Czytaj także -

Aktualne wydanie

2022 08 okladka1

Świat Szkła 8/2022

User Menu

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

 ET-Swiat-Szkla-PL-160x600-004

 

 banner konferencja 2022 11

 wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019e

 

 

Montaż okien w kontekście aktualnych norm DIN 4108 dodatek 2 i DIN 4109
Data dodania: 25.03.22

Optymalizacja, w zakresie izolacji termicznej i akustycznej, połączenia ramy okna z budynkiem oraz ocena zgodności z normami DIN 4108 dodatek 2 i DIN 4109

 

W budynkach energooszczędnych ściany i inne elementy charakteryzują się wysokim standardem energetycznym, natomiast połączenie ramy okiennej z konstrukcją budynku wciąż pozostaje słabym punktem.

 

Dlatego tak ważnym zadaniem jest rzetelne zaprojektowanie technologii/metody montażu danego okna.

 

Dotyczy to w szczególności modernizacji energetycznej istniejących budynków, bez której nie byłoby możliwe osiągnięcie celów klimatycznych wyznaczonych w Paryżu.

 

W związku z powyższym instrukcja montażu okien została gruntownie zrewidowana i dostosowana do zmian w normach DIN 4108 (izolacja cieplna i oszczędność energii w budynkach), DIN 4109 (izolacja akustyczna w budynkach), DIN 18542 (taśmy uszczelniające spoiny) oraz DIN 18531/18533 (hydroizolacja budynków).

 

Nowa Ustawa o Energetyce Budowlanej (GEG) nie zaostrzyła bezpośrednio wymagań dotyczących zewnętrznych przegród budynku, ale odniesienie do zaktualizowanego Suplementu 2 do normy DIN 4108 powoduje pewne zmiany w ocenie i obliczeniach połączeń ramy okiennej z konstrukcją budynku.

 

 

 2022 03 04 1

Rys. 1. Nowe wytyczne do montażu okien – Stowarzyszenia Jakości RAL dla Okien, Fasad i Drzwi oraz ift Rosenheim – w nowoczesnym układzie, uwzględniające zaktualizowany stan techniki i zawierające wiele nowych praktycznych wskazówek (zamówienie www.ift-rosenheim.de/shop  lub www.window.de )

 


1 Ocena mostków termicznych za pomocą współczynników – Ψ (Psi) i fRsi
Mostki termiczne to miejscowe, punktowe, liniowe lub powierzchniowe słabe punkty termiczne w zewnętrznych przegrodach budynku. Powodują one zwiększone straty ciepła i niższe temperatury powierzchni po stronie pomieszczenia ze względu na zwiększone odprowadzanie ciepła.

 

W bilansie energetycznym budynku należy zawsze brać pod uwagę wpływ mostków termicznych.

 

 

 2022 03 04 2

Rys. 2. Przykład 226 i 227 z suplementu 2 do normy DIN 4108, pozycja montażu okna w ocieplonej ścianie zewnętrznej z ETICS, kategoria „A” i „B” (rysunek 4.9 z [1])

(kliknij na tabelę aby ją powiększyć)

 

Różne opcje zostały opisane w normach DIN V 4108-6 i DIN V 18599-2. Straty ciepła przez mostki termicznych można uwzględniać za pomocą dodatków/narzutów ryczałtowych (dodatek na mostek cieplny ΔUWB) lub szczegółowo za pomocą wyznaczonych/ obliczonych współczynników Ψ w przypadku liniowych mostków termicznych, takich jak połączenia ramy okiennej z konstrukcją budynku:

 

a) Bez weryfikacji jako ryczałtowy naddatek na mostki termiczne o wartości ΔUWB = 0,10 W/(m²K) na współczynnik przenikania ciepła U całej powierzchni przegrody zewnętrznej przenoszącej/przepuszczającej ciepło.

 

b) Przy projektowaniu zgodnie z informacjami podanymi w normie DIN 4108, Suplement 2: 06- 2019 naddatek ΔUWB = 0,05 W/(m²K), jeśli spełnione są wszystkie właściwości i kryteria dla kategorii „A”. W przypadku połączeń drzwi balkonowych od podłogi do sufitu należy również przestrzegać objaśnień podanych w punkcie 5.3 w Dodatku 2.

 

c) Przy projektowaniu zgodnie z informacjami podanymi w normie DIN 4108, Suplement 2: 06-2019 naddatek ΔUWB = 0,03 W/(m²K), jeśli spełnione są wszystkie właściwości i kryteria dla kategorii „B”.

 

d) Szczegółowa weryfikacja mostków termicznych, zgodnie z normą EN ISO 10211, której wynikiem może być wartość ΔUWB ≤ 0,02 W/(m²K) przy zoptymalizowanych elementach mostków termicznych dla konstrukcji masywnych, tj. 80% mniej niż w przypadku metody ryczałtowej według a).

 

e) Kombinacja b) lub c) i d) zgodnie z DIN V 18599-2, jeżeli w Suplemencie 2 nie podano przykładu dla jednego lub więcej szczegółów dotyczących projektowania lub jeżeli nie można ustalić zgodności.

 

Od 2019 r. rozróżnia się kategorię „A” (odpowiada połączeniom według starej normy DIN 4108, Suplement 2) i kategorię „B” dla naddatku na mostki termiczne ΔUWB, który należy stosować zgodnie z DIN V 18599-2. Kategorie te opisują dwa różne poziomy energetyczne, przy czym kategoria „B” jest klasyfikowana jako wyższej jakości.

 


Należy również spełnić wymagania dotyczące minimalnej izolacji cieplnej zgodnie z normą DIN 4108-2, aby zapobiec kondensacji pary wodnej i tworzenia się pleśni:

 

a) W przypadku sprawdzenia równoważności z normą DIN 4108, Suplement 2, nie są wymagane dalsze dowody.

 

b) W przypadku sytuacji montażowych odbiegających od powyższego należy przedstawić dowód, korzystając z katalogów mostków termicznych lub obliczając wskaźnik temperaturowy i sprawdzając czy fRsi ≥ 0,7.

 

Wszystkie tabele w instrukcji montażu zostały zatem zaktualizowane zgodnie z obowiązującymi normami i dzięki temu mogą być wykorzystywane do szybkiej oceny danego przypadku. Nowością są tabele do określania wartości Ψ, a także możliwość oceny różnych parametrów, na przykład projektowania zewnetrznego docieplenia lub izolacji termicznej murowanych ścian dwuwarstwowych.

 

Korzystając z przykładowych danych i tabel, doradcy energetyczni, producenci okien i monterzy mogą szybko określić niezbędne parametry.

 

 2022 03 04 3

Rys. 3. Wszystkie tabele do określania wartości współczynnika Ψ i fRsi (katalog mostków termicznych) zostały przeliczone i poprawione zgodnie z obowiązującymi normami. (przykładowa tabela 4.5 z [1])

(kliknij na tabelę aby ją powiększyć) 

 

 


2 Optymalizacja termiczna przy wymianie okien
W przypadku renowacji starych budynków często nie angażuje się projektanta i oczekuje się, że konsultant ds. energii w budynku, producent okien lub firma montażowa zaplanują prace budowlane, które będę uwzględniać następujące elementy:

- Konieczność ponownej oceny równowagi korzystając z reguł fizyki budowli, ponieważ nowe okna zapewniają wiekszą szczelność na przenikanie powietrza i zwiększają temperaturę powierzchni elementów budynku.

- Rozpoznanie i optymalizacja krytycznych mostków termicznych poprzez docieplenie ościeży, jeśli współczynnik U ściany zewnętrznej wynosi UAW > 1,0 W/(m²K).

- Planowanie ewentualnych zmian elementów konstrukcyjnych (parapety, ościeża, okiennice/rolety), z uwzględnieniem wskazań związanych z ochroną zabytków, nakładu pracy/kosztów, unikania zabrudzeń itp.

- Organizacja użytkowania i dostępność podczas fazy budowy (dodatkowe środki ochronne).

- W przypadku wymiany więcej niż 1/3 okien w budynku należy opracować koncepcję wentylacji zgodnie z normą DIN 1946-6. Jeśli wymieniane jest 10% powierzchni okna, wymagane jest sprawdzenie ochrony przed upałem w lecie oraz – w razie potrzeby – zamontowanie dodatkowych elementów osłony przeciwsłonecznej.

 

 2022 03 04 4

Rys. 4. Typowe sytuacje podczas wymiany okien w istniejących budynkach (rysunek 2.5 z [1])
(a) Wymianę okien przeprowadza się w połączeniu z całościową (energetyczną) renowacją przegród zewnętrznych budynku (przypadek idealny).
(b) Podczas wymiany okna odnawiane jest ościeże wewnętrzne i/lub zewnętrzne (wymiary okna lub przeszklenia pozostają prawie niezmienione).
(c) Stara rama okienna jest wycinana, a nowe okno jest umieszczane w oczyszczony prześwit/otynkowane ościeże (zmniejszone są rozmiary okien i przeszklenia, mamy mniej kurzu i brudu).
(d) Stara rama jest „przycinana”, a nowe okno jest montowane metodą nasuwania. Rozmiary okien lub odstępy między szybami/powierzchnia szyb są znacznie zmniejszone. Ma to sens tylko wtedy, gdy istniejąca rama okienna (z mocowaniem) nie stanowi mostka termicznego, a substancja pozostałej ramy jest nienaruszona.

 

 

 2022 03 04 5

Rys. 5. Wpływ budowy ściany zewnętrznej i sytuacji montażowej na izolacyjność akustyczną; w ramce zielonej: niekrytyczny z punktu widzenia technologii akustycznej; w ramce czerwonej: krytyczny z punktu widzenia technologii akustycznej; w ramce pomarańczowej: możliwe działania optymalizacyjne w krytycznych sytuacjach montażowych. (rysunek 4.20 z [1])

 

 

2022 03 04 6

Rys. 6. Przykład pustaków ze ściankami wzmocnionymi z jednej strony (zoptymalizowana strefa mocowania) do montażu w ościeżu okiennym – w murze z cegły o wysokiej izolacyjności termicznej (po lewej: cegła wielkokomorowa wypełniona, po prawej: cegła filigranowa niewypełniona).

 

 


3 Nowa norma DIN 4109, izolacja akustyczna
Osiągnięcie wymaganej izolacyjności akustycznej zależy w dużej mierze od jakości montażu. Aby zapewnić wymagane wartości izolacyjności akustycznej, norma DIN 4109-2: 2018-01 w rozdziale 4.4.4 określa następujące wymagania dotyczące wykonania połączeń:

 

„Połączenia/złącza muszą być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby zachowany został ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej okna. Kryterium projektowania połączeń zawiera wymóg, aby izolacyjność akustyczna Rw elementu nie była zmniejszona o więcej niż 1 dB”.

 

W nowym wydaniu normy DIN 4109 minimalne wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej (od dźwięków powietrznych) dla elementów ścian zewnętrznych nie są już podzielone na siedem zakresów poziomu hałasu w formie tabelarycznej, lecz zastąpione równaniem obliczeniowym, które zapewnia projektowanie „z dokładnością do 1 dB”.

 

Obliczeniowa weryfikacja całkowitego ważonego wskaźnika izolacyjności akustycznej budynku R’w,ges dla elementów zewnętrznych obejmuje izolacyjność akustyczną ściany, okna i połączeń/złącz. W szczegółowym projektowaniu możliwe jest oddzielne rozpatrywanie połączeń komponentów.

 

Niepewności dla całego elementu zewnętrznego są uwzględniane przez wartość przewidywaną/prognostyczną uProg zamiast znanych marginesów dla poszczególnych elementów (2 dB dla okien). Nie ma już rozróżnienia ani rozgraniczenia między wartością testową Rw,P a wartością obliczoną Rw,R.

 

Ogólną zasadą przy projektowaniu złączy jest to, że wskaźnik izolacyjności akustycznej złącza powinien być co najmniej o 10 dB wyższy niż wymagana izolacyjność akustyczna elementu budynku, aby spełniona została wspomniana wcześniej „zasada 1 dB”.

 

W sytuacjach montażowych o krytycznym znaczeniu dla redukcji dźwięku, zgodnie z normą DIN 4109-2, rozdział 4.4.4 (sytuacje montażowe zaznaczone/obramowane na czerwono na rys. 7), projektant staje przed szczególnym wyzwaniem.

 

Należy przeprowadzić projektową weryfikację sytuacji montażowej, a w razie potrzeby zaplanować specjalne działania i sporządzić odpowiednie specyfikacje. W związku z tym w instrukcji montażu szczegółowo opisano procedurę weryfikacji oraz zamieszczono tabelę służącą do określania izolacyjności akustycznej połączenia ramy okiennej z konstrukcją budynku.

 

2022 03 04 7

Rys. 7. Wpływ układu statycznego (rys. 7a) i formatu okna (rys. 7b) na obciążenie

(kliknij na rysunek aby go powiększyć)

 

2022 03 04 8

Rys. 8. Mocowania grupowe dla rozkładu obciążeń przy lokalnych koncentracjach obciążeń, gdy pojedynczy punkt mocowania jest przeciążony. (rysunek 5.14 z [1])
(L: Symetryczne mocowanie „narożne”,
M: Symetryczne rozmieszczenie mocowania na połączeniu słupa i rygla z rozkładem obciążenia 50/50.
R: „Mocowanie podwójne”, np. w narożu, jeżeli wariant „mocowanie narożne” (nad narożnikiem) nie jest możliwy ze względu na skrzynkę roletową, z rozkładem obciążenia 70/30).

 (kliknij na rysunek aby go powiększyć)

 

 

4 Montaż okien w murze o wysokiej izolacyjności cieplnej
Aby móc spełnić wymagania normy EnEV (określajacej wymagania odnośnie efektywności energetycznej) również w przypadku muru monolitycznego, w ostatnich latach cegły i pustaki zoptymalizowano pod względem termicznym poprzez zmniejszenie grubości środników i zwiększenie proporcji/wielkości otworów.

 

Doprowadziło to do zmniejszenia wytrzymałości mechanicznej, w szczególności nośności kotew w obszarze ościeża. Mocowanie okien tradycyjnymi metodami staje się więc coraz trudniejsze. W projekcie badawczym ift Rosenheim opracowano zalecenia dotyczące mocowania stolarki w takiej sytuacji, na przykład zastosowanie pustaków o większej grubości ścianki lub rozkładanie obciążeń poprzez dodatkowe punkty mocowania.

 

Jednocześnie, dzięki potrójnemu przeszkleniu, większym powierzchniom szklanym oraz wyższym wymaganiom dotyczącym komfortu (izolacyjność termiczna i akustyczna) i bezpieczeństwa (odporność na włamanie) znacznie wzrasta waga przezroczystych elementów budowlanych. Na przykład szyba P4-A dla okna o klasie antywłamaniowej RC2 jest o 50% cięższa (45 kg/m² zamiast 30 kg/m²).

 

Wszystko to sprawia, że ogólne zalecenia techniczne (np. maksymalne odległości punktów mocowania) nie są już wystarczające do zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości mocowania w murze o wysokiej izolacyjności termicznej.

 

Należy również zwrócić uwagę na kierunek działania działających sił i wynikające z niego siły podporowe (w płaszczyźnie okna lub pod kątem prostym do niego). Analiza obciążeń występujących w punktach mocowania wskazuje, że istotny wpływ ma rodzaj obciążenia i format okna.

 

Testy komponentów przeprowadzone w ramach projektu badawczo-rozwojowego wykazały, że trwałe mocowanie jest w zasadzie możliwe, zwłaszcza w przypadku pustaków i cegieł otworowych ze zoptymalizowaną strefą mocowania.

 

Uwzględniono również nowe koncepcje mocowań dla lokalnych koncentracji obciążeń, tak aby poniższe wskazówki były pomocne w praktyce:

 

1. W zasadzie obciążenie, jakie ma przenosić łącznik mocujący, powstające w wyniku działania wiatru, można zmniejszyć, stosując kilka równomiernie rozmieszczonych punktów mocowania.

 

2. Występujące lokalnie, poziome obciążenia od ciężaru własnego otwartego skrzydła rosną nieproporcjonalnie wraz z szerokością elementu, zwłaszcza przy niekorzystnych, poziomych formatach okien (w powyższym przykładzie przy W:H = 2:1 wzrost o prawie 300%!).

 

3. Przy dodatkowym pionowym obciążeniu użytkowym P o wartości 600 N, które należy uwzględnić przy otwartym skrzydle, poziome obciążenie wywołane przez ciężar skrzydła i obciążenie użytkowe P jest znacznie większe niż obciążenie wywołane wiatrem dla wszystkich wymiarów. Dotyczy to mocowania obwodowego/wszechstronnego i dwustronnego.

 

4. Przy wymiarowaniu mocowania, oprócz równomiernie rozłożonego obciążenia wiatrem, należy uwzględnić lokalne/miejscowe koncentracje obciążeń w narożach i łożyskach nożyc elementów otwieranych oraz na połączeniach słupów i rygli z ościeżnicą i, w razie potrzeby, kompensowane przez specjalne rozmieszczenie elementów mocujących.

 

5. „Mocowanie grupowe” umożliwia rozłożenie obciążenia na kilka punktów mocowania. Symetrycznie podzielone mocowanie naroźne” umożliwia niemal równomierne rozłożenie obciążenia (50/50). Rozkład obciążenia można również uzyskać przez „podwójne mocowanie”, w którym drugi punkt mocowania jest umieszczony w odległości ok. 100 mm od „standardowego punktu mocowania”. Drugi punkt mocujący zmniejsza wtedy obciążenie „standardowego punktu mocującego” do ok. 70% (podział 70/30).

 

Przy wymiarowaniu mocowania należy uwzględniać stany graniczne nośności i użytkowania. Zgodnie z wytycznymi ift MO-02/1, maksymalne odkształcenie (pod wpływem obciążenia) w punkcie mocowania może wynosić 3 mm, aby zapewnić trwałość uszczelnienia/ hydroizolacji (stan graniczny użytkowania).

 

Jeśli zalecana nośność w przypadku uszkodzenia łącznika jest większa niż siła dla dopuszczalnego odkształcenia 3 mm, wymiarowanie opiera się na odkształceniu. Odkształcenie zależy zasadniczo od długości swobodnej łącznika, tj. od długości H na szerokości szczeliny montażowej.

 

Dlatego ważne jest, aby podczas planowania i wymiarowania uwzględniać szerokość szczeliny montażowej i utrzymywać ją na możliwie najmniejszym poziomie – oczywiście z uwzględnieniem minimalnej szerokości szczeliny wymaganej dla uszczelnienia.

 

 2022 03 04 9

Rys. 9. Zależność/Korelacja między swobodną długością łącznika (wolne ramię dźwigni) a obciążeniem – dla odkształcenia – 3 mm. Oprócz średnich wartości pomiarów (wypełnione znaczniki) w każdym przypadku wprowadzane są także wartości indywidualne (niewypełnione punkty danych). Ponadto krzywe kompensacji są rysowane przy założeniu potencjalnej korelacji.

 (kliknij na rysunek aby go powiększyć)

 

 

 2022 03 04 10

Rys. 10. Serwis Projektowanie montażu (ift-Montageplaner )

 

 

2022 03 04 11

Rys. 11. Szkolenia w celu uzyskania tytułu „specjalisty ds. montażu” (ift-Montagefachkraft)

 

 

Projektowanie montażu i jego jakość
Uzupełnieniem instrukcji montażu jest dostępny w Internecie serwis Projektowanie montażu (ift-Montageplaner), dzięki któremu doradcy energetyczni, producenci okien i monterzy mogą – za pomocą kilku kliknięć – wykonać profesjonalne projekt montażu montażu okien z weryfikacją minimalnej izolacyjności cieplnej (fRsi) i określeniem sił mocujących.

 

Podręcznik montażu stanowi podstawę do dalszego szkolenia w celu uzyskania tytułu „specjalisty ds. montażu ift”, który uprawnia monterów do specyficznego dla danego obiektu, profesjonalnego planowania i wykonywania montażu elementów budowlanych. Firmy, które posiadają znak jakości RAL Assembly lub certyfikat ift, muszą zatrudniać co najmniej jednego wykwalifikowanego specjalistę ds. montażu. 

 

Przedstawicielem Instytutu ift Rosenheim w Polsce jest Andrzej Wicha:  Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

 

Wolfgang Jehl, IFT Rosenheim


Jürgen Benitz-Wildenburg, IFT Rosenheim

 

Literatura
[1] Wytyczne do projektowania i wykonywania montażu okien i drzwi wejściowych w nowych i remontowanych budynkach, wydanie 7, RAL Gütegemeinschaft Frankfurt/ ift Rosenheim, marzec 2020.

 

[2] Wytyczne techniczne nr 20, Poradnik planowania i wykonywania montażu okien i drzwi wejściowych w nowym budownictwie i przy renowacji, wydanie 7, Verlagsanstalt Handwerk GmbH, Düsseldorf, marzec 2020

 

[3] DIN 4108 Suplement 2:6/2019 - Izolacja cieplna i oszczędność energii w budynkach; Suplement 2: Mostki cieplne – przykłady projektowania i wykonania.

 

[4] Ustawa o oszczędzaniu energii i wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii do ogrzewania i chłodzenia budynków (Ustawa o energii w budynkach – GEG), www.gesetze-im-internet.de/geg/GEG.pdf.

 

2022 03 09 1

 

(kliknij na zdjęcie aby je powiększyć)

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
          sec