Okna jako źródło ciepła energii słonecznej

Marcin Szewczuk

Podstawową funkcją okien jest doświetlenie pomieszczeń światłem dziennym i umożliwienie kontaktu ze światem. Dodatkowo mogą też być źródłem darmowego ciepła z energii słonecznej - co jednak nie zawsze jest zaletą.

Okna nie tylko doświetlają pomieszczenia; moga też być źródłem darmowej energii cieplnej
Okna nie tylko doświetlają pomieszczenia; moga też być źródłem darmowej energii cieplnej
Fot. Vetrex
Coraz bardziej charakterystyczną cechą nowoczesnego budownictwa jest stale zwiększająca się przeszklona powierzchnia elewacji. Z pewnością mają na to wpływ nie tylko zmieniające się gusta inwestorów, ale również znacznie lepsze właściwości okien. Wprawdzie proste porównanie parametrów nawet najlepszych okien w stosunku do standardu energetycznego dobrze ocieplonych ścian wydaje się jednoznacznie przemawiać za ograniczeniem liczby okien - jednak jest to myślenie dosyć uproszczone.

Szyby mogą więcej

W związku ze stale wzrastającą popularnością budownictwa energooszczędnego, coraz większą wagę przykłada się do bilansu energetycznego całego budynku. Bardzo istotnym jego składnikiem jest darmowa energia słoneczna pozyskiwana właśnie przez okna, a konkretnie - przez szyby.

Aby zapewnić w domu jak najkorzystniejszy bilans energetyczny oraz komfort cieplny, trzeba odpowiednio

- dopasować wielkość okien do powierzchni pomieszczeń;

- rozmieścić okna względem stron świata (większe przeszklenia od strony południowej, minimalna liczba okien od północy);

- dobrać szyby o właściwych parametrach.

Dwa pierwsze warunki trzeba uwzględnić już na etapie opracowywania projektu domu; na wybór parametrów szyb przyjdzie czas na dalszym etapie budowy. Trzeba jednak wtedy pamiętać, że szyby to jedyny element okna, przez który nie tylko traci się ciepło, ale też można je zyskiwać - pod warunkiem, że dopasuje się ich właściwości do funkcji poszczególnych pomieszczeń oraz stron świata.

Podstawową funkcją okien wciąż pozostaje doświetlenie pomieszczeń, jednak trzeba pamiętać, że szyby są teraz czymś więcej niż tylko przezroczystym wypełnieniem ramy okiennej. Dzięki naniesieniu na nie powłok niskoemisyjnych, okna mogą być bardziej wydajne energetycznie niż ściany! Nowoczesne szyby nie tylko ograniczają ucieczkę ciepła z domu (powłoki niskoemisyjne), ale mogą także inteligentnie ograniczać jego dopływ z zewnątrz, nie dopuszczając do przegrzewania się pomieszczeń latem (selektywne powłoki przeciwsłoneczne).

Co trzeba wiedzieć, kupując okna

Inwestor, który chce kupić okna do swojego domu, zazwyczaj jest zdany tylko na siebie. W projekcie znajdzie wprawdzie informacje na temat liczby i wymiarów okien, ale z reguły nie dowie się wiele na temat ich parametrów i właściwości. Z drugiej strony, sprzedawca podczas zamawiania okien zarzuci go technicznymi informacjami i symbolami. Często są one nie do końca zrozumiałe, i to nie tylko przez inwestorów, ale też przez sprzedawców - niestety, profesjonalizm wielu z nich pozostawia wiele do życzenia. Zdarza się, że mylą współczynniki przenikania ciepła całego okna Uw i szyby Ug albo współczynnik przenikania energii słonecznej g - a czasem uważają je po prostu za to samo. "Oczarowanie" klienta taką wiedzą może w przyszłości okazać się dla niego dość kosztownym błędem. Zatem, by nie pogubić się w tej okiennej układance, a jednocześnie określić kryteria, według których możemy samodzielnie ocenić poszczególne oferty i dokonać wyboru, trzeba poznać kilka symboli opisujących najistotniejsze parametry szyb.

Współczynnik Ug - od ucieczki ciepła przez szybę

Parametrem określającym izolacyjność termiczną szyb jest współczynnik Ug. Określa on wielkość strat ciepła w Watach na 1 metr kwadratowy powierzchni szyby przy różnicy temperatur po obu jej stronach wynoszącej jeden stopień Kelwina [W/(m2K)]. Mówiąc prościej - informuje, ile ciepła ucieka przez szybę na zewnątrz; zatem im niższy Ug, tym większą izolacyjność ma szyba.

Współczynnik Ug wraz ze współczynnikiem przenikania ciepła profili (Uf) oraz liniowym mostkiem cieplnym na styku szyby z ramą decydują o parametrach cieplnych całego okna (Uw). Uwaga! Współczynnik U szyby często mylnie przyjmowany jest w różnych specyfikacjach jako parametr określający izolacyjność termiczną całych okien. Należy być bardzo wyczulonym na tę różnicę, która może być efektem niewiedzy lub celowej manipulacji producenta lub sprzedawcy (izolacyjność całego okna zawsze jest bowiem gorsza niż izolacyjność samych szyb).

Współczynnik g - od zysku ciepła ze słońca

Współczynnik przenikania energii słonecznej g (określany też jako faktor słoneczny) informuje o tym, ile energii słonecznej w postaci ciepła jest przepuszczane przez szybę do pomieszczenia. Jeśli jego wartość jest za wysoka, latem pomieszczenia będą się przegrzewać, jeśli za niska - zimą szyba nie wpuści do domu naturalnego ciepła słońca.

Optymalna wartość współczynnika g jest inna dla różnego typu budynków. W mieszkalnych faktor słoneczny powinien być wyższy i oscylować w granicach 60%. Dzięki temu nie będzie się tracić bezpłatnego ciepła uzyskiwanego ze słońca wiosną, jesienią i zimą.

W domach najwięcej czasu spędzamy po południu; latem, kiedy promieniowanie słoneczne jest bardzo intensywne i uciążliwe, można je ograniczać za pomocą rolet lub żaluzji. Odwrotnie wiosną, jesienią i zimą - siłę słońca i wyższy faktor słoneczny szyb można wtedy wykorzystać jako darmowe źródło ciepła, które pomoże ogrzać wnętrza.

- Współczynnik g a komfort mieszkańców. Przy określaniu optymalnego współczynnika g dla przeszkleń okiennych, należy uwzględnić ich rozmiar oraz orientację wobec stron świata. Jest to szczególnie ważne przy dużych płaszczyznach szklanych. Jeśli dodatkowo skierowane są one na południe lub południowy zachód, słońce mogłoby nam przeszkadzać. Dlatego zastanówmy się, czy nie wolimy zamówić szyb o niższym faktorze słonecznym, co zagwarantuje odpowiedni komfort termiczny latem (kosztem mniejszej ilości ciepła uzyskiwanego ze słońca w ciągu chłodnych dni).

- Sposób na efekt cieplarniany. Energia słoneczna wnikająca przez nieosłonięte okna do domu w ciepłe dni jest absorbowana przez pomieszczenie, znajdujące się w nim sprzęty i wyposażenie. Nagrzewają się one, po czym zaczynają wypromieniowywać zaabsorbowaną energię. Jest ona "wypuszczana" falami, dla których szkło okienne stanowi słabo przepuszczalną przegrodę. Energia kumuluje się zatem wewnątrz pomieszczenia. W efekcie, w domu powstaje "efekt cieplarniany", a temperatura rośnie tak, że konieczne staje się stosowanie energochłonnych urządzeń chłodzących lub systemów klimatyzacji.

Przegrzewanie się pomieszczeń można zredukować, jeżeli zamówi się szyby z nowoczesnymi powłokami selektywnymi. Szkło selektywne to skomplikowany, lecz niezawodny filtr, który przepuszcza światło w stopniu odpowiadającym naszym potrzebom, blokując jednocześnie (w zaprogramowanym wymiarze) niewidzialne, wysokoenergetyczne frakcje promieniowania słonecznego.

Współczynnik Lt - od przepuszczania światła

Na ogólny bilans energetyczny domu ma także wpływ ilość światła, które przeniknie do pomieszczenia - określa ją parametr Lt, który powinien wynosić powyżej 70%. Im jest wyższy, tym lepiej; wtedy bowiem do pokoju przeniknie więcej naturalnego światła słonecznego. Jest ono nie tylko niezbędne do życia, ale też darmowe. Im więcej otrzymamy go przez okno, tym później włączymy sztuczne oświetlenie. Dzięki temu oszczędzamy nie tylko energię, ale i pieniądze w naszych portfelach. Warto o tym pamiętać, zwłaszcza że do domu wracamy przeważnie po południu, a jesienią i zimą zmrok zapada wcześnie...

Ważne jest też zabarwienie szkła stosowanego w oknach domów. Dla naszego wzroku najlepsze jest szkło neutralne. Szkło kolorowe (na przykład absorpcyjne, które jest zwykle brązowe, grafitowe, niebieskie lub zielone) działa jak filtr fotograficzny i może powodować zmianę postrzegania barw w pomieszczeniu.

Złoty środek - ciepłe szyby i rolety

To, co w jednym domu będzie dobrym rozwiązaniem, w innym może pogarszać komfort mieszkania lub generować dodatkowe koszty eksploatacyjne. Analogicznie - to, co zimą jest zaletą, latem może sprawiać kłopoty. Dlatego zawsze wskazane jest indywidualne dostosowanie parametrów szyb do funkcji budynku.

Sprawdzonym i godnym polecenia rozwiązaniem, standardowo stosowanym już od dawna na przykład w Niemczech, jest montowanie w oknach przesłon słonecznych: rolet zewnętrznych czy żaluzji. Pozwala to regulować poziom nasłonecznienia pomieszczeń oraz ilość dostającego się do nich ciepła. W takiej sytuacji szyby o dużej przenikalności energii cieplnej nie są w lecie żadnym problemem, gdyż przesłony ograniczają negatywny wpływ tego zjawiska. Nie należy zapominać przy tym o szeregu innych korzyści wynikających z ich stosowania, jak poprawa izolacyjności termicznej całej przegrody w zimie, czy dodatkowe zabezpieczenie okien.

Zapisz się na NEWSLETTER. Co tydzień najnowsze wiadomości o budowie, remoncie i wykańczaniu wnętrz w Twojej poczcie e-mail: Zobacz przykład



Skomentuj:

Okna jako źródło ciepła energii słonecznej