Strategie tepelného izolování budov s ocelovou kostrou (3)

Slunce zásobuje zemi nekončící dodávkou bezplatné a obnovitelné energie. Množství energie, jež každý den dopadá na zemský povrch, je enormní. Ze srovnání s jinými zdroji energie tak vznikla myšlenka využívání sluneční energie. Za 26 dnů totiž slunce vyprodukuje energii, srovnatelnou s energií všech známých zásob fosilních paliv na světě (uhlí, plyn a ropa).
V budovách lze sluneční energii využít různým způsobem:

• Denní světlo v každé místnosti je důležitou kvalitou účelné budovy
• Energie, získaná ze slunečního záření, pomáhá snížit náklady na vytápění v zimě i během přechodných období
• Sluneční energii lze využít k ohřevu teplé vody
• Sluneční záření lze v solárních panelech přeměnit na elektrickou energii.

ZÍSKÁVÁNÍ ENERGIE ZE ZASKLENÝCH OBÁLEK BUDOV
Sklo jako materiál pro obálky budov v sobě kombinuje mnoho energetických výhod i nevýhod. Světlo a teplo jsou různými projevy, způsobenými týmž zdrojem: slunečním zářením. Fyzikální účinky slunce lze měřit a kvantifikovat. Na druhé straně smyslové vnímání přírodního světla a vizuální spojení s vnějškem má psychologické přínosy, které nelze vyjádřit žádnými fyzikálními termíny.
V zimě není pro využití sluneční energie nic lepšího než kompletně prosklený obvodový plášť budovy. Avšak v létě přináší vysoká intenzita záření nadměrný přívod tepla, způsobující nepříjemně vysokou teplotu v místnostech. Tenká skleněná membrána je ale vhodná k využití slunečního záření. Jelikož také musí chránit před větrem a vlhkostí (v podobě deště a sněhu), je potřebná určitá tloušťka skleněné tabule. Podobně jako u skleníků sbírá skleněná membrána po celý den sluneční energii, zatímco v noci tatáž membrána vyzařuje energii z budovy do okolí.

NEVYROVNANÁ ENERGETICKÁ BILANCE
Oba účinky - získávání tepla ve dne i jeho vyzařování v noci - nabízejí ve výsledku nevyrovnanou energetickou bilanci. Zlepšení izolační kvality lze dosáhnout dvojitým nebo dokonce trojitým sklem. Zatímco zisk energie se tím jen nepatrně zmenší, ztráty se omezí podstatně. Proto bude i výsledná energetická bilance znatelně lepší. Studie ukázaly, že u jižních fasád s dvojitým sklem lze využívat přebytek energie po více než polovinu topné sezóny.
V tradičních budovách byly rolety, závěsy a záclony v noci zatahovány, aby se omezily ztráty tepla. Při kombinování těchto metod dočasného izolování mohla být hodnota součinitele prostupu tepla k u dvojitě zasklených oken zlepšena kupř. z 2,8 na 1,4. Tyto populární metody dočasného tepelného izolování mohou obrátit tepelnou bilanci oken na východě i západě, dokonce i na severu a v konečném důsledku vedou k úspoře na vytápění. Tyto tradiční metody mohou být aplikovány i na moderní prostředky pro dočasné ovlivňování součinitele prostupu tepla u oken a zasklených fasád s pohyblivými prvky.
Účinná stínicí zařízení jsou potřebná v přechodném období mezi zimou a létem a zejména v létě, kdy nezastíněná prosklená fasáda způsobuje netolerovatelný diskomfort pro obyvatele. Je zřejmé, že rozdílná orientace budovy vyžaduje různé metody zastínění. Na jižní fasádě jsou vhodná nepohyblivá stínidla ve vodorovné poloze, která odstíní letní slunce a umožní proniknout slunci v zimě. Na východě a na západě ale musí být stínění pohyblivé, aby zachytilo paprsky pod malým úhlem. Ve většině případů je pohyblivá sluneční ochrana nezbytná ke skutečně efektivnímu odstínění. Tradiční budovy používají řadu modifikací pohyblivých stínidel včetně záclon, pohyblivých okenic i rolet. Záclony se používají jako průhledná ochrana. Pro velké plochy zasklení ale tyto způsoby už vhodné nejsou.
Ve vícepodlažních budovách se nastavitelné clony umístěné zvenku často pokazí, i když jsou robustní. U většiny vysokých budov lze optimálního zastínění dosáhnout tímto způsobem jen zřídka. Současný vývoj v technologii skla směřuje k vložení ochranné kvality proti slunečnímu záření přímo do skla. Bylo vyvinuto teplo pohlcující a vysoce odrazivé sklo. Tato zdánlivě přesvědčivá metoda má ale vážné nedostatky z energetického hlediska. Tónované sklo může pohltit 50 až 60 % sluneční energie. Zrcadlové sklo odrazí 30 až 70 % energie záření zpět do okolí. Obě tyto technologie však redukují stejným poměrem i tepelné zisky ze sluneční energie.

Celý nezkrácený článek si můžete přečíst v prosincovém čísle 6/2003.

Autor

• Doc. Ing. Studnička Jiří DrSc.