Ciepły montaż, czy to się opłaca?

Tabela nr 1

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

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

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

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:

H_ve = p_ac_a * ( V₀ +V_inf ) [W/K]

gdzie:

p_ac_a – pojemność cieplna powietrza, 1200J/(m³K) lub 0,33Wh/(m³K)

V₀ – obliczeniowy strumień powietrza wentylacyjnego (dla wentylacji naturalnej) lub strumień powietrza wywiewanego (dla wentylacji mechanicznej wywiewnej) wg PN-83/B-03430, m³/h V_inf– 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 V_inf z tabeli nr 2 dla szczeliny 90 mm. W związku z tym współczynnik strat ciepła dla wentylacji będzie wyrażany wzorem:

H_ve =p_ac_a * V_inf [W/K]

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

Q_ve = H_ve * (Θ_int,H – Θ_e) * t_M * 10^-3 [kWh/miesiąc] 

gdzie:

H_ve – współczynnik strat ciepła dla wentylacji grawitacyjnej

Θ_int,_H – temperatura wewnętrzna dla okresu ogrzewania w budynku lub lokalu mieszkalnym przyjmowana zgodnie z wymaganiami zawartymi w przepisach techniczno-budowlanych, ^oC

Θ_e – średnia temperatura powietrza zewnętrznego w analizowanym okresie miesięcznym według danych dla najbliższej stacji meteorologicznej, ^oC

t_M  – 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

Tab. nr 6

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

Tab. nr 8

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”.