Vplyv tienenia na energetické hodnotenie okna v letnom období

Prostriedky slnečnej ochrany okna znižujú pasívny solárny zisk za zasklením a prispievajú k zabezpečeniu tepelnej pohody v letnom období, ale aj znižujú potrebu tepla na chladenie v klimatizovaných budovách.

Z hľadiska zimného obdobia je pre transparentnú konštrukciu výhodná čo najnižšia hodnota súčiniteľa prechodu tepla (U_g-hodnota) a čo najvyššia priepustnosť energie slnečného žiarenia (g-hodnota zasklenia). Čím je g-hodnota zasklenia v zimnom období vyššia, tým je väčší pasívny solárny zisk, ktorý znižuje potrebu tepla na vykurovanie.

Z hľadiska letného obdobia sa však pri vysokej g-hodnote zasklenia zvyšuje potreba tepla na chladenie. Protiargumentom tu je tvrdenie, že klimatizovaná budova musí používať účinné tienenie. Teda do úvahy sa berie znížená priepustnosť energie slnečného žiarenia, ktorá sa dá dosiahnuť:

• zníženou g-hodnotou zasklenia a/alebo
• prostriedkami slnečnej ochrany okna v letnom období.

V praxi sa preferuje používanie tieniacich zariadení. Hodnota zníženia priepustnosti energie slnečného žiarenia pri tienení sa vypočíta takto:

g_tot = g_g . F_c (1)

kde
F_c je zmenšujúci faktor trvalého zariadenia slnečnej ochrany,
g_g je celková priepustnosť slnečnej energie zasklením,
g_tot je celková priepustnosť slnečnej energie v kombinácii so zasklením.

Niektoré typy zariadení slnečnej ochrany majú zmenšujúce faktory podľa STN EN ISO 13 790 [1] (tab. 1).
Hodnoty g_tot sa určujú numerickým výpočtom podľa STN EN ISO 52022-1 [2]. Táto hodnota udáva priepustnosť slnečného žiarenia zasklením spolu s tieniacim zariadením.

Daná európska norma špecifikuje zjednodušenú metódu založenú na tepelných, solárnych a svetelných charakteristikách zasklenia, solárnych a svetelných charakteristikách tieniaceho zariadenia na odhad celkovej priepustnosti slnečnej energie, priamej priepustnosti slnečnej energie a priepustnosti svetla so zariadením na ochranu pred slnečným žiarením kombinovaným so zasklením.

Neprehliadnite: Montáž vonkajších žalúzií krok za krokom

V praxi sa uprednostňujú hodnoty podľa tab. 1 pred výpočtom podľa STN EN ISO 52022-1, a to najmä preto, že dodávatelia tieniacej technicky nemajú podrobné údaje o optických vlastnostiach konkrétnej protislnečnej clony.

Napríklad odrazivosť povrchu tieniaceho zariadenia zo strany dopadajúceho žiarenia alebo odrazivosť povrchu tieniaceho zariadenia z odvrátenej strany dopadajúceho žiarenia, alebo svetelnú priepustnosť tieniaceho zariadenia. Deficit týchto údajov neumožňuje podrobnejšie hodnotenie účinnosti tienenia.

Energetické štítkovanie a hodnotenie vlastností okien, ktoré sa uplatňuje u nás a v ostatných krajinách EÚ, sa pôvodne zakladalo na hodnotení okna podľa potreby tepla na vykurovanie. Dnes sa však tieto postupy zovšeobecnili aj na letné obdobie, teda aj na hodnotenie okna vzhľadom na potrebu tepla na chladenie [3].

Niektoré krajiny na túto situáciu reagujú aj s ohľadom na Smernicu EP a Rady 2010/30/EÚ, ktorá pokrýva energeticky významné výrobky, ktoré majú počas používania priamy alebo nepriamy vplyv na spotrebu každej formy energie.

Ďalším faktorom, ktorý vyplýva zo zásad Smernice 2010/30/EÚ je zavedenie energetickej triedy A+, ktoré je možné podľa článku 10 vtedy, ak si to vyžaduje technický pokrok. Na základe článku 10 možno do klasifikácie doplniť ďalšie tri doplňujúce triedy: A+, A++ a A+++ pre najúčinnejšiu triedu. V zásade sa celkový počet tried obmedzí na sedem.

Na základe týchto skutočností sme v občianskom združení Slovenergookno [5] pripravili metodiku, ktorá rešpektuje technické zásady výpočtového hodnotenia okien v zimnom a letnom období podľa ISO 18292 [3], podľa všeobecných zásad Smernice 2010/30/EÚ [4].

Letné klimatické podmienky sa uvažujú podľa STN 73 0540-3. Sú zhodné s údajmi, ktoré sa používajú aj pri energetickej certifikácii budov. V zimnom období sa použije U_g-hodnota zasklenia, g_g-hodnota zasklenia, U_f-hodnota rámovej konštrukcie okna a Ψ_g-hodnota dištančného profilu, prievzdušnosť okna udaná buď triedou prievzdušnosti (podľa STN EN 12207), alebo objemovým tokom vzduchu v m³/(m² . h).

V letnom období sa použije ešte aj hodnota zmenšujúceho faktora trvalého zariadenia slnečnej ochrany, napríklad podľa tab. 1. Na obr. 1 je potom energetický štítok okna, ktorý vyjadruje jeho vlastnosti v zimnom aj letnom období. Toto okno používa zasklenie so zvýšenou priepustnosťou slnečného žiarenia. Ide o trojsklo Climatop Eclaz s g_g = 0,60.

Táto hodnota je výhodná na zimné obdobie a tento typ zasklenia sa odporúča použiť na vykurované budovy. Vzhľadom na nepriesvitné časti drevohliníkového okna s rozmermi 1 230 × 1 480 mm je g-hodnota okna g_w = 0,41. Tu sa rešpektujú nepriesvitné časti okna zohľadnením plochy nepriesvitných častí. Vzťah medzi g-hodnotou zasklenia a g-hodnotou okna je podľa vzťahu (2)

g_w = g_g . (A_g/A_w)   (2)

kde
A_g je plocha zasklenia
A_w je plocha okna

Táto hodnota sa použije pri hodnotení okna v zimnom období. V letnom období sa predpokladá tienenie okna svetlými žalúziami zvonka. Použije sa teda zmenšujúci faktor zariadenia slnečnej ochrany F_C = 0,35 podľa tab. 1. Energetické hodnotenie okna v letnom období je založené na výpočte potreby tepla na chladenie.

Znázorňujú sa dva ukazovatele. Prvý ukazovateľ (trieda C v letnom období) znázorňuje hodnotenie bez použitia tienenia (teda s takou priepustnosťou energie slnečného žiarenia oknom, aká bola v zimnom období g_w = 0,41). Druhý ukazovateľ (trieda A v letnom období) znázorňuje hodnotenie okna pri tienení bielymi žalúziami zvonka (teda g_tot = 0,14).

Rozdiel medzi týmito dvoma energetickými triedami ukazuje energetický vplyv tienenia, ak by sa budova v lete chladila. Z toho vyplýva, že energetické štítkovanie okien v letnom období má význam iba pri budovách s celoročne upravovaným vnútorným prostredím.

Na obr. 1 sa potom rešpektuje aj rozdelenie hodnotiacej škály do siedmich energetických tried, pričom sa zaviedla aj energetická trieda A+ podľa pravidla Smernice 2010/30/EÚ [4]. Táto sa uplatňuje v združení Slovenergookno od roku 2018.

Poďakovanie
Táto práca bola podporená agentúrou MŠ SR prostredníctvom projektu APVV -16-0126 a VEGA 1/0113/19.

Literatúra:

1. STN EN ISO 13 790 Energetická hospodárnosť budov. Výpočet potreby energie na vykurovanie a chladenie, SUTN Bratislava, 2009.
2. STN ENISO 52022-1 Energetická hospodárnosť budov. Tepelné, solárne a svetelné vlastnosti stavebných konštrukcií a prvkov. Časť 1: Zjednodušená výpočtová metóda solárnych a svetelných charakteristík zariadení slnečnej ochrany kombinovaných so zasklením.
3. ISO 18292 Energy Performance of Fenestration Systems – Calculation Procedure, 2009.
4. Smernica Európskeho parlamentu a Rady 2010/30/EÚ o udávaní spotreby energie a iných zdrojov energeticky významnými výrobkami na štítkoch a štandardných informáciách o výrobkoch.
5. http://slovenegookno.sk

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály 2/2019.