Przepuszczalność powietrza, a także odporność okien na obciążenie wiatrem to bez wątpienia jedne z najważniejszych parametrów w stolarce okiennej. Obydwa te czynniki wiążą się bezpośrednio z ciśnieniem powietrza, które oddziałuje na okna.

Odporność na obciążenie wiatrem informuje o statyce okna, a co się z tym wiąże – bezpośrednio z bezpieczeństwem całej konstrukcji okiennej. Natomiast przepuszczalność powietrza okien, to parametr, który powiązany jest ze szczelnością okien.

Co to jest odporność okien na obciążenie wiatrem i jak wygląda badanie?

Odporność okien na obciążenie wiatrem informuje definiuje, do jakiej prędkości napierającego na okno wiatru będzie ono spełniać wszystkie wymogi konstrukcyjne, które stawiane są stolarce okiennej. Innymi słowy można to ująć jako wartości ciśnienia, które są powodowane zarówno parciem, jak i ssaniem wiatru, wytrzyma stolarka zanim ulegnie nadmiernej deformacji. Wspomniana deformacja ta może doprowadzić do zbyt dużej przepuszczalności powietrza, a także przecieków wody pochodzącej z opadów a nawet do pękania okiennych szyb. Parametr ten bywa też określany jako odporność okien na wiatr.

Badanie określające odporność okien na obciążenie wiatrem budzi wiele emocji, gdyż choć zajmuje stosunkowo niewiele czasu, to jest ono bowiem swego rodzaju „niszczącą próbą” dla badanej próbki – ta poddawana jest stosunkowo wysokim ciśnieniom, a konstrukcja okna traci swe pierwotne właściwości, to zaś sprawia, że nie prowadzi się już na niej żadnych następnych badań.

Odporność okien na obciążenie wiatrem – normy badań

Wynik powyższej próby, a mianowicie stopień ugięcia czołowego, bezwzględnie musi być mniejszy niż wartość, które określona została w normie PN-EN 1991-1-4:2008. Reguły te związane są z konkretnymi wymaganiami, które dotyczą właściwości okien, a także wymaganym sposobem prowadzania badań na odporność okien na obciążenie wiatrem, co opisuje norma PN-EN 12211, nakładają na producentów bezwzględną konieczność wstępnego określenia wartości dla ciśnienia próbnego – P1. Dobór tych wartości ciśnienia powinien się opierać na poniższych aspektach:

• określenie obciążenia wiatrem według normy PN-EN 1991-1-4:2008;
• wymagania odbiorcy – jeżeli on takowe określił;
• wartości dopuszczalnego badawczego ciśnienia, które zostały określonego w normie PN-EN 12211;

Najważniejszym narzędziem do przeprowadzenie obliczeń w zakresie przedstawionym powyżej jest   norma PN-EN 1991-1-4:2008/A1:2010. Dotyczy on stref  obciążenia wiatrem i dzieli obszar Polski poszczególne strefy. Poza wspomnianymi strefami norma EN 1991-1-4 wyróżnia też kategorie terenu, na jakim usytuowany jest dany budynek:

• 0 – to obszary brzegowe oraz przybrzeżne, które wystawione są na otwarte morze;
• I – jeziora oraz tereny płaskie, poziome, porośnięte nieznaczną roślinności, a także bez żadnych przeszkód terenowych;
• II – to tereny porośnięte niską roślinnością, np. trawą z pojedynczymi przeszkodami (np. drzewami lub budynkami), które są od siebie oddalone na odległość równią przynajmniej 20 ich wysokości;
• III – obszary regularnie pokryte roślinnością albo budynkami lub o pojedynczych przeszkodach, które oddalone są od siebie co najwyżej na odległość, która jest równa 20 ich wysokościom (są to np. wsie, obszary podmiejskie czy stałe lasy);
• IV – to tereny, gdzie co najmniej 15% powierzchni pokrywają budynki o średniej wysokości, która przekracza 15 m.

Kolejnym ważnym aspektem jest współczynnik ekspozycji, który jest uzależniony od rodzaju terenu oraz od wysokości budowli, a norma PN-EN 1991-1-4:2008 przyjmuje podział na trzy rodzaje terenu:

• teren otwarty z nielicznymi przeszkodami;
• teren zabudowany, gdzie wysokości istniejących już budynków nie przekraczają 10 m lub teren zalesiony;
• teren zabudowany, na którym wysokości istniejących już budynków przekraczają 10 m.

Odporność okien na obciążenie wiatrem – norma PN-EN 14351-1:2006+A2:2016

Każdy model stolarki okiennej dostępny w sprzedaży musi bezwzględnie przejść badania na odporność okien na obciążenie wiatrem – norma PN-EN 14351-1:2006+A2:2016. Norma ta określa też ogólną klasyfikację stolarki okiennej i zgodnie z nią rozróżnia się dwie klasyfikacje.

W ramach pierwszej z nich wyróżnia się trzy klasy dotyczące ugięcia ramy, które oznacza się literami:

• A (≤ 1/150), np. klasa A – 1800 / 150 = 12 mm, gdzie słupek w oknie dwudzielnym, którego wysokość to 1800 mm, może się ugiąć pod wpływem naporu wiatru, maksymalnie do wartości 12 mm;
• B (≤ 1/200), np. klasa B – 1800 / 200 = 9 mm, w której słupek w oknie dwudzielnym o wysokości 1800 mm, może się ulec ugięciu pod naporem wiatru, maksymalnie do 9 mm;
• C (≤ 1/300), np. klasa C – 1800 / 300 = 6 mm, tu słupek okna dwudzielnego o wysokości 1800 mm, może się ugiąć pod naporem wiatru, maksymalnie do wartości 6 mm.

Kolejna klasyfikacja przewiduje sześć klas, które ustalane są ze względu na ciśnienie. Klasy te oznacza się przy użyciu cyfr: 1, 2, 3, 4, 5, natomiast przy ciśnieniu powyżej 2000 Pa – używa się klas: Exxxx, gdzie xxxx służy do opisania wartość ciśnienia.

Odporność okien na wiatr może zostać zapisana w postaci np.: B4. W powyższych ustaleń parametry okien z takim oznaczeniem należy interpretować w taki sposób, że okno to, a właściwie najbardziej odkształcalny jego element, jest w stanie ugiąć się poniżej wartości 1/200 swojej długości przy działaniu ciśnienia do 1600 Pa – co oznacza, iż takie ciśnienie wytrzyma bez żadnych szkód.

Co to jest przepuszczalność powietrza okien i jak wygląda badanie?

Z parametrem odporności okien na obciążenie wiatrem nierozerwalnie wiąże się kolejny ważny parametr – przepuszczalność powietrza okien – interpretowany poniekąd jako szczelność. Te parametry okien idą niejako ze sobą w parze. Przepuszczalność powietrza okien to jedna z kilku najistotniejszych charakterystyk stolarki okiennej, które powinny być badane oraz deklarowane przy wprowadzani wyrobu do sprzedaży. Przepuszczalność powietrza okien określa norma PN-EN 14351-1+A2:2016.

Z tym z kolei wiąże się metoda prowadzenia badań, którą określa norma PN-EN 1026. Badanie te wykonuje się w następujący sposób:

• wykonuje się 3 impulsy ciśnienia próbnego, którego wartość powinna przekraczać o 10% maksymalne próbne ciśnienie, co oznacza 660 Pa w przeciągu czasu nie krótszego niż 1 s., a jednocześnie przy utrzymaniu ciśnienia minimum przez 3 s.;
• pomiar wykonuje się przy ciśnieniu dodatnim wynoszącym kolejno: 50, 100, 150, 200, 250, 300, 450, 600 Pa;
• następnie przy ciśnieniu ujemnym, które ma wynosić kolejno: 50, 100, 150, 200, 250, 300, 450, 600 Pa.

Wynikiem powyższych pomiarów jest ilość powietrza, która jest konieczna do utrzymania ciśnienia w szczelnej badawczej komorze, która z kolei jest zamknięta badaną próbką – oknem, dla którego przeprowadza się badanie przepuszczalności powietrza.

Wynik badania na każdym stopniu tego pomiaru przelicza się do warunków normalnych przepływu powietrza, które wynoszą: T0=293 K, P0= 101,3 kPa. Następnie przelicza się go oddzielnie dla długości linii stykowej otworu okiennego, której sposób pomiaru określa norma PN-EN 1026.

Długość linii stykowej wynosi:

• w przypadku okna jednoskrzydłowego: 2 x Bo +2 x Ho
• w przypadku okna dwuskrzydłowego z ruchomym słupkiem: 2 x Bo +3 x Ho

Należy w tym miejscu zaznaczyć, że długość linii stykowej nie będzie równoważna z długością uszczelek przylgowych. Natomiast powierzchnię próbki badanej mierzy się po zewnętrznych wymiarach tej próbki i  dla obydwu typów okien wynosi BT x HT.

Przepuszczalność powietrza okien – klasy według normy PN-EN 12207

Wynik powyższego badania przepuszczalności powietrza stanowi podstawę do przeprowadzenia klasyfikacji przepuszczalności powietrza danej próbki zgodnie z przyjętą normą PN-EN 12207. Bierze się tu pod uwagę dwa aspekty.

Przepuszczalność powietrza okien – klasy według wartości przepuszczalności powietrza w odniesieniu do powierzchni całkowitej:

• klasa 0 – nie bada się;

• klasa 1 – przepuszczalność powietrza przy 100 Pa wynosi 50 m3 / (m2 x h) – maksymalne ciśnienie próbne to 150 Pa;
• klasa 2 – przepuszczalność powietrza przy 100 Pa wynosi 27 m3 / (m2 x h) – maksymalne ciśnienie próbne to 300 Pa;
• klasa 3 – przepuszczalność powietrza przy 100 Pa wynosi 9 m3 / (m2 x h) – maksymalne ciśnienie próbne to 600 Pa;
• klasa 4 – przepuszczalność powietrza przy 100 Pa wynosi 3 m3 / (m2 x h) – maksymalne ciśnienie próbne to 600 Pa.

Przepuszczalność powietrza okien – klasy według wartości przepuszczalności powietrza w odniesieniu do długości linii stykowej:

• klasa 0 – nie bada się;

• klasa 1 – przepuszczalność powietrza przy 100 Pa wynosi 12,50 m3 / (m2 x h) – maksymalne ciśnienie próbne to 150 Pa;
• klasa 2 – przepuszczalność powietrza przy 100 Pa wynosi 6,75 m3 / (m2 x h) – maksymalne ciśnienie próbne to 300 Pa;
• klasa 3 – przepuszczalność powietrza przy 100 Pa wynosi 2,25 m3 / (m2 x h) – maksymalne ciśnienie próbne to 600 Pa;
• klasa 4 – przepuszczalność powietrza przy 100 Pa wynosi 0,75 m3 / (m2 x h) – maksymalne ciśnienie próbne to 600 Pa.

Po przeprowadzeniu klasyfikacji w odniesieniu do powierzchni całkowitej uzyskaną klasę porównuje się z klasą uzyskaną do długości linii stykowej i można zastosować jeden z wariantów:

• obydwie klasy są identyczne – wtedy próbka jest sklasyfikowana w tej klasie;
• obydwie klasyfikacje wskazują klasy sąsiednie – np. klasa 2 i klasa 3 – w takiej sytuacji próbkę klasyfikuje się do korzystniejszej (czyli wyższej) klasy (w przykładowym przypadku będzie to klasa 3);
• obydwie klasy wskazują różnicę dwóch klas – np. klasa 2 i klasa 4 – wtedy próbkę kwalifikuje się do klasy średniej (w naszym przypadku będzie to klasa 3);
• obydwie klasyfikacje wskazują na różnicę większa niż dwie klasy – np.. klasa 1 i klasa 4 – w takim przypadku badana próbka nie może zostać sklasyfikowana.

Okna dostępne w naszej ofercie wyróżniają się najkorzystniejszymi parametrami, do których zaliczają się m.in. odporność okien na obciążenie wiatrem i przepuszczalność powietrza okien, koniecznie przeczytaj u nas też o innych parametrach okien.