Okna dwu- czy trzyszybowe? Jak naprawdę działają szyby zespolone, profile i gaz w komorze

Sprzedawcy okien lubią rzucać liczbami – współczynnik U, argon, ciepła ramka, komora gazowa. Dla klienta to często czarna magia, a decyzja "dwie czy trzy szyby" zapada na wyczucie albo cenę. Tymczasem za tymi parametrami stoi konkretna fizyka, którą warto zrozumieć, bo błędny wybór (albo źle dobrany montaż) potrafi zniwelować całą przewagę droższego okna.

Z czego w ogóle składa się okno

Okno to nie tylko szyba. To układ trzech współpracujących elementów:

Profil (rama) – konstrukcja z PVC, drewna lub aluminium, w której osadzona jest szyba zespolona.
Szyba zespolona – dwie lub trzy tafle szkła połączone ramką dystansową, tworzące zamkniętą komorę (lub dwie komory przy trojgu szybach).
Ramka dystansowa i gaz w komorze – element, który utrzymuje szyby w stałej odległości od siebie i zamyka przestrzeń wypełnioną gazem.

Każdy z tych elementów ma swój udział w tym, jak dobrze okno izoluje – i każdy można "zepsuć" tanim wykonaniem, nawet jeśli reszta jest premium.

Dwie szyby czy trzy – co się właściwie zmienia

Jak działa izolacja przez szybę zespoloną

Ciepło przenika przez szybę na trzy sposoby jednocześnie: przewodzenie (bezpośrednio przez szkło), konwekcję (ruch gazu w komorze) i promieniowanie (fale podczerwone przechodzące przez szkło). Klucz do dobrej izolacji to zwiększenie liczby przegród powietrznych – każda dodatkowa tafla szkła i komora gazowa to kolejna bariera, przez którą ciepło musi się "przebić".

Okno dwuszybowe ma jedną komorę gazową między dwiema taflami szkła. Typowy współczynnik przenikania ciepła całego okna (Uw) mieści się w granicach 1,0-1,3 W/m²K.

Okno trzyszybowe ma dwie komory gazowe między trzema taflami szkła. To realnie prawie podwaja liczbę barier izolacyjnych, obniżając Uw do poziomu 0,7-0,9 W/m²K, a w wersjach premium nawet poniżej 0,6 W/m²K.

Różnica brzmi na papierze niewielka, ale przy oknie o powierzchni 2 m² i różnicy temperatur 20°C, przejście z Uw=1,1 na Uw=0,8 to realna redukcja strat ciepła o ok. 27%. W skali całego domu, gdzie okna to często 15-25% powierzchni przegród zewnętrznych, robi to różnicę na rachunku za ogrzewanie.

Kiedy trzecia szyba się nie opłaca

Trzecia szyba to dodatkowa waga (nawet 30-40% cięższe skrzydło), co wymaga mocniejszych okuć i zawiasów, oraz niższa przepuszczalność światła i energii słonecznej (współczynnik g spada, bo więcej promieniowania jest odbijane przez dodatkową taflę szkła). W klimacie umiarkowanym, na oknach od strony południowej, gdzie zależy nam też na zyskach słonecznych zimą, czasem lepiej sprawdza się dobrze wykonane okno dwuszybowe z powłoką niskoemisyjną niż trzyszybowe, które za bardzo tnie nasłonecznienie.

Jak działa gaz w komorze – i czy naprawdę chłodzi albo grzeje

To jest część, którą najczęściej się myli. Gaz w komorze międzyszybowej nie chłodzi ani nie grzeje sam z siebie – on spowalnia przepływ ciepła.

Powietrze jest w miarę dobrym izolatorem, ale ma jedną wadę: w komorze o szerokości kilkunastu milimetrów zaczyna się w nim tworzyć konwekcja – cieplejsze cząsteczki unoszą się do góry, chłodniejsze opadają, tworząc mikroskopijny "obieg", który transportuje ciepło przez komorę szybciej, niż gdyby gaz stał w bezruchu.

Argon, najpopularniejszy gaz stosowany w oknach, ma cząsteczki większe i cięższe niż powietrze, dzięki czemu:

porusza się wolniej (mniejsza konwekcja),
ma niższe przewodnictwo cieplne niż powietrze (ok. 0,0177 W/mK wobec ok. 0,024 W/mK dla powietrza),
jest tani i bezpieczny, dlatego stał się standardem rynkowym (koncentracja zwykle 90-95%).

Krypton działa na tej samej zasadzie, ale jego cząsteczki są jeszcze większe i cięższe, co daje jeszcze niższe przewodnictwo cieplne (ok. 0,0087 W/mK). Krypton pozwala uzyskać dobrą izolację przy węższej komorze (8-10 mm zamiast 16-20 mm dla argonu), co jest przydatne w oknach trzyszybowych, gdzie trzeba zmieścić dwie komory w ograniczonej grubości pakietu. Jest jednak znacznie droższy w produkcji, więc stosuje się go głównie w segmencie premium.

Gaz działa więc identycznie latem i zimą – zawsze spowalnia przepływ ciepła w obu kierunkach. Latem utrudnia ciepłu wnikanie do środka, zimą utrudnia ucieczkę ciepła na zewnątrz. To nie jest "klimatyzacja" ani "grzejnik" – to bierna bariera termiczna.

Ciepła ramka dystansowa – mały element, duży wpływ

Ramka dystansowa, która rozdziela szyby i zamyka w sobie gaz, przez lata robiona była z aluminium – metalu, który świetnie przewodzi ciepło. Efekt: w miejscu ramki, tuż przy krawędzi szyby, tworzył się tzw. mostek termiczny, gdzie temperatura szyby od wewnątrz spadała nawet o kilka stopni poniżej reszty tafli, sprzyjając kondensacji pary wodnej i zaparowywaniu okien.

Ciepła ramka (z tworzywa sztucznego, stali nierdzewnej lub kompozytu) ma znacznie niższe przewodnictwo cieplne niż aluminium, dzięki czemu temperatura przy krawędzi szyby jest bliższa temperaturze środka tafli. To rozwiązanie tanie w produkcji, a wpływające realnie na komfort (mniej zaparowanych krawędzi) i na ogólny współczynnik Uw całego okna – bo, podobnie jak profil, ramka dystansowa liczy się do bilansu cieplnego całej konstrukcji, nie tylko samo szkło.

Profil – trzeci filar, o którym się zapomina

Nawet najlepsza szyba trzyszybowa z kryptonem osadzona w tanim, wąskim profilu PVC o 3 komorach da gorszy efekt końcowy niż dobra szyba dwuszybowa w profilu 6- czy 7-komorowym.

Liczba komór w profilu PVC działa na tej samej zasadzie, co komory gazowe w szybie – każda komora powietrzna w ramie to dodatkowa bariera termiczna. Profile klasy podstawowej mają 3 komory, standardowe 5, a te energooszczędne 6-7 komór.

Głębokość zabudowy profilu (mierzona w mm, np. 70, 76, 82 mm) determinuje, jak grubą szybę zespoloną w ogóle można w danym profilu osadzić – węższy profil fizycznie nie pomieści pakietu trzyszybowego o odpowiedniej grubości bez utraty sztywności.

Wkładka termoizolacyjna w profilu (dodatkowy pasek pianki lub innego izolatora wewnątrz komór) dodatkowo obniża współczynnik Uf (przenikania ciepła przez ramę), który w tanich profilach bywa gorszy niż współczynnik samej szyby – co oznacza, że to rama, nie szkło, staje się słabym ogniwem całego okna.

Podsumowanie – na co patrzeć realnie

Wybierając okno, warto patrzeć na cały układ, nie na pojedynczy parametr:

Uw (współczynnik całego okna, nie samej szyby) – im niższy, tym lepsza izolacja; dla nowego budownictwa w Polsce warto celować poniżej 0,9 W/m²K.
Liczba szyb – trzy szyby dają wyraźnie lepszą izolację, ale kosztem wagi, ceny i nieco niższych zysków słonecznych zimą.
Rodzaj gazu – argon to sensowny standard, krypton ma sens głównie przy wąskich komorach w oknach trzyszybowych.
Ciepła ramka – tania, ale skuteczna poprawka eliminująca mostek termiczny na krawędzi szyby.
Profil – liczba komór i głębokość zabudowy decydują, czy dobra szyba w ogóle ma szansę zadziałać tak, jak powinna.

Gaz w komorze nigdy nie "chłodzi" ani nie "grzeje" – to pasywna bariera spowalniająca wymianę ciepła w obu kierunkach. Cała reszta to kwestia tego, ile takich barier uda się ułożyć jedna za drugą, zanim ciepło zdąży się przez nie przebić.