Współczynnik Uw a koszty ogrzewania.

Producenci stolarki okiennej od pewnego czasu prześcigają się w proponowaniu okien i drzwi o coraz niższym współczynniku przenikania ciepła - tzw. Uw. Zapewniają przy tym jakie to oszczędności / niektórzy mówią o oszczędnościach nawet 30 % / w kosztach ogrzewania będziemy mieć gdy skorzystamy z ich oferty. Sprawdźmy zatem na zimno, z ołówkiem w ręku, na jakie oszczędności faktycznie możemy liczyć. Żeby profesjonalnie do tego podejść muszę jeszcze raz odwołać się do wzoru na obliczanie Uw.

Tym razem nie będę obliczać Uw dla jakiegoś okna - skupię się na samym Uw. Co oznacza Uw? Wielkość współczynnika Uw po prostu oznacza jakie straty ciepła będziemy mieć dla konkretnej przegrody: ściany, dachu, okien czy drzwi. Te straty musimy uzupełnić systemem ogrzewania. Współczynnik Uw okna wyrażony jest w [W/m²K] czyli ile energii wyrażonej w watach musimy dostarczyć przez godzinę na każdy m² przegrody przy określonej różnicy temperatur między wnętrzem a otoczeniem. Przyjmuje się, że temperatura wewnętrzna wynosi średnio 20 stopni natomiast średnia temperatura zewnętrzna w okresie grzewczym  4 stopnie. Oczywiście chwilowa temperatura zewnętrzna może być znacznie niższa / nawet -20 stopni / i na taką różnicę temperatur należy dobrać wydajność systemu grzewczego natomiast faktyczne wykorzystanie ogrzewania będzie znacznie mniejsze. A zatem jakie będą straty ciepła dla okna o Uw=1,5 przy różnicy temperatur 16 stopni / 20 - 4 / przez cały okres grzewczy / 200 dni w roku / ?
Potrzebne ciepło = 1,5x16x24x200/1000 = 115 kW/m²  okna.
Dla ogrzewania elektrycznego przy cenie prądu 0,55 PLN/kW koszty wyniosą 63 PLN natomiast przy ogrzewaniu węglem / cena 0,25 PLN/kW / - 29 PLN.              Oczywiście obliczone wyżej koszty ogrzewania dotyczą tylko 1 m²  okna i chcąc otrzymać faktyczne koszty musimy te wartości przemnożyć przez całkowitą powierzchnię okien. A jakie będą koszt ogrzewania dla okien o niskim Uw np. 1,0. Odpowiednio: 
- dla ogrzewania elektrycznego - 42 PLN
- dla ogrzewania węglem - 19 PLN
Faktycznie koszty ogrzewania dla okien o niskim Uw są o około 30% niższe ale dotyczy to wyłącznie strat przez okna. Przyjmując, że okna odpowiadają za około 10 % ogółu strat ciepła / reszta to ściany, dach, podłogi / wybierając okna o niskim współczynniku Uw nasze oszczędności stopnieją do 3 % w porównaniu do okien standardowych. Czy to się opłaca ? Moim zdaniem przy standardowej wielkości i ilości okien / wymagana powierzchnia okien powinna być nie mniejsza niż 15 % podłogi / inwestycja w okna o bardzo niskim współczynniku Uw jest nieopłacalna. 

"Ciepła" ramka międzyszybowa - potrzeba czy bajer.

Na początek definicja ramki międzyszybowej. Co to jest ramka międzyszybowa i jaki jest cel jej stosowania? Ramkę międzyszybową /zwaną też dystansową/ stosują producenci szyb zespolonych. Głównym celem jej stosowania jest zapewnienie właściwej odległości między sklejanymi pojedynczymi szybami. Pojęcie "właściwa odległość" można interpretować dwojako:
- uzyskanie szyby zespolonej o konkretnej grubości
- uzyskanie szyby zespolonej o najlepszych parametrach np. cieplnych
Szyby zespolone z ramkami o stosunkowo małej szerokości /6, 8 mm/ stosuje się w autobusach, tramwajach czy wagonach kolejowych. Wynika to z konstrukcji stosowanych tam okien. Szyby te zwykle nie mają najlepszych parametrów izolacyjności cieplnej /Uw=około 2,0/. Oczywiście i tu następuje postęp - nowoczesne pojazdy wyposaża się w szyby dwukomorowe chociaż ramki dystansowe pozostały wąskie.      

W szybach stosowanych w budownictwie jednym z podstawowych parametrów jest ich izolacyjność cieplna. Tutaj optymalny dystans między szybami określa się na 16-18 mm. Przy takiej ramce międzyszybowej możemy uzyskać Uw=1,1 dla szyby jednokomorowej i Uw=0,5 dla szyby dwukomorowej. Zmniejszenie lub zwiększenie szerokości ramki powoduje pogorszenie izolacyjności cieplnej szyby zespolonej.
Na samym początku producenci szyb stosowali aluminiowe ramki dystansowe - nadal stanowią większość produkcji. Jednak od jakiegoś czasu do oferty zostały wprowadzone ramki z innych materiałów: tworzywowe, stali czy stali  nierdzewnej. Ramki z innych materiałów niż aluminium nazywane są potocznie "ciepłymi ramkami". Powodem wprowadzania ramek z innych materiałów jest zbyt duża linearna przenikalność cieplna /Ψ/ ramek aluminiowych. Ramki z wymienionych wyżej materiałów mają linearna przenikalność cieplną /Ψ/ mniejszą o połowę. Zatem sprawdźmy  jaki wpływ na całkowitą izolacyjność cieplną okna /Uw/ ma zastosowanie tzw. ciepłych ramek. Obliczenia wykonamy na przykładzie drewnianego okna referencyjnego czyli okna o wymiarze 123x148 cm, szklonego szybą zespoloną jednokomorową o Ug=1,1. 

Wzór na obliczanie izolacyjności cieplnej okna: 

gdzie:
Uw – współczynnik U okna [W/m²K]
Af – powierzchnia ramy  - 0,617 m²
Uf – współczynnik przenikalności cieplnej ramy 1,4 [W/m²K]
Ag – powierzchnia oszklenia - 1,203 m²  
Ug – współczynnik przenikalności cieplnej szyby 1,1 [W/m²K]
Lg – obwód szyby (wymiary zewnętrzne szyby) - 4,41 m
Ψ – Linearna przenikalność cieplna ramki aluminiowej - 0,075[W/mK] 
A zatem Uw=1,38  [W/m²K].
To samo okno lecz z szybą z ciepłą ramką Ψ = 0,040[W/mK] - Uw=1,29 [W/m²K].
Różnica po zastosowaniu ciepłej ramki wynosi 0,09 [W/m²K]. Dużo to nie jest ale dla tego samego okna ale dwuskrzydłowego będzie to już 0,15 [W/m²K].
Biorąc pod uwagę, że dopłata za ciepłą ramkę nie przekracza 30 PLN/szybę wydaje się że wydatek jest opłacalny. Tym bardziej że szyba z ciepłą ramką jest mniej podatna na tzw. parowanie szyb w okresie zimowym. Na uwagę zasługują też kolory ciepłych ramek.  

  

Drzwi - trochę fachowych ogólników.

Wybierając drzwi dobrze jest znać kilka fachowych pojęć związanych z drzwiami. Oczywiście ta wiedza nie jest obowiązkowa bo będąc w salonie z drzwiami sprzedawca szczegółowo nas wypyta / a przynajmniej powinien / o to jakich drzwi potrzebujemy, jakie ma być ich przeznaczenie i coś na doradzi. Jednak nie zaszkodzi wiedzieć więcej co czasami ułatwi rozmowę a na pewno pozwoli na uniknięcie nieporozumień.

Drzwi prawe czy lewe 

Określenie "prawe czy lewe" jest w stolarce drzwiowej / w okiennej także / jednym z podstawowych pojęć. W skrócie oznacza w którą stronę będzie się  otwierać skrzydło.
Drzwi prawe są to drzwi których skrzydło przy "otwieraniu na siebie" ma zawiasy po prawej stronie - zawiasy są widoczne po prawej. Dla drzwi lewych - odwrotnie.   

Drzwi prawe i lewe

Sposób otwierania 

Sposób otwieranie do wewnątrz lub na zewnątrz dotyczy głównie drzwi zewnętrznych i wejściowych i jest pochodną zapatrywania inwestora oraz konkretnej ich zabudowy - czasami tzw. przedsionek ma tak małe rozmiary, że uniemożliwia otwieranie do wewnątrz. Z drugiej strony trzeba wziąć pod uwagę, że w drzwiach otwieranych na zewnątrz istotne elementy drzwi / zawiasy, zamek / są bardziej narażone na ingerencje z zewnątrz niż te same elementy w drzwiach otwieranych do wewnątrz.

Drzwi wewnętrzne, zewnętrzne, wejściowe 

Generalnie drzwi mogą być: wewnętrzne, zewnętrzne, wejściowe.

Drzwi wewnętrzne to inaczej drzwi wewnątrz lokalowe czy pokojowe. Są to drzwi nieocieplone o stosunkowo lekkiej konstrukcji wykonane z drewna, płyty MDF czy wreszcie płyty HDF tłoczonej z wypełnieniem ażurowym. Drzwi wewnętrzne są wyposażone w pojedynczy zamek i zwykle dwa zawiasy. Grubość drzwi wewnętrznych zwykle nie przekracza 4 cm. Drzwi mogą być zarówno tzw. pełne / bez przeszkleń / jak i szklone szybą pojedynczą.

Drzwi zewnętrzne to zwykle główne drzwi do naszych domów. Wymiarowo powinny umożliwić bezproblemową komunikację ale także wniesienie przez nie dużych przedmiotów typu lodówka czy kanapa. Są to drzwi ocieplone, o masywnej konstrukcji, wykonane z drewna, ciepłego aluminium PCV czy wreszcie z blachy tłoczonej. Drzwi zewnętrzne są wyposażone w zamek listwowy o wielopunktowym ryglowaniu oraz solidne zawiasy. Grubość drzwi zewnętrznych, w zależności od materiału z którego są wykonane, wynosi od 7 cm / dla drewna, aluminium, PCV /. Grubość drzwi stalowych to zwykle około 5 cm. Ocieplenie wykonane zwykle z poliuretanu a szklenie szybą zespoloną. 
Drzwi zewnętrzne muszą być odporne na wpływ czynników atmosferycznych - temperatura, nasłonecznienie czy zwiększoną wilgotność. 

Drzwi wejściowe to z reguły tzw. drzwi wewnątrz klatkowe zamontowane w pomiędzy korytarzem czy klatką schodową a mieszkanie w budynkach wielomieszkaniowych. Konstrukcyjnie powinny być dość solidne, wyposażone w zamki wielopunktowe i mocne zawiasy. Nie muszą być tak dobrze izolowane cieplnie jak drzwi zewnętrzne i odporne na czynniki atmosferyczne. Pożądana jest natomiast wysoka izolacyjność dźwiękowa. 

Światło ościeży i ościeżnicy      

Światło ościeży to nic innego tylko wymiary otworu w którym mają być zamontowane drzwi - szerokość i wysokość.

Światło ościeżnicy to z kolei wymiary wewnętrzne ościeżnicy / futryny /. Są to wymiary o tyle istotne ponieważ pozwalają na zorientowanie się jaką faktycznie szerokość i wysokość wejścia mamy do dyspozycji.

Światło ościeży i ościeżnicy

Ogrody zimowe - fundament ważna rzecz.

Planując budowę ogrodu zimowego / szczególnie tego o większej powierzchni / należy pomyśleć o solidnych fundamentach pod jego konstrukcję. Obciążenie z konstrukcji zimowego ogrodu nie są może bardzo duże ale ogród zimowy w przeważającej części jest zbudowany ze szkła, materiału stosunkowo kruchego, i każda niestabilność zamocowania może za sobą pociągać pękanie szyb. W przypadku budowy ogrodu zimowego na istniejącej płycie tarasowej musimy mieć absolutną pewność, że wykonany wcześnie taras jest w stanie przenieść dodatkowe obciążenia z ogrodu zimowego. 
Jednym z rozwiązań w przypadku tarasu o wątpliwej wytrzymałości jest budowa ogrodu zimowego na stabilnej dobrze zaimpregnowanej drewnianej belce podwalinowej. Drewniana belka pozwoli na rozłożenie skoncentrowanego obciążenia ze słupów na większą powierzchnię. Podane na rysunku wymiary należy traktować jako minimalne. Mocowanie podwaliny należy wykonać za pomocą prętów gwintowanych o odpowiedniej średnicy /16 mm/ wklejanych zaprawą chemiczną w płytę tarasową. Wysokość belki podwalinowej można wykorzystać jako miejsce pod wykonanie ogrzewania podłogowego.

Podwalina mocowana do tarasu

Jeżeli nie chcemy posadawiać ogrodu zimowego na podwalinie i jednocześnie mamy jakiekolwiek wątpliwości co do stanu istniejącego tarasu - zauważymy pękające lub zapadające się płytki na tarasie - lepiej będzie taki taras rozebrać i wykonać właściwy fundament. Ewentualne oszczędności związane z nie wykonywaniem fundamentu będą znacznie mniejsze od strat powstałych przy nierównomiernym osiadaniu ogrodu zimowego.

Fundament ogrodu zimowego możemy wykonać na trzy sposoby:

- jako zbrojoną prętami betonową płytę o grubości około 15-20 cm z dodatkową ścianką szerokości 15-20 cm. Na tej ściance stanie konstrukcja ogrodu zimowego. Wysokość ścianki należy tak dobrać żeby zmieściło się tam ogrzewanie podłogowe wraz z warstwami: izolacji cieplnej, wylewkami i właściwą posadzką. Zwykle 20-25 cm powinno wystarczyć.

 Płyta fundamentowa

Poniżej przykład wykonanej płyty fundamentowej. 

Płyta fundamentowa pod ogród zimowy - przykład realizacji

- jako ciągłą ławę fundamentową pod ściany ogrodu zimowego

Ława fundamentowa

- jako punktowe stopy pod słupy konstrukcyjne. 

Fundamenty stopowe

Stopy fundamentowe mogą służyć również do mocowania belek podwalinowych.
Wysokość fundamentów powinna być tak dobrana żeby fundament wystawał 20-30 cm ponad grunt. Pozwoli to na zabezpieczenie konstrukcji ogrodu przed wpływem wody.

Wydaje się, że spośród tych trzech sposobów fundamenty stopowy są rozwiązaniem najdroższym tym bardziej, że i tak musimy wykonać jeszcze płytę betonową zbrojoną przeciwskurczowo / zbrojenie zabezpieczające przed pękaniem betonu w wyniku skurczu / pod posadzkę ogrodu zimowego. Z kolei płyta fundamentowa jest rozwiązaniem najtańszym i jak najbardziej polecanym.

Wykonując każdy z w/w fundamentów należy zwrócić uwagę na grunt na którym ma stanąć fundament. W żadnym wypadku nie może to być grunt tzw. nasypowy to znaczy powstały przez zasypanie fundamentów budynku przy którym budujemy nasz ogród zimowy. W przypadku stwierdzenia takowego, należy go wybrać a miejsce po nim uzupełnić tzw. chudym betonem.

Inna ważną kwestią jest nie wiązanie fundamentu ogrodu zimowego z fundamentem budynku - oba fundamenty powinny być zdylatowane np. 2 cm płytą styropianową.  

Musimy pamiętać żeby fundament był odpowiednio większy od wymiarów planowanego ogrodu zimowego - do wymiarów ogrodu zimowego należałoby dodać z każdej strony po około 10 cm. Czyli długość fundamentu powinna być dłuższa o 20 cm od długości ogrodu zimowego natomiast szerokość o 10 cm od szerokości ogrodu.   

Izolacyjność cieplna drzwi tarasowych HS - przykłady obliczeń.

Izolacyjność cieplną / a w zasadzie współczynnik przenikania ciepła / dla drzwi tarasowych w systemie hs / podnoszono-przesuwne / oblicza się według tego samego wzoru z jakiego korzystamy przy obliczaniu Uw okien. Różnica jest tylko taka, że w porównaniu z oknem drzwi tarasowe hs mają bardziej skomplikowaną budowę i to musi być uwzględnione w obliczeniach. W najprostszym / i najczęściej wybieranym przez inwestorów / schemacie A występuje 7 przekrojów różniących się nie tylko szerokościami ale i współczynnikiem przenikania ciepła Uf - zobacz rysunek i tabelę poniżej. Ponadto w obliczeniach należy uwzględnić:
- technologię wykonania / 68 mm, 78 mm lub 88 mm /
- rodzaj progu / thermostep lub drewniano aluminiowy /
- gatunek drewna / miękkie o ciężarze do 550 kg/m3 lu twarde - 750 kg/m3 /
- rodzaj uszczelnienia międzyskrzydłowego / drewno lub aluminium / 
- odległość między skrzydłami / 10 lub 28 mm /
- no i oczywiście rodzaj szklenia
Do tego w tego typu konstrukcjach nie występuje coś takiego jak "okno referencyjne" więc trudno porównywać parametry różnych systemów materiałowych za każdym razem trzeba wykonać obliczenia Uw dla konkretnego wymiaru i budowy. 

Drzwi tarasowe HS, schemat A. Na rysunku pokazano szerokości poszczególnych elementów.

Współczynniki Uf dla różnych elementów drzwi HS dla technologii 68 i 88 mm.

  Wzór do obliczania Uw:

Obliczenie współczynnika przenikania ciepła Uw dla drzwi tarasowych hs  o szerokości 450 cm i wysokości 250 cm, wykonanych w technologii 68 mm, szklonych zestawem szybowym jednokomorowym 6/16/6, szyna progowa - thermostep, uszczelnienie międzyskrzydłowe - listwy drewniane, odległość między skrzydłami -28 mm.

Obliczenie współczynnika przenikania ciepła Uw dla drzwi tarasowych hs  o szerokości 450 cm i wysokości 250 cm, wykonanych w technologii 88 mm, szklonych zestawem szybowym dwukomorowym 6/16/6/16/6, szyna progowa - thermostep, uszczelnienie międzyskrzydłowe - listwy drewniane, odległość między skrzydłami -28 mm.

Przepraszam za te ciągi liczbowe ale bez tego trudno wyliczyć Uw. Na pocieszenie dodam, że dla innych schematów drzwi HS te obliczenia są jeszcze bardziej skomplikowane.