Okna dachowe i wyłazowe – szczelność i wytrzymałość, zagadnienia formalne i praktyczne

Okna dachowe to jeden z segmentów zewnętrznej stolarki otworowej rozwijającej się na rynku budowlanym bardzo dynamicznie. Montaż okien dachowych odbywa się w połaciach dachowych najczęściej o nachyleniu od 15 do 90^o, a konstrukcja okien związana jest z funkcją otwierania skrzydła oraz zastosowanych w nich okuć. Usytuowanie okna w połaci dachowej daje możliwość użytkownikowi dowolnego kształtowania przestrzeni pomieszczenia ze względu na ustawienie w nim wyposażenia, a przede wszystkim jego dobrego doświetlenia. Zaletą okien dachowych jest dostosowanie sposobu otwierania skrzydeł do indywidualnych potrzeb użytkowników w zależności od warunków ich wbudowania w połać dachową, tj. kąta nachylenia oraz wysokości usytuowania od poziomu podłogi. Ze względu na funkcje otwierania skrzydeł wyróżniamy okna dachowe ze skrzydłem tradycyjnym obrotowym – oś obrotu skrzydła w połowie wysokości okna; uchylnym (klapowym) – oś obrotu skrzydła pozioma na górnej lub dolnej krawędzi okna; uchylno-obrotowym z dwiema osiami obrotu.

W przypadku występowania w pomieszczeniu ścianki kolankowej  o wysokości 0,5–1,0 m niektóre systemy oferują możliwość rozbudowania okna dachowego o okno pionowe umieszczone w płaszczyźnie ściany, powiększając tym samym pole widzenia użytkownika, jak również zwiększając możliwość doświetlenia światłem dziennym.

W ofercie producentów okien dachowych możemy wyróżnić dwa typy wyrobów ze względu na zakres ich stosowania, tj. okna dachowe przeznaczone do pomieszczeń użytkowych ogrzewanych oraz okna dachowe wyłazowe z przeznaczeniem do pomieszczeń nieogrzewanych. Wyłazowe okna dachowe mogą być nieotwierane i wówczas służą tylko i wyłącznie do doświetlania pomieszczeń „trudnych”, jak np. klatki schodowe, strychy, korytarze, bądź ze skrzydłem otwieranym z przeznaczeniem dodatkowo do wychodzenia na dach. Ten rodzaj funkcji związany jest bezpośrednio z konstrukcją okna oraz z funkcją zapewnienia przez wyrób szczelności. O ile w obu przypadkach okna powinny zachować odpowiednią szczelność na wodę opadową, o tyle w zakresie przepuszczalności powietrza wymagania są zdecydowanie różne.

Rozwiązania konstrukcyjne okien dachowych i zakres ich stosowania narzucają wielostopniowy system uszczelnienia przylgowego (podwójny lub potrójny), natomiast wyłazowe okna dachowe mogą być wyposażone w jedną uszczelkę przylgową uszczelniającą szczelinę między skrzydłem a ościeżnicą. Dodatkowo okna dachowe, w celu zapewnienia wentylacji pomieszczeń i zmniejszenia zjawiska kondensacji pary wodnej na powierzchni wewnętrznej szyby, mogą być wyposażone w  systemowe kratki wentylacyjne (ruchome regulowane ręcznie – otwieranie zamykanie) zintegrowane ze skrzydłem okiennym, umiejscowione w górnej części skrzydła, lub  nawiewniki o określonych charakterystykach przepływu powietrza.

© Rafal Olechowski – Fotolia.com

Dokumentem odniesienia dla okien dachowych i wyłazowych okien dachowych (z wyłączeniem świetlików tunelowych) jest norma wyrobu PN-EN 14351-1+A1:2010 [1]. Norma ta oraz rozporządzenie Ministra Infrastruktury [2] jednoznacznie określają sposób wprowadzania przedmiotowych wyrobów do obrotu.

Jednym z wymagań, jakie powinni spełnić producenci stolarki, w tym producenci okien dachowych, jest określenie poziomu właściwości użytkowych wyrobu¹ w zakresie zasadniczych charakterystyk określonych² w tabl. Za.3b normy [1].

W przypadku okien dachowych i wyłazowych okien dachowych dla  systemu poświadczania zgodności 3 zakres wstępnego badania typu, które należy wykonać przy ocenie zgodności z normą i znakowaniu CE obejmuje: odporność na obciążenie wiatrem, odporność na obciążenie śniegiem i obciążenia stałe, reakcja na ogień, właściwości związane z oddziaływaniem ognia zewnętrznego, wodoszczelność, substancje niebezpieczne, nośność urządzeń zabezpieczających, właściwości akustyczne, przenikalność cieplna, właściwości związane z promieniowaniem, przepuszczalność powietrza.

W tab. 1 podano wybrane zasadnicze charakterystyki wraz z określeniem minimalnych, pośrednich i maksymalnych klas, jakie mogą osiągnąć okna, w tym okna dachowe i wyłazowe okna dachowe. Biorąc pod uwagę zakres stosowania okien dachowych i wyłazowych okien dachowych oraz warunki ich użytkowania zgodnie z instrukcją ITB [5], ustalony został minimalny poziom klas, które powinny spełniać przedmiotowe wyroby – zaznaczone zostało to w tab. 1 kolorem żółtym.

Tab. 1 Właściwości ujęte w ITT

Zdefiniowany przez producenta poziom właściwości użytkowej jest ściśle związany z zakresem stosowania i producent ma prawo w niektórych przypadkach (nieujętych w przepisach krajowych) zdefiniować właściwość użytkową jako npd – osiągi nieokreślone.

Okno dachowe wg normy terminologicznej [4] to okno przeznaczone do instalowania w dachach lub podobnej pochyłej strukturze. Okna dachowe mają takie same cechy jak okna instalowane w ścianach, w aspekcie funkcji, mycia, konserwacji i trwałości.

Dokumentem pomocniczym dla rynku budowlanego określającym minimalne wymagania okien (w tym okien dachowych) jest instrukcja ITB [5], w której zaleca się w zależności od zakresu stosowania przyjmowanie następujących wymagań w zakresie wytrzymałości i szczelności:

– odporność na obciążenie wiatrem wg PN-EN 12210:2001 [6]

  – klasa B (L/200) – wysokość wbudowania < 60 m,

  – klasa C (L/300) – wysokość wbudowania 60–100 m,

  – min. klasa 2 (800 Pa);

– przepuszczalność powietrza wg PN-EN 12207:2001 [7]

  – min. klasa 3 – okna szczelne niewyposażone w urządzenia nawiewne – wysokość wbudowania < 55 m,

  – min. klasa 4 – okna szczelne niewyposażone w urządzenia nawiewne – wysokość wbudowania 55–100 m (budynki wysokościowe o ile ma zastosowanie),

  – min. klasa 2 – okna wyposażone w urządzenia nawiewne,

  – współczynnik infiltracji powietrza a ≤ 0,3 m³/(h_mdaPa²/₃) jako dodatkowe wymaganie dla okien niewyposażonych w urządzenia nawiewne (nieujęte w warunkach technicznych);

– wodoszczelność wg PN-EN 12208:2001 [8]

  – min. klasa 4A (150 Pa) – dla okien wyposażonych i niewyposażonych w elementy nawiewne.

Szczegółowe wartości minimalnej klasy wodoszczelności dla okien dachowych i wyłazowych okien dachowych w zależności od wysokości wbudowania i wartości obliczeniowego obciążenia wiatrem dla danego obiektu należy przyjąć wg tab. 1 z [5]. Zakłada się, że minimalna wartość ciśnienia, przy którym okno pozostaje szczelne, powinna wynosić 0,25 wartości obliczeniowego obciążenia wiatrem określonego dla danego obiektu [5].

W przypadku przepuszczalności powietrza podane wyżej wartości dotyczą okien dachowych stosowanych jedynie w pomieszczeniach ogrzewanych. Ze względu na fakt, że wyłazowe okna dachowe stosowane są w pomieszczeniach nieogrzewanych w zakresie przepuszczalności powietrza nie stawia się im wymagań.

Według [1] okna dachowe oraz wyłazowe okna dachowe powinny się charakteryzować dodatkową cechą wytrzymałości (zasadnicza charakterystyka wyrobu do oznakowania CE) w zakresie bezpieczeństwa użytkowania, tj. odpornością na uderzenie. Jest to jedno z podstawowych badań wchodzących w zakres wstępnego badania typu ITT (ang. Initial Type Testing) dotyczące okien dachowych i wyłazowych okien dachowych (z wyłączeniem okien pionowych). Metodologia badania i klasyfikacja oparte są na normie [9], natomiast zakres stosowania w zależności od uzyskanego poziomu właściwości użytkowych (klasy) określa [5]. W tab. 2 podano ogólną klasyfikację w zakresie odporności na uderzenie dla okien (w tym okien dachowych) i drzwi zewnętrznych przeszklonych grożących urazem. Norma ta jednak nie podaje zakresu stosowania w zależności od uzyskanej klasy.

Tab. 2 Klasyfikacja  w zakresie wytrzymałości na uderzenie wg PN-EN 13049:2004 [9]

Zakres stosowania został określony i podany w [5]. Kryterium oceny według [9] dotyczy zarówno uszkodzeń konstrukcji, wypełnienia, jak i braku możliwości oderwania lub przemieszczenia skrzydła okiennego. Na podstawie licznych badań laboratoryjnych stwierdza się, że w przypadku okien dachowych oraz wyłazowych okien dachowych niezwykle istotny,  obok konstrukcji okna, jest sposób okucia/ryglowania skrzydła w ościeżnicy oraz zastosowany materiał okuć.  W wielu przypadkach uderzenie z niewielkiej wysokości powoduje dynamiczne otwarcie skrzydła, co może skutkować zagrożeniem bezpieczeństwa użytkownika znajdującego się na dachu celem konserwacji lub innych prac montażowych. Określenie zakresu stosowania okien dachowych w zależności od uzyskanej klasy technicznej należy rozpatrywać w odniesieniu do kąta wbudowania w połać dachową. Ustalone zostały cztery kategorie użytkowania (tab. 3).

Tab. 3 Specyfikacja klas wytrzymałości okien dachowych i wyłazowych okien dachowych na uderzenie [9]

Zgodnie z tab. 3 i instrukcją [5] minimalna klasa odporności na uderzenie to klasa 2 [9], co oznacza, że ze względu na bezpieczeństwo użytkowania nie zaleca się stosowania okien wbudowywanych w połać dachową, które uzyskały klasę niższą (1) lub producent w ogóle nie deklaruje tej właściwości użytkowej.

Dodatkowo stawia się wymaganie zgodnie z [3], że przeszklenie okien dachowych, których krawędź jest usytuowana na wysokości ponad 3 m nad poziomem podłogi, w budynkach użyteczności publicznej i zakładów pracy powinno być wykonane ze szkła lub innego materiału o podwyższonej wytrzymałości na uderzenie.

mgr inż. Marzena Jakimowicz

Zakład Konstrukcji i Elementów Budowlanych

Instytut Techniki Budowlanej

Wykorzystane materiały

1. PN-EN14351-1+A1:2010 Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne – Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości  dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności.

2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 16 kwietnia 2004 r. o wyrobach budowlanych (Dz.U. z 2004 r. Nr 92, poz. 881).

3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 201, poz. 1238 z późn. zm.).

4. PN-EN 12519:2005 Okna i drzwi. Terminologia.

5. Instrukcja nr 480 Okna i drzwi zewnętrzne. Wymagania, klasyfikacja i zakres stosowania.

6. PN-EN 12210:2001 Okna i drzwi. Odporność na obciążenie wiatrem. Klasyfikacja.

7. PN-EN 12207:2001 Okna i drzwi. Przepuszczalność powietrza. Klasyfikacja.

8. PN-EN 12208:2001 Okna i drzwi. Wodoszczelność. Klasyfikacja.

9. PN-EN 13049:2004 Uderzenie ciałem miękkim i ciężkim. Metoda badania, wymagania dotyczące bezpieczeństwa i klasyfikacja. 

¹ Własności osiągane w odniesieniu do odpowiednich zasadniczych charakterystyk, wyrażone jako poziom lub klasa lub w sposób opisowy.

² Te cechy wyrobu, które odnoszą się do podstawowych wymagań dotyczących obiektów budowlanych.