Współczynnik przenikania ciepła U
jest to współczynnik określany dla przegród, umożliwiający obliczanie ciepła przenikającego przez przegrodę cieplną oraz porównywanie własności cieplnych przegród budowlanych.
Obecne wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej, wynikają z aspektów ekonomicznych. Zaostrzone wymagania dotyczące współczynnika przenikania ciepła, wymuszają wzrost nakładów inwestycyjnych na budowę budynku, ale również znacznie obniżają koszty jego użytkowania. Nowe uregulowania prawne mają na celu również wdrożenie zasad zrównoważonego rozwoju w budownictwie. Ograniczenie zużycia energii w tym sektorze, przyczyni się do realizacji koncepcji oszczędnego wykorzystania surowców energetycznych oraz ochrony środowiska
W 1982 roku ustanowiona została norma PN-82-/B-02020 „Ochrona cieplna budynków. Wymagania i obliczenia”. Zostały zwiększone w niej wymagania dotyczące współczynnika przenikania ciepła ścian zewnętrznych, stropodachów oraz stropów pod poddaszem. Rozszerzono także zakres wymagań na okna i drzwi.
Zestawienie maksymalnych wartości współczynnika przenikania ciepła przegród obudowy ogrzewanych pomieszczeń budynku w zależności od normy znajduje się w tabeli
| Dokument odniesienia | Umax [W/(m²·K)] | |||||
| ściana zewnętrzna | stropodach | strop nad niogrzewaną piwnicą |
strop pod poddaszem | okna | drzwi | |
| PN-57/B-02405 | 1,16 - 1,42 | 0,87 | 1,16 | 1,04 - 1,16 | ||
| PN-64/B-03404 | 1,16 - 1,42 | 0,87 | 1,16 | 1,04 - 1,16 | ||
| PN-74/B-03404 | 1,16 - 1,42 | 0,70 | 1,16 | 0,93 | ||
| PN-82/B-02020 | 0,75 | 0,45 | 1,16 | 0,40 | 2,00 - 2,60 | 2,60 |
| PN-91/B-02020 | 0,55 - 0,70 | 0,30 | 0,60 | 0,30 | 2,00 - 2,60 | 2,60 |
| Dz. U. 2002 Nr 7 poz. 690 | 0,30 - 0,50 | 0,30 | 0,60 | 0,30 | 2,00 - 2,60 | 2,60 |
| Dz. U. 2008 Nr 201 poz. 1238 | 0,30 | 0,25 | 0,45 | 0,25 | 1,70 - 1,80 | 2,60 |
Porównanie wymagań dotyczących izolacyjności przegród obudowy budynku w wybranych krajach europejskich znajduje się w tabeli
| Kraj | U [W/(m²·K)] | |||
| dach | ściana zewnętrzna | podłoga | okna | |
| Austria | 0,2 - 0,3 | 0,3 - 0,4 | 0,4 - 0,5 | 1,0 - 1,5 |
| Dania | 0,1 - 0,2 | 0,2 - 0,3 | 0,1 - 0,2 | 1,5 - 2,5 |
| Finlandia | 0,1 - 0,2 | 0,2 - 0,3 | 0,2 - 0,3 | 1,5 - 2,0 |
| Francja | 0,2 - 0,3 | 0,4 - 0,5 | 0,3 - 0,4 | 1,5 - 2,5 |
| Niemcy | 0,2 - 0,3 | 0,5 - 0,6 | 0,4 - 0,5 | 1,0 - 1,5 |
| Włochy | 0,3 - 0,4 | 0,4 - 0,5 | 0,4 - 0,5 | 2,5 - 3,5 |
| Litwa | 0,1 - 0,2 | 0,2 - 0,3 | 0,2 - 0,3 | 1,5 - 2,5 |
| Norwegia | 0,1 - 0,2 | 0,2 - 0,3 | 0,1 - 0,2 | 1,0 - 1,5 |
| Federacja Rosyjska | 0,1 - 0,4 | 0,1 - 0,2 | 0,1 - 0,4 | 1,5 - 2,5 |
| Hiszpania | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 2,5 - 3,5 |
| Szwecja | 0,1 - 0,2 | 0,1 - 0,2 | 0,1 - 0,2 | 1,0 - 1,5 |
| Szwajcaria | 0,3 - 0,4 | 0,3 - 0,4 | 0,6 | 1,5 |
| Polska | 0,25 | 0,3 | 0,45 | 1,7 - 1,8 |
Jak wyliczyć współczynnik Uw okien?
Przenikalność cieplna okien może być wyznaczana na podstawie odpowiednich pomiarów i badań lub drogą obliczeń, poprzez zastosowanie wzoru podanego w normie PN-EN ISO 10077-1:
Uw = [(Ag*Ug)+(Af*Uf)+(Ig*FIg)]/A
gdzie:
Ug - współczynnik przenikania ciepła oszklenia
Ag - pole powierzchni szyby
Uf - współczynnik przenikania ciepła ramy
Af - pole powierzchni ramy
Ψg - liniowy współczynnik przenikania ciepła spowodowany połączonymi efektami oszklenia, ramki dystansowej i ramy
lg - długość liniowego mostka cieplnego na styku szyby z ramą
A - całkowite pole powierzchni okna = (Ag + Af).
Współczynnik Uw informuje nas o tym, ile ciepła przepływa przez m2 okna przy różnicy temperatur między wnętrzem pomieszczenia a otoczeniem wynoszącej 1 K. Miarą współczynnika przenikania ciepła jest W/(m2∙K). Im mniejsza wartość Uw, tym lepszą izolacyjność cieplną posiada dane okno.
Producenci okien zobowiązani są informować swoich klientów o wielkości współczynnika Uw swojej stolarki. Należy jednak zwrócić uwagą, że współczynnik ma być rzetelnym źródłem informacji o energooszczędności danego okna, powinien być wyliczony dla okna o konkretnych wymiarach. Pamiętajmy także, że współczynnik Ug informujący o przenikalności cieplnej samego pakietu szybowego nie jest wystarczający do oceny tego parametru dla całego okna.
Na współczynnik przenikalności cieplnej okna mają wpływ niemal wszystkie elementy jego konstrukcji:
pakiety szybowe - najlepsze parametry mają te złożone z 3 lub 4 szyb, wyposażone dodatkowo w powłoki niskoemisyjne oraz ciepłe ramki dystansowe wykonane ze stali nierdzewnej lub tworzyw sztucznych. Komory międzyszybowe są standardowo wypełnione gazem szlachetnym – argonem, kryptonem lub ksenonem. Obecnie normą jest stosowanie w oknach pakietów szybowych o współczynniku Ug poniżej 1,1 W/(m2∙K), za energooszczędne natomiast uznaje się takie o wartości współczynnika na poziomie 0,5-0,6 W/(m2∙K),
profile okienne (ramy) - tu najbardziej istotna jest szerokość (im jest większa, tym posiada lepsze właściwości termoizolacyjne) oraz rodzaj wzmocnień (“cieplejsze” są te wykonane z tworzyw sztucznych). Lepszy współczynnik izolacyjności uzyskuje się także poprzez zastosowanie dodatkowego wypełnienia termoizolacyjnego. Materiał, z jakiego wykonane są profile nie ma tu dużego znaczenia, w zależności od zastosowanych rozwiązań okna drewniane i okna PCW (potocznie zwanymi PCV) mogą uzyskiwać podobne parametry izolacyjności cieplnej,
okucia - w oknach o wysokim stopniu energooszczędności, zaleca się stosowanie okuć w całości schowanych w suchej komorze pomiędzy skrzydłem a ramą okna. Brak zawiasów nawierzchniowych zapobiega powstawaniu mostków termicznych, zachowana jest także ciągłość uszczelki na całej jej długości.
montaż - najbardziej energooszczędnym sposobem montażu jest, wysunięcie okien z grubości ściany w warstwę ocieplenia budynku. W takim położeniu praktycznie nie występuje liniowy mostek termiczny wzdłuż obwodu ramy. W związku z tym, że taka metoda wymaga zastosowania specjalnych łączników i konsol podpierających dolną ościeżnicę, jest to jednocześnie sposób najbardziej kosztowny. Rozwiązaniem stanowiącym dobry kompromis pomiędzy wysoką izolacją termiczną i ceną, jest montaż z taśmami uszczelniającymi: paroszczelną od wewnątrz i paroprzepuszczalną od zewnątrz.
| Początek obowiązywania | Maksymalny współczynnik U dla okien, drzwi balkonowych i powierzchni szklancyh [W/(m2*K)] | Maksymalny wsółczynnik U dla okien dachowych [W/(m2*K)] | Maksymalny współczynnik U dla drzwi wejściowych [W/(m2*K)] |
| od stycznia 2017 | 1,1 | 1,3 | 1,5 |
| od stycznia 2021 | 0,9 | 1,1 | 1,3 |
Współczynnik przenikania ciepła dla okna małego i dużego
Współczynnik przenikania ciepła dla okien i drzwi Uw jest zwykle obliczany dla domyślnego rozmiaru okna 1,23m x 1,48m.
Ważne: W przypadku mniejszych rozmiarów okien osiągniemy gorszą wartość U. Duże okna osiągają lepsze wyniki dlatego, że duża powierzchnia szkła o dobrej izolacji termicznej osiaga lepszą wartość U, w stosunku do materiału ramy.