Vplyv g-hodnoty zasklenia na potrebu tepla pri vykurovanรญ ultranรญzkoenergetickรฝch budov
Ako ovplyvลujรบ tepelnotechnickรฉ a optickรฉ vlastnosti okien s izolaฤnรฝm trojsklom potrebu tepla na vykurovanie priestoru budovy?
Na oknรก sa od roku 2016 pri ultranรญzkoenergetickรฝch budovรกch uplatลuje poลพiadavka podฤพa STN 73 0540-2: 2012 na รบrovni Uw โค 1,0 W/(m2 . K). Kvantifikรกcia len podฤพa tepelnoizolaฤnej hodnoty vyjadrenej sรบฤiniteฤพom prechodu tepla vลกak niฤ nehovorรญ oย optickรฝch aย ฤalลกรญch fyzikรกlnych vlastnostiach, ktorรฉ by malo maลฅ okno aย jeho komponenty naprรญklad pri budovรกch iba vykurovanรฝch aย budovรกch sย celoroฤne upravovanรฝm vnรบtornรฝm prostredรญm, naprรญklad sย klimatizรกciou. Popri kvantifikรกcii U-hodnoty okna vลกak treba vย tepelnรฝch bilanciรกch budov aย pri stavebno-fyzikรกlnom hodnotenรญ zohฤพadniลฅ aj svetelnรบ priepustnosลฅ zasklenia aย celkovรบ priepustnosลฅ energie slneฤnรฉho ลพiarenia, g-hodnotu (solรกrny faktor zasklenia).
Nรญzkoemisnรฉ trojsklรก
Jednotlivรฝ vรฝrobcovia oznaฤujรบ ฤรญre sklรก obchodnรฝmi nรกzvami. Saint Gobain pouลพรญva nรกzov Planilux aย AGC pouลพรญva nรกzov Planibel. Oxid ลพelezitรฝ, ktorรฝ tieto sklรก obsahujรบ, spรดsobuje zelenรฉ zafarbenie sklenej hmoty aย viac sa prejavuje pri hrubลกรญch tabuliach skla. Novลกie vรฝrobky od vรฝrobcu Saint Gobain pouลพรญvajรบ ฤรญrejลกiu sklovinu. Vรคฤลกia ฤรญrosลฅ skloviny znamenรก, ลพe sklo nemรก takรฉ intenzรญvne zelenรฉ zafarbenie (sklovina je menej zelenkavรก). Tieto sklรก oznaฤuje tento vรฝrobca nรกzvom Planiclear. Platรญ, ลพe zรกroveล so zlepลกenรญm transparentnosti skloviny cena zostรกva rovnakรก. Pri pouลพitรญ vย dvoj- aย trojsklรกch sรบ dosiahnutรฉ parametre lepลกie vย porovnanรญ sย pรดvodnou sklovinou Planilux โ umoลพลuje to dosiahnuลฅ vyลกลกรญ prestup svetla, aj vyลกลกรญ solรกrny faktor (g-hodnotu).
Obr. 1 Pรดdorys rodinnรฉho domu
Podiel izolaฤnรฉho trojskla na stavebnom trhu vย Eurรณpe sa neustรกle zvyลกuje. Vย niektorรฝch krajinรกch dosahuje podiel aลพ 50โฏ% aย viac. Vย poslednom obdobรญ sa na trhu vรฝrobkov sย izolaฤnรฝm trojsklom objavili trojsklรก, ktorรฉ kombinujรบ sklรก so zvรฝลกenou priepustnosลฅou svetla aย energie slneฤnรฉho ลพiarenia sย nรญzkoemisnรฝmi sklami tak, aby integrรกlna hodnota priepustnosti energie slneฤnรฉho ลพiarenia (g-hodnota) bola vรคฤลกia ako pri beลพnom trojskle. Zvรฝลกenรก priepustnosลฅ energie slneฤnรฉho ลพiarenia aย ฤiniteฤพa svetelnej priepustnosti vย izolaฤnom trojskle sa dosahuje pouลพitรญm buฤ:
- extra ฤรญreho skla typu Diamant alebo Planiclear (Saint-Gobain Glass), alebo Planibel Clear (AGC);
- spektrรกlne selektรญvneho povlaku, ktorรฝ mรก sรญce vyลกลกiu emisivitu, aย tรฝm mierne zvyลกuje U-hodnotu zasklenia, ale mรก aj vyลกลกiu g-hodnotu. To sรบ sklรก Planitherm Lux alebo Planitherm XN (Saint-Gobain Glass)
Obr. 2 Rez rodinnรฉho domu
Predmet prรญpadovej ลกtรบdie
Predmetom tejto prรญpadovej ลกtรบdie je analรฝza potreby tepla na vykurovanie vย rodinnom dome pri alternatรญvnej voฤพbe zasklenia. Ako porovnรกvacia vzorka slรบลพi zasklenie na dnes beลพne pouลพรญvanรฉ Planiterm Ultra N vย porovnanรญ sย nรญzkoemisnรฝm selektรญvnym povlakom Planiterm Lux. Vรฝpoฤtom sa analyzuje potreba tepla na vykurovanie pre rodinnรฝ dom zasklenรฝ izolaฤnรฝm trojsklom:
- Climatop Ultra N,
- Climatop LUX.
Planiterm Lux je novรฝ nรญzkoemisnรฝ povlak, ktorรฝ bรฝva aplikovanรฝ na ฤรญre sklo Planilux. Mรก zvรฝลกenรบ priepustnosลฅ energie slneฤnรฉho ลพiarenia aย zvรฝลกenรบ priepustnosลฅ dennรฉho svetla. Cieฤพom ลกtรบdie je vyลกpecifikovaลฅ rozdiely vย tepelnej bilancii budov na bรฝvanie, pri zasklenรญ sย trojsklami sย rozliฤnรฝmi optickรฝmi vlastnosลฅami. Tepelnotechnickรฉ aย optickรฉ vlastnosti izolaฤnรฝch trojskiel sรบ vย tabuฤพke 1. Trojsklo Climatop Lux mรก sรญce vyลกลกiu hodnotu Ug, ale pritom mรก zvรฝลกenรบ priepustnosลฅ energie slneฤnรฉho ลพiarenia podฤพa tabuฤพky 1.
Zjednoduลกene by sme mohli postaviลฅ otรกzku pri analyzovanรญ vplyvu tรฝchto dvoch zasklenรญ do budov na bรฝvanie takto: โKtorรฉ zasklenie je vo vykurovanej budove vรฝhodnejลกie, sย Ug = 0,6 W/(m2 .โฏK) sย g = 0,50 alebo sย Ug = 0,7 W/(m2 . K) sย gโฏ=โฏ0,62?โ Pritom ide oย porovnรกvanie dvoch identickรฝch trojskiel vย rovnakej rozmerovej vzorke, teda 4-14-4-14-4 mm. Trojsklo Climatop Lux je drahลกie oย pribliลพne 2 โฌ/m2.
Budova rodinnรฉho domu je uvaลพovanรก vย priestorovรฝch parametroch ako dvojpodlaลพnรฝ nepodpivniฤenรฝ dom sย plochou strechou. Tepelnotechnickรฉ vlastnosti nepriesvitnรฝch konลกtrukciรญ stien, striech aย podlรกh sรบ navrhnutรฉ tak, aby spฤบลali poลพiadavky na tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti vย STN 73 0540-2 na ultranรญzkoenergetickej รบrovni vรฝstavby (tabuฤพka 2). Priestorovรฉ aย ploลกnรฉ parametre sa uvaลพujรบ podฤพa obr. 1 aย 2.
Transparentnรฉ konลกtrukcie otvorovรฝch vรฝplnรญ sa uvaลพovali sย tรฝmito tepelnotechnickรฝmi aย optickรฝmi vlastnosลฅami:
- rรกmovรก konลกtrukcia okien
- Uf = 1,0 W/(m2 . K),
- pohฤพadovรก vรฝลกka aย ลกรญrka profilu โ 119โฏmm.
Diลกtanฤnรฝ profil izolaฤnรฉho trojskla swisspacer Vย sย hodnotou ฯg = 0,32 W/(mโฏ. K). U-hodnota okna sa urฤila pre kaลพdรฝ rozmer okna podฤพa STN EN ISO 10077-1. Tie sรบ uvedenรฉ vย tabuฤพke 3.
Potreba tepla na vykurovanie
Vรฝpoฤet potreby tepla na vykurovanie podฤพa STN 73 0540: 2002 uvaลพoval tieto ploลกnรฉ aย priestorovรฉ parametre rodinnรฉho domu:
- podlahovรก plocha Ab = 260,8 m2, obstavanรฝ objem budovy Vb = 821 m3;
- faktor tvaru budovy = 0,684 m2/m3;
- plocha teplovรฝmennรฉho obalu budovy โAi = 561,26 m2.
Vรฝpoฤtom urฤenรก mernรก potreba tepla na vykurovanie podฤพa STN EN ISO 13โฏ790 rodinnรฉho domu zasklenรฉho trojsklom pri normalizovanรฝch podmienkach hodnotenia uvaลพovala:
- poฤet dennostupลov D = 3422 K deล,
- dostupnรบ energiu slneฤnรฉho ลพiarenia uvaลพovanรบ podฤพa STN 73 0540-3 [2] sย poยญmerยญne konzervatรญvnymi hodnotami (naprรญklad juลพnรก orientรกcia 320 kWh/(m2โฏaย VS), vรฝchodnรก aย zรกpadnรก orientรกcia 200โฏkWh/(m2 aย VS), severnรก orientรกcia 100 kWh/(m2 aย VS)).
Obr. 3 Mernรก potreba tepla na vykurovanie RD s trojsklom Climatop Ultra N a Climatop Lux
Mernรก potreba tepla na vykurovanie pri normalizovanรฝch podmienkach hodnotenia je (obr. 3):
- pri trojskle Climatop Ultra N je QH,nd2โฏ=โฏ59,5 kWh/(m2.rok),
- pri trojskle Climatop Lux je QH,nd2โฏ=โฏ58,1 kWh/(m2.rok),
- รบspora je 1,4 kWh/(m2.rok).
Vรฝpoฤtom urฤenรก potreba tepla na vykurovanie rodinnรฉho domu zasklenรฉho trojsklom:
- Climatop Ultra N je QH,nd = 15 518,0 kWh/rok,
- Climatop Lux je QH,nh = 15 156,3 kWh/rok,
- รบspora je 361,7 kWh/rok.
Ktorรฉ izolaฤnรฉ trojsklo vybraลฅ?
Zย hฤพadiska potreby tepla na vykurovanie sa potvrdil pozitรญvny vplyv izolaฤnรฉho trojskla so zvรฝลกenou priepustnosลฅou slneฤnรฉho ลพiarenia na znรญลพenie potreby tepla na vykurovanie. Prรญpadovรก ลกtรบdia uvaลพovala rodinnรฝ dom sย oknami viac-menej rovnomerne rozloลพenรฝmi na vลกetky svetovรฉ strany. Teda pri znรญลพenรฝch tepelnรฝch stratรกch ultranรญzkoenergetickรฝch budov sรบ vรฝhodnejลกie izolaฤnรฉ trojsklรก so zvรฝลกenรฝm solรกrnym faktorom, ktorรฝ umoลพลuje vyลกลกie uplatnenie pasรญvnych solรกrnych ziskov.
Pouลพitie trojskiel so zvรฝลกenou g-hodnotou vย budovรกch na bรฝvanie je zaloลพenรฉ na predpoklade, ลพe by mali byลฅ navrhnutรฉ tak, aby nebolo treba zabezpeฤovaลฅ ich tepelnรบ pohodu vย letnom obdobรญ klimatizรกciou. Teda sa predpokladรก vyuลพitie prostriedkov slneฤnej ochrany okna, tepelnej zotrvaฤnosti vnรบtornรฝch konลกtrukciรญ aย รบฤinnรฉ vonkajลกie tienenie zasklenรฝch plรดch. Tรกto poลพiadavka sa uplatลuje vลกeobecne.
Teda nepredpokladรก sa vyrieลกenie prehrievania budov vย letnom obdobรญ tak, ลพe znรญลพime g-hodnotu zasklenia celoroฤne aย zabezpeฤรญme โtienenie sklomโ, ale predpokladรก sa sezรณnne tienenie prostriedkami slneฤnej ochrany okna, tak aby sa zabezpeฤili poลพiadavky na tepelnรบ stabilitu miestnostรญ vย letnom obdobรญ.
TEXT + OBRรZKY: prof. Ing. Ivan Chmรบrny, PhD., Stavebnรก fakulta STU Bratislava, Katedra konลกtrukciรญ pozemnรฝch stavieb
Poฤakovanie
Tรกto prรกca bola podporenรก agentรบrou VEGA Mล SR prostrednรญctvom projektu ฤ.โฏ1/0087/16 aย APVV -16-0126.
Literatรบra
- Chmรบrny, I.: Zasklenia so zvรฝลกenou priepustnosลฅou slneฤnej energie. OKNOviny ฤ. 1, 2014.
- Saint Gobain: ssg Planiterm XN, ssg Planiterm XN II.
- Chmรบrny, I.: Ultra thin glass membranes for advanced glazing of nZEB. Advanced Materials Research, vol. 899 (2014), p. 470 โ 473.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Stavebnรฉ materiรกly 2/2018.