Toplotne lastnosti oken

Toplota je oblika energije, ki potuje iz mest kjer je temperatura višja do mest kjer je nižja. Prehajanje toplote se dogaja dokler ne pride do izenačenja temperature. Čim manjša je toplotna prehodnost snovi (U), tem večji je toplotni upor (izolativnost) manjši je prehod toplote skozi snov in s tem so manjše toplotne izgube in posledično tudi stroški ogrevanja.

Toplotna prehodnost se meri v W/m²K in nam pove koliko Wattov toplotnega toka pri stacionarnih pogojih preteče skozi kvadraten meter površine za temperaturno razliko ene stopinje Kelvina. Toplota lahko prehaja na 3 različne načine:

1. prevajanje ali kondukcija v trnih snoveh ali mirujočih tekočinah (hitrost odvisna od snovi)
2. prestop toplote ali konvekcija v tekočinah (hitrost odvisna od snovi, geometrije in temperature)
3. sevanje toplote ali radiacija (večinoma v IR sevanju)

Vse tri oblike prehajanja toplote najdemo tudi pri oknih, saj ravno cilj, da bi omejili prehajanje toplote definira oblikovanje oken. Pri tem okno razdelimo na okenski okvir in zastekljeno površino. 

Pri prehajanju toplote skozi zastekljeno površino se toplota iz ogrevanega prostora se na stekleno površino okna prenese s prestopom ali konvekcijo. Iz notranje do zunanje strani stekla se prevaja ali kondikcira. Med 1. in 2. zasteklitvijo je zrak, ki deluje kot izolator. Zmotno bi lahko mislili, da bo okno bolje izolirano, če bo prostor med dvema stekloma večji, saj je konvekcija toplote odvisna tudi od oblike, ki omogoča gibanje zraka. Okna imajo zato optimalno razdaljo med dvema stekloma (1 – 1,4 cm). Vmesni prostor med dvema stekloma je lahko polnjen zžlahtnim plinom, ker ima ugodnejše termične lastnosti kot zrak - slabše prevaja toploto. Toplota nadaljuje pot na zunanjo stran stekla. Nato iz zunanje strani zunanjega stekla toplota spet prehaja s konvekcijo. Pomemben vpliv na lastnosti oken pa ima tudi sevanje toplote. Steklo samo po sebi prepušča tako svetlobno kot tudi toplotno sevnaje, ki pa poteka v obeh smereh - iz ogretega prostora navzven, sončno sevanje pa prevaja toploto v notranjost. Z okni želimo ločiti svetlobno od toplotnega sevanja (oba prehajata s fotoni). To do določene mere dosežemo znizkoemisijskimi (low-e) nanosi (prepuščajo svetlobno ni odbijajo toplotno sevanje) na zunanjo stran notranjih stekel.

Prehajanje skozi okenski okvir je odvisno predvsem od izbire materiala, oblike in tehnične izvedbe. Les je že v osnovi dober izolator, zato se večja izolativnost oken z lesenim okvirjem dosega s povečanjem debeline okvirja. Za zrakotesnost poskrbijo tesnila (pomembna je kvaliteta, položaj in število tesnil). Prehajanje toplote iz okvirja na steklo je preprečeno s toplim robom (vgrajenim toplotno izboljšanim distančnikom).

Nasprotno kot les je PVC material dober prevodnik toplote, zato visoko izolativnost PVC okvirjev dosegamo z zračnimi komorami, čim več jih je tem vboljša je izolativnost. Toplotno prehodnost lesenih okvirjev lahko tudi dodatno zmanjšamo z uvedbo zračnih komor, ki delujejo po istem principu kot pri PVC oknih. S kombinacijo materialov (PVC s PU polnilom, les s PU polnilom ali dodanim PU slojem) lahko dosežemo standarde za pasivno hišo. 

Nenazadnje je za dobro izolativnost pomembna tudi kvalitetna montaža oken.

Več o standardih oken za pasivne hiše si preberite članek Martine Zbašnik-Senegačnik: Okna v pasivni hiši, ki je bil objavljen v reviji gradbenik julija 2011.