Jak prawidłowo obliczać i deklarować współczynnik przenikania ciepła dla okien

Przenikalność cieplna okien, obliczanie współczynnika Uw. Błędy przy wykonywaniu obliczeń. Zalety i wady różnych sposobów obliczania.

Zgodnie z normą PN-EN ISO 10077-1, w której to jest podany wzór matematyczny oraz dysponując odpowiednimi danymi wejściowymi można wyliczyć współczynnik przenikania ciepła Uw dla całego okna. Zgodnie z normą wyrobu PN-EN 14351-1+A2 deklarowanie współczynnika Uw dla okien może odbywać na trzy sposoby:

Sposób 1

Notyfikowane laboratorium wykonuje obliczenia współczynnika Uw dla tzw. wymiaru referencyjnego dla odpowiedniego typu okna i na tej podstawie producent deklaruje tą wyliczoną wartość na pozostałe wymiary produkowanych odpowiednich typów okien.

Przykład:

• Deklarowanie współczynnika Uw dla okien jednoskrzydłowych o różnych wymiarach. Procedura obliczeniowa – wyliczenie współczynnika Uw dla okna jednoskrzydłowego o wymiarach referencyjnych 1,23^±25% x 1,48^-25%
• Deklarowanie współczynnika Uw dla okien dwuskrzydłowych o różnych wymiarach. Procedura obliczeniowa – wyliczenie współczynnika Uw dla okna dwuskrzydłowego o wymiarach referencyjnych 1,23^±25% x 1,48^-25%
• Deklarowanie współczynnika Uw dla okien trzyskrzydłowych o różnych wymiarach. Procedura obliczeniowa – wyliczenie współczynnika Uw dla okna trzyskrzydłowego o wymiarach referencyjnych 1,23^±25% x 1,48^-25%.

Powyższe przykłady dotyczą deklarowania współczynnika Uw dla wszystkich produkowanych wymiarów okien. Można również wybrać procedurę np. dla okien produkowanych o powierzchni większej niż 2,3m² i wtedy korzystniejszym rozwiązaniem jest wyliczenie dla okna referencyjnego o wymiarach 1,48^+25% x 2,18^–±25%m.

Zalety:

• Jeden uniwersalny współczynnik Uw – obliczenia dla jednego wymiaru typu okna i deklarowanie dla pozostałych wymiarów.

Wady:

• Gdy wymagane jest dokładne podanie współczynnika Uw dla rozpatrywanych wymiarów okien należy wykonać wtedy dodatkowe obliczenia rzeczywistych współczynników dla wymaganych przypadków.
• Nie wiadomo czy dany wymiar okna w rzeczywistości nie przekroczy współczynnika przenikania ciepła wymaganego przepisami prawa jak to ma miejsce w polskich przepisach lub innymi wymaganiami np. określonymi przez inwestora.

Najczęstszy popełniany błąd:

• Deklarowanie współczynnika Uw wyliczonego dla wymiaru regencyjnego np. dla okna jednoskrzydłego i deklarowanie na pozostałe inne typy okien np. dwuskrzydłowe, trzyskrzydłowe, wielorzędowe itd.
• Deklarowanie współczynnika Uw i brak kontroli nad wymiarami okien, które mogą nie spełniać rzeczywistego współczynnika zgodnego z wymaganiami lub przepisami.

Sposób 2

Notyfikowane laboratorium wykonuje obliczenia współczynnika Uw dla różnych typów i wymiarów okien (jak w przykładach Sposób 1) dla wymiaru minimalnego oraz maksymalnego z krokiem np. co 100mm. Sposób te daje dokładne wyniki współczynnika Uw dla różnych wymiarów typów okien ale jest to zazwyczaj bardziej czasochłonna i droższa procedura oraz wymaga ciągłego monitorowania produkcji i przypisywania odpowiednich współczynników w zależności do wymiaru i typu okna.

Zaleta:

• Posiadanie obliczonych współczynników Uw dla całej rodziny produkowanych okien.

Wada:

• Dodatkowe koszty wykonania szczegółowych obliczeń.
• Ciągły nadzór oraz kontrola zgodności produkowanych rozmiarów i typów okien w odniesieniu do posiadanych tabel z wynikami współczynników Uw.
• Najczęstszy popełniany błąd:
• Brak konsekwentnej i ciągłej kontroli dla produkowanych różnych typów i rozmiarów okien.
• Brak zgodności deklarowanego współczynnika Uw z rzeczywistym obliczonym współczynnikiem Uw.

Sposób 3

Jeżeli producent nie posiada obliczonych lub zmierzonych poszczególnych współczynników przenikalności cieplnej to na podstawie procedur oraz wartości tabelarycznych dostępnych w normie PN-EN ISO 10077-1 może sam je sobie wyznaczyć. Ten sposób ma pewne ograniczenia, a uzyskane wyniki są nieadekwatne do aktualnych przepisów oraz wymagań rynkowych.

Na początku artykułu opisane zostały trzy sposoby na podstawie, których można wyliczać współczynnik przenikania ciepła Uw dla okien. Jakie są zalety i wady każdego z tych sposobów.

Zaleta:

• Prostota i swoboda w deklarowaniu współczynnika Uw.

Wada:

• Deklarowanie na podstawie wartości tabelarycznych nie pozwala na uzyskania dokładnego wyniku. Wartości w tabelach są bezpieczne ale i zawyżone. Uzyskany w ten sposób wynik nie pozwala na konkurencyjność, a otrzymany zgodnie z ta procedurą jest na tyle wysoki, że w większości przypadków niezgodny z przepisami prawa lub innymi wymaganiami.
• Ograniczania związane z warunkiem utrzymania warunku stosunku powierzchni ramy do powierzchni szyby zespolonej.
• Ograniczenia w stosunku do aktualnych rozwiązań konstrukcyjnych okien.
• W przypadku konstrukcji okien, w których współczynniki przenikalności cieplnej poszczególnych sekcji ram są różne od siebie brak możliwości skorzystania z wartości tabelarycznych.
• W zasadzie ten sposób wyznaczania współczynnika Uw jest nieprzydatny.