Vplyv strešných okien na potrebu energie na vykurovanie

Ako sa prejavuje táto súvislosť? Katedra TZB ČVUT v Prahe urobila štúdiu na oknách Velux. Štúdia ukazuje, ako vplývajú strešné okná – ich počet, orientácia na svetové strany a typ zasklenia – na potrebu energie na vykurovanie. Na posúdenie sa vybral typový objekt rodinného domu s obytným podkrovím, ktorý sa postupne natáča na svetové strany a hodnotí na základe rôznych parametrov plášťa budovy. Štúdia pre názornosť posudzuje aj nerealizovateľné situácie, ako sú orientácia obytných priestorov na sever či objekt bez strešných okien.

Spracovanie bilančného výpočtu potreby energie na vykurovanie je hodnotené podľa ČSN EN ISO 13790 s mesačným krokom výpočtu podľa požiadaviek vyhlášky č. 78/2013 Zb. o energetickej náročnosti budov a s okrajovými podmienkami výpočtu podľa TNI 730331. Zodpovedá aj hodnoteniu podľa podmienok programu Nová zelená úsporám (NZU).

Vplyv počtu strešných okien na mernú potrebu energie na vykurovanie Ea

Zvolený objekt s premennými parametrami konštrukcií sa posudzoval pri troch rôznych úrovniach mernej potreby energie na vykurovanie definovaných podľa NZU: Ea < 35 kWh/(m² . rok), Ea < 55 kWh/(m² . rok), Ea < 70 kWh/(m² . rok), pričom merania v prvých dvoch prípadoch sú predmetom tohto článku. Za nízkoenergetický sa považuje dom pri splnení podmienky Ea < 50 kWh//(m² . rok).
Hodnotenie zahŕňalo tri, resp. štyri typy zasklenia: štandardné izolačné dvojsklo s označením 59, dvojsklo proti hluku a prehrievaniu s označením 60, nízkoenergetické trojsklo s označením 66 a nízkoenergetické trojsklo s označením 67 (pri Ea < 35 kWh/(m² . rok). Kalkulácia sa realizovala pri stave bez okien (0 ks) a pri stave s počtom 2 a 5 ks strešných okien pri orientácii na S, J, V, Z (obr. 1 a 2).

Hodnotenie pri Ea < 55 kWh/(m² . rok)

Štandardné izolačné dvojsklo 59

Hodnotenie mernej potreby energie na vykurovanie Ea v závislosti od počtu strešných okien a ich orientácie na svetové strany je zobrazené na grafe na obr. 3. Číselné výsledky sú uvedené v tab. 3. Potreba energie na vykurovanie sa pri zvyšovaní počtu strešných okien (VRW, Velux roof windows) pri orientácii na juh znižuje, na východ a západ zostáva konštantná a pri orientácii na sever marginálne rastie.

Obr. 3 Hodnotenie mernej potreby energie na vykurovanie Ea (na úrovni približne 55 kWh/(m2 . rok)) v závislosti od počtu strešných okien a ich orientácie na svetové strany pri štandardnom izolačnom dvojskle 59

Dvojsklo 60 odolné proti hluku a prehrievaniu

Hodnotenie mernej potreby energie na vykurovanie Ea v závislosti od počtu strešných okien a ich orientácie na svetové strany je zobrazené na grafe na obr. 4. Číselné výsledky sú uvedené v tab. 4. Potreba energie na vykurovanie sa pri zvyšovaní počtu VRW pri orientácii na juh, východ a západ znižuje a pri orientácii na sever marginálne rastie. Pomer medzi Uw a g (tepelné straty a zisky) je optimalizovaný aj pri sklách primárne určených na zníženie pasívnych solárnych ziskov.

Obr. 4 Hodnotenie mernej potreby energie na vykurovanie Ea (na úrovni približne 55 kWh/(m2 . rok)) v závislosti od počtu strešných okien a ich orientácie na svetové strany pri dvojskle 60 odolnom proti hluku a prehrievaniu

Nízkoenergetické trojsklo 66

Hodnotenie mernej potreby energie na vykurovanie Ea v závislosti od počtu strešných okien a ich orientácie na svetové strany je zobrazené na grafe na obr. 5. Číselné výsledky sú uvedené v tab. 5. Potreba energie na vykurovanie sa pri zvyšovaní počtu VRW pri orientácii na juh, východ a západ znižuje a pri orientácii na sever zostáva konštantná. Pomer medzi Uw a g (tepelné straty a zisky) je optimalizovaný.

Obr. 5 Hodnotenie mernej potreby energie na vykurovanie Ea v závislosti od počtu strešných okien a ich orientácie na svetové strany pri nízkoenergetickom trojskle 66

Výsledky

Treba povedať, že z hľadiska kvality denného osvetlenia je pri takomto podkroví počet 5 strešných okien optimálny. Z pohľadu potreby energie na vykurovanie (pri orientácii obytných miestností východ – juh – západ) prinášajú strešné okná zároveň zníženie potreby energie na vykurovanie Ea, a to bez ohľadu na typ zasklenia. Hľadisko využitia tepelných ziskov a ich prípadnú elimináciu v letnom období treba zohľadniť už pri návrhu strešných okien, ktoré treba vybaviť vonkajšími tieniacimi doplnkami. Ak chceme finančne kvantifikovať energeticky najnepriaznivejší variant a porovnať ho s variantom bez strešných okien, porovnáme variant 5 strešných okien s dvojsklom 59 (Ea 61 kWh/(m² . rok)) orientovaných na sever s variantom domu bez strešných okien (Ea 60 kWh/(m² . rok)). Pri uvažovaní o súčasnej cene približne 3 Kč za 1 kWh a pri veľkosti domu 111,3 m² je finančný rozdiel týchto variantov len 334 Kč ročne (na pomery SR by bolo potrebné vykonať nový výpočet, je však zrejmé, že rozdiel týchto variantov nie je nijako zásadný). K tomu treba navyše poznamenať, že variant orientovania domu na sever je len teoretický, pretože dom s orientáciou obytných miestností na sever je legislatívne nerealizovateľný. Zároveň však možno len veľmi ťažko finančne vyjadriť kvalitatívny prínos denného svetla pri variante s väčším počtom okien.

(sf)
Článok vznikol zo štúdie spracovanej Katedrou TZB na ČVUT v Prahe. Hodnotenie pri ďalších úrovniach mernej potreby energie a celú štúdiu možno nájsť na www.velux.cz

Foto a obrázky: Velux

Článok bol uverejnený v TZB Haustechnik.