Ciepły montaż, czy to się opłaca?

Jaki montaż jest lepszy, ten „na piankę”, czy „ciepły” z zastosowaniem folii izolacyjnych od strony wewnętrznej i zewnętrznej? Czy „ciepły montaż” ma uzasadnienie ekonomiczne? Kiedy się zwróci? Takie pytania stawiają sobie zarówno inwestorzy, jak i sprzedawcy okien. O tym, który montaż jest lepszy już pisaliśmy. Kontynuując poszukiwania odpowiedzi na ważne montażowe pytania spróbujemy teraz ustalić, czy „ciepły montaż” jest opłacalny i kiedy mogą zwrócić się nakłady.

Co daje „ciepły montaż”?

Zanim przejdziemy do pieniędzy musimy przypomnieć czytelnikom artykuł z sierpnia 2014 roku pod tytułem „Co daje „ciepły montaż” okien PVC”. Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu badawczego pokazaliśmy jakie mogą być faktyczne różnice w szczelności połączenia okna z murem wypełnionego tylko pianką PU oraz połączenia wypełnionego pianką PU z dodatkową osłoną w postaci folii paroizolacyjnych i paroprzepuszczalnych.

Do badań przygotowaliśmy specjalne próbki z kształtowników i blach stalowych imitujące naturalne szczeliny dylatacyjne powstające na połączeniu okna z murem ościeży. Część z nich wypełniliśmy wyłącznie pianką PU, a część wypełniliśmy pianką PU i z obu stron zabezpieczyliśmy foliami izolacyjnymi. Głębokość szczelin odpowiadała głębokościom kształtowników ościeżnic okiennych i wynosiła 70 mm lub 90 mm.

Przygotowanie próbek do badań szczelności połączenia okna z murem

Przygotowanie próbek do badań szczelności połączenia okna z murem 

Przygotowanie próbek do badań szczelności połączenia okna z murem

Przygotowanie próbek do badań szczelności połączenia okna z murem 

Przygotowane próbki skierowaliśmy do laboratorium gdzie w komorze ciśnieniowej sprawdziliśmy szczelność powietrzną dla wykonanych połączeń. Poniżej, w tabeli nr 1 prezentujemy wyniki przepuszczalności całkowitej powietrza przez złącze.

Tabela nr 1

Porównanie szczelności całkowitej połączenia okna z ościeżem wypełnionego pianką PU oraz połączenia wypełnionego pianką PU izolowanego foliami dla złącza o szerokości 20mm oraz długości 4mb i głębokości 70mm lub 90mm
Wartości ciśnień (Pa) Przepuszczalność złącza 70 mm tylko pianka PU Przepuszczalność złącza 70 mm pianka PU + folie Przepuszczalność złącza 90 mm tylko pianka PU Przepuszczalność złącza 90 mm pianka PU + folie
Całkowita m3/h Całkowita m3/h Całkowita m3/h Całkowita m3/h
10 0 0 0 0
20 0,3 0 0,14 0
30 0,41 0 0,26 0
40 0,5 0 0,36 0
50 0,59 0< 0,42 0
100 0,88 0,34 0,68 0,14
150 1,11 0,37 0,85 0,22
200 1,66 0,40 0,99 0,28
250 1,91 0,41 1,1 0,34
300 2,17 0,54 1,34 0,38
450 2,57 0,71 2,05 0,56
600 2,94 0,8 2,43 0,77

Badanie przeprowadziliśmy dla 12 różnych wartości ciśnień próbnych, które odpowiadają zarówno pogodzie prawie bezwietrznej (10 Pa) jak i wiatrom o prędkości rzędu 112 km/h (600 Pa). Dla każdej z wartości ciśnień został odnotowany strumień powietrza w m3 przedostającego się w ciągu 1h przez złącze o łącznej długości 4 mb. Aby ułatwić czytelnikom własne analizy, co do finansowej opłacalności „ciepłego montażu” obliczyliśmy także wielkości strumieni powietrza przedostającego się przy danej wartości ciśnienia Pa przez 1 mb połączenia. Nie jest to skomplikowane, wystarczy wartości poszczególnych strumieni z tabeli nr 1 podzielić przez 4, czyli łączną długość złącza. Wyniki obliczeń prezentujemy w tabeli nr 2.

Tabela nr 2

Porównanie szczelności połączenia okna z ościeżem wypełnionego pianką PU oraz połączenia wypełnionego pianką PU izolowanego foliami dla złącza o szerokości 20mm oraz długości 1mb i głębokości 70mm lub 90mm
Wartości ciśnień (Pa) Przepuszczalność złącza 70 mm pianka PU Przepuszczalność złącza 70 mm pianka PU + folie Przepuszczalność złącza 90 mm pianka PU Przepuszczalność złącza 90 mm pianka PU + folie
W odniesieniu do 1 mb linii stykowej m3/mh W odniesieniu do 1 mb linii stykowej m3/mh W odniesieniu do 1 mb linii stykowej m3/mh W odniesieniu do 1 mb linii stykowej m3/mh
10 0 0 0 0
20 0,08 0 0,04 0
30 0,10 0 0,07 0
40 0,13 0 0,09 0
50 0,15 0 0,11 0
100 0,22 0,09 0,17 0,04
150 0,28 0,09 0,21 0,06
200 0,42 0,10 0,25 0,07
250 0,48 0,10 0,28 0,09
300 0,54 0,14 0,34 0,10
450 0,64 0,18 0,51 0,14
600 0,74 0,20 0,61 0,19
Średnia 0,31 m3 0,07 m3 0,22 m3 0,06 m3

W ostatnim wierszu tabeli nr 2 dokonujemy uśrednienia objętości strumienia powietrza przenikającego przez 1mb złącza. Wynika to z braku możliwości przewidywania ciśnienia parcia wiatru w każdym dniu roku albo trwającego wiele miesięcy sezonu grzewczego. Mimo uśrednień nadal doskonale widać, że złącze wypełnione pianką PU oraz obustronnie osłonięte foliami izolacyjnymi jest wielokrotnie bardziej szczelne i odporne na niekontrolowaną infiltrację powietrza od złącza wypełnionego wyłącznie pianką PU. Obie tabele potwierdzają również, że w praktyce budowlanej wręcz nie sposób wykonać połączenie okna z murem zapewniające pełną szczelność na przenikanie powietrza dla wszystkich powodowanych przez naturę wartości ciśnień parcia i ssania wiatru, ale to nie jest w tej chwili najważniejsze.

„Ciepły montaż” – założenia do obliczeń

W naszej ocenie „opłacalność ciepłego montażu” związana jest wyłącznie z okresem sezonu grzewczego i koniecznością ogrzania do przeciętnej temperatury pokojowej chłodniejszego lub wręcz zimnego powietrza infiltrującego w tym czasie przez złącze do wnętrza pomieszczeń. Co oczywiste, im mniejszy strumień powietrza infiltrującego przez szczeliny dylatacyjne złącz okiennych, tym mniejsze nakłady na jego ogrzanie do temperatury „pokojowej”. W tym sensie „opłacalność ciepłego montażu” wykazały już wcześniej przeprowadzone badania. Jednak znając dokładne i uśrednione wielkości strumieni powietrza możemy obliczyć faktyczną wielkość strat energii powodowanej różnicą w technice i technologii uszczelnienia złącz pomiędzy oknem, a murem. Aby tego dokonać, najpierw trzeba ustalić długość okresu, który przyjmiemy za „sezon grzewczy” oraz występujące w tym czasie różnice temperatur pomiędzy powietrzem zewnętrznym i wewnętrznym w pomieszczeniach.

Praktyka i doświadczenie wskazują, że większość z nas zaczyna „dogrzewać się” mnie więcej w połowie września, a kończy około połowy kwietnia. W tabeli nr 3 długość takiego „sezonu grzewczego” określamy w dniach i godzinach.

Tab. nr 3

Długość sezonu grzewczego dla wyliczeń opłacalności „ciepłego montażu”
  Od
15.IX
X XI XII I II III Do
15.IV
Ilość dni 16 31 30 31 31 28 31 15
Ilość godzin 384 744 720 744 744 672 744 360

W tabeli nr 4 przedstawiamy wartości temperatur, powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach i zewnętrznego w trakcie przyjętego „sezonu grzewczego” oraz różnicę pomiędzy wartościami tych temperatur. O tę różnicę będziemy musieli „podgrzać” zimne powietrze infiltrujące przez szczeliny dylatacyjne na połączeniu okien z murem ościeży, chcąc zachować odpowiadający nam komfort cieplny pomieszczeń. Aby nie być posądzonymi o manewrowanie danymi od razu zakładamy, że dalsze obliczenia przeprowadzimy dla warunków klimatycznych Wrocławia, czyli najcieplejszego miasta wojewódzkiego w Polsce. Tam wystąpią najmniejsze różnice temperatur, a co za tym idzie najmniejsze nakłady na ogrzanie infiltrującego powietrza.

Tab. nr 4

Średnie miesięczne temperatury powietrza w °C na podstawie wielolecia 1981 – 2010 oraz różnice temperatury powietrza zewnętrznego i wewnętrznego dla Wrocławia
  IX X XI XII I II III IV
Temperatura w pomieszczeniu 21 21 21 21 21 21 21 21
Średnia temperatura powietrza zewnętrznego dla Wrocławia 14,0 9,3 4,0 0,4 -0,7 0,3 4,0 9,0
Różnica temperatur 7,0 11,7 17,0 20,6 21,7 20,7 17,0 12

Zasadnicze obliczenia przeprowadzimy posiłkując się Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (Dz.U. nr 201 z dnia 13.11.2008, poz. 1240). Współczynnik strat ciepła dla wentylacji grawitacyjnej i mechanicznej wywiewnej można obliczyć posługując się następującym wzorem:

Hve = paca * ( V+Vinf[W/K]

gdzie:

paca - pojemność cieplna powietrza, 1200J/(m3K) lub 0,33Wh/(m3K)

V- obliczeniowy strumień powietrza wentylacyjnego (dla wentylacji naturalnej) lub strumień powietrza wywiewanego (dla wentylacji mechanicznej wywiewnej) wg PN-83/B-03430, m3/h Vinf- strumień powietrza infiltrującego przez nieszczelności

Dla naszych obliczeń, które dotyczą wyłącznie opłacalności „ciepłego montażu”, a więc strat powodowanych przez niekontrolowaną infiltrację przez złącze przyjmujemy, że obliczeniowy strumień powietrza wentylacyjnego V0 = 0 m3/h, a wartości średnie Vinf z tabeli nr 2 dla szczeliny 90 mm. W związku z tym współczynnik strat ciepła dla wentylacji będzie wyrażany wzorem:

Hve =paca * Vinf [W/K]

Do obliczenia strat ciepła posłużymy się następującym wzorem proponowanym przez przywołane wcześniej Rozporządzenie w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku:

Qve = Hve * (Θint,H - Θe) * tM * 10-3 [kWh/miesiąc] 

gdzie:

Hve współczynnik strat ciepła dla wentylacji grawitacyjnej

Θint,H - temperatura wewnętrzna dla okresu ogrzewania w budynku lub lokalu mieszkalnym przyjmowana zgodnie z wymaganiami zawartymi w przepisach techniczno-budowlanych, oC

Θe - średnia temperatura powietrza zewnętrznego w analizowanym okresie miesięcznym według danych dla najbliższej stacji meteorologicznej, oC

tM  - liczba godzin w miesiącu, h

Końcową wartość strat energii będziemy obliczać w oparciu o stawkę 0, 30 zł = średnia cena 1 kWh energii według aktualnej taryfy G12W.

„Ciepły montaż”, czy to się opłaca?

Dla przybliżenia czytelnikom opłacalności, (lub nieopłacalności), inwestycji w tak zwany „ciepły montaż” dokonamy szeregu obliczeń zgodnie z podanymi wyżej założeniami, a wyniki przedstawiać będziemy w kolejnych tabelach. Dwie pierwsze tabele nr 5 i 6 pozwolą zorientować się, co do wielkości strat ciepła z tytułu niekontrolowanej infiltracji przez 1 mb złącza o głębokości 90mm, uszczelnionego samą pianką PU oraz pianką PU z foliami zewnętrzną i wewnętrzną w pierwszym sezonie grzewczym po instalacji okien.

Tab. nr 5

Wielkość strat ciepła w pierwszym po instalacji okien sezonie grzewczym na skutek niekontrolowanej infiltracji powietrza przez 1 mb połączenia okna z ościeżem o głębokości 90 uszczelnionego wyłącznie pianką PU
    IX X XI XII I II III IV
paca Pojemność cieplna Wh/(m3K) 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33
Vinf Strumień powietrza (m3) 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22
Hve Współczynnik strat na wentylacji 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
Θint,H Temperatura w pomieszczeniach °C 21 21 21 21 21 21 21 21
Θe Temperatura zewnętrzna°C 14 9,3 4 0,4 -0,7 0,3 4 9
Θint Θe Różnica temperatur °C 7,0 11,7 17,0 20,6 21,7 20,7 17,0 12,0
tM Czas sezonu grzewczego (h) 384 744 720 744 744 672 744 360
  Miesięczne straty ciepła (kWh) 0,20 0,63 0,89 1,11 1,17 1,01 0,92 0,31
                 
Suma strat w sezonie (kWh) 6,24  
Cena energii taryfa G12W (zł) 0,30 zł
Wartość strat energii (zł) 1,87 zł

Tab. nr 6

Wielkość strat ciepła w pierwszym po instalacji okien sezonie grzewczym na skutek niekontrolowanej infiltracji powietrza przez 1 mb połączenia okna z ościeżem o głębokości 90 uszczelnionego pianką PU i zabezpieczonego dwustronnie foliami izolującymi
    IX X XI XII I II III IV
paca Pojemność cieplna Wh/(m3K) 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33
Vinf Strumień powietrza (m3) 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06
Hve Współczynnik strat na wentylacji 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
Θint,H Temperatura w pomieszczeniach °C 21 21 21 21 21 21 21 21
Θe Temperatura zewnętrzna°C 14 9,3 4 0,4 -0,7 0,3 4 9
Θint Θe Różnica temperatur °C 7,0 11,7 17,0 20,6 21,7 20,7 17,0 12,0
tM Czas sezonu grzewczego (h) 384 744 720 744 744 672 744 360
  Miesięczne straty ciepła (kWh) 0,05 0,17 0,24 0,30 0,32 0,28 0,25 0,09
                 
Suma strat w sezonie (kWh) 1,70  
Cena energii taryfa G12W (zł) 0,30 zł
Wartość strat energii (zł) 0,51 zł

Jeżeli wydaje się teraz, że końcowe kwoty w obu tabelach są śmiesznie niskie, a w związku z tym przyjęty sposób montażu i uszczelnienia połączenia okna z ościeżem nie ma w praktyce żadnego znaczenia finansowego dla inwestorów, to radzimy, by… jeszcze przez chwilę wstrzymać się z wnioskami. Mogą być nieco pochopne wobec faktu, że z wyliczeń wynika, iż „ciepły montaż” w porównaniu do montażu „na piankę” przynosi bardzo konkretne oszczędności i to nie liche, bo aż 367% mimo, że różnica wartości strat zamyka się na razie w kwocie 1,36 zł na 1mb obwodu okna w całym sezonie grzewczym. Sprawdźmy w kolejnym kroku, jak przy przyjętych założeniach wyglądać będą oszczędności z tytułu zastosowania zbadanej przez nas wersji „ciepłego montażu” w przeciętnym domu jednorodzinnym, w którym obwód okien wynosi +/- 70 mb. Wyniki przedstawiamy w tabelach nr 7 i 8.

Tab. nr 7

Wielkość strat ciepła w pierwszym po instalacji okien sezonie grzewczym na skutek niekontrolowanej infiltracji powietrza przez 70 mb połączenia okna z ościeżem o głębokości 90 uszczelnionego wyłącznie pianką PU
    IX X XI XII I II III IV
paca Pojemność cieplna Wh/(m3K) 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33
Vinf Strumień powietrza (m3) 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4
Hve Współczynnik strat na wentylacji 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08
Θint,H Temperatura w pomieszczeniach °C 21 21 21 21 21 21 21 21
Θe Temperatura zewnętrzna°C 14 9,3 4 0,4 -0,7 0,3 4 9
Θint Θe Różnica temperatur °C 7,0 11,7 17,0 20,6 21,7 20,7 17,0 12,0
tM Czas sezonu grzewczego (h) 384 744 720 744 744 672 744 360
  Miesięczne straty ciepła (kWh) 13,7 44,2 62,2 77,9 82,0 70,7 64,3 22,0
                 
Suma strat w sezonie (kWh) 436,96  
Cena energii taryfa G12W (zł) 0,30 zł
Wartość strat energii (zł) 131,09 zł

Tab. nr 8

Wielkość strat ciepła w pierwszym po instalacji okien sezonie grzewczym na skutek niekontrolowanej infiltracji powietrza przez 70 mb połączenia okna z ościeżem o głębokości 90 uszczelnionego pianką PU i zabezpieczonego dwustronnie foliami izolującymi
    IX X XI XII I II III IV
paca Pojemność cieplna Wh/(m3K) 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33
Vinf Strumień powietrza (m3) 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2
Hve Współczynnik strat na wentylacji 1,39 1,39 1,39 1,39 1,39 1,39 1,39 1,39
Θint,H Temperatura w pomieszczeniach °C 21 21 21 21 21 21 21 21
Θe Temperatura zewnętrzna°C 14 9,3 4 0,4 -0,7 0,3 4 9
Θint Θe Różnica temperatur °C 7,0 11,7 17,0 20,6 21,7 20,7 17,0 12,0
tM Czas sezonu grzewczego (h) 384 744 720 744 744 672 744 360
  Miesięczne straty ciepła (kWh) 3,7 12,1 17,0 21,2 22,4 19,3 17,5 6,0
                 
Suma strat w sezonie (kWh) 119,17  
Cena energii taryfa G12W (zł) 0,30 zł
Wartość strat energii (zł) 35,75 zł

W przypadku obliczeń wielkości i wartości strat energii dla różnych sposobów uszczelnień okien w całym domu jednorodzinnym bądź mieszkaniu różnice finansowe zaczynają nabierać kształtu. Co prawda „ciepły montaż” przynosi inwestorom w pierwszym sezonie grzewczym „zaledwie” 95,34,- zł oszczędności przy obwodzie okien 70 mb, ale czy można ot tak, bez refleksji nie schylić się po stówkę? Żeby zarobić tyle w rok na oprocentowanym koncie bankowym trzeba wpierw ulokować tam ponad 3.000,- złotych, a to nie koniec argumentów, które trzeba brać pod uwagę oceniając ekonomiczną opłacalność lub nieopłacalność „ciepłego montażu”.

Mówiąc o opłacalności któregokolwiek ze sposobów montażu, poza wymiarem czysto ekonomicznym, konieczne jest także odwołanie się do trzeźwej oceny faktów, a w szczególności przeciętnego stanu ościeży i uszczelnienia w chwili instalacji okien oraz wszelkich zjawisk wpływających na ten stan w całym okresie użytkowania. Zwracamy uwagę, że całe dotychczasowe ustalenia i obliczenia opierają się o badanie przepuszczalności powietrznej niemal idealnego połączenia okna z ościeżem. Szczeliny w badanych próbkach były gładkie i proste w stopniu, który jest trudny albo wręcz niemożliwy do odtworzenia na placu budowy, gdzie normą są krzywizny oraz poszczerbione i niewyrównane podłoża. Porównajcie widok ze zdjęć nr 3 i nr 4 ze zdjęciami badanych próbek. To taka widoczna różnica pomiędzy skrzeczącą rzeczywistością, a zbadanym stanem „idealnym”.

Ościeże niezdatne do montażu okien

 Zdj.3 Ościeże niezdatne do montażu okien

Ościeże niezdatne do montażu okien

 Zdj.4 Ościeże niezdatne do montażu okien

 

Mając na uwadze budowlane realia oraz nieustanne odziaływanie na uszczelnione złącza okienne obciążeń pochodzących zarówno z eksploatacji okna, jak i od zewnętrznych warunków atmosferycznych oraz klimatu wewnętrznego pomieszczeń, każde uszczelnienie niezależnie od tego z jaką starannością wykonane ulega stopniowej, ale nieuchronnej degradacji, co obniża jego szczelność prowadząc do wzrostu niekontrolowanej infiltracji. Z tej przyczyny najdłuższy okres gwarancji na materiały i system uszczelnień z jakim spotkaliśmy się na rynku wynosił 10 lat. Sprawdźmy zatem i porównajmy przy okazji, jak może zmienić się wielkość strat energii dla obiektu z oknami o obwodzie +/- 70 mb, jeżeli przyjmiemy jednocześnie, że jej cena rośnie, co sezon o 3%, a szczelność połączenia okna z murem poddawanego ciągłym obciążeniom eksploatacyjnym oraz pogodowym również jest zmienna i dla połączenia wykonanego wyłącznie „na piankę” strumień powietrza infiltrującego przez połączenie rośnie, co rok o 10%, a dla połączenia w systemie „ciepłego montażu” z foliami o 5%. Odpowiednie zbiorcze wyliczenia przedstawiamy w tabeli nr 9.

Tab. nr 9

Nr sezonu Montaż „na piankę” - łączna długość połączeń okna z ościeżem 70 mb   „Ciepły montaż” - łączna długość połączeń okna z ościeżem 70 mb
Sezonowa wielkość strat energii (kWh) Cena 1 kWh Energii Sezonowa wartość strat energii (zł)   Sezonowa wielkość strat energii (kWh) Cena 1 kWh Energii Sezonowa wartość strat energii (zł)
1. 436,96 0,30 zł 131,09 zł   119,17 0,30 zł 35,75 zł
2. 480,66 0,31 zł 149,00 zł   125,13 0,31 zł 38,79 zł
3. 528,72 0,32 zł 169,19 zł   131,39 0,32 zł 42,04 zł
4. 581,6 0,33 zł 191,93 zł   137,96 0,33 zł 45,53 zł
5. 639,76 0,34 zł 217,52 zł   144,85 0,34 zł 49,25 zł
6. 703,73 0,35 zł 246,31 zł   152,1 0,35 zł 53,24 zł
7. 774,11 0,36 zł 278,68 zł   159,7 0,36 zł 57,49 zł
8. 851,52 0,37 zł 315,06 zł   167,69 0,37 zł 62,05 zł
9. 936,67 0,38 zł 355,93 zł   176,07 0,38 zł 66,91 zł
10. 1030,33 0,39 zł 401,83 zł   184,87 0,39 zł 72,10 zł
Razem 6964,06 kWh   2 456,54 zł   1498,93 kWh   523,14 zł

Tym razem nie mówimy już o oszczędnościach rzędu stu złotych, a nawet tysiąca. Okazuje się, że oszczędności z tytułu ograniczenia infiltracji powietrza przez złącza dzięki zastosowaniu „ciepłego montażu” rozłożone w czasie równym okresowi najdłuższej gwarancji na materiały uszczelniające mogą wynieść prawie dwa tysiące, a nawet więcej, jeżeli weźmiemy pod uwagę inne strefy klimatyczne Polski niż ta właściwa dla Wrocławia. W tym miejscu kończy się już nasza rola poradnika i podpowiednika okiennego. Dalej sami inwestorzy i sprzedawcy muszą porównać ceny montażu „na piankę” i tego „ciepłego”, odnieść do przewidywanej ilości metrów bieżących instalowanych okien, a potem stwierdzić, co się opłaca i kiedy zwróci.

Źródło: OKNOTEST.PL