Sposób zamontowania okien ma znaczny wpływ na zużycie energii cieplnej w domach pasywnych. Różnice w zapotrzebowaniu na ciepło mogą wynosić 1 kWh/(m²a). Dokonywane na etapie projektowania obliczenia współczynnika odzwierciedlającego wpływ mostków termicznych, powstałych w trakcie montażu okien, są niedokładne, a pomimo to bardzo czasochłonne.
Jak oszacować wpływ montażu okien podczas obliczania bilansu energetycznego?
Dzieje się tak, ponieważ wymagane jest dokładne określenie geometrii ram, a także właściwości wszystkich materiałów, z których są zbudowane. Prawdopodobnie z tego powodu pojawiają się w projektach nieprzydatne – zbytnio uproszczone – obliczenia mostka termicznego, w których oszklenie i odnoszące się do nich wartości współczynnika U są używane zamiast współczynnika Uw dla całego okna.
Obliczenia takie nie mają sensu! W tej metodzie wynik zależy od wyboru oszklenia. W rzeczywistości jednak oszklenie nie ma wpływu na pozycję okna w czasie montażu.
Aby pokonać tę przeszkodę, w celu poprawnego projektowania montażu okna energooszczędnego, w raporcie zbadano uproszczony model dla różnych typów ram okiennych i porównano obliczenia z tymi, które zostały wykonane przy użyciu modeli uwzględniających precyzyjnie określoną geometrię ram okiennych.
Uproszczony model
Uproszczony model do obliczeń przedstawia ramę okna jako zestaw płyt/ paneli, które różnią się w zależności od użytych materiałów i od ich wartości U. Trzy schematy dla różnych typów ram są przedstawione na rys. 1. Na tym rysunku pokazano profile aluminiowe o doskonałej przewodności cieplnej jako oddzielne warstwy. Przy obliczaniu wartości równoważnej przewodności cieplnej wpływ warstw aluminium może być pominięty.
(...)
Rys. 1. Uproszczony model obliczania wpływu mostków termicznych w zależności od budowy ramy okiennej.
Obliczenia
Aby sprawdzić metodę uproszczoną, przeprowadzono kalkulacje porównawcze, a wyniki dla modeli z dokładnym odwzorowaniem geometrii ram porównano z modelami uproszczonymi (w postaci zestawu płyt/paneli). Obliczenia przeprowadzono odpowiednio dla trzech różnych typów ram: drewnianej, aluminiowej i drewniano-aluminiowej, a także dla czterech różnych ram z PVC. Zarówno ramy, jak i konstrukcje ścienne są zgodne w wymaganiami domu pasywnego.
Poniższe wykresy przedstawiają różnice między wynikami uzyskanymi przy użyciu dokładnej metody obliczeniowej, a uproszczonym modelem obliczeniowym. Wartość dodatnia wskazuje, że wynik wyliczony przy użyciu modelu uproszczonego jest wyższy niż wynik otrzymany przy użyciu dokładnej metody obliczeniowej i dlatego jest po bezpiecznej stronie podczas tworzenia bilansu energetycznego (uwzględnianie odchyleń procentowych nie ma sensu, ponieważ wyniki i wartości referencyjne oscylują wokół zera).
Dla porównania wyników, w każdym wykresie wartość wpływu montażu predefiniowano zgodnie z PHPP: 0,040 W/(mK).
Wyniki sugerują, że wartości dla sytuacji montażu, w którym izolacja termiczna pokrywa ramę okienną ma bardzo pozytywny wpływ (np. ramy z drewna i z PVC z połączeniami na górze) i znacznie bardziej odbiegają od wartości uzyskanych przy użyciu dokładnego modelu.
Oznacza to, że wpływ mostka termicznego jest niedoszacowany w uproszczonym modelu.
Wartości obliczeń dla ram aluminiowych i drewniano-aluminiowych są najbardziej spójne.
Należy zauważyć, że dane dotyczą montażu z optymalnym ustawieniem okna w warstwie izolacyjnej.
Kilka dodatkowych obliczeń porównawczych z ramami okiennymi umieszczonymi w warstwie izolacyjnej wskazuje, że interakcje materiałów i geometrii w słabych punktach stają się znaczniejsze i nie mogą być również przedstawione za pomocą modelu uproszczonego.
Rys. 2. Wykresy przedstawiają różnice między wartością uwzględniającą wpływ montażu obliczoną przy użyciu modelu z precyzyjnie określoną geometrią ramy, a wartością określoną przy użyciu modelu uproszczonego, odejmując ten ostatni od poprzedniego. Typ konstrukcji ramki jest pokazany po lewej stronie każdego wykresu.
Podsumowanie
Ta metoda zapewnia praktyczny i szybki sposób obliczania wpływu mostków termicznych. Wyniki z modelu uproszonego dla ram aluminiowych lub ram z nakładkami aluminiowymi odpowiadają wartościom otrzymanym przy użyciu dokładnej metody obliczeniowej, a odchylenia w obliczeniach dla ram z drewna i ram z PCW wykazują określoną niepewność pomiaru (około 0,005 W/mK) (odchylenia mogą również znajdować się na stronie niebezpiecznej).
Niemniej jednak wydaje się, że uproszczona metoda może osiągnąć większą dokładność niż zwykłe szacunki lub użycie wartości początkowej 0,04 W/(mK), wstępnie zdefiniowanej w PHPP. Korzystanie z uproszczonego modelu obliczania mostu termicznego zapewnia prostą metodę lepszego określania bilansów energetycznych zgodnie z PHPP, nawet na wczesnych etapach procesu projektowania.
Model powinien jednak zawsze być tworzony zgodnie z regułami fizyki budowli. Dokładne wartości uwzględniające wpływ montażu dla certyfikowanych ram można znaleźć w certyfikatach.
Esther Gollwitzer
Passive House Institute
Darmstadt
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacji: Świat Szkła 07-08/2017
Informacje na temat Wytycznych montażu mozna uzyskać bezpośrednio w redakcji miesięcznika Świat Szkła:
- Agata Kostrzewa Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
- Agnieszka Roguska Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
oraz dziale dystrybucji
- Iwona Markowska Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
więcej informacji też na stronie o Wytycznych do montaż okien i drzwi zewnętrznych tzw Instrukcja RAL
