FreeForum
Forum rozwoju efektywnej energii

 

Dobry widok na korzyści

Wiele gospodarstw rolnych i budynków w Europie jest wyposażonych w niewystarczająco szczelne okna, które są źródłem znaczących strat ciepła w okresie zimowym. Energooszczędne okna wysokiej jakości maksymalizują penetrację promieni słonecznych w ciągu dnia, minimalizując jednocześnie straty ciepła; mogą także zapobiegać nadmiernemu nagrzewaniu się pomieszczeń w okresie letnim, w zależności od wybranej formy przeszklenia.

Nowoczesne okna z podwójnym lub potrójnym oszkleniem zmniejszają straty ciepła, dostarczając jednocześnie ciepło słoneczne do wnętrza budynków. Tym samym pomagają osiągnąć pozytywny bilans energetyczny (okno dostarcza więcej energii niż jej traci). Wysoce efektywne okna zwiększają komfort użytkowania budynku dla jego mieszkańców, a także zmniejszają w dużym stopniu hałas dobiegający z zewnątrz.

Okres zwrotu nakładów na inwestycję może się znacznie różnić w zależności od takich czynników, jak warunki klimatyczne, wielkość okien czy wydajność energetyczna wcześniej zastosowanych okien. Jednak w przypadku prawidłowo zaprojektowanych i zamontowanych okien, okres zwrotu poniesionych kosztów jest krótszy od żywotności nowych okien. Okna powinny zostać wybrane, zaprojektowane i zamontowane zgonie z normami efektywności energetycznej obowiązującymi w całym budynku, np. standardem jego ocieplenia.

Podstawowe informacje

Co to jest?     

Celem stosowania wysoce efektywnych okien jest maksymalizacja penetracji światła słonecznego w ciągu dnia przy jednoczesnej minimalizacji strat ciepła. Takie nowoczesne okna mogą również zapobiegać przegrzewaniu się pomieszczeń w lecie, w zależności od wybranego standardu oszklenia. Obecnie okna z podwójnym lub potrójnym oszkleniem o niskiej emisyjności oraz wypełnieniem w postaci gazu obojętnego redukują straty ciepła przez okno, przyczyniając się do osiągnięcia dodatniego bilansu energetycznego, tzn. okno dostarcza więcej energii niż jej traci.

W przypadku gdy pomieszczenie lub budynek ulega przegrzaniu w okresie letnim, okna powinny być wyposażone w szyby przeciwsłoneczne, których powierzchnia odbija w znacznym stopniu ciepło z promieni słonecznych, wpuszczając jednocześnie światło do wnętrza.

Jakie są korzyści?

Wiele budynków w Europie jest wyposażonych w niewystarczająco szczelne okna, które są źródłem znaczących strat ciepła w okresie zimowym, co z kolei przekłada się na zwiększone potrzeby grzewcze. Z drugiej strony, takie mało efektywne okna mogą prowadzić do nadmiernego nagrzewania się pomieszczeń w okresie letnim, stwarzając dodatkową potrzebę ich schładzania (np. poprzez stosowanie klimatyzacji). Nowoczesne okna z podwójnym lub potrójnym oszkleniem (np. niskoemisyjne szyby low-E lub stanowiące kombinację ze szkłem przeciwsłonecznym) w wyraźny sposób poprawiają efektywność energetyczną budynku.

Okna z podwójnym lub potrójnym oszkleniem poprawiają również komfort korzystania z budynku przez jego mieszkańców. Zmniejszają liczbę tzw. zimnych punktów otaczających okna w nocy i mogących powodować przeciągi, zapobiegają utracie ciepła przez mieszkańców siedzących przy oknie oraz skraplaniu się wody na szybie. Dodatkową korzyścią takich okien jest również to, że mają one lepszy współczynnik akustyczny, co jest nie bez znaczenia w miejscach narażonych na większy hałas.

Niedawno wprowadzone przepisy europejskiego prawa budowlanego ustanowiły kilka rygorystycznych zasad, jeśli chodzi o nowe, jak również już istniejące budynki w państwach członkowskich. Przepisy te znalazły się przede wszystkim w Dyrektywie w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (EPBD), która określa minimalne wymagania w tym zakresie dla budynków lub modułów budynków. Na przykład, do 31 grudnia 2020 roku nowe budynki w Unii Europejskiej muszą zużywać „praktycznie zero” energii, zaś energia ta będzie pochodzić „w głównej mierze” ze źródeł odnawialnych. Wprowadza się również minimalne standardy efektywności energetycznej dla poszczególnych elementów konstrukcyjnych budynku, np. jego ocieplenia lub okien – standardy te mają być stosowane przy wszystkich budowach, wymianach i remontach.

Jak to działa?

Okna z podwójnymi lub potrójnymi oszkleniami mają dwie lub trzy warstwy szkła, oddzielone listwami perforowanymi, wypełnionymi powietrzem lub gazem, np. argonem. W starszych typach okien z podwójnym (i potrójnym) oszkleniem używano listew aluminiowych; dostępne obecnie okna są wyposażone w listwy wykonane z materiałów niemetalowych, o lepszych właściwościach izolujących. Przestrzeń między warstwami szkła zmniejsza przepływ ciepła przez okno, zaś użycie gazu takiego jak argon, zamiast powietrza, poprawia jeszcze bardziej efektywność energetyczną.

Szkło niskoemisyjne (low-E) jest pokrywane niewidzialną warstwą metalu lub tlenku metalu, która tworzy powierzchnię odbijającą promieniowanie ultrafioletowe (ciepło), pozwalając jednocześnie przenikać światłu słonecznemu. W zimie szkło niskoemisyjne zmniejsza straty ciepła przez okno, pozwalając promieniom słonecznym ogrzewać wnętrze, a tym samym obniżać koszty ogrzewania.

W ciepłych klimatach, gdzie zbyt wysoka temperatura w lecie jest główną przyczyną konsumpcji energii za sprawą klimatyzacji, niskoemisyjne pokrycie szkła może być łączone z warstwą przeciwsłoneczną. Ta druga warstwa odbija i rozprasza większość ciepła słonecznego, nie blokując przy tym światła dziennego. Szkło przeciwsłoneczne pomaga zmniejszyć potrzeby klimatyzacyjne oraz poprawić komfort termiczny przez cały rok, a tym samym zaoszczędzić znaczną ilość energii.

Przydatność/zastosowanie

Okna we wszystkich typach budynków mogą zostać zastąpione oknami wysoce efektywnymi energetycznie. Jednakże podczas wymiany dotychczasowych okien na okna wysokiej jakości – z podwójnym lub potrójnym oszkleniem – należy przede wszystkim wziąć pod uwagę ich bilans energetyczny.

Bilans energetyczny okna to różnica między stratami ciepła (mierzonymi za pomocą wartości Ug – współczynnik przenikania ciepła) a zyskiem energii słonecznej (wyrażanym za pomocą wartości g – współczynnik przenikania promieniowania słonecznego). To właśnie ten balans określa najkorzystniejsze rozwiązanie, jeśli chodzi o przeszklenie danego okna. Powinien być wyliczany zgodnie ze wzorem, który uwzględnia warunki klimatyczne w stratach i zyskach ciepła. Dlatego należy wziąć pod uwagę wartości „Ug” i „g”, zgodnie z określonymi potrzebami danego budynku.

Na przykład w strefach klimatycznych z surowymi zimami i łagodnymi latami powinno się wybierać okna możliwie jak najlepiej izolowane (bardzo niska wartość Ug) i z jak najwyższym współczynnikiem przenikania promieniowania słonecznego (wysoka wartość g), aby zmaksymalizować skuteczność pasywnego ogrzewania słonecznego w okresie zimowym. Z kolei w klimatach z gorącym latem i łagodną zimą najlepiej jest stosować oka z jak najniższą wartością g, lecz zapewniające nadal jak najlepszą izolację.

Jakość okien z podwójnym i potrójnym oszkleniem dostępnych obecnie na rynku poprawiła się zauważalnie w ostatnich latach, wykazując spore zyski wydajności energetycznej, w porównaniu z pierwszą generacją okien podwójnych i pojedynczych. Dlatego wymiana starych okien z podwójnym oszkleniem na obecnie dostępne współczesne modele o niskiej emisyjności i ciepłymi listwami perforowanymi może znacząco poprawić efektywność energetyczną budynku.

Okna składają się z szyby i ramy. Współczesne, najnowocześniejsze produkty mają podwójne lub potrójne oszklenie (z powłoką niskoemisyjną i wypełnieniem gazem obojętnym), które izoluje ciepło znacznie lepiej niż sama rama. Dlatego wymiana starych okien pojedynczych lub podwójnych o przestarzałej konstrukcji na współczesne, wysoce energooszczędne, przy jednoczesnym pozostawieniu starej ramy, mija się z celem. Taka framuga powinna być wymieniona razem z oknem, gdyż musi ona funkcjonować w należyty sposób i cechować się odpowiednią trwałością.

Szczegółowe informacje

Koszty, oszczędności, zyski

Koszty, oszczędności i zyski związane z efektywnym korzystaniem z okien zależą od kilku czynników:

  • Klimatu, kraju lub regionu, w jakim okna zostały zamontowane.
  • Wielkości okien, jak również całościowej powierzchni przeszkleń w budynku.
  • Charakterystyki energetycznej poprzednich okien, które były zainstalowane w budynku.
  • Standardu charakterystyki energetycznej budynku – inaczej mówiąc: poziomu ocieplenia w całym budynku. Dodatkowe oszczędności w skali roku mogą być niewielkie, natomiast czas zwrotu inwestycji z wymiany okien na potrójnie oszklone (lub zaawansowane szyby z podwójnym oszkleniem) jest wysoki, w porównaniu z innymi sposobami poprawy efektywności.

Czas zwrotu inwestycji może się znacznie różnić, w zależności od wyżej wymienionych warunków. Jednak w przypadku właściwie zwymiarowanych, zaprojektowanych i zamontowanych okien, taki okres jest krótszy niż spodziewany czas życia samego produktu, jakim jest okno.

Współczesne okna z podwójnym oszkleniem wystarczą zazwyczaj w zupełności do większości domów i innych budynków, a dodatkowa wartość dodana z zastosowania okien potrójnie oszklonych jest niewielka. Co więcej, okna z potrójnym oszkleniem nie zawsze są lepsze od tych podwójnie oszklonych. Potrójne oszklenie jest generalnie droższe (chociaż ceny takich rozwiązań spadają), ale coraz częściej znajduje zastosowanie w bardzo efektywnych energetycznie budynkach – tzw. inteligentnych budynkach energooszczędnych (o zerowym lub niemal zerowym zużyciu energii).

W kontekście wprowadzonych niedawno europejskich norm wydajności energetycznej, mających zastosowanie w budynkach, oczekuje się, że więcej krajów w Europie wprowadzi obowiązkowe certyfikaty wydajności energetycznej dla budynków trafiających na rynek sprzedaży i wynajmu. Właściwa izolacja, w tym także okien, jest głównym czynnikiem świadczącym o dobrym gospodarowaniu energią w budynku, a tym samym podnoszącym jego wartość. Zwiększyłoby to jeszcze bardziej opłacalność montażu energooszczędnych okien.

W wielu krajach stosowanie okien z wysoce wydajnym oszkleniem jest wspierane przez państwo w postaci grantów, pożyczek niskooprocentowanych bądź innych inicjatyw finansowych.

Wpływ na środowisko naturalne

Nie zanotowano żadnych szczególnych negatywnych skutków ekologicznych, związanych z wymianą starych okien na bardziej efektywne energetycznie. Poprawiając jednak ogólną wydajność energetyczną budynku, obniża się jego zapotrzebowanie na energię, co z kolei przekłada się na wpływ środowiskowy tegoż budynku.

Wydajność

Nie ma zastosowania.

Wykorzystanie komercyjne         

Okna z podwójnym i potrójnym oszkleniem, a także szkło niskoemisyjne i przeciwsłoneczne stanowią dojrzałą i sprawdzoną technologię. Na rynku nie brakuje doświadczonych monterów tego typu rozwiązań.

Utrzymanie i serwisowanie

BARDZO NISKIE: Okna energooszczędne zazwyczaj nie wymagają żadnego utrzymania (za wyjątkiem okresowego mycia). Drewniane framugi przeważnie wymagają większej troski niż ramy aluminiowe, stalowe lub kompozytowe.

Szczegóły techniczne

Typowa transmisja ciepła (wyrażana w wartości Ug, której jednostką jest W/m²K) oraz przyrost ciepła (wyrażany w wartości g, której jednostką są procenty pozyskanej energii słonecznej) dla różnych typów okien w Europie. Dla transmisji ciepła niższa wartość wskazuje na niższą przewodność ciepła, a co za tym idzie – jego mniejsze straty.

  • Pojedyncze oszklenie: wartość Ug – 5,4 W/m²K; wartość g – od 39% do 86%.
  • Podwójne oszklenie z wypełnionymi powietrzem szczelinami o grubości 12 mm: wartość Ug – 2,8 W/m²K; wartość g – od 27% do 77%.
  • Podwójne oszklenie z wypełnionymi powietrzem szczelinami o grubości 20 mm oraz powłoką niskoemisyjną: wartość Ug – 1,7 W/m²K; wartość g – od 26% do 73%.
  • Podwójne oszklenie z wypełnionymi argonem szczelinami o grubości 16 mm oraz powłoką niskoemisyjną: wartość Ug – 1,3 W/m²K; wartość g – od 26% do 74%.
  • Potrójne oszklenie z wypełnionymi argonem szczelinami o grubości 14 mm oraz powłoką niskoemisyjną: wartość Ug – 0,75 W/m²K; wartość g – od 19% do 63%.

(EC, 2010. Green Public Procurement: Windows Technical Background Report Windows, Glazed Doors and Skylights. Raport dostępny jest pod adresem: http://ec.europa.eu/environment/gpp/pdf/windows_GPP_background_report.pdf)

Różnice regionalne         

Okna z podwójnymi lub potrójnymi szybami ze szkła niskoemisyjnego i wypełnione gazem obojętnego (argonem lub kryptonem) są zazwyczaj optymalnym rozwiązaniem w miejscach, gdzie panują surowe zimowe warunki.

W cieplejszych klimatach należy unikać przegrzewania pomieszczeń, tak aby w gorącym okresie ograniczyć korzystanie z klimatyzacji. W takich przypadkach warto rozważyć różne rodzaje szkła (np. przeciwsłonecznego), które zredukuje promieniowanie słoneczne wpadające do budynku bez straty dla naturalnego światła dziennego. Warto również wziąć pod uwagę własności szkła przeciwsłonecznego z powłoką niskoemisyjną w podwójnie oszklonym oknie z wypełnieniem gazem obojętnym, w celu zapewnienia właściwego poziomu izolacji przez cały rok.

Organizacje handlowe

Glass for Europe (Szkło dla Europy) www.glassforeurope.com