Analiza stolarki okiennej i drzwiowej na etapie ... - Cieplej.pl
Analiza stolarki okiennej i drzwiowej na etapie ... - Cieplej.pl
Analiza stolarki okiennej i drzwiowej na etapie ... - Cieplej.pl
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
mb0846<br />
Jerzy Żurawski*<br />
– TEMAT WYDANIA<br />
<strong>A<strong>na</strong>liza</strong> <strong>stolarki</strong> <strong>okiennej</strong> i <strong>drzwiowej</strong><br />
<strong>na</strong> <strong>etapie</strong> wykonywania audytu<br />
energetycznego i projektowania<br />
Zazwyczaj podczas wykonywania<br />
audytu energetycznego przyjmuje<br />
się, że współczynnik przenikania<br />
ciepła drewnianej <strong>stolarki</strong><br />
<strong>okiennej</strong> dwuszybowej w stanie dobrym<br />
wynosi U wo<br />
= 2,6 W/m 2 K, a w stanie<br />
złym wartość U wo<br />
moż<strong>na</strong> zwiększyć<br />
<strong>na</strong>wet o 20%. Tak więc wartość współczynnika<br />
przenikania ciepła może osiągnąć<br />
<strong>na</strong>wet 3,1, a w niektórych przypadkach<br />
3,2 W/m 2 K. Takie uproszczenie<br />
może doprowadzić do dużej niedokładności<br />
w obliczeniach U ok<strong>na</strong><br />
, a w konsekwencji<br />
rozbieżności pomiędzy wartością<br />
rzeczywistą i obliczeniową wskaźnika<br />
sezonowego zapotrzebowania <strong>na</strong><br />
ciepło. Wyko<strong>na</strong>nie audytu energetycznego<br />
powinno więc być poprzedzone<br />
wizją lokalną, <strong>na</strong> podstawie której ocenia<br />
się m.in. izolacyjność termiczną i szczelność<br />
<strong>stolarki</strong> <strong>okiennej</strong> i <strong>drzwiowej</strong>.<br />
Izolacyjność termicz<strong>na</strong> okien zależy<br />
od: rodzaju materiału z jakiego jest<br />
wyko<strong>na</strong><strong>na</strong> rama i przeszklenie; grubości,<br />
szerokości ramy oraz parametrów<br />
izolacyjnych, a także od geometrii<br />
okien i wartości mostka liniowego.<br />
Aby to udowodnić, wyko<strong>na</strong>no obliczenia<br />
za pomocą programu „GAP-i” wg<br />
metody obliczeniowej zgodnej z normą<br />
PN-EN ISO 10077-1 Właściwości<br />
cie<strong>pl</strong>ne okien, drzwi i żaluzji. Obliczenie<br />
współczynnika przenikania ciepła.<br />
Część 1: Metoda uproszczo<strong>na</strong>. Zgodnie<br />
z normą:<br />
AU<br />
g g<br />
+ AU<br />
f f<br />
+ IgΨ<br />
g<br />
Uw<br />
=<br />
A + A<br />
Badania dotyczyły <strong>na</strong>stępujących<br />
okien:<br />
• przykład 1 (P1) – z drew<strong>na</strong> twardego<br />
o grubości 50 mm i szerokości<br />
50 mm – U f<br />
= 2,36 W/m 2 K, oszklenie<br />
4/6/4 bez powłoki niskoemisyjnej i bez<br />
gazu szlachetnego U g<br />
= 3,3 W/m 2 K;<br />
• przykład 2 (P2) – z drew<strong>na</strong> miękkiego<br />
o grubości 50 mm i szerokości<br />
50 mm – U f<br />
= 2,0 W/m 2 K, oszklenie<br />
* Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska<br />
g<br />
f<br />
4/6/4 bez powłoki niskoemisyjnej i bez<br />
gazu szlachetnego U g<br />
= 3,3 W/m 2 K;<br />
• przykład 3 (P1) – z drew<strong>na</strong> miękkiego<br />
o grubości 50 mm i szerokości<br />
60 mm – U f<br />
= 2,0 W/m 2 K, oszklenie<br />
4/9/4 bez powłoki niskoemisyjnej i bez<br />
gazu szlachetnego U g<br />
= 3,0 W/m 2 K;<br />
• przykład 4 (P1’) – ok<strong>na</strong> wyko<strong>na</strong>ne<br />
z drew<strong>na</strong> grubości 75 mm i szerokości<br />
70 mm – U f<br />
= 1,5 W/m 2 K, oszklenie<br />
4/16/4 z powłoką niskoemisyjną, zgazem<br />
typu argon U g<br />
= 1,0 W/m 2 K<br />
i z mostkiem liniowym Ψ = 0,06 W/m 2 K;<br />
• przykład 5 (P2’) – z PVC trzykomorowego<br />
szerokości 73 mm –<br />
U f<br />
= 1,59 W/m 2 K, oszklenie 4/16/4<br />
z powłoką niskoemisyjną, z gazem<br />
typu argon U g<br />
= 1,0 W/m 2 K i mostkiem<br />
liniowym Ψ = 0,06 W/m 2 K;<br />
• przykład 6 (P3’) – z PVC trzykomorowego<br />
z wkładką termiczną, szerokość<br />
profili 73 mm – U f<br />
= 1,21 W/m 2 K,<br />
oszklenie 4/14/4/14/4 z powłoką niskoemisyjną,<br />
z gazem typu argon<br />
U g<br />
= 0,6 W/m 2 K i mostkiem liniowym<br />
Ψ = 0,04 W/m 2 K.<br />
W podanych przykładach wartości U wo<br />
są bardzo zbliżone. W praktyce często<br />
zdarza się, że wartości te z<strong>na</strong>cznie się<br />
różnią, szczególnie dla okien o z<strong>na</strong>cznie<br />
różnych wymiarach, np. w przypadku:<br />
ok<strong>na</strong> małego 600 x 900 mm jednokwaterowego<br />
przy U f<br />
= 1,9 i U g<br />
= 1,1 W/m 2 K<br />
– U w<br />
ok<strong>na</strong> wynosi U w<br />
= 1,83 W/m 2 K;<br />
okno duże o wymiarach 2200 x 2400 mm<br />
czterokwaterowe o tych samych U f<br />
i U g<br />
daje współczynnik przenikania ciepła<br />
ok<strong>na</strong> U w<br />
= 1,58 W/m 2 K, czyli wartość U w<br />
jest o 16% mniejsza tylko ze względu <strong>na</strong><br />
wielkość ok<strong>na</strong> i liczbę kwater.<br />
Porów<strong>na</strong>nie izolacyjności<br />
termicznej różnych okien<br />
Ok<strong>na</strong> wyko<strong>na</strong>ne z tego samego<br />
materiału mają różną izolacyjność<br />
termiczną (tabela 1). Jak wynika<br />
z wartości U, ok<strong>na</strong> bez szprosów,<br />
słupków i innych elementów konst-<br />
Tabela 1. U w<br />
badanych okien, przykłady( P1, P2, P3, P4, P5, P6) w zależności od<br />
rodzaju ramy, szyby i schematu liczby kwater<br />
Typ Wymiary Schemat Szt. (P1) U wo<br />
(P2) U wo<br />
(P3) U wo<br />
(P4) U wo<br />
(P5) U wo<br />
(P6) U wo<br />
[mm] [W/m 2 K] [W/m 2 K] [W/m 2 K] [W/m 2 K] [W/m 2 K] [W/m 2 K]<br />
Ok1 2040x1500 9 3,09 2,95 2,76 1,60 1,46 0,99<br />
Ok2 860x1500 15 3,09 2,96 2,77 1,54 1,40 0,91<br />
Ok3 1470x1500 17 3,09 2,95 2,76 1,58 1,44 0,94<br />
DZ1 1080x2200 2 3,09 2,95 2,76 1,55 1,41 0,91<br />
Wartość średnioważo<strong>na</strong> U dla całej<br />
<strong>stolarki</strong> U wośr.<br />
3,09 2,95 2,76 1,58 1,43 0,95<br />
Różnica wartości U wśr<br />
[%] 112 107 100 166 153 100<br />
8 ’2007 (nr 420)<br />
1
TEMAT WYDANIA –<br />
rukcyjnych charakteryzują się lepszą<br />
izolacyjnością termiczną. Na rysunku<br />
pokazano wpływ budowy ok<strong>na</strong> <strong>na</strong><br />
straty ciepła w budynku.<br />
Wpływ budowy ok<strong>na</strong> <strong>na</strong> straty ciepła<br />
w budynku<br />
Wnioski z obliczeń są <strong>na</strong>stępujące:<br />
1) izolacyjność okien zależy od zastosowanych<br />
materiałów oraz od schematu<br />
– podziału ok<strong>na</strong> i liczby kwater.<br />
W projektowaniu konieczne jest<br />
uwzględnianie wpływu podziału ok<strong>na</strong><br />
<strong>na</strong> jego izolacyjność termiczną;<br />
2) izolacyjność termicz<strong>na</strong> okien<br />
wyko<strong>na</strong>nych z profili pieciokomorowych<br />
z wkładką termiczną oraz z szybą<br />
0,6 W/(m 2 K) (P3’) jest o 66% wyższa<br />
od okien trzykomorowych, co<br />
oz<strong>na</strong>cza, że konieczne jest precyzyjne<br />
określenie parametrów <strong>stolarki</strong> <strong>okiennej</strong><br />
<strong>na</strong> <strong>etapie</strong> projektu (tzn. z czego<br />
okno powinno być wyko<strong>na</strong>ne oraz parametry<br />
końcowe <strong>stolarki</strong> <strong>okiennej</strong>);<br />
3) ce<strong>na</strong> okien (P3’) jest o 50% wyższa<br />
od okien (P1’). Wycenę <strong>stolarki</strong><br />
<strong>okiennej</strong> <strong>na</strong>leży wykonywać <strong>na</strong> podstawie<br />
cen konkretnego producenta<br />
spełniającego założenia projektu lub<br />
skorzystać np. z programu GAP-i;<br />
4) konieczne jest określenie U wo<br />
i U w1<br />
każdego ok<strong>na</strong> oraz wartości średnioważonej<br />
U w<br />
całej <strong>stolarki</strong> <strong>okiennej</strong>.<br />
Audytor <strong>na</strong> <strong>etapie</strong> wykonywania audytu<br />
powinien skonsultować się zarchitektem<br />
co do podziału przewidzianych<br />
do wymiany okien oraz obliczyć<br />
przewidywaną ich izolacyjność, wycenić,<br />
a <strong>na</strong>stępnie wyko<strong>na</strong>ć a<strong>na</strong>lizę<br />
ekonomiczną. W projekcie obliczenia<br />
te powinny być wyko<strong>na</strong>ne ponownie,<br />
aby potwierdzić zaprojektowaną izolacyjność<br />
okien. Projektowanie <strong>stolarki</strong><br />
<strong>okiennej</strong> <strong>na</strong>leży zakończyć wyko<strong>na</strong>niem<br />
opisu konstrukcji okien.<br />
<strong>A<strong>na</strong>liza</strong> ekonomicz<strong>na</strong><br />
Ekonomicznie uzasadniony wybór<br />
<strong>stolarki</strong> <strong>okiennej</strong> powinien być poprzedzony<br />
wyko<strong>na</strong>niem a<strong>na</strong>lizy dy<strong>na</strong>micznej<br />
np. z wykorzystaniem wskaźnika NPV.<br />
Jest to wartość bieżąca netto oceny<br />
efektywności ekonomicznej inwestycji<br />
rzeczowej. Wskaźnik NPV stanowi różnicę<br />
pomiędzy zdyskontowanymi przepływami<br />
pieniężnymi a <strong>na</strong>kładami początkowymi<br />
i jest określony wzorem:<br />
NPV =<br />
CFt<br />
− I<br />
t<br />
=∑ (1 + r )<br />
1<br />
t<br />
n<br />
gdzie:<br />
NPV – wartość bieżąca netto;<br />
CF t<br />
– przepływy gotówkowe w okresie t;<br />
r – stopa dyskonta;<br />
I 0<br />
– <strong>na</strong>kłady początkowe,<br />
t – kolejne okresy (<strong>na</strong>jczęściej lata)<br />
eks<strong>pl</strong>oatacji inwestycji.<br />
W a<strong>na</strong>lizach opartych o NPV możliwe<br />
jest uwzględnienie utraty wartości<br />
pieniądza w czasie oraz wzrost cen<br />
nośników energii, który w ostatnich latach<br />
jest z<strong>na</strong>czny.<br />
Wykonując a<strong>na</strong>lizę ekonomiczną <strong>na</strong><br />
podstawie wskaźnika SPBT – czyli<br />
prostego czasu zwrotu poniesionych<br />
<strong>na</strong>kładów inwestycyjnych, który dla<br />
okien prawie zawsze przekracza 10 lat,<br />
moż<strong>na</strong> dość do zupełnie innych wniosków.<br />
W tabeli 2 zamieszczono wyniki<br />
a<strong>na</strong>lizy przy założeniach że stopa<br />
dyskonta wynosi 4%, a wzrost cen<br />
energii po<strong>na</strong>d inflację 6% rocznie,<br />
okres badania 20 lat. Najniższa wartość<br />
SPBT dotyczy okien trzykomorowych<br />
z szybą 1,1 W/m 2 K i wynosi SPBT<br />
= 18,8 lat. Jed<strong>na</strong>k <strong>na</strong>jwyższa wartość<br />
NPV występuje w ok<strong>na</strong>ch z szybą<br />
1,0 W/m 2 K wyko<strong>na</strong>nych z profili pięciokomorowych<br />
z wkładką termiczną<br />
NPV = 5780 zł i taki wariant gwarantuje<br />
większe zdyskontowane zyski.<br />
0<br />
Projektowanie <strong>stolarki</strong><br />
budowlanej <strong>na</strong> <strong>etapie</strong><br />
audytu energetycznego<br />
Konieczne jest zaprojektowanie<br />
podziału ok<strong>na</strong> z uwzględnieniem<br />
minimalnych strat ciepła oraz doko<strong>na</strong>nie<br />
wyceny przyjętych rozwiązań.<br />
Niestety, większość audytów<br />
obarczonych jest z<strong>na</strong>cznym błędem<br />
w określeniu U okien i ich<br />
ceny. Stosowanie wyceny okien wraz<br />
z ich montażem wg katalogów<br />
SEKOCENBUDU jest błędne.<br />
A przecież wyniki z audytu stają się<br />
wytycznymi do projektowania. Często<br />
zakładamy w audycie, że stolarka<br />
okien<strong>na</strong> ma osiągnąć współczynnik<br />
przenikania ciepła U w<br />
= 1,3 W/m 2 Kza<br />
cenę 500 zł/m 2 . W trakcie realizacji<br />
inwestycji okazuje się, że nie jest<br />
możliwe wyko<strong>na</strong>nie takiej <strong>stolarki</strong><br />
wzałożonej cenie. Z powodu niedoszacowania<br />
inwestor staje przed koniecznością<br />
dopłaty do <strong>stolarki</strong><br />
<strong>okiennej</strong>, co przy dużym obiekcie<br />
może doprowadzić do dużych kłopotów<br />
fi<strong>na</strong>nsowych.<br />
Określone w audycie rozwiązania<br />
muszą być możliwe do zaprojektowania<br />
i wyko<strong>na</strong>nia w przyjętej cenie.<br />
Tabela 2. <strong>A<strong>na</strong>liza</strong> opłacalności <strong>stolarki</strong> <strong>okiennej</strong> dla przykładowego budynku<br />
o powierzchi <strong>stolarki</strong> <strong>okiennej</strong> 217 m 2<br />
Typ ok<strong>na</strong> F U Straty Oszczę- Ce<strong>na</strong> Oszczę- Koszt Koszt SPBT NPV20<br />
[m 2 ] [W/m 2 K] ciepła dności ciepła dności 1 m 2 <strong>stolarki</strong> [lata] [zł]<br />
[GJ/r.] [GJ/r.] [zł/GJ] [zł] ok<strong>na</strong> [zł]<br />
netto<br />
[zł/m 2 ]<br />
Zespolone drewniane<br />
z lat 80-tych 3,2 142 60<br />
PVC 3-komorowe<br />
szyba 1,1 1,63 72 70 60 4200 364 78988 18,8 5012<br />
PVC 5-komorowe<br />
szyba 1,0 217 1,53 66 76 60 4560 425 92225 20,2 -8625<br />
PVC 5-komorowe<br />
termoszyba 1,0 1,22 54 88 60 5280 460 99820 18,9 5780<br />
PVC 5-komorowe<br />
termoszyba 0,6 0,97 43 99 60 5940 525 113925 19,2 4875<br />
OKNA PASYWNE<br />
Profil pasiv i szyba 0,6 0,8 35 107 60 6420 780 169260 26,4 -40860<br />
Wymagane jest więc określenie<br />
współczynnika przenikania ciepła U w<br />
,<br />
wartości średnio ważonej całej <strong>stolarki</strong><br />
U wśr<br />
oraz wyce<strong>na</strong> przyjętych<br />
rozwiązań. Jest to przedsięwzięcie<br />
złożone i czasochłonne. Warto więc<br />
wykorzystać gotowe oprogramowanie<br />
GAP-i, które pozwala wyko<strong>na</strong>ć prawidłowe<br />
a<strong>na</strong>lizy opłacalności <strong>stolarki</strong><br />
<strong>okiennej</strong>.<br />
2<br />
8 ’2007 (nr 420)
Change language