia.

Obecnie w nowo budowanych domach, zarówno jedno-, jak i wielorodzinnych, należy stosować okna o współczynniku przenikalności cieplnej Uw minimum 1,1 W/(m2*K). Jednak o wiele lepiej zainwestować w stolarkę okienną o Uw wynoszącym 0,9 W/(m2*K), gdyż od 2021 roku wejdą w życie przepisy unijne, zgodnie z którymi właśnie takie okna będą akceptowane w nowym budownictwie. Rygorystyczne normy mają na celu zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych domów, które od 2021 roku powinny charakteryzować się niemal zerowym zapotrzebowaniem na energię konieczną do ich ogrzania.