Warunki montażu stolarki okiennej i drzwiowej z drewna, aluminiowych i tworzyw sztucznych w budynkach energooszczędnych

Transkrypt

1 dr inż. Barbara Ksit Politechnika Poznańska Instytut Konstrukcji Budowlanych Warunki montażu stolarki okiennej i drzwiowej z drewna, aluminiowych i tworzyw sztucznych w budynkach energooszczędnych Poznań 2008

2 Rodzaje budynków energooszczędnych: Polskie budynki tradycyjne o ulepszonych rozwiązaniach Charakteryzuje je zapotrzebowanie na energię cieplną wynoszące ok. 120 kwh/(m 2 a), czyli ok. 12 litrów oleju obiekty wielkokubaturowe, np. hale sportowe, - Budynki energooszczędne bez wentylacji mechanicznej Ich zapotrzebowanie na energię cieplną to ok. 70 kwh/(m 2 a), czyli ok. 7 litrów oleju opałowego na m2 ogrzewanej powierzchni na rok; powyższy wskaźnik dotyczy może również budynków o dużej kubaturze, takich jak hale sportowe. - Budynki energooszczędne 5-litrowe Budynek 5-litrowy to taki, w którym na pokrycie strat cieplnych zużywa się 5 litrów oleju opałowego na m 2 powierzchni ogrzewanej w skali roku - czyli cechuje go zapotrzebowanie na energię cieplną rzędu 50 kwh/(m 2 a). - Budynki energooszczędne 3-litrowe Budynek 3-litrowy to taki, w którym na pokrycie strat cieplnych zużywa się 3 litry oleju opałowego na m 2 powierzchni ogrzewanej w skali roku - czyli cechuje go zapotrzebowanie na energię cieplną rzędu 30 kwh/(m 2 a). - Budynki pasywne zapotrzebowaniue na energię cieplną, wynosi 15 kwh/(m 2 a), czyli 1,5 litra oleju

3 Przykładowy wykres bilansu cieplnego: a. budynek jednorodzinny, b. 11-kondygnacyjny budynek wielorodzinny Budownictwo ogólne, t.2, Arkady ściany, 2 okna, 3 stropodach, 4 strop nad piwnicą nieogrzewaną, 5 wentylacja, 6 podłoga na gruncie, 7 strop nad przejazdem

4 WYMAGANIA ZWIĄZANE Z OSZCZĘDNOŚCIĄ ENERGII CIEPLNEJ (Dz.U.75 z dnia 15 czerwca 2002 r.poz. 690) Wymagania dotyczące powierzchni okien A 0max = 0,15 A z +0,03 A w A z - suma pola powierzchni rzutu poziomego wszystkich kondygnacji nadziemnych (w zewnętrznym obrysie budynku) w pasie o szerokości 5 m wzdłuż ścian zewnętrznych, A w - suma pól powierzchni pozostałej części rzutu poziomego wszystkich kondygnacji po odjęciu A z. W budynkach jednorodzinnych i użyteczności publicznej pole powierzchni A 0 okien oraz przegród oszklonych i przezroczystych o współczynniku przenikania ciepła U k nie mniejszym niż 2,0 W/(m 2 K) (obliczone według ich modularnych wymiarów) nie może być większe od wartości A 0max wyznaczonej z zależności: W budynkach przemysłowych łączna powierzchnia okien oraz ścian szklanych w stosunku do powierzchni całej elewacji nie może być większa niż w budynkach - jednokondygnacyjnych 15%, - wielokondygnacyjnych 30%.

5 Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i i Budownictwa z dnia 14 grudnia 1994 r. w sprawie warunków, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U.75 z dnia 15 czerwca 2002 r.poz. 690)wersja przed2009 Lp. Rodzaj przegrody i temperatury w pomieszczeniu U (max) [W/(m 2 K)] Budynki mieszkalne (jedno i wielorodzinne) i zbiorowego zamieszkania 1. Okna (z wyjątkiem połaciowych), drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne w pomieszczeniach o t i 16 0 C: a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej 2,60 2,00 2. Okna połaciowe (bez względu na strefę klimatyczną) 2,00 3. Okna w ścianach oddzielających pomieszczenia ogrzewane od nieogrzewanych 4. Okna pomieszczeń piwnicznych i poddaszy nieogrzewanych oraz klatek schodowych nieogrzewanych 4,00 bez wymagań 5. Drzwi zewnętrzne wejściowe 2,60 Budynki użyteczności publicznej 6. Okna (z wyjątkiem połaciowych), drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne: a) przy t i > 16 0 C b) przy 8 0 C < t i 16 0 C (niezależnie od rodzaju ścian) c) przy t i 8 0 C 2,30 2,60 bez wymagań 7. Okna połaciowe i świetliki 2,00 8. Okna i drzwi balkonowe w pomieszczeniach o szczególnych wymaganiach higienicznych (pomieszczenia przeznaczone na stały pobyt ludzi w szpitalach, żłobkach i przedszkolach) 9. Okna pomieszczeń piwnicznych i poddaszy nieogrzewanych oraz świetliki nad klatkami schodowymi nieogrzewanymi 2,30 bez wymagań 10. Drzwi zewnętrzne wejściowe 2,60 Budynki produkcyjne 11. Okna i świetliki w przegrodach zewnętrznych: a) przy t i > 16 0 C b) przy 8 0 C < t i 16 0 C c) przy t i 8 0 C 2,60 4,00 bez wymagań

6 W-g Dz.U wersja (l późniejsze) Wartości współczynnika przenikania ciepła U okien, drzwi balkonowych i drzwi zewnętrznych nie mogą być większe niż Umax podane w tabeli dla poszczególnych kategorii: budynku mieszkalnego(zaleznie od przeznaczenia,strefy oraz temperatury1,7-1,8[w/m2k] budynków użyteczności publicznej budynków produkcyjnych i magazynowych

7 Badania termowizyjne domu pasywnego Lipińskich, który otrzymał certyfikat Instytutu Domów Pasywnych w Darmstadt Badania termowizyjne domu o zwykłej zabudowie

8 Zestawienie współczynnika przenikania ciepła U dla wybranych przegród budowlanych na przełomie lat. dokument odniesienia ściana zewnęt rzna stro podach U max [W/(m 2 K)] strop nad piwnicą nieogrzew aną PN-57/B ,16 1,42 3 0,87 1,16 strop nad poddas zem okna i drzwi balkono we 1,04 1, PN-64/B ,16 0,87 1,16 1,04 1, PN-74/B ,16 0,70 1,16 0,93 - PN-82/B ,75 0,45 1,16 0,40 PN-91/B ,55 0,70 4 0,30 0,60 0,30 2,00 2,60 3 2,00 2,60 3 Warunki techniczne 2004r. 0,30 0,50 5 0,30 0,60 0,30 2,00 2,60 3 dom pasywny 0,10 0, ,15 0,80 1,00 1 q i = 18 C, 2 q i = 20 C, 3 w zależności od strefy klimatycznej, 4 w zależności od rodzaju ściany (z otworami lub bez), 5 w zależności od rodzaju i konstrukcji ściany

9 Współczynniki przenikania ciepła elementów konstrukcyjnych różnych typów okien i drzwi Budownictwo ogólne, t.2, Arkady 2005 Wartość współczynnika U zależy przede wszystkim od użytych materiałów i konstrukcji drzwi. I tak, dla drzwi z litego drewna 1,8-2,6 W/(m 2 *K), dla drewnianych ocieplanych wynosi od 0,9 do 2,6 W/(m 2 *K), dla stalowych - 1,8-2,6 W/(m 2 *K), dla drzwi z PCW ze stalowym kształtownikiem 1,3-2,5 W/(m 2 *K), dla tych z kształtownikiem aluminiowym - 1,1-2,5 W/(m 2 *K). Drzwi z włókna szklanego mają współczynnik przenikania ciepła 1,3-1,6 W/(m 2 *K);

10

11 W celu ograniczenia strat ciepła drogą promieniowania długofalowego od okna do otoczenia szyby pokryte są powłoką niskoemisyjną Ramka dystansowa-mostek cieplny-ciepłe ramki wypełnione absorbentem zaopatrzonej we wkładkę termiczną ograniczającą straty cieplne. W celu zminimalizowania strat ciepła stosowane są szyby zespolone z potrójnym szkleniem Szyby można łączyć przez : a) spojenie szkła ze szkłem. b) spojenie szkła z metalem przez lutowanie c) połączenie elementem dystansowym o kształcie pustej ramki d) połączenie elementem dystansowym o kształcie litej ramki

12 Okno na profilu ze specjalną wkładką termiczną do budownictwa energooszczędnego, wyposażone w szybę energooszczędną

13 Przebieg izoterm wewnątrz profilu Ideal trzykomorowy Przebieg izoterm wewnątrz profilu Ideal sześciokomorowy

14 Aluplast z serii Passiv-Haus uszczelki absorbent przekładki wypełniona pianką poliuretanową

15 Montaż okna Ściana 1-warstwowa Ściana 2-warstwowa Ściana 3-warstwowa

16 Zalecane szerokości szczelin dla okien o długości do 4,5m Materiał profilu okna Długość elementu podana w metrach Do 1,5 Do 2,5 Do 3,5 Do 4,5 Do 2,5 Do 3,5 Do 4,5 Min. odległóść ościeżnica/ściana w mm Min. odległóść ościeżnica/węgarek w mm Minimalna szerokość fugi dla połączenia wykonanego materiałem uszczelniającym PCV białe PCV ciemny kolor Okna drewniane Aluminium Alu. ciemny kolor Minimalna szerokość fugi dla połączenia wykonanego rozprężnymi taśmami z tworzywa sztucznego PCV białe PCV ciemny kolor Przygotowanie ościeży. Przed osadzeniem stolarki należy sprawdzić dokładność wykonania ościeża i stan powierzchni, do których ma przylegać ościeżnica. W przypadku występujących wad w wykonaniu ościeża lub zabrudzenia powierzchni ościeża, ościeże należy naprawić i oczyścić. Skrzydła okienne i drzwiowe, ościeżnice powinny mieć usunięte wszystkie drobne wady powierzchniowe, np pęknięcia, wyrwy. Wymienione ubytki należy wypełnić kitem syntetycznym (ftalowym). Okna drewniane Aluminium Alu. ciemny kolor

17 Rozstaw elementów mocujących okna w murze Po zamontowaniu okna w ścianie zakładane są skrzydła okienne, następnie przeprowadzana jest dokładna regulacja ustawienia ramy w otworze okiennym.

18 Profil okienny aluminiowy z przekładkami termicznymi 1 - przekładki termiczne Profil okienny drewniany

19 W budynkach pasywnych, gdy szczelność musi być perfekcyjna, wymianę powietrza zapewnia system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Brak szczelności obniża sprawność działającej wentylacji, gdyż ciepło uchodzące przez nieszczelności nie zostanie odzyskane przez rekuperator. Izolacja paroszczelna ze zmiennym oporem dyfuzyjnym to optymalne rozwiązanie dla uzyskania najwyższego komfortu cieplnego. (zdj. Lipińscy Domy) Montaż okien Szczelne połączenie ścian zewnętrznych ze stolarką okienną - folia paroszczelna przed przyklejeniem

20

21

22

23

24 Uszczelnianie w trzech warstwach: Oprócz wysokich wymagań dotyczących samej stolarki, problemem pozostaje samo połączenie ramy z konstrukcją budynku. Wymaga ono zastosowania odpowiednich materiałów uszczelniających: Warstwa zewnętrzna chroniąca przed negatywnym oddziaływaniem zewnętrznych warunków atmosferycznych; należy ją zaplanować i wykonać jako trwale odporną na działanie intensywnego deszczu i jednocześnie przepuszczającą parę wodną. Warstwa środkowa między ramą okienną i ścianą powinna być starannie wypełniona materiałem izolacyjno-termicznym. Warstwa wewnętrzna dzieląca pomieszczenie z klimatem zewnętrznym, musi być szczelna w odróżnieniu od warstwy zewnętrznej. Nie powinna przepuszczać powietrza oraz pary wodnej. W efekcie ciepłe i stosunkowo wilgotne powietrze z pomieszczenia nie może przedostać się do spoiny, tam ochłodzić się i jako woda kondensacyjna osłabić izolację termiczną złącza między ramą okienną a ścianą lub doprowadzić do jego zniszczenia. Zapobiega to powstaniu mostków cieplnych spowodowanych wilgocią. źródło:

25 Przykładowe uszczelnienie drzwi Ściana 1-warstwowa Ściana 2-warstwowa Ściana 3-warstwowa

26 Wykończenie krawędzi Sposób wykończenia krawędzi dzieli skrzydła na przylgowe i bezprzylgowe. Przylgowe posiadają krawędzie - listwy przymykowe. Zwiększają one powierzchnię przylegania skrzydła do ościeżnicy. Dzięki temu wzrasta szczelność drzwi. Przylgi wpływają również na akustykę. Zalecenia montażu Wykonawca powinien dokonać montażu okien i drzwi zgodnie ze szczegółową instrukcją wbudowania tych wyrobów, dostarczoną przez każdego producenta. Wyroby stolarki budowlanej mogą być osadzone w wykonanych otworach, jeżeli budynek jest zabezpieczony przed opadami atmosferycznymi. Równocześnie ze wznoszeniem murów może być osadzona stolarka budowlana jedynie w ścianach działowych o grubości poniżej 25 cm.

27

28 Drzwi mogą być również całkowicie wypełnione warstwą termoizolacyjna, daje to bardzo dobre parametry cieplne....można też wzmocnić ich budowę poprzez użycie siatki z prętów stalowych i odpowiedniej grubości warstwy blachy.

29 MONTAŻ Ościeżnicę drzwi ustawiamy w ościeżu tak, by po bokach i na górze została szczelina około 1-2 cm z każdej strony. Następnie ościeżnicę klinujemy we właściwym położeniu. Rama ościeżnicy musi być dokładnie ustawiona w pionie i w poziomie Kliny powinny być umieszczone przy każdym narożu, a dodatkowo w takich miejscach, by odległość pomiędzy nimi była mniejsza niż 70 cm. Następnie śrubami do mocowania drzwi przykręcamy do ściany Zabezpieczamy ościeżnicę Rozpieramy ościeżnicę Wypełniamy pianką montażową szczeliny pomiędzy ościeżnicą a ościeżem. Po stwardnieniu nadmiar pianki odcinamy ostrym nożykiem.

30 cd. Zarówno od środka, jak i od zewnątrz na uszczelnienie z pianki nakładamy jeszcze silikon, Zabezpieczamy styk ościeżnicy z murem paskiem styriopianu Nakładamy wierzchnią warstwe-tynk Krawędzie ościeża trzeba wzmocnić narożnikami z blachy. Jeśli drzwi są montowane w już wykończonym domu, wypełnione szczeliny można zakryć listwą maskującą

31 Całkowity współczynnik przenikania ciepła dla okna z zabudową jest średnią ważoną współczynników przenikania ciepła dla szklenia oraz ramy z uwzględnieniem mostka termicznego liniowego na styku szklenie rama okienna: U U g A g U A f f A A g f S g g ogdzie: U zmierzony współczynnik przenikania ciepła okna [W/(m 2 K)], U' g współczynnik przenikania ciepła szklenia [W/(m 2 K)], U' f współczynnik przenikania ciepła ram okiennych [W/(m 2 K)], A g powierzchnia szklenia okna [m 2 ], A f powierzchnia ramy [m 2 ], Ψ g współczynnik przenikania ciepła konstrukcyjnego mostka cieplnego na styku rama szklenie [W/(m 2 K)], długość konstrukcyjna mostka cieplnego na styku rama szklenie [m]. S g

32 Wartości współczynnika U dla szyb zespolonych jednokomorowych (dla środkowej części szyby) [W/(m 2 K)] Budownictwo ogólne, t.2, Arkady 2005 Oszklenie Gaz wypełniający (stężenie 90%) Szkło Emisyjność Wymiary Powietrze Argon Krypton ,9 2,7 2,6 Zwykłe 0, ,7 2,6 2.6 Jedna tafla z powłoką niskoemisyjną Jedna tafla z powłoką niskoemisyjną Jedna tafla z powłoką niskoemisyjną Jedna tafla z powłoką niskoemisyjną 0,4 0,2 0,1 0, ,7 2,6 2, ,4 2,1 2, ,2 2, ,3 2, ,9 1,7 1, ,8 1,6 1, ,8 1,7 1, ,8 1, ,6 1,4 1, ,6 1, ,7 1,3 1, ,5 1,2 1, ,5 1,2 1,2

33 A - jednoskrzydłowe o wymiarach [mm], B - dwuskrzydłowe o wymiarach [mm], C - dwuskrzydłowe z dodatkowym podziałem jednego skrzydła o wymiarach [mm].

34 Tablica. Parametry dla poszczególnych wariantów okien okno 6 komorowe + Cr szyba 36 mm [ 1 ] 6 komorowe + Ar szyba 36 mm [ 2 ] 5 komorowe + Ar szyba 36 mm [ 3 ] 5 komorowe + Ar szyba 24 mm [ 4 ] 3 komorowe + Ar szyba 24 mm [ 5 ] U f ramy [W/m 2 K] A B C A B C A B C A B C A B C 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,6 1,6 1,6 U g szyby [W/m 2 K] 0,5 0,5 0,5 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 powierzchnia ramy A f [m 2 ] 0,68 1,04 1,31 0,68 1,04 1,31 0,64 1,01 1,25 0,64 1,0 1,25 0,62 0,97 1,21 powierzchnia szyby A g [m 2 ] 1,43 1,86 2,89 1,43 1,86 2,89 1,46 1,95 2,95 1,46 1,90 2,95 1,48 1,93 2,99 U c [W/m 2 K] 0,82 0,86 0,83 0,95 0,99 0,97 1,02 1,07 1,05 1,30 1,33 1,33 1,39 1,43 1,42

35 Wariantowanie - Procentowy udział powierzchni ramy i szyby w powierzchni okna A B C rodzaj okna pow. ramy [%] pow. szyby [%] pow. ramy [%] pow. szyby [%] pow. ramy [%] pow. szyby [%] okno 6 komorowe 32,4 67,6 35,9 64,1 31,2 68,8 okno 5 komorowe 30,5 69,1 34,8 65,2 29,8 70,2 okno 3 komorowe 29,5 70,5 33,5 66,5 28,8 71,2 powierzchnia okna [m 2 ] 2,1 2,9 4,2

36 Analiza wariantowania profili okiennych wraz z różnymi wariantami oszklenia

37 WARIANTOWANIE oszklenia - U dla okna 5-komorowego 21%

38 WARIANTOWANIE wypełnienia oszklenia - U dla okna 6-komorowego 13% powietrze Cr Ar

39 Zdjęcie termowizyjne

40 Źródła: 1. Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 16 grudnia 2002r. W sprawie charakterystyki energetycznej budynku. 2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (Dz. U. nr 75 z 15 czerwca 2002 r., poz. 690 oraz z 2003 r. Nr 33, poz. 270) 3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (projekt z marca 2008) 4. PN-EN ISO Właściwości cieplne okien, drzwi i żaluzji. Obliczenia współczynnika przenikania ciepła Cześć I. Metoda uproszczona 5. PN-EN Okna i drzwi. Norma wyrobu,właściwości eksploatacyje. Część Program firmy REHAU (Planungssoftware Fenstertechnik) Dziękuję za uwagę