Parametr określający ilość ciepła przenikającego przez okno o określonej powierzchni w warunkach różnicy temperatur między wnętrzem a otoczeniem. Jednostką jest wat na metr kwadratowy na kelwin (W/(m²·K)). Współczynnik przenikania ciepła informuje, jak dużo energii ucieka przez przegrodę okienną – im niższa jest jego wartość, tym lepsza izolacja termiczna i mniejsze straty ciepła. Niska wartość Uw oznacza, że okno skutecznie chroni wnętrze budynku przed wychłodzeniem, co przekłada się na większą oszczędność energii i wyższy komfort cieplny.
Znaczenie współczynnika przenikania ciepła w oknach
Współczynnik przenikania ciepła Uw jest jednym z najważniejszych parametrów określających jakość okien pod kątem termoizolacyjności. Ma on bezpośredni wpływ na to, ile energii cieplnej tracimy przez okna. W praktyce oznacza to, że okna o wysokiej wartości Uw przepuszczają na zewnątrz więcej ciepła, co prowadzi do wychładzania pomieszczeń zimą i przegrzewania ich latem. W konsekwencji rosną koszty ogrzewania budynku oraz odczuwalnie obniża się komfort mieszkania. Natomiast okna o niskim współczynniku Uw pomagają utrzymać stabilną temperaturę we wnętrzu – zimą zatrzymują ciepło w domu, a latem ograniczają napływ gorącego powietrza z zewnątrz.
Znaczenie tego parametru wyraźnie rośnie w kontekście rosnących cen energii oraz coraz surowszych wymagań dotyczących energooszczędności budynków. Inwestorzy coraz częściej wybierają stolarkę okienną o lepszych właściwościach termicznych, aby obniżyć straty ciepła i zmniejszyć rachunki za ogrzewanie. W ujęciu długoterminowym nieco wyższy koszt zakupu okien o niższym Uw zwraca się dzięki oszczędnościom na energii. Ponadto dobrze termicznie izolowane okna przekładają się na wyższy komfort użytkowania budynku – przy ścianach z takimi oknami nie odczuwa się nieprzyjemnego chłodu, a temperatura w pomieszczeniach jest bardziej jednolita. Współczynnik przenikania ciepła ma też aspekt ekologiczny, ponieważ redukcja strat energii oznacza mniejsze zużycie paliw do ogrzewania i tym samym niższą emisję CO₂ do atmosfery.
Jak mierzy się przenikalność cieplną okna (współczynnik Uw)?
Wartość współczynnika Uw każdego okna jest określana na podstawie badań laboratoryjnych lub obliczeń inżynierskich zgodnych z normami. Stosuje się standardowe metody pomiarowe (np. zgodne z normą PN-EN ISO 10077), które pozwalają wyznaczyć, ile ciepła przenika przez okno o określonych wymiarach przy zadanej różnicy temperatur. W praktyce producenci okien korzystają ze specjalistycznego oprogramowania, by obliczyć Uw na podstawie parametrów poszczególnych elementów okna. Największy wpływ na wartość Uw mają parametry poszczególnych elementów: współczynnik przenikania ciepła szyby (Ug) oraz ramy okiennej (Uf), a także tzw. liniowy współczynnik przenikania ciepła Ψ (psi) związany z mostkiem termicznym na styku szyby z ramą. Sumując wkład energetyczny szyby i ramy, uwzględniając ich powierzchnie, otrzymujemy wartość Uw dla całego okna.
Wzór na współczynnik Uw wygląda następująco: Uw = (Ug * Ag + Uf * Af + Ψ * Lg) / A, gdzie Ag to powierzchnia oszklenia, Af – powierzchnia ramy, Lg – długość obwodu szyby (łączna długość krawędzi szyby przy ramie), a A – całkowita powierzchnia okna. Choć formuła może wydawać się skomplikowana, dla użytkownika końcowego najważniejsze jest porównanie gotowych wartości Uw podawanych przez producentów. Każde certyfikowane okno ma określoną wartość współczynnika przenikania ciepła, która jest wynikiem standaryzowanych badań lub obliczeń. Dzięki temu można łatwo porównać różne modele okien pod kątem ich izolacyjności termicznej. Należy przy tym pamiętać, że deklarowana wartość Uw dotyczy najczęściej okna referencyjnego o konkretnych wymiarach – w przypadku mniejszych lub większych okien rzeczywiste Uw może nieznacznie odbiegać od wartości katalogowej (z powodu innego udziału ramy i szyby w całej konstrukcji).
Co wpływa na izolacyjność termiczną okna?
Na poziom izolacyjności cieplnej okna (a tym samym na wartość współczynnika Uw) składa się szereg czynników konstrukcyjnych i materiałowych. Każdy element okna może poprawić lub pogorszyć jego zdolność do zatrzymania ciepła wewnątrz pomieszczenia. Wśród najważniejszych czynników wpływających na przenikalność cieplną okna można wymienić:
- Pakiet szybowy: Liczba szyb oraz jakość zastosowanego szkła mają ogromne znaczenie. Nowoczesne okna stosują pakiety dwuszybowe lub trójszybowe, często wyposażone w powłoki niskoemisyjne (Low-E) oraz wypełnione gazem szlachetnym (np. argonem lub kryptonem) zamiast powietrza. Większa liczba szyb i specjalne powłoki obniżają współczynnik przenikania ciepła szyby (Ug).
- Rama okienna: Materiał i budowa ramy również wpływają na izolacyjność. Profile z tworzywa PVC o wielokomorowej konstrukcji zazwyczaj izolują lepiej niż jednolite profile aluminiowe pozbawione przekładek termicznych. Dla poprawy parametrów stosuje się przekładki termiczne w ramach aluminiowych lub wkładki termoizolacyjne w profilach. Im mniejsze przewodnictwo cieplne materiału ramy i im więcej komór (w przypadku PVC), tym niższe straty ciepła.
- Ramka dystansowa: Element oddzielający szyby w pakiecie szybowym, nazywany też „ramką międzyszybową”. Tradycyjne ramki metalowe stanowią mostek termiczny, dlatego obecnie coraz częściej stosuje się tzw. „ciepłe ramki” wykonane z tworzyw lub materiałów kompozytowych o niższej przewodności cieplnej. Ciepła ramka zmniejsza ucieczkę ciepła na krawędziach szyby i obniża ryzyko kondensacji pary wodnej przy brzegu okna.
- Wielkość i konstrukcja okna: Paradoksalnie, współczynnik Uw może zależeć od rozmiaru okna. Większe okna z dużym udziałem powierzchni szyby mogą osiągać nieco niższe Uw niż małe okna (ponieważ szkło bywa cieplejsze niż rama). Konstrukcja okna, liczba skrzydeł, słupków czy szprosów również się liczy – dodatkowe elementy konstrukcyjne zwiększają udział materiału ramowego, który zazwyczaj gorzej izoluje niż szyba.
- Szczelność i montaż: Choć współczynnik Uw zakłada idealnie szczelne okno, w praktyce na izolacyjność termiczną wpływa też jakość wykonania i montażu. Nieszczelności w uszczelkach czy źle przeprowadzony montaż mogą tworzyć miejscowe mostki termiczne i przewiewy, przez które ucieka ciepło. Dlatego bardzo ważne jest prawidłowe przeprowadzenie montażu okna – rama powinna być stabilnie osadzona w murze i szczelnie zabezpieczona pianą montażową oraz taśmami izolacyjnymi, aby w pełni wykorzystać deklarowane parametry termoizolacyjne.
Optymalna izolacyjność termiczna okna jest zatem wynikiem synergii wszystkich powyższych elementów. Kupując okna energooszczędne, warto zwrócić uwagę nie tylko na sam współczynnik Uw podawany przez producenta, ale także na jakość poszczególnych komponentów okna oraz fachowość montażu. Tylko kompletny, dobrze zaprojektowany i zamontowany system okienny zapewni minimalne straty ciepła i maksymalny komfort cieplny.
Normy i wymagania dotyczące współczynnika przenikania ciepła
Parametry termoizolacyjne okien, w tym wartość współczynnika przenikania ciepła Uw, są objęte przepisami budowlanymi oraz normami technicznymi. W Polsce warunki techniczne (WT) dla budynków określają maksymalne dopuszczalne wartości U okien montowanych w pomieszczeniach ogrzewanych. Od stycznia 2021 roku wymagane jest, aby współczynnik Uw standardowego okna fasadowego (pionowego) nie przekraczał 0,90 W/(m²·K). Dla okien połaciowych (dachowych) limit ten jest nieco wyższy i wynosi 1,1 W/(m²·K). Oznacza to, że nowe budynki muszą być wyposażane w okna o bardzo dobrej izolacyjności cieplnej, co sprzyja ograniczeniu zużycia energii na ogrzewanie.
Normy europejskie, takie jak PN-EN 14351-1, regulują sposób badania i deklarowania współczynnika U przez producentów stolarki. Dzięki temu kupujący ma pewność, że podawane przez producenta wartości Uw zostały wyznaczone według jednolitych kryteriów. W praktyce większość nowoczesnych okien PVC i drewnianych dostępnych na rynku spełnia już zaostrzone wymagania cieplne. Starsze okna, zwłaszcza te wyprodukowane kilkanaście lat temu, mogą mieć współczynnik U na poziomie 1,5–2,0 W/(m²·K) lub nawet wyższy, co przekłada się na znacznie gorszą izolację. Dlatego przy termomodernizacji budynków zaleca się wymianę starej stolarki okiennej na nową, energooszczędną.
Warto dodać, że istnieją również wytyczne dla budynków pasywnych i energooszczędnych, które przewidują jeszcze bardziej rygorystyczne parametry okien. Dla standardu domu pasywnego zaleca się okna o współczynniku Uw poniżej 0,80 W/(m²·K). Choć nie jest to wymóg prawny dla typowych budynków, osiągnięcie tak niskiego U przekłada się na minimalne straty ciepła przez okna. Wymagania dotyczące izolacyjności okien mogą z czasem być dalej zaostrzane w ramach polityki poprawy efektywności energetycznej budynków, dlatego warto wybierać okna z pewnym zapasem, wyprzedzając przyszłe standardy.
Zadzwoń do nas