Jak prawidłowo obliczyć współczynnik przenikania ciepła okna?

Współczynnik przenikania ciepła okna (Uw) jest jednym z najbardziej kluczowych parametrów w ocenie izolacyjności cieplnej stolarki okiennej. Jego prawidłowe obliczenie pozwala ocenić realną efektywność energetyczną okna i bezpośrednio wpływa na komfort cieplny oraz koszty eksploatacyjne budynku. Poniżej znajduje się szczegółowy opis procesu obliczania współczynnika Uw wraz z omówieniem wszystkich najistotniejszych składowych.

Podstawowe informacje o współczynniku przenikania ciepła okna Uw

Współczynnik przenikania ciepła okna Uw określa, ile energii cieplnej przenika przez 1 m² powierzchni okna przy różnicy temperatur 1 K pomiędzy wnętrzem a otoczeniem budynku [1][2]. Jego wartość wyrażana jest w jednostkach W/m²K [3]. Im niższy współczynnik Uw, tym skuteczniejsza izolacja cieplna okna.

Parametr ten obejmuje całe okno, czyli zarówno szybę, ramę okienną, jak i liniowy mostek cieplny powstający na styku ramy z szybą [1][2]. Ostateczna wartość Uw ma bezpośredni wpływ na straty ciepła, a tym samym na wydatki związane z ogrzewaniem i chłodzeniem pomieszczeń [2][3].

Najważniejsze elementy składowe wartości Uw

Wartość Uw jest wynikiem analizy trzech kluczowych komponentów:

• Współczynnik przenikania ciepła szyby (Ug): określa ilość energii przenikającej przez szybę zespoloną okna.
• Współczynnik przenikania ciepła ramy (Uf): charakteryzuje straty ciepła przez profil ramy okiennej.
• Liniowy współczynnik mostka cieplnego (Ψ): uwzględnia dodatkowe straty na styku szyby z ramą.

Dodatkowo niezbędne są dane dotyczące powierzchni szyby (Ag) oraz powierzchni ramy (Af) [2].

Proces prawidłowego obliczania współczynnika Uw

Obliczenie współczynnika przenikania ciepła okna odbywa się według szczegółowego wzoru matematycznego, który bierze pod uwagę każdy z wymienionych komponentów oraz ich udział powierzchniowy w całkowitej powierzchni okna [2].

Aby wyznaczyć pełną wartość Uw należy:

1. Pobrać wartości Ug dla konkretnego pakietu szybowego oraz Uf dla wybranego profilu ramy.
2. Zmierzyć powierzchnię szyby (Ag) oraz ramy (Af).
3. Uzyskać wartość liniowego współczynnika mostka cieplnego (Ψ), który zależy od konstrukcji zestawienia ramy z szybą.
4. Podstawić wszystkie powyższe dane do wzoru:
   Uw = (Ug × Ag + Uf × Af + Ψ × długość styku szyby z ramą) / (Ag + Af) [2].

Uzyskany wynik podawany jest w W/m²K i precyzyjnie określa poziom strat ciepła przez całą konstrukcję okienną. Najlepsze efekty uzyskuje się, wybierając okna o jak najniższych wartościach Ug i Uf oraz minimalizując niepożądane mostki termiczne [1][3].

Zależności między parametrami a poprawą izolacyjności okien

Im niższe są wartości Ug i Uf, tym niższy końcowy współczynnik Uw, co przekłada się na lepszą izolację cieplną okna [3]. Ważne jest również zaprojektowanie ramy oraz dobór powłok szyb, aby ograniczyć zarówno liniowy mostek termiczny, jak i przenikanie ciepła przez podstawowe elementy.

Znaczna poprawa Uw jest możliwa dzięki stosowaniu szyb z powłokami niskoemisyjnymi, a także ram z tworzyw termicznie ulepszonych [1][2]. Nowoczesne rozwiązania technologiczne redukują zarówno straty przez szybę, jak i przez sam profil okienny oraz punkty styku.

Znaczenie prawidłowego obliczania współczynnika Uw dla budynku

Poprawne obliczenie współczynnika przenikania ciepła okna umożliwia świadomy wybór produktów spełniających normy efektywności energetycznej [1][2][3]. Okna o niskim Uw pozwalają ograniczyć zużycie energii na ogrzewanie czy klimatyzację, co jest istotne zarówno z ekonomicznego, jak i ekologicznego punktu widzenia.

Precyzyjny pomiar i wyliczenie tego parametru wspierają inwestorów i projektantów w realizacji budynków o wysokiej efektywności energetycznej oraz w spełnianiu wymagań obowiązujących przepisów [2][4].

Podsumowanie

Współczynnik przenikania ciepła okna (Uw) to kluczowa wartość, która powinna być każdorazowo analizowana przed wyborem stolarki okiennej. Jej rzetelne obliczenie na podstawie wartości Ug, Uf, Ψ oraz powierzchni poszczególnych komponentów pozwala precyzyjnie określić poziom strat ciepła przez okno [1][2]. Niski parametr Uw oznacza wyższą efektywność energetyczną i niższe koszty użytkowania budynku.

Źródła:

• [1] https://www.ms.pl/wspolczynnik-przenikania-ciepla/
• [2] https://www.kapica.pl/blog/2020/12/17/wspolczynnik-przenikania-ciepla-w-oknach/
• [3] https://oknoplast.com.pl/blog/wspolczynnik-przenikania-ciepla-okien-co-to-jest-i-jak-wazne-jest-to-naprawde/
• [4] https://www.komsta.pl/post/wspolczynnik-przenikania-ciepla-uw—co-to-takiego