Webinář: Tepelná ochrana podkroví. Rozhoduje stínění, akumulace i správná volba zasklení

Přehřívání ovlivňuje řada faktorů

Přehřívání budov nelze zjednodušit na problém jedné konstrukce nebo jednoho technologického opatření. Podle Karla Sedláčka je faktorů celá řada a jejich význam se mění podle konkrétní situace. Ve webináři proto upozornil na výsledky studie švýcarského výzkumného ústavu Empa, která sledovala vliv jednotlivých opatření na teplotu v interiéru.

Z výsledků podle něj vyplynulo, že dominantním opatřením je stínění, jehož vliv byl ve sledovaném případě vyčíslen na 29 %. Následovala tepelná akumulace konstrukcí s podílem 19 %. Význam má také noční větrání, jehož účinnost je ovšem přímo závislá na venkovní teplotě. Pokud jsou letní noci teplé, možnost konstrukci účinně vychladit se výrazně snižuje.

Sedláček zároveň upozornil na často přehlížené vnitřní tepelné zisky. Teplo do budovy nevnáší pouze sluneční záření. Produkují ho také lidé, spotřebiče, počítače nebo další zařízení. S rostoucí plochou prosklení se navíc problém solárních zisků zvyšuje. Význam má i kvalita konstrukce a úroveň jejího zateplení.

Tepelná izolace přitom podle Sedláčka sama o sobě přehřívání nevyřeší. „Snižuje rychlost růstu teploty, ale nezastaví jej,“ vysvětlil. Při dlouhodobě vysokých venkovních teplotách se proto teploty nakonec vyrovnají a bez dalšího opatření může být nutné využít chlazení.

„Trojsklo“ už jako specifikace nestačí

Význam zasklení v celkové bilanci budovy je přitom často podceňován. Jaroslava Dlouhá upozornila, že plocha skla tvoří u běžného okna přibližně 85 až 95 % jeho plochy. Přesto se při výběru oken často řeší především profil, barva nebo konstrukce rámu, zatímco specifikace zasklení končí u konstatování, že bude použito trojsklo.

Pro tepelný komfort v létě je ale zásadní především solární faktor g. Ten vyjadřuje podíl sluneční energie, který se přes zasklení dostává do interiéru. Čím je jeho hodnota nižší, tím menší solární zisky sklem procházejí.

Naopak prostup světla TL vyjadřuje, jaké množství viditelného záření sklo propustí. U prostorů určených pro dlouhodobý pobyt je podle Dlouhé žádoucí zachovat dostatečný prostup denního světla. Ve webináři zaznělo doporučení, aby byl vyšší než 60 %. Následně lze podle orientace a dalších opatření pracovat se solárním faktorem.

To je důležitý rozdíl proti dřívějšímu pojetí protislunečních skel. Ta už nemusí být automaticky tmavá nebo výrazně zrcadlová. Moderní protisluneční zasklení dokáže selektivně omezovat průchod sluneční energie při zachování vysoké propustnosti světla. „Protisluneční zasklení je vlastně zasklení, které nepustí dovnitř tolik slunečního tepla,“ popsala základní princip Dlouhá.

Záleží na orientaci fasády

Volba zasklení by proto neměla být provedena bez znalosti jeho skutečného použití. Dlouhá zdůraznila význam orientace budovy a konkrétního umístění oken. Pro různé světové strany mohou být vhodné různé hodnoty solárního faktoru.

U ploch, kde není k dispozici účinné venkovní stínění, může být vhodné použít sklo s nižším solárním faktorem, zejména na více tepelně exponovaných orientacích.

Příkladem moderního vysoce selektivního zasklení je řada COOL-LITE XTREME. Ve webináři byl uveden typ XTREME 70/33, u něhož je v prezentované skladbě trojskla uveden solární faktor 31 %, prostup světla 65 % a součinitel prostupu tepla Ug 0,5 W/m²K. Zasklení využívá tři vrstvy stříbra.

Právě poměr mezi prostupem světla a prostupem solární energie charakterizuje selektivitu zasklení. Čím lépe dokáže sklo propustit viditelné světlo a současně omezit tepelnou složku slunečního záření, tím větší možnosti nabízí při návrhu prosklených fasád.

Stínění má zásadní význam, ale není vždy snadno použitelné

Jedním z nejúčinnějších způsobů omezení solárních zisků je zabránit tomu, aby sluneční záření vůbec dopadlo na konstrukci. Z tohoto pohledu je velmi účinné zejména exteriérové stínění.

Exteriérové žaluzie nebo rolety jsou vystaveny povětrnostním podmínkám. U velkých štítových ploch může například silný vítr vést k jejich automatickému vytažení, a tím ke ztrátě ochrany proti slunci. Exteriérové stínění navíc nemusí být vhodné pro každou rekonstrukci ani každou architekturu. Na to ve webináři upozorňuje Jaroslava Dlouhá.

Řešením proto nemusí být volba mezi stíněním a zasklením, ale jejich kombinace. Automaticky řízené systémy vnitřního stínění mohou reagovat na intenzitu slunečního záření a upravovat míru zastínění podle aktuální situace. Výhodou vhodně navrženého interiérového stínění je přitom nezávislost na větru.

Zajímavou variantou je například interiérová roleta s pokovenou vrstvou orientovanou směrem k zasklení. Ta funguje částečně jako reflexní plocha a odráží část tepelného záření zpět. V kombinaci s protislunečním sklem lze podle prezentovaného příkladu snížit výsledný prostup solární energie z přibližně 31 % až na 12 %.

Když sklo začne reagovat na slunce

Karel Sedláček se ve druhé části webináře vrátil k otázce, zda musí mít zasklení během celého roku stejné vlastnosti. Zatímco klasické sklo má parametry v zásadě konstantní, elektrochromatické zasklení je dokáže měnit podle aktuálních podmínek.

Jako příklad uvedl systém SageGlass. U něj lze elektrickým impulzem měnit zabarvení skla. Podle intenzity slunečního záření se sklo postupně ztmavuje nebo naopak odbarvuje.

Výhodou je možnost reagovat na aktuální podmínky bez klasických pohyblivých stínicích prvků. Nevýhodou zůstává vyšší cena, a proto se podle Sedláčka tato technologie uplatňuje především ve specializovaných aplikacích. U velkých prosklených ploch však může ekonomika vyjít zajímavě. Sedláček ve webináři uvedl, že při kalkulaci návratnosti může být u vhodných staveb investice do dražšího zasklení návratná během několika let.

Od inteligentního skla k materiálům s fázovou změnou

High-tech řešení se podle Sedláčka neomezují pouze na zasklení. Ve webináři představil také materiály s fázovou změnou, které využívají latentní teplo pro stabilizaci teploty v interiéru.

V konstrukci jsou zapouzdřeny kapsle s parafínem. Při dosažení nastavené teploty, podle prezentovaného příkladu přibližně 25 až 26 °C, začne materiál měnit skupenství z pevného na kapalné a při tomto procesu spotřebovává teplo z okolí. Konstrukce tak může po určitou dobu absorbovat tepelné zisky, aniž by se teplota interiéru dále výrazně zvyšovala.

Sedláček tento princip přirovnal ke kostkám ledu ve sklenici nápoje: dokud led taje, odebírá okolí teplo a nápoj zůstává chladnější. Podobně funguje i materiál s fázovou změnou. Jeho účinek je však časově omezený a pro opětovné využití je nutné, aby okolní teplota následně klesla a materiál mohl přejít zpět do původního skupenství.

Další představenou možností jsou radiačně chladicí materiály, které pracují s dlouhovlnným tepelným zářením. Speciálně upravený povrch umožňuje vyzařovat tepelnou energii v oblasti spektra, která může procházet atmosférou směrem do vesmíru. Podle Sedláčka tak lze povrch konstrukce ochladit i pod teplotu okolního vzduchu.

Přehřívání je třeba řešit jako systém

Webinář tak ukázal, že ochrana budov před letním přehříváním není jediné opatření, ale kombinace několika fyzikálních principů. Základem může být správná orientace stavby, vhodná míra tepelné akumulace, kvalitní obálka, omezení vnitřních tepelných zisků, účinné stínění a možnost nočního odvodu tepla.

U staveb s významným podílem prosklených ploch k tomu přistupuje volba vhodného zasklení. Nestačí přitom rozhodnout pouze mezi dvojsklem a trojsklem. Pro návrh je důležité znát zejména Ug, g a TL, posoudit orientaci fasády a zohlednit, zda bude zasklení doplněno exteriérovým nebo interiérovým stíněním.

Pro projektanta z toho plyne poměrně jednoduchý závěr: Letní tepelný komfort nelze spolehlivě vyřešit až dodatečným chlazením. Čím dříve se při návrhu zohlední solární zisky, stínění a vlastnosti zasklení, tím více možností zůstává pro energeticky i provozně efektivní řešení budovy.