W przypadku wyboru okna warto mieć na uwadze nie tylko jego właściwości termoizolacyjne, ale również kwestię bezpieczeństwa całej konstrukcji. Na element umieszczony w ścianie budynku oddziałują m.in. siły spowodowane ssaniem oraz parciem wiatru. O tym, jakie wartości ciśnień wytrzyma konstrukcja zanim ulegnie nadmiernemu odkształceniu, mówi odporność na obciążenie wiatrem.
Odporność na obciążenie wiatrem – o czym informuje?
Odporność na obciążenie wiatrem to jeden z parametrów charakteryzujących okno. Mówi on o tym, w jakich warunkach atmosferycznych konstrukcja będzie funkcjonować w prawidłowy sposób. Wskaźnik ten określa bowiem, przy jakiej wartości ciśnienia pojawi się maksymalne dopuszczalne ugięcie konstrukcji. Odporność na obciążenie wiatrem bez wątpienia należy do grupy najistotniejszych właściwości okna. To właśnie ona w dużej mierze decyduje o bezpieczeństwie całej konstrukcji. Jeśli okno uległoby zbyt dużemu odkształceniu, do pomieszczeń mogłaby przedostawać się woda opadowa. Co więcej, element przepuszczałby nadmierną ilość powietrza. Dodatkowo, brak odpowiedniej odporności na obciążenie wiatrem skutkowałby ryzykiem pęknięcia szyb.
Klasy odporności okien na obciążenie wiatrem
Wszystkie produkty – zanim zostaną dopuszczone do sprzedaży – poddawane są badaniom laboratoryjnym. Podczas testów na okna oddziałują obciążenia symulujące rzeczywiste warunki atmosferyczne, jakim konstrukcje będą musiały sprostać po zamontowaniu ich w budynku. Dzięki wykonaniu badań możliwe jest określenie klasy odporności danego elementu. Klasyfikacji dokonuje się zgodnie z normą PN-EN 14351-1. Odporność okna na obciążenie wiatrem opisuje się dwoma symbolami – literą oraz cyfrą. Ze względu na ugięcie ramy wyróżniane są trzy klasy:
- A (względne ugięcie czołowe ≤ 1/150),
- B (względne ugięcie czołowe ≤ 1/200),
- C (względne ugięcie czołowe ≤ 1/300).
Z kolei ze względu na ciśnienie wyróżnianych jest sześć klas:
- 1 (400 Pa),
- 2 (800 Pa),
- 3 (1200 Pa),
- 4 (1600 Pa),
- 5 (2000 Pa),
- Exxxx (>2000 Pa; xxxx – wartość ciśnienia badawczego).
Zależność między ciśnieniem a prędkością wiatru
W celu łatwiejszego zrozumienia odporności okien na obciążenie wiatrem, w specyfikacji produktów często podawana jest nie tylko klasa informująca o maksymalnym dopuszczalnym ciśnieniu, ale i odpowiadająca tej wartości prędkość wiatru. Zależność pomiędzy ciśnieniem a prędkością wiatru opisuje poniższy wzór:
q = 0,5ρv2
gdzie:
q [Pa] – ciśnienie prędkości wiatru,
ρ [kg/m3] – gęstość strugi powietrza (w przybliżeniu ρ = 1,25 kg/m3),
v [m/s] – prędkość wiatru.
Przykładowe ciśnienia używane przy określaniu klas odporności na obciążenie wiatrem i odpowiadające im prędkości wiatru wyglądają następująco:
- 400 Pa -> 91,07 km/h,
- 800 Pa -> 128,8 km/h,
- 1200 Pa -> 157,7 km/h,
- 1600 Pa -> 182,1 km/h,
- 2000 Pa -> 203,6 km/h,
- 2400 Pa -> 223,1 km/h,
- 2700 Pa -> 236,6 km/h,
- 3000 Pa -> 249,4 km/h.
Jak interpretować oznaczenia odporności na obciążenie wiatrem?
Dzięki klasyfikacji odporności okien na obciążenie wiatrem można dowiedzieć się, jakie są najtrudniejsze warunki (spowodowane ssaniem oraz parciem wiatru), w których dana konstrukcja funkcjonuje w prawidłowy sposób. Najmniejsze odkształcenie, czyli najlepsza odporność na obciążenie wiatrem, występuje w przypadku okien klasy C – maksymalne ugięcie konstrukcji wynosi nie więcej niż 1/300 jej długości, czyli dwukrotnie mniej w porównaniu do okien klasy A.
Przykładowo:
Klasa odporności na obciążenie wiatrem – C3
Powyższy zapis oznacza, że najbardziej odkształcalny element konstrukcji ugina się w sposób dopuszczalny (maksymalnie o 1/300 swojej długości) przy ciśnieniu wynoszącym 1200 Pa, które odpowiada wiatrowi wiejącemu z prędkością 157,7 km/h. Innymi słowy – taka wartość ciśnienia wiatru nie powoduje, że okno ulega nadmiernej deformacji.