Czy naprawdę wystarczy kupić okna o niskim współczynniku Uw, aby dom był energooszczędny?

To jedno z najczęściej zadawanych pytań podczas projektowania budynków jednorodzinnych. Wielu inwestorów porównuje oferty producentów stolarki wyłącznie na podstawie jednego parametru – współczynnika przenikania ciepła Uw. Sprzedawcy również skupiają się głównie na tej wartości, ponieważ jest łatwa do porównania i dobrze wygląda w materiałach reklamowych.

Problem polega na tym, że Uw jest tylko jednym z kilku parametrów decydujących o rzeczywistym wpływie okna na bilans energetyczny budynku.

W nowoczesnym budownictwie niskoemisyjnym okno nie jest już wyłącznie „otworem w ścianie”. Odpowiednio zaprojektowane może zimą dostarczać darmową energię słoneczną i ograniczać koszty ogrzewania. Źle dobrane – nawet przy bardzo dobrym współczynniku Uw – może powodować przegrzewanie pomieszczeń latem, zwiększać zużycie energii i pogarszać komfort użytkowania domu.

Jako projektanci budynków niskoemisyjnych analizujemy stolarkę okienną nie tylko pod kątem izolacyjności, ale przede wszystkim całego bilansu energetycznego budynku.

Okno – jedyna przegroda, która może mieć dodatni bilans energetyczny

Ściany, dach czy podłoga na gruncie zawsze powodują straty ciepła. Możemy je ograniczać poprzez coraz lepszą izolację, eliminację mostków cieplnych czy zastosowanie nowoczesnych materiałów, ale nigdy nie sprawimy, że zaczną „produkować” energię.

Z oknami jest inaczej.

Przez szybę do wnętrza budynku dociera promieniowanie słoneczne. Energia ta zostaje pochłonięta przez podłogi, ściany i wyposażenie wnętrza, zamieniając się w ciepło.

Jeżeli ilość energii pozyskanej ze słońca jest większa niż straty przez okno, jego bilans staje się dodatni.

To właśnie dlatego dobrze zaprojektowane przeszklenia południowe często określa się mianem „darmowego grzejnika”.

Oczywiście nie oznacza to, że każde duże okno będzie korzystne. Wszystko zależy od:

• orientacji względem stron świata,
• parametrów szyby,
• wielkości przeszkleń,
• zastosowanych osłon przeciwsłonecznych,
• sposobu montażu.

Projektowanie stolarki okiennej to sztuka znalezienia równowagi pomiędzy ograniczeniem strat ciepła a maksymalnym wykorzystaniem darmowej energii słonecznej.

Dlaczego sam współczynnik Uw nie wystarczy?

W materiałach reklamowych najczęściej pojawia się jedno zdanie:

„Nasze okna mają Uw = 0,8 W/(m²·K).”

Brzmi bardzo dobrze.

Jednak z punktu widzenia projektanta budynków niskoemisyjnych jest to dopiero początek analizy.

Na rzeczywiste właściwości okna wpływa co najmniej sześć parametrów.

1. Uw – współczynnik przenikania ciepła całego okna

Uw określa, ile energii cieplnej ucieka przez kompletne okno.

Im niższa wartość, tym mniejsze straty.

To parametr wymagany przez przepisy i najczęściej wykorzystywany przy porównywaniu ofert producentów.

Jednak sam nie mówi nic o tym, ile energii słonecznej wpłynie do budynku.

2. Uf – współczynnik przenikania ciepła ramy

Rama również przewodzi ciepło.

Nowoczesne profile PVC, drewniane czy aluminiowe z przekładkami termicznymi osiągają bardzo dobre parametry, jednak pomiędzy poszczególnymi systemami występują zauważalne różnice.

Przy dużej liczbie okien wpływ jakości ram może być odczuwalny w bilansie energetycznym całego budynku.

3. Ug – współczynnik przenikania ciepła szyby

To parametr opisujący wyłącznie pakiet szybowy.

Obecnie standardem są pakiety trzyszybowe z argonem lub kryptonem, osiągające wartości około 0,5–0,6 W/(m²·K).

Niższy Ug oznacza mniejsze straty przez szybę, ale – jak za chwilę pokażemy – nie zawsze przekłada się na lepszy bilans energetyczny.

4. Współczynnik g – najważniejszy parametr, o którym mało kto mówi

To właśnie tutaj zaczyna się prawdziwe projektowanie budynków energooszczędnych.

Współczynnik g określa, jaka część energii promieniowania słonecznego przejdzie przez szybę do wnętrza budynku.

Przykładowo:

• g = 0,60 oznacza, że do wnętrza trafia około 60% energii słonecznej,
• g = 0,40 oznacza jedynie około 40%.

Pozornie różnica wydaje się niewielka.

W praktyce może oznaczać tysiące kilowatogodzin energii mniej lub więcej w skali roku.

I właśnie dlatego projektanci budynków pasywnych zwracają na ten parametr tak dużą uwagę.

5. Ciepła ramka dystansowa

Na styku szyby i ramy powstaje lokalny mostek cieplny.

Nowoczesne ciepłe ramki ograniczają:

• ryzyko wykraplania pary wodnej,
• wychładzanie krawędzi szyby,
• lokalne straty energii.

Choć element ten wydaje się niepozorny, ma realny wpływ na komfort użytkowania okna.

6. Sposób montażu

Najlepsze okno można bardzo łatwo „zepsuć” niewłaściwym montażem.

Jeżeli zostanie zamontowane w licu muru, bez odpowiednich warstw uszczelniających i bez eliminacji mostków cieplnych, rzeczywiste parametry całego rozwiązania będą znacznie gorsze niż deklarowane przez producenta.

Dlatego w budownictwie niskoemisyjnym równie ważny jak wybór okna jest ciepły montaż, najlepiej w warstwie izolacji termicznej.

Parametr g – niedoceniany bohater nowoczesnych domów

Większość inwestorów nigdy nie słyszała o współczynniku g.

To błąd.

W praktyce właśnie on decyduje o tym, czy zimą słońce będzie wspomagało ogrzewanie budynku.

Wyobraźmy sobie dwa okna.

Oba mają identyczny współczynnik Uw.

Jednak pierwsze posiada szybę o współczynniku g = 62%, a drugie g = 38%.

Z punktu widzenia strat ciepła oba okna wydają się podobne.

Ale zimą pierwsze dostarczy znacznie więcej darmowej energii słonecznej.

Drugie ograniczy te zyski, przez co instalacja grzewcza będzie musiała wykonać większą pracę.

Dlatego w nowoczesnym projektowaniu nie wybiera się okien wyłącznie na podstawie izolacyjności, ale analizuje się cały bilans energetyczny.

Czy wszystkie okna w domu powinny być takie same?

To kolejny mit.

W praktyce każda elewacja pracuje w innych warunkach.

Elewacja południowa

To tutaj budynek może pozyskiwać największe ilości darmowej energii.

Dlatego często stosuje się szyby o wysokim współczynniku g, przekraczającym 60%.

W połączeniu z odpowiednio zaprojektowanymi okapami oraz żaluzjami fasadowymi pozwala to wykorzystać energię słoneczną zimą i ograniczyć przegrzewanie latem.

Elewacja wschodnia i zachodnia

To najtrudniejsze kierunki świata.

Latem słońce znajduje się nisko nad horyzontem, dlatego promienie łatwo wpadają do wnętrza przez wiele godzin.

Tutaj konieczne jest znalezienie kompromisu pomiędzy zyskami zimowymi a ochroną przed przegrzewaniem.

Elewacja północna

Po stronie północnej praktycznie nie występują zyski słoneczne.

Każde dodatkowe okno oznacza przede wszystkim straty energii.

Dlatego powierzchnię przeszkleń na tej elewacji warto ograniczać do rzeczywistych potrzeb funkcjonalnych.

Jak samymi oknami zniszczyć budynek energooszczędny?

To scenariusz, z którym projektanci spotykają się znacznie częściej, niż mogłoby się wydawać.

Na etapie projektu budynek został zoptymalizowany pod względem energetycznym. Dobrano odpowiednią stolarkę, przeanalizowano bilans zysków i strat oraz zaprojektowano ciepły montaż.

Następnie, już na etapie realizacji, pojawiają się pozornie niewielkie zmiany.

Inwestor decyduje się na tańszy profil o gorszej izolacyjności ramy.

Sprzedawca proponuje pakiet szybowy o bardzo niskim współczynniku Ug, ale jednocześnie o znacznie niższym współczynniku g, argumentując, że będzie „cieplejszy”.

Na końcu wykonawca montuje okna tradycyjnie – w licu muru, bez uwzględnienia założeń projektowych dotyczących eliminacji mostków cieplnych.

Każda z tych zmian wydaje się niewielka.

Jednak ich suma może całkowicie zmienić charakterystykę energetyczną budynku.

Analizy wykonywane dla budynków pasywnych pokazują, że w skrajnych przypadkach sama zmiana parametrów stolarki i sposobu montażu może zwiększyć zapotrzebowanie budynku na energię do ogrzewania nawet o 120%, mimo że bryła domu, powierzchnia okien i ich rozmieszczenie pozostają bez zmian.

To doskonały przykład pokazujący, że w projektowaniu niskoemisyjnym liczy się nie tylko jakość produktu, ale przede wszystkim świadomy dobór wszystkich elementów systemu.

Podsumowanie

Wybór okien do domu energooszczędnego nie powinien sprowadzać się do porównania wartości Uw w katalogach producentów.

Równie ważne są:

• współczynnik przepuszczalności energii słonecznej g,
• parametry ramy i pakietu szybowego,
• jakość ciepłej ramki dystansowej,
• sposób montażu,
• orientacja względem stron świata,
• analiza bilansu energetycznego całego budynku.

Dobrze zaprojektowane okna mogą zimą ograniczać koszty ogrzewania, poprawiać komfort użytkowania i realnie wpływać na efektywność energetyczną budynku. Źle dobrane – nawet jeśli spełniają wymagania przepisów – mogą prowadzić do większych strat energii, pogorszenia komfortu oraz wyższych kosztów eksploatacji.