Współczynnik przenikania ciepła U to jedno z kluczowych pojęć w budownictwie, a zwłaszcza w kontekście oceny energooszczędności materiałów budowlanych, w tym okien, drzwi, ścian czy też dachów. To w końcu parametr, który mówi nam, jak dobrze dany element budowlany izoluje ciepło, co jest niezwykle istotne z punktu widzenia energooszczędności budynków. Zrozumienie więc tego, jak działa współczynnik U, jak go mierzyć oraz jakie są jego rodzaje, ma ogromne znaczenie zarówno dla producentów okien, jak i dla osób, które planują budowę lub modernizację swoich domów czy mieszkań, aby zwiększyć ich efektywność energetyczną.

Czym jest współczynnik przenikania ciepła U?

Współczynnik przenikania ciepła U (wcześniej określany jako współczynnik K) to nic innego, jak wartość opisująca ilość ciepła, która przenika przez materiał o powierzchni 1 metra kwadratowego w ciągu 1 godziny przy różnicy temperatur 1 stopnia Kelvina pomiędzy stronami tego materiału. W skrócie – współczynnik U informuje nas, jak dobrze dany materiał lub przegroda (np. okno) izoluje ciepło. Im niższa wartość U, tym oczywiście lepsze właściwości izolacyjne.
Dla okien współczynnik U (w przypadku okien zwracajmy szczególną uwagę na parametr Uw, czyli współczynnik przenikania całego okna) odgrywa szczególnie ważną rolę. Okno to bowiem jeden z głównych elementów budynku, przez który często dochodzi do znacznych strat ciepła, dlatego też producenci okien starają się osiągać jak najniższe wartości współczynnika U, co finalnie przekłada się na wyższą energooszczędność. Dla okien, które spełniają nowoczesne normy energooszczędności, współczynnik U od 2021 roku musi wynosić już poniżej 0,9 W/(m²K).

Dlaczego współczynnik U jest tak ważny?

Znaczenie współczynnika przenikania ciepła U wynika z rosnących wymagań dotyczących energooszczędności budynków oraz dążenia do zmniejszenia zużycia energii na ogrzewanie i chłodzenie. W kontekście zmian klimatycznych oraz polityki zrównoważonego rozwoju, budynki muszą więc spełniać coraz bardziej rygorystyczne normy dotyczące izolacyjności cieplnej, a tym samym – muszą mieć niskie współczynniki przenikania ciepła.

Straty ciepła przez okna mogą stanowić nawet do 30-40% całkowitych strat energii budynku, dlatego wybór odpowiednich, dobrze izolowanych okien ma ogromne znaczenie. Im niższy współczynnik U dla okna, tym mniejsze będą straty ciepła, a co za tym idzie – koszty ogrzewania.
Wysokiej jakości okna o niskim współczynniku przenikania ciepła nie tylko przyczyniają się do oszczędności energetycznych, ale przede wszystkim zapewniają lepszy komfort termiczny wewnątrz pomieszczeń, eliminując tym samym problem zimnych stref w pobliżu okien oraz skraplania się pary wodnej na szybach, szczególnie w okresie jesienno-zimowym.

Jak mierzyć współczynnik U?

Pomiar współczynnika przenikania ciepła U odbywa się zgodnie z normami europejskimi, w szczególności zgodnie z normą EN ISO 10077-1. Proces ten wymaga jednak użycia specjalistycznych urządzeń oraz odpowiednich warunków laboratoryjnych.
W przypadku okien, na współczynnik przenikania ciepła Uw składają się trzy główne komponenty:

• Współczynnik przenikania ciepła dla szyby (Ug) – jest to wartość opisująca izolacyjność termiczną samego pakietu szybowego. Nowoczesne okna najczęściej wyposażone są w pakiety szybowe dwukomorowe lub trójkomorowe, wypełnione gazami szlachetnymi (np. argonem), co pozwala na osiągnięcie bardzo niskich wartości Ug – nawet poniżej 0,5 W/(m²K).
• Współczynnik przenikania ciepła ramy (Uf) – rama okna również wpływa na ogólną izolacyjność termiczną okna. Materiał, z którego wykonana jest rama, ma kluczowe znaczenie. Wysokiej jakości ramy okienne z aluminium, drewna lub tworzywa sztucznego są w stanie znacząco obniżyć wartość Uf.
• Współczynnik przenikania ciepła dla krawędzi ramy (Psi) – ciepłe ramki dystansowe, które oddzielają szyby w pakiecie szybowym, mają za zadanie zminimalizować mostki termiczne w oknie. Wpływają one zatem na całkowitą wartość współczynnika Uw.

Współczynnik Uw, który opisuje całe okno, jest obliczany jako kombinacja współczynników Ug, Uf i Psi. Warto ponadto zaznaczyć, że producenci okien podają wartość Uw dla całego okna, a nie tylko dla szyby, co jest kluczowe przy wyborze odpowiednich produktów.

Rodzaje współczynnika U w kontekście różnych materiałów

Warto mieć na uwadze, że współczynnik przenikania ciepła U odnosi się nie tylko do okien, ale także do innych elementów budynku, takich jak ściany, dachy czy drzwi. Oto kilka przykładów, które pokazują, jak współczynnik U różni się w zależności od rodzaju materiału:

• Ściany zewnętrzne – dla dobrze izolowanych ścian zewnętrznych współczynnik U wynosi około 0,20 W/(m²K), co oznacza, że straty ciepła przez takie przegrody są minimalne.
• Dachy – dachy budynków również mogą być źródłem znacznych strat ciepła. Współczynnik U dla dobrze zaizolowanego dachu wynosi zazwyczaj 0,15 W/(m²K).
• Drzwi zewnętrzne – w przypadku drzwi zewnętrznych, szczególnie tych montowanych w budynkach energooszczędnych, współczynnik U wynosi około 0,60-1,10 W/(m²K), w zależności od użytych materiałów oraz konstrukcji drzwi.
• Podłogi – podłogi na gruncie, podobnie jak inne elementy budynków, muszą spełniać normy izolacyjności cieplnej. Dobrze izolowane podłogi mają współczynnik U na poziomie 0,20-0,25 W/(m²K).

Warto również pamiętać, że w przypadku każdego z tych elementów budynku, dążenie do jak najniższej wartości współczynnika U pozwala na zmniejszenie strat energii i zwiększenie efektywności energetycznej budynku.

Współczynnik U a przepisy prawne

Na przestrzeni lat w Europie, w tym oczywiście także w Polsce, wprowadzano coraz bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące efektywności energetycznej budynków. Wymogi te mają na celu przede wszystkim ograniczenie emisji CO2 oraz zmniejszenie zużycia energii, co wpisuje się w europejską politykę walki ze zmianami klimatycznymi.
Od 2021 roku wszystkie nowo budowane budynki w Polsce muszą spełniać standardy budynków o niemal zerowym zużyciu energii (nZEB), co oznacza, że muszą być one wyposażone w wysokiej jakości, energooszczędne elementy, w tym okna o niskim współczynniku przenikania ciepła. Dla okien współczynnik Uw nie może przekraczać 0,9 W/(m²K), a dla drzwi – 1,3 W/(m²K).

Certyfikat energetyczny – co warto o nim wiedzieć?

Od 28 kwietnia 2023 roku w Polsce obowiązują nowe przepisy, które nakładają na właścicieli nieruchomości konieczność przeprowadzania audytu energetycznego w określonych sytuacjach. Jego efektem jest uzyskanie certyfikatu energetycznego, zwanego również świadectwem energetycznym. Jest to dokument oceniający energooszczędność budynku i stanowiący ważne narzędzie w walce o redukcję zużycia energii oraz poprawę efektywności cieplnej budynków. Co więcej, taki certyfikat jest teraz obowiązkowy dla kilku kluczowych przypadków.

Przede wszystkim, każdy nowo wybudowany budynek od wspomnianej wyżej daty musi posiadać certyfikat energetyczny. Oznacza to, że przed oddaniem budynku do użytku konieczne jest przeprowadzenie audytu, który oceni, jak dobrze budynek spełnia wymagania związane z izolacyjnością cieplną i efektywnością energetyczną. Jednak nowe przepisy nie dotyczą wyłącznie nowego budownictwa. Jeśli ktoś zamierza sprzedać lub wynająć dom czy mieszkanie zbudowane przed wejściem tych przepisów, również musi zlecić wykonanie audytu energetycznego i uzyskać certyfikat.
Podstawą do wystawienia certyfikatu energetycznego są parametry termiczne materiałów użytych do budowy budynku. Kluczową rolę odgrywa tu przewodzenie ciepła przez ściany, dachy, podłogi oraz stropy. Wyniki audytu wskazują, jak efektywnie przegrody budynku ograniczają straty ciepła, co bezpośrednio wpływa na koszty eksploatacyjne oraz komfort termiczny mieszkańców. Certyfikat energetyczny informuje więc przyszłych właścicieli lub najemców, jak energooszczędny jest dany budynek, co w dłuższej perspektywie przekłada się na niższe rachunki za ogrzewanie i mniejsze obciążenie środowiska naturalnego.

Zignorowanie nowych przepisów może nieść za sobą poważne konsekwencje finansowe. Brak certyfikatu lub przeprowadzenie sprzedaży bądź wynajmu bez tego dokumentu może bowiem skutkować karą finansową w wysokości nawet 10 tysięcy złotych. To istotny czynnik, który powinien zmotywować właścicieli nieruchomości do przestrzegania obowiązujących przepisów. Warto jednak pamiętać, że wprowadzenie certyfikatu energetycznego nie jest wyłącznie obciążeniem prawnym, ale przede wszystkim działaniem na rzecz poprawy jakości życia. Dobrze zaizolowane budynki nie tylko chronią przed utratą ciepła, ale również pomagają w walce z rosnącymi kosztami energii oraz zmianami klimatycznymi.

Jednym z głównych celów wprowadzenia certyfikatów energetycznych jest zwiększenie świadomości wśród inwestorów, architektów i firm budowlanych na temat istoty energooszczędności. Nowoczesne technologie oraz materiały budowlane, które spełniają najwyższe standardy izolacyjności cieplnej, odgrywają zatem kluczową rolę w tworzeniu zrównoważonych i komfortowych budynków. Dążenie do uzyskania jak najniższych wartości współczynnika przenikania ciepła jest nie tylko wymaganiem prawnym, ale także troską o środowisko oraz zdrowie przyszłych użytkowników budynków.

Technologie a współczynnik U

Wraz z postępem technologicznym, producenci okien i materiałów budowlanych stale pracują nad poprawą izolacyjności cieplnej swoich produktów. Wykorzystanie nowoczesnych technologii, takich jak powłoki niskoemisyjne na szybach czy wypełnianie przestrzeni między szybami gazami szlachetnymi, pozwala więc na uzyskanie coraz lepszych parametrów izolacyjnych.
Poniżej przedstawiamy niektóre z nowoczesnych rozwiązań, które skutecznie wpływają na obniżenie współczynnika U w oknach:

• Pakiety trzyszybowe – zamiast tradycyjnych szyb dwukomorowych, coraz częściej stosowane są pakiety trzyszybowe, które znacznie poprawiają izolacyjność cieplną okna. W połączeniu z ciepłymi ramkami dystansowymi, współczynnik Ug dla takich pakietów może wynosić nawet poniżej 0,5 W/(m²K).
• Powłoki niskoemisyjne – nałożenie specjalnych powłok na powierzchnię szyb pozwala na zmniejszenie emisji ciepła na zewnątrz budynku, co z kolei przyczynia się do obniżenia współczynnika U.
• Gaz szlachetny w przestrzeniach międzyszybowych – wypełnianie przestrzeni między szybami gazami szlachetnymi, takimi jak argon czy krypton, znacząco wpływa na poprawę izolacyjności termicznej okna.

Jak zatem widzimy, współczynnik przenikania ciepła U jest bez wątpienia jednym z kluczowych parametrów przy końcowej ocenie energooszczędności budynków i ich elementów, w tym okien, drzwi, ścian i dachów. Jego zrozumienie jest również niezbędne zarówno dla producentów, jak i dla klientów, którzy chcą poprawić efektywność energetyczną swoich domów. Dlatego też wybierając wysokiej jakości okna Fintecnic o niskim współczynniku przenikania ciepła, inwestujemy nie tylko w komfort termiczny, ale przede wszystkim w oszczędności energetyczne i dbałość o środowisko.