Okna - przewodnik po profilach

Elementy okna

Warunki, którym powinny odpowiadać okna:

• dostateczna izolacyjność cieplna; współczynnik przenikania ciepła U dla okien w pomieszczeniach o temperaturze 20°C nie może przekroczyć: 2,6 W/(m²K) dla I, II, III strefy klimatycznej (które obejmują większość obszaru Polski) i 2,0 dla IV i V strefy klimatycznej,
• zdolność do tłumienia dźwięków z otoczenia; izolacyjność akustyczna okien (i innych przegród) definiowana jest przez wskaźnik izolacyjności akustycznej Rw określany w jednostkach dB (decybele). Wartość ta powinna być tym większa, im większy jest poziom dźwięku na zewnątrz budynku w ciągu dnia (inna dla poszczególnych pomieszczeń w budynku). I tak przykładowo:
  • na zewnątrz: 61-65 dB => wartość Rw dla okien: 35 (pokoje), 30 (kuchnie),
  • na zewnątrz: 71-75 dB => wartość Rw dla okien: 40 (pokoje), 35 (kuchnie).
  Powyższe wymagania określone są dla "hałasu" dochodzącego z typowej ulicy. Na izolacyjność akustyczną okien w głównej mierze ma wpływ: grubość przeszklenia (im cięższy zestaw tym lepsza izolacyjność), rodzaj użytego gazu (lepsza izolacyjność akustyczna z gazem SF, ale gorsza izolacyjność cieplna - optymalne rozwiązanie to mieszanina SF6 i argonu w proporcjach 2:8).
  
  Istotna jest również szerokość pustki powietrznej, ale spełnia swoje zadanie dopiero powyżej 100 mm, czyli w oknach skrzynkowych, a nie w nowoczesnych oknach z szybami zespolonymi. Rozszczelnianie okien, chociaż poprawia mikroklimat w pomieszczeniu, zmniejsza izolacyjność akustyczną.
  
  Bardziej korzystnym rozwiązaniem jest montaż nawiewników tzw. akustycznych, które zapewnią odpowiednią wentylację pomieszczenia i jednocześnie izolacyjność akustyczną. Okna z dodatkowym uszczelnieniem (np. z uszczelką środkową) również charakteryzują się izolacyjnością akustyczną lepszą o kilka dB.
• szczelność ze względu na przenikanie powietrza przez szczeliny zamkniętych okien; współczynnik infiltracji powietrza przez okna powinien być zawarty między 0,5 i 1 (średnio 0,8) m³/m h daPa2/3,
• szczelność ze względu na przenikanie wody opadowej do wnętrza pomieszczeń; wymaga się, aby przy określonej różnicy ciśnienia powietrza na zewnątrz i wewnątrz podczas opadów nie następowały przecieki,
• odporność na działanie wiatru; wymagana ze względu na bezpieczeństwo użytkowników,
• sztywność i wytrzymałość; okno nie może zostać zniszczone na przykład w wyniku przypadkowego oparcia się człowieka na otwartym skrzydle lub przy próbie otwierania zablokowanego skrzydła "na siłę",
• dobra przepuszczalność światła,
• ochrona przed włamaniem; blisko połowa włamań następuje przez okno lub drzwi balkonowe; główną rolą zabezpieczenia jest w tym przypadku wydłużenie czasu potrzebnego włamywaczowi na dostanie się do środka budynku.

Ze względu na konstrukcję skrzydeł okna dzielimy na:

• krosnowe - o pojedynczej warstwie skrzydeł otwieranych na zewnątrz lub (najczęściej) do wewnątrz,
• ościeżnicowe - o podwójnych skrzydłach: wewnętrzne otwierają się do wewnątrz, a zewnętrzne - na zewnątrz,
• skrzynkowe - o podwójnych skrzydłach, z których oba (wewnętrzne i zewnętrzne) otwierają się do wewnątrz,
• zespolone - o skrzydłach trwale połączonych (skrzydło zewnętrzne jest zawieszone na wewnętrznym, z którym jest zespolone śrubami) i otwierających się razem,
• jednoramowe - każde skrzydło składa się z pojedynczej ramy oszklonej szybami zespolonymi. Obecnie na rynku oferowane są głównie okna zespolone i jednoramowe.

Zależnie od kierunku i sposobu otwierania skrzydeł okna dzielimy na:

• rozwieralne - o skrzydłach otwierających się przez obrót wokół osi przechodzących przez zawiasy; mogą być jedno- lub dwuskrzydłowe,
• rozwieralno-uchylne - otwierające się przez rozwieranie lub uchylanie (sposób otwierania jest ustalany przez zmianę położenia klamki),
• obrotowe - otwierające się przez obrót skrzydła wokół osi pionowej; oś obrotu znajduje się pośrodku skrzydła lub nieco wyżej (zaletą drugiego rozwiązania jest to, że otwarte okno nie wystaje do wewnątrz pomieszczenia),
• uchylno-obrotowe, o podwójnym systemie otwierania; można je otwierać (uchylać) od góry, a dodatkowo istnieje możliwość uniesienia dolnej krawędzi i obrót wokół krawędzi górnej,
• uchylne - uchylające się od góry (przez obrót skrzydła wokół poziomej osi przechodzącej przez dolną krawędź),
• uchylno-przesuwne - umożliwiające podniesienie skrzydła i przesunięcie go w bok,
• przesuwne - otwierające się przez przesuwanie skrzydeł w poziomie lub w pionie,
• nieotwieralne - pełnią tylko rolę świetlików doprowadzających światło do pomieszczenia.

Zależnie od liczby skrzydeł okna dzielimy na:

• jednodzielne - o jednym skrzydle w poziomie,
• wielodzielne - o dwóch lub większej liczbie skrzydeł w poziomie,
• jednorzędowe - jedno skrzydło lub jeden rząd skrzydeł w pionie,
• wielorzędowe - dwa lub więcej rzędów skrzydeł w pionie.

Zależnie od materiału skrzydeł i ościeżnic okna dzielimy na:

drewniane, z PVC, z kompozytu poliestrowo-szklanego, aluminiowe.

Okna drewniane

Okna drewniane wykonuje się najczęściej z drewna sosnowego lub świerkowego, rzadziej dębowego, mahoniowego lub innych gatunków drewna egzotycznego. Mahoń nadaje się bardzo dobrze na ramy okienne i ościeżnice ze względu na twardość i odporność na odkształcenia, ale jego wadą jest wysoka cena. Najbardziej popularne drewno sosnowe powinno być najwyższego gatunku, o regularnym przebiegu słojów, bez sęków i wypełnień (warto zwrócić uwagę, czy sposób pomalowania profilu umożliwia obejrzenie rysunku drewna; wady materiału są często ukryte pod grubą warstwą farby).

Stosuje się drewno lite lub klejone. Ramy z drewna klejonego są w większym stopniu zabezpieczone przed wypaczeniem. Profile powinny być klejone podłużnie; mają wówczas mniejszą tendencję do wypaczania. Okna drewniane mają różne kształty: prostokątne, okrągłe, trójkątne, trapezowe. Ramy najczęściej są w kolorze naturalnego drewna (pokryte lakierem transparentnym) lub białe, brązowe (malowane farbami kryjącymi).

Inne kolory dostępne są na zamówienie. Produkowane są również okna drewniano-aluminiowe, w których zewnętrzną część profili stanowi kształtownik aluminiowy. Dzięki temu część okna najbardziej narażona na niekorzystne warunki atmosferyczne zabezpieczona jest trwałym, nie wymagającym konserwacji materiałem.

Okna z PVC

Okno z PVC
1. stalowe wzmocnienie ramy, 2. rama, 3. uszczelki przylgowe, 4. skrzydło (profil o przekroju komorowym), 5. stalowe wzmocnienie skrzydła, 6. ramka dystansowa, 7. szyba zespolona jednokomorowo, 8. uszczelka przyszybowa

Mają ramy (ramiaki i i ościeżnice) z profili wykonanych z wysokoudarowego polichlorku winylu. Przekrój profili jest najczęściej trzy- lub czterokomorowy, komory pełnią różne funkcje: izolacji termicznej, akustycznej, odwadniania, usztywnienia. Sztywność profili z PVC jest znacznie mniejsza od sztywności ram drewnianych, dlatego muszą być dodatkowo wzmacniane wkładanymi do środka kształtownikami stalowymi. Kształtowniki muszą być zabezpieczone antykorozyjnie (najczęściej stosuje się blachę ocynkowaną).

Niedostatecznie usztywnione profile mogą się w trakcie eksploatacji odkształcać (np. pod wpływem temperatury - dotyczy to szczególnie profili o ciemnych barwach) i powodować trudności przy otwieraniu i zamykaniu okien. Okna z PVC mają najczęściej kolor biały. Profile kolorowe otrzymuje się metodą barwienia w masie lub wprasowywania na gorąco w biały profil (tylko po stronie zewnętrznej) specjalnych folii barwnych. Oferowane są najczęściej kolory imitujące różne gatunki drewna: mahoń, ciemny dąb, jasny dąb, palisander, ale również: czerwone, zielone, niebieskie, żółte itp.

Ze względu na niewielką sztywność okna z PVC nie powinny mieć zbyt dużych wymiarów. Najlepiej, aby skrzydła otwierane miały szerokość nie większą niż 0,90 m, a skrzydła nie otwierane - 1,5 m. Okna z PVC powinny być szczególnie starannie montowane. Odpowiednie mocowanie oraz ograniczenie wymiarów okien zapobiega ich nadmiernym deformacjom.

Okna z kompozytu poliestrowo-szklanego

Mają ramy i ościeżnice z profili wykonanych z kompozytu poliestrowo-szklanego (tzw. fiberglass - składający się z żywicy poliestrowej, która stanowi około 30-40% i włókien szklanych - 60-70%). Profile okienne z tego materiału charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną, dzięki czemu nie wymagają dodatkowego usztywnienia profilami stalowymi i mogą mieć mniejszy przekrój niż profile z PVC. Mają dobrą izolacyjność cieplną i małą wydłużalność termiczną (zbliżoną do wydłużalności szkła).

Są odporne na wpływy atmosferyczne, kwasoodporne oraz mogą być podczas użytkowania dowolnie malowane i przemalowywane. Mogą mieć różne kształty i wymiary, nie ma zastosowania pojęcie "standardu". W domach jednorodzinnych okna z kompozytu są stosowane dość rzadko, bo ich wyjątkowe zalety trzeba okupić wyższą cenną.

Okna z aluminium

Mają ramy i ościeżnice z profili wykonanych z aluminium. Profile aluminiowe składają się z zamkniętych komór powietrznych. Najczęściej stosuje się profile trójkomorowe. Podstawowe typy profili aluminiowych:

• profil wykonany w całości z aluminium (z jednego wielokomorowego przekroju), tak zwany zimny, o bardzo niskim współczynniku izolacyjności cieplnej; nadaje się do stosowania tylko w przegrodach wewnątrz budynku, takich jak ścianki działowe, drzwi wewnętrzne,
• profil z wkładem z tworzywa sztucznego (dwa profile aluminiowe połączone przekładką z poliuretanu lub poliamidu, która wraz z fragmentami sąsiadujących profili tworzy trzecią komorę), o trochę lepszej izolacyjności cieplnej, może być stosowany również w przegrodach zewnętrznych.

W budownictwie mieszkaniowym profile aluminiowe stosuje się przede wszystkim w oszklonych przybudówkach (werandy, ogrody zimowe, oranżerie) lub innych konstrukcjach przestrzennych.

Okna połaciowe i wyłazy dachowe

Okna połaciowe są najczęściej drewniane (z drewna sosnowego lub świerkowego), sporadycznie - z tworzywa sztucznego. Ościeżnice i skrzydła wykonywane są z drewna klejonego warstwowo, fabrycznie impregnowanego. Od strony zewnętrznej okna są zwykle zabezpieczone okładziną z blachy aluminiowej lub miedzianej, odporną na działanie promieniowania UV.

Okna najczęściej są wyposażone w nowoczesne okucia obwiedniowe, łączące skrzydło z ościeżnicą, umożliwiające ryglowanie skrzydła w ościeżnicy na całym obwodzie (w kilku punktach). Najczęściej spotykane są tzw. okna klapowo-obrotowe ze skrzydłem obracającym się w połowie lub w 1/3 do 2/3 swej wysokości. Skrzydło zamocowane jest do specjalnych prowadnic, a niesymetrycznie umieszczone mocowanie znacznie ułatwia obsługę okna.

Rozwiązanie to jest coraz częściej stosowane przez producentów okien dachowych. Pozostałe typy okien dachowych to: okna klapowe (skrzydło mocowane do górnej krawędzi ramy), przesuwne (otwierane w lewo lub prawo - równolegle do połaci), balkon dachowy (wysuwana dolna rama pełniąca funkcję balustrady) i wyłaz dachowy. Okna połaciowe mogą być montowane w dachach o różnych kątach pochylenia połaci i różnych typach pokrycia dachowego; trzeba tylko zastosować odpowiedni kołnierz uszczelniający dostosowany do rodzaju pokrycia.

Występuje on w dwóch wersjach: do pokryć falistych (blacha falista, płyty faliste) oraz płaskich (blacha płaska, papa, łupek). Producenci oferują na ogół okna w naturalnym kolorze drewna, na zamówienie malowane na inne kolory. Również blachy zabezpieczające mogą być kolorowe. Nie zawsze możliwe jest wykonanie okna o nietypowych wymiarach (na ogół tylko przy większych zamówieniach).

Szyby

Budowa szyby

Okna mogą być szklone szybami pojedynczymi lub zespolonymi. W nowych oknach stosuje się standardowo szyby zespolone. Szyba zespolona składa się z dwóch lub trzech szyb pojedynczych, oddzielonych komorami powietrznymi wypełnionymi suchym powietrzem albo gazem szlachetnym (argonem, kryptonem lub ksenonem); taka szyba dobrze izoluje cieplnie, ale tylko pod warunkiem całkowitej szczelności wzdłuż krawędzi (w przeciwnym wypadku gaz z czasem ulatnia się i właściwości cieplne okna pogarszają się).

Szyby są na obwodzie połączone ramkami dystansowymi (z twardej pianki poliuretanowej, kompozytu poliestrowo-szklanego, aluminium), utrzymującymi je w stałej odległości. Grubość szyb wynosi 4 lub 3 mm, szerokość szczeliny powietrznej - 6, 8, 12, 14, 16, 18 mm. Współczynnik przenikania ciepła U okna zależy w głównej mierze od parametrów przeszklenia, gdyż stanowi ono większą część powierzchni okna. Producenci deklarując współczynnik U=1,1 (obecnie standard) w rzeczywistości informują kupującego o przeszkleniu, gdyż profil okienny ma tą wielkość na poziomie 1,2-1,6.

O izolacyjności termicznej zestawu szybowego decydują następujące czynniki:

• rodzaj przeszklenia i rodzaj naniesionej powłoki - napylenie tafli szkła powłoką niskoemisyjną (w próżni) ogranicza straty ciepła przez promieniowanie - odbija określoną długość fali promieniowania podczerwonego (niosącą ze sobą największą energię cieplną) z powrotem do pomieszczenia; szybę z powłoką nazywa się thermofloat i oznacza w zestawie jako T; rozwiązaniem, które przyszło z USA, jest rozciągnięcie w przestrzeni międzyszybowej specjalnej membrany przezroczystej (nie ograniczającej widoczności) obustronnie napylonej powłoką niskoemisyjną; można w ten sposób zachować masę okna jednokomorowego, przy uzyskaniu izolacyjności zestawu dwukomorowego; wypełnienie tak wydzielonych przestrzeni argonem prowadzi do uzyskania współczynnika U=0,9 lub 0,7; produkt ten nazywany jest HEAT MIRROR; koszty są jednak większe niż w przypadku zastosowania zestawu 4/16A/4T,
• rodzaj gazu, który wypełnia przestrzeń między taflami (przeważnie jest to powietrze lub argon, a raczej rzadko krypton i ksenon z uwagi na wysokie koszty rozwiązania) - wprowadzenie gazu ogranicza straty ciepła na drodze konwekcji i przewodzenia,
• przestrzeni między taflami (przeważnie jest to 12 lub 16 mm) i liczba komór w zestawie. Różnica kilku milimetrów szerokości przestrzeni wypełnionej powietrzem nie ma znaczenia dla zmiany parametrów izolacyjnych przegrody, dlatego też powietrze zastępuje się najczęściej argonem.

4/16/4 zamiennie 4+4/16 - zestaw składający się z dwóch szyb gr. 4 mm każda, przedzielonych pustką powietrzną 16 mm. Oznaczenie 4/16A/4T - szyba od strony pomieszczenia jest thermofloat (z naniesioną powłoką niskoemisyjną), a przestrzeń między szybami wypełnia argon.

Szyby termofloat można zastąpić szybami ograniczającymi nasłonecznienie pomieszczenia, zapewniającymi ochronę przed włamaniem lub łączyć te funkcje komponując odpowiednio zestaw szyb (więcej informacji w dziale Szkło budowlane).

Świetliki dachowe

Świetliki dachowe służą do oświetlania światłem dziennym pomieszczeń usytuowanych pod dachem. Świetliki otwierane mogą być też wykorzystane do wentylacji grawitacyjnej. Składają się z podstawy, konstrukcji nośnej pod wypełnienie oraz wypełnienia.

Podstawa i konstrukcja nośna wykonane są z kształtowników aluminiowych (naturalnych, anodowanych, malowanych) lub stalowych (nierdzewnych, ocynkowanych lub lakierowanych proszkowo), PVC albo poliestru zbrojonego włóknem szklanym.

Wypełnienie stanowią płyty z poliwęglanu (lite, jedno- , dwu-, trój- albo czterokomorowe, faliste, trapezowe), płyty akrylowe lub poliestrowe zbrojone włóknem szklanym (jedna albo dwie powłoki). Płyty są przezroczyste bezbarwne, mleczne, przydymione albo kolorowe: brązowe, zielone, niebieskie, grafitowe. Przepuszczalność światła dla płyt bezbarwnych wynosi 75-83%, dla płyt kolorowych jest mniejsza (25-50%).

Świetliki dzielimy na:

• liniowe modułowe (pasma świetlne) - biegnące wzdłuż dachu; składają się z powtarzalnych elementów o przekroju najczęściej łukowym lub trójkątnym,
• punktowe-piramidowe albo kopułkowe ustawione na podstawie kwadratowej, prostokątnej, wielokątnej, kołowej.

Świetliki mają podstawę profilowaną, z kołnierzem przystosowanym do różnych typów pokrycia dachowego. Dostępne są świetliki o podstawach prostych (do dachów płaskich) i skośnych (do dachów pochyłych). W skład wyposażenia wchodzą odpowiednie uszczelki. Jako wyposażenie dodatkowe oferowane są mechanizmy pneumatycznego lub elektrycznego otwierania.