Chování fasády s větranou mezerou a využití pro úspory energie
Prouděním v mezeře větrané fasády se přenáší významný tok tepla, což je žádoucí v létě. Naopak v zimě je výhodné teplo ze slunečního záření využít ke zmírnění tepelné ztráty prostupem.
Atraktivní architektonický vzhled, velké množství barev a materiálů obkladu, trvanlivost, výhodné energetické vlastnosti, to jsou vyzdvihované vlastnosti větraných fasád. Ověřit vlastnosti na modelech i v reálných podmínkách je cílem projektu FW03010062 Chytrá fasáda s optimalizovanými energetickými vlastnostmi podporovaného TaČR. Řešitelem projektu je firma Iltegro, s.r.o. a stavební fakulta VUT v Brně.
Chytrá fasáda jako prvek významných energetických úspor
Obklad samotné fasády je vynášen nejčastěji kovovým roštem. Ten tvoří stěnové úhelníky ve funkci konzol a k nim připojené svislé profily. Stěnové úhelníky procházející vrstvou tepelné izolace tvoří významné tepelné mosty, které zvyšují tepelnou ztrátu fasády. Technická praxe jejich vliv započítává zjednodušeně, s velkými odchylkami od skutečného stavu. Pro přesný výpočet součinitele prostupu tepla větrané fasády se započtením této tepelné vazby byl vyvinut software FSVM 1.0 ve formě webové aplikace volně dostupné na http://fasady-5034.rostiapp.cz. Algoritmus výpočtu zohledňuje skladbu konstrukce, materiál stěnových úhelníků a jejich počet vzhledem k plošné hmotnosti zavěšeného pláště včetně vlivu podložky a její tloušťky. Součástí zadání je pomocný výpočet plochy fasády s plochou okenních otvorů, definice vnitřních a venkovních okrajových podmínek. Výsledkem je návrhový součinitel prostupu tepla popisující výměnu tepla v ustáleném stavu mezi vnitřním a vnějším prostředím, které jsou odděleny venkovní stěnou o tepelném odporu R s přilehlou mezní vzduchovou vrstvou. Výsledný součinitel automaticky zohledňuje vliv tepelných mostů prostupujících kotevních prvků, které jsou součástí konstrukce. Takto získaná hodnota je určena pro přímé posouzení konstrukce v Průkazu energetické náročnosti budovy nebo pro výpočet tepelných ztrát.
Dalším software, jehož vývoj se dokončuje v letošním roce, umožňuje získat tepelnou bilanci větrané fasády v průběhu celého roku. Zde se významně uplatňuje pohltivost obkladu a proudění vzduchovou mezerou. Pohltivost obkladu je závislá na jeho materiálu a barvě a tepelné chování fasády je sledováno měřením vybraných veličin, zejména teplot na reálných objektech i na maketách k tomuto účelu vytvořených, které jsou instalovány na modelu domku v areálu Admas fakulty stavební brněnského VUT. Ukazuje se, že i obkladové desky zdánlivě světlé jsou slunečním zářením značně ohřívány a toto teplo přechází do vzduchové mezery. Vzhledem k tomu, že větrané fasády jsou instalovány typicky na velké budovy, bylo vyvinuto vlastní měřící zařízení, které umožňuje snímání charakteristických veličin obkladu, vzduchové mezery i tepelné izolace na různých, i vzdálených místech fasády. Měřicí sestava zahrnuje ústřednu, čidla a speciální konstrukci pro uchycení do vzduchové mezery s nutností demontáže a zpětné montáže jen jedné desky obkladu.
Projekt se zaměřuje také na řízení proudění vzduchu vzduchovou mezerou, protože se ukazuje, že prouděním se přenáší významný tok tepla, což je žádoucí v v létě, protože se tak brání přehřívání budovy, ale kontraproduktivní v zimě, kdy je naopak výhodné teplo získané ze slunečního záření využít ke zmírnění tepelné ztráty prostupem. V dalších etapách projektu tak bude probíhat vývoj nových prvků chytré fasády, které řízením proudění vzduchu mezerou přispějí ke zlepšení tepelné a tím i ekologické bilance fasády v průběhu celoročního spektra klimatických podmínek.