Okna dachowe z napędem i sterowaniem elektrycznym

Dodano: 5 maj 2022

Oknami dachowymi, określanymi także połaciowymi, nazywane są budowlane wyroby otworowe usytuowane w połaci dachu, których zasadniczym przeznaczeniem jest doświetlenie oraz wentylacja poddaszy, strychów itp. pomieszczeń. Dodać należy, iż wysokie i otwarte przestrzenie stanowią zdecydowany trend w nowoczesnej architekturze wnętrz, co wymaga zainstalowania w połaciach dachów dodatkowych okien. Łączy się to z koniecznością wyposażenia okien w napęd i sterowanie elektryczne, usprawniające komfort użytkowania.

GŁÓWNE TYPY OKIEN DACHOWYCH Z NAPĘDEM

OKNA OBROTOWE

Bardzo często stosowany typ okien dachowych stanowią okna obrotowe z zawiasem usytuowanym w połowie jego wysokości. Wyroby charakteryzują się wygodną obsługą za pomocą klamki umieszczonej w dolnej części skrzydła, przy czym zazwyczaj występują dwa stopnie uchylania, co umożliwia także mikrowentylację. Ponadto cechuje je łatwe przeprowadzanie mycia zewnętrznej szyby. Okna tego typu mogą być stosowane na dachach o kącie nachylenia od 15⁰ do nawet 90^0..

Występują także okna o podwyższonej osi obrotu zwane wysokoosiowymi, w których zawiasy są umieszczone powyżej połowy ich wysokości (zazwyczaj w ¾ wysokości). Dzięki takiej konstrukcji przy otwartym oknie skrzydło „nie wchodzi” do pomieszczenia oraz pozwala nawet wysokiej osobie na swobodne podejście do jego krawędzi. Producenci dedykują ten typ okna obrotowego dla dachów o kącie pochylenia w granicach od 20⁰ do 65⁰.

Rozwiązania konstrukcyjne dachowych okien obrotowych pozwalają na bezproblemowe zamontowanie elektrycznego napędu wraz z różnymi rodzajami sterowania.

OKNA UCHYLNO-OBROTOWE

Wymieniony powyżej typ okna dachowego charakteryzuje się dwoma oddzielnymi sposobami otwierania skrzydła – uchylnym oraz obrotowym. Rozdzielenie funkcji otwierających ma zapewnić dużą stabilność, a także zwiększyć bezpieczeństwo otwierania. Uchylanie skrzydła z zastosowaniem górnej osi obrotu, w zakresie od 0⁰ do 35⁰, pozwala na łatwe podejście do otwartego okna. Sytuacja ta zwiększa przestrzeń użytkową pomieszczenia, umożliwiając przy tym na nieograniczony widok zewnętrzny. Z kolei funkcja obrotowa skrzydła do 180⁰ jest przewidziana do realizacji mycia szyby zewnętrznej oraz opcjonalnie do instalowania markizy. Obie czynności są możliwe poprzez zastosowanie zasuwnicy blokującej skrzydło obrócone o kąt 180⁰. Konstrukcja tego typu okucia pozwala na realizację tylko jednego sposobu otwierania tj. uchylania lub obrotu, przy czym zawsze jest zachowana pełna stabilność skrzydła. Zmianę sposobu otwierania okna zapewnia zwykle stosowny przełącznik zamontowany w połowie wysokości ościeżnicy i dostępny po otwarciu skrzydła.

Ręczne sterowanie otwieraniem okna jest dokonywane przy pomocy klamki usytuowanej w dolnej części skrzydła, wyposażonej zazwyczaj w dwustopniową funkcję mikrowentylacji. Możliwe jest także zainstalowanie w oknach uchylno-obrotowych napędu elektrycznego w formie odpowiedniego siłownika wraz ze sterowaniem.

OKNA PRZESUWNE

Jednym z mających mniejsze zastosowanie typów okien dachowych są okna przesuwne. Przedstawione już w publikacji okna mają z zasady ościeżnice oraz skrzydła drewniane lub tworzywowe, natomiast w rozwiązaniach okien przesuwnych, elementy te są wykonywane głównie z aluminiowych kształtowników z przekładką termiczną. Występują jako jedno- albo dwuskrzydłowe i standardowo doświetlają pomieszczenia oraz zapewniają możliwość ich przewietrzania, jak również wizualnie powiększają przestrzeń użytkową. Skrzydła tego typu okien przesuwają się po prowadnicach zainstalowanych na połaci dachowej w lewą albo prawą stronę, i są po rozsunięciu całkowicie niewidoczne, co rozszerza kontakt wzrokowy z otoczeniem.

Dachowe okna przesuwne mogą być obsługiwane manualnie, lecz zwykle ze względu na specyficzną konstrukcję i z zasady większe wymiary gabarytowe, mają zainstalowany elektryczny napęd mechaniczny. Umożliwia on także, co często się stosuje, zamontowanie czujników deszczu i wiatru, powodujących samoczynne zamknięcie w przypadku zaistnienia niekorzystnych warunków atmosferycznych.

OKNA DO DACHÓW PŁASKICH

W nowoczesnych rozwiązaniach architektonicznych budynków z płaskimi dachami występują niekiedy bardzo wysokie pomieszczenia, co stwarza problemy z zapewnieniem właściwej ilości światła dziennego. Wyjaśnić należy, iż do dachów płaskich zazwyczaj zalicza się dachy o maksymalnym pochyleniu 15⁰. Jednym z możliwych rozwiązań tych niedogodności jest zastosowanie doświetlających okien dachowych, umożliwiających jednocześnie wentylację. Okna tego typu mogą być wyposażone dodatkowo w kopułę wykonaną np. z poliwęglanu, chroniącą oszklenie przed niekorzystnym działaniem deszczu i śniegu, jak również zmniejszającą do minimum hałas spowodowany m.in. opadami.

Otwieranie przedstawionych okien może być realizowane manualnie przy pomocy drążka o stosownej długości, lecz najczęściej odbywa się to w sposób mechaniczny, z zastosowaniem napędu i sterowania elektrycznego.

CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA OKIEN DACHOWYCH

Aranżacja strychów i poddaszy oraz innych pomieszczeń, w tym szczególnie wysokich, przewidzianych do pobytu ludzi, wymaga przeprowadzenia analizy sposobów ich doświetlenia i wentylacji. Standardowym działaniem jest wprowadzanie okien dachowych, charakteryzujących się wieloma walorami architektonicznymi i korzystnymi parametrami techniczno-użytkowymi. Okna stosowane w nowoczesnym budownictwie powinny przede wszystkim cechować się bardzo dużą funkcjonalnością oraz maksymalnie ograniczać straty ciepła. Ponadto muszą spełniać obligatoryjne wymagania dotyczące wyrobów budowlanych, w tym także wszystkich typów okien, wynikające z postanowień rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2019 r., poz. 1065 z późniejszymi zmianami). W odniesieniu do okien dachowych, zwanych w tym dokumencie połaciowymi, znajdują się następujące bezpośrednie wymagania:

§ 299.2. Dopuszcza się stosowanie okien otwieranych na zewnątrz, o poziomej osi obrotu i maksymalnym wychyleniu skrzydła do 0,6 m, mierząc od ściany zewnętrznej, pod warunkiem zastosowania w nich szyb zapewniających bezpieczeństwo użytkowania oraz umożliwienie im mycia, konserwacji i naprawy od wewnątrz pomieszczeń lub z urządzeń technicznych instalowanych na zewnątrz budynku,
§ 304.1. Przeszklenie okien połaciowych, których krawędź jest usytuowana na wysokości ponad 3 m nad poziomem podłogi, świetlików oraz dachów w budynkach użyteczności publicznej i zakładów pracy, powinno być wykonane ze szkła lub innego materiału o podwyższonej wytrzymałości na uderzenie,
Załącznik nr 2, poz. 1.2. Wartości współczynnika przenikania ciepła U okien, drzwi balkonowych i drzwi zewnętrznych nie mogą być większe niż wartości U_(max) określone poniżej:

Okna połaciowe: a) przy t_i ≥ 16 ⁰C – od 1 stycznia 2021 r. – U_(max)= 1,1 [W/(m²·K)],

b) przy t_i< 16 ⁰C – od 1 stycznia 2021 r. – U_(max)= 1,4 [W/(m²·K)],

przy czym t_i stanowi temperaturę pomieszczenia ogrzewanego.

Kolejnym dokumentem obejmującym swymi wymaganiami okna , w tym także dachowe, jest zharmonizowana norma PN-EN 14351-1+A2:2016-10 Okna i drzwi – Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne – Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne. W zakresie normy podano m.in. iż ma zastosowanie także do okien dachowych przeznaczonych do zamontowania w dachach, uruchamianych ręcznie lub za pomocą napędu. Nie zawiera jednak żadnych właściwości i wymagań odnoszących się bezpośrednio do okien dachowych. Ujęto jednak wymagania dotyczące okien z napędem, a niniejsza publikacja obejmuje takie wyroby. W zakresie zagadnień związanych z bezpieczeństwem w normie podano, iż jednostki napędowe oraz inne okuciowe i elektryczne elementy składowe instalowane w oknach o napędzie elektrycznym należy zaprojektować, badać i kontrolować zgodnie z normą PN-EN 60335-2-103:2005 Elektryczny sprzęt do użytku domowego i podobnego – Bezpieczeństwo użytkowania – Część 2-103: Wymagania szczegółowe dotyczące układów napędowych do bram, okien i drzwi. Ponadto napędy powinny odpowiadać wymaganiom związanym z kompatybilnością elektromagnetyczną, wynikających z zapisów w odpowiednich normach z tego zakresu.

Wspomniane powyżej wymagania z zakresu izolacyjności cieplnej mogą być spełnione pod warunkiem odpowiedniej konstrukcji wyrobów. Dlatego też okna dachowe wykonuje się z wielokomorowych kształtowników (profili) tworzywowych lub ze stalowych albo aluminiowych z przekładką termiczną. Najczęściej jednak ramy ościeżnic i skrzydeł okien dachowych są wytwarzane z klejonego drewna sosnowego, zabezpieczonego próżniowo środkiem impregnującym i lakierem. Na przeszklenia skrzydeł stosuje się zazwyczaj zestawy szyb o wysokich parametrach izolacyjności. Ściśle związanym z tym jest problematyka uszczelnienia osadzenia okna w połaci dachowej, która powinna uwzględniać rodzaj pokrycia (płaskie, faliste itp.). Do realizacji już samego uszczelnienia należy stosować specjalne kołnierze, uszczelki oraz stosowne materiały uszczelniające.

Zapewnienie właściwej izolacyjności cieplnej jest także zależne od sposobu otwierania i zamykania okna dachowego, jak również od funkcji jakie ma spełniać. Odnosi się to głównie do przeznaczenia okna, mającego tylko doświetlać pomieszczenie, lub też zapewniać możliwość wietrzenia, wymagającego częstego otwierania, łącznie z opcją mikrowentylacji.

Okna dachowe są z zasady ręcznie otwierane, przy czym większość typów jest przystosowana do możliwości zainstalowania elektrycznego napędu mechanicznego łącznie ze stosownym sterowaniem. Podnosi to zdecydowanie komfort użytkowania, a w niektórych przypadkach, jak przy usytuowaniu okna w miejscach trudnodostępnych lub w wysokich partiach połaci dachu, jest wręcz niezbędną koniecznością.

NAPĘD I STEROWANIE

Jak już w publikacji sygnalizowano, okna dachowe mogą być wyposażone w napęd otwierający i zamykający je w sposób mechaniczny, a nawet automatyczny. Stanowi go w zasadzie elektryczny mechanizm poruszający skrzydło okienne. Najprostszy zestaw napędu składa się z siłownika, centralki sterującej oraz włącznika ściennego obsługującego jedno okno. Siłownik może być zasilany prądem z sieci o napięciu 230 V lub z baterii fotowoltaicznej. Przykładowy siłownik elektryczny dachowych okien obrotowych wraz z centralą sterującą przedstawiono na fot. 1. W przypadku zaistnienia konieczności, przedstawiony zestaw można rozbudować poprzez zainstalowanie centralki obsługującej niezależnie kilka okien oraz wprowadzić sterowanie przy pomocy pilota. Istnieje także możliwość wyeliminowania konieczności stosowania przewodów od włącznika do centralki, montując na ścianie bezprzewodowy sterownik radiowy. Obrotowe okna wyposażone w siłownik elektryczny oraz sterowane pilotem, przykładowo zaprezentowano na fot. 2.

Sterowanie napędami okien dachowych może również odbywać się w sposób automatyczny. Występują systemy pozwalające na sterowanie ruchem tych wyrobów z dowolnego miejsca. Do obsługi stosuje się bezprzewodowy panel dotykowy, standardowo instalowany do ściany w dogodnym miejscu pomieszczenia lub budynku. System jest wyposażony w programator mogący ustawić kilka trybów samodzielnego ruchu poszczególnych okien, jak również współpracujących z nimi żaluzji, rolet itp. Najczęściej spotyka się systemy obsługujące do pięciu okien w sposób niezależny bądź jednocześnie wszystkie. Istnieją także rozwiązania, w których sterowanie odbywa się za pomocą smartfona, wyposażonego w odpowiednią aplikację. Niektóre centralki pozwalają na połączenie poprzez sieć internetową, co umożliwia np. zamknięcie okna przez użytkownika przebywającego poza domem.

Ze względu na miejsce usytuowania, okna dachowe bardzo często wyposaża się w czujniki deszczu, wiatru, a nawet słońca (kiedy jest wbudowany w panel fotowoltaiczny). Zestaw czujników jest określany modułem pogodowym, zintegrowanym z napędem oraz systemem sterowania okna. Pozwala to na automatyczny ruch skrzydła (zamykanie lub otwieranie), opcjonalnie w łączny sposób z zamocowanymi zasłonami zewnętrznymi. Okno będzie się automatycznie zamykać gdy zacznie padać deszcz lub nadmiernie wiać wiatr, a w przypadku zbyt mocnego przygrzewania słońca, markizy lub żaluzje zasuną się.

Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych okien dachowych zapewniających zmechanizowane otwieranie i zamykanie wraz ze sterowaniem, w tym także automatycznym, przedstawiono w dalszej części publikacji.

PRZEGLĄD OKIEN DACHOWYCH Z NAPĘDEM

Polski producent okien obrotowych firma Fakro, posiada w swoim asortymencie produkcji okna obrotowe z napędem elektrycznym, w tym typu FTU –V Z-WAVE. Wyroby te są już fabrycznie wyposażone w elektryczny mechanizm umożliwiający ich zdalne otwieranie i zamykanie, a także sterowanie za pomocą pilota. Podstawowe elementy mechanizmu napędowego stanowią: siłownik, centralka i transformator. Pozwala to na sterowanie z dowolnego miejsca w pomieszczeniu, w związku z czym są szczególnie dedykowane do zainstalowania w miejscach będących poza bezpośrednim dostępem użytkownika, w tym usytuowanych na dużych wysokościach. Przedstawiane okna, których przykładowe rozwiązanie zaprezentowano na fot. 3, są wyposażone w kompletną instalację elektryczną, wymagającą tylko podłączenia do sieci o napięciu 230 V. Kompletny zintegrowany mechanizm obsługi okna jest umieszczony pod aluminiowym okapnikiem (tzw. blendą) zainstalowanym w dolnej części ramy ościeżnicy. Siłownik otwierający i zamykający skrzydło ma wysięg o długości 240 mm. Oprócz pilota, jest możliwe sterowanie ruchem okna przy pomocy sterownika radiowego, zamontowanego bezprzewodowo na ścianie w dowolnym miejscu pomieszczenia. W przypadku braku prądu, konserwacji okna lub potrzeby umycia szyby zewnętrznej, okno można również otwierać i zamykać w sposób manualny. Wystarczy przekręcić klamkę o 90⁰, co spowoduje rozłączenie siłownika ze skrzydłem. Okno jest jeszcze wyposażone w automatyczny nawiewnik, który umożliwia napływ optymalnej ilości świeżego powietrza do wnętrza pomieszczenia.

Innym producentem okien dachowych, w tym z napędem elektrycznym, jest firma Velux. Oferuje ona okna dachowe sterowane elektrycznie typu VELUX GGU z fabrycznie wbudowanym silnikiem, sterownikiem i czujnikiem deszczu. Okno jest wykonane w technologii rdzenia drewnianego pokrytego ciśnieniowo poliuretanem i przeszklone pakietem trzyszybowym. Wyrób charakteryzuje się prostym montażem z jednym przewodem zasilającym, podłączanym do sieci o napięciu 230 V w już wykończonych pomieszczeniach. Rozwiązanie jest oparte o fale radiowe w systemie io-homecontrol® i zapewnia sterowanie oknem oraz innymi wyrobami elektrycznymi firmy Velux z dowolnego miejsca w budynku. Zapewnia także łatwą możliwość instalowania dodatkowych akcesoriów elektrycznych (np. żaluzji, rolet zewnętrznych) w dowolnym momencie użytkowania okna. Przykładowe okno dachowe z prezentowanym napędem elektrycznym obrazuje fot. 4.

Kolejny producent okien dachowych, firma Roto, proponuje okna dachowe uchylno-obrotowe z automatycznym napędem typu Roto Comfort i8 WD, które można obsługiwać za pomocą przełącznika umieszczonego w ścianie, pilota lub domowej sieci WLAN przy użyciu smartfona lub tabletu. Istnieje także możliwość sterowania czasowego. Napęd okna jest całkowicie zintegrowany z jego konstrukcją, pozostając niewidocznym dla użytkownika. Prezentowane okno cechuje się dwoma systemami otwierania. Pozycja uchylna skrzydła pozwala na bezpieczny i wygodny dostęp do otwartego okna, a pozycja obrotowa w ¾ wysokości zapewnia efektywne wietrzenie i możliwość wyglądania przez okno w pozycji wyprostowanej. Mogą być szklone energooszczędnym zestawem dwu- lub trzyszybowym, przy czym szyba zewnętrzna jest zawsze hartowana. Okno dachowe o powyższej charakterystyce zaprezentowano na fot. 5.

Występują sytuacje wymagające zastosowania również w dachu płaskim stosownego okna i taki wyrób wyposażony w napęd oferuje firma Fakro. Jest to m.in. okno dachowe typu DEG P2 otwierane elektrycznie w systemie Z-Wave, przy pomocy zestawu składającego się z zasilacza, siłownika oraz czujnika deszczu. Zapewniona jest możliwość uchylenia skrzydła na wysokość 150 mm. Okno wykonuje się z wielokomorowych kształtowników (profili) PVC wypełnionych materiałem termoizolacyjnym, co zapewnia bardzo dobrą izolacyjność termiczną. W skrzydle jest zainstalowany innowacyjny pakiet szybowy, mocowany z wykorzystaniem nowoczesnej technologii wklejania szyb. Zewnętrzną szybę pakietu wykonuje się ze szkła hartowanego, natomiast wewnętrzną stanowi szkło o zwiększonej odporności na włamanie klasy P2A. Przykładowe okno dachowe zamontowane na dachu płaskim pokazano na fot. 6.

W celu zapewnienia dużej powierzchni doświetlającej (nawet powyżej 6 m²) w pomieszczeniu poddaszowym, zastosować można dachowe okna przesuwne wyposażone w napęd. Jest to niezwykle wartościowa alternatywa w stosunku do dotychczasowych standardowych rozwiązań przeszklenia dachowego. Przesuwne okna dachowe ma w swoim asortymencie produkcji m.in. firma Baier. Są to przykładowo okna typu Premium HD200, zobrazowane na fot. 7, które mogą służyć także jako okno balkonowe. Wyroby wykonuje się z wielokomorowych kształtowników aluminiowych termoizolacyjnych, zapewniających stabilność nawet największym wymiarom gabarytowym (max szerokość – 3060 mm, max wysokość – 2560 mm). Skrzydła okna otwierają się poprzez przesuwanie w lewo lub w prawo po kształtownikach nośnych dolnym i górnym. Przeszklenie jest zainstalowane w pobliżu zewnętrznych krawędzi kształtownika ramy skrzydła i dodatkowo zabezpieczone systemem uszczelniającym. Z kolei napęd elektryczny montuje się po zewnętrznej stronie, co zdecydowanie poprawia komfort użytkowania (odgłos pracującego silniczka staje się wewnątrz pomieszczenia niesłyszalny). Sterowanie otwieraniem i zamykaniem okna jest usytuowane wewnątrz budynku, przy czym istnieje możliwość instalacji dodatkowych systemów, takich jak alarm antywłamaniowy, czujnik deszczu lub wiatru itp.