Nízké rámy dřevěných oken a jejich vliv na tepelnou bilanci objektu
Moderním trendem ve vývoji oken jsou rámy oken s co nejužšími pohledovými šířkami, což znamená minimalizovat pohledovou plochu rámů oken a maximalizovat plochu zasklení. Protože rám okna má většinou horší tepelně izolační vlastnosti, je toto řešení úspornější. Navíc se subtilnějšími rámy oken a tím pádem větším podílem zasklení se dostane do interiéru více světla než u standardně nabízených nových profilů
Podíváme se na tři různé rámy oken a na jejich vliv na potřebu tepla na vytápění. Rámy oken IV92, SC92 a Progression se liší právě mimo jiné pohledovou šířkou rámů.
Obr. 1 – dřevěné rámy oken
Porovnáme také dva různé typy trojskel. Při výběru zasklení je z tepelně izolačního hlediska nejdůležitějším parametrem součinitel prostupu tepla Ug. Na celkovou potřebu tepla na vytápění má ale také velký vliv solární faktor, který udává podíl sluneční energie, která projde do interiéru. Tato hodnota pak ovlivňuje solární zisky.
Porovnání parametrů rámů oken
Pro srovnání kvality rámů oken použijeme veličinu Ψopaque. Tato veličina v podstatě vyjadřuje množství tepla, které projde neprůhlednou částí okna (rámem a distančním rámečkem) při rozdílu teplot 1 °C. Šířka rámu se zohledňuje jiným způsobem než při určení součinitele prostupu tepla rámem okna Uf. Subtilnější rámy oken s menší pohledovou šířkou rámu vycházejí při hodnocení pomocí Ψopaque lépe. Na hodnotu Uf nemusí mít šířka rámu velký vliv. Tedy hodnota Ψopaque dává lepší představu o kvalitě rámu okna než běžně užívaná hodnota Uf.
kde
- Af
- – plocha rámu [m2];
- Uf
- – součinitel prostupu tepla rámu [W/(m2K)];
- lg
- – délka zasklívací spáry [m];
- ψg
- – lineární činitel prostupu tepla způsobený kombinovanými tepelnými vlivy zasklení, distančního rámečku a rámu [W/(mK)];
Nevýhodou této veličiny je zahrnutá hodnota Ψg (viz rovnice 1). Při použití jiného distančního rámečku musíme hodnotu Ψopaque znovu přepočítat.
V grafech a v tabulce vidíme příklad porovnání tří rámů oken. U konstrukčně srovnatelných oken IV92 a oken SC92 je součinitel prostupu tepla rámem velmi podobný. Veličina Uw se už trochu liší kvůli odlišnému poměru plochy rámu – SC92 vychází lépe. Hodnota Ψopaque vychází u okna SC92 výrazně lépe než u okna IV92. Profil oken Progression vychází výrazně nejlépe jednak kvůli větší tloušťce rámu (115 mm) a zároveň menší pohledové šířce rámu (89 mm). Při výběru rámu okna tedy nemůžeme vycházet jen z hodnoty Uf .
Obr. 2 – porovnání výsledných hodnot Uf a Ψopaque dřevěných rámů oken.| Šířka rámu v ostění [mm] | Podíl plochy zasklení [-] | Uf [W/m2K] | Ψopaque [W/mK] | Uw [W/m2K] | |
|---|---|---|---|---|---|
| IV92 | 125,5 | 0,65 | 1,00 | 0,174 | 0,74 |
| SC92 | 117,5 | 0,68 | 0,99 | 0,157 | 0,73 |
| Progression | 89 | 0,74 | 0,83 | 0,112 | 0,65 |
Vliv vlastností okna na celkovou potřebu tepla na vytápění
Na příkladu pasivního domu si ukážeme, jaký vliv mají výplně na celkovou tepelnou ztrátu objektu. Srovnáme výše zmíněné rámy oken v kombinaci se dvěma typy zasklení.
První zasklení je se součinitelem prostupu tepla 0,5 W/m2K a solárním faktorem 0,5. Druhé zasklení má větší součinitel prostupu tepla (0,6 W/m2K), ale na druhou stranu solární faktor 0,6. S použitím druhého typu zasklení budeme mít větší solární zisky.
Analyzovaný objekt je dvoupodlažní pasivní rodinný dům s podlahovou plochou 100 m2. Celková plocha oken je 21 m2, z toho zasklení činí podle typu rámu okna cca 70 % (viz tab. 1). Takže plocha zasklení je cca 14 % z celkové užitné podlahové plochy v interiéru. Pro zajištění dostatečného osvětlení místnosti se doporučuje, aby prosklená plocha tvořila nejméně 10 % podlahové plochy místnosti.
V tabulce 2 a v grafu 3 vidíme analyzované situace a výsledné potřeby tepla na vytápění.
| Potřeba tepla na vytápění za rok | |||
|---|---|---|---|
| kWh/m2a | GJ | ||
| 1.1 | IV92 | 19 | 6,6 |
| 1.2 | SC92 | 18 | 6,3 |
| 1.3 | Progression | 16 | 5,6 |
| 2.1 | IV92 + zasklení sol. zisky | 17 | 6,2 |
| 2.2 | SC92 + zasklení sol. zisky | 17 | 5,9 |
| 2.3 | Progression + zasklení sol. zisky | 15 | 5,3 |
Obr. 3 – jednotlivá okna a jejich vliv na celkovou potřebu tepla na vytápění za rok.
Podívejme se nejdřív na okna IV92 a SC92, které můžeme zařadit do stejné kategorie. Můžeme si všimnout, že i přes téměř stejné hodnoty Uf a Ug jsou výsledky rozdílné. Větší poměr plochy zasklení má pozitivní vliv jak na hodnotu Uw, tak na solární zisky. Okno Progression vychází díky jak kvalitnímu rámu, tak i díky velkému podílu zasklené plochy nejlépe.
Z výsledků je patrné, že v tomto případě, kdy okna jsou stíněná jen minimálně a více jak polovina zasklení je orientována na jih, se vyplatí použít zasklení s většími solárními zisky. Musíme ale pamatovat na to, že v takovém případě je potřeba se v letních měsících před nadměrnými solárními zisky bránit nejlépe venkovními stínicími prvky. Využití solárních zisků záleží na mnoha faktorech:
- Stínění oken. V zimních měsících, kdy je slunce velmi nízko nad horizontem, mohou okolní budovy stínit celý den. Při zimním slunovratu je slunce v poledne jen asi 17° vysoko nad horizontem. Vliv má také členění oken, jejich velikost (čím větší okna, tím příznivější bude pravděpodobně podíl prosklené plochy), řešení ostění a v neposlední řadě stínění v interiéru (záclony).
- Tepelně akumulační vlastnosti objektu. Objekt s možností velké akumulace tepla (těžké konstrukce, železobetonové stropy, …) využije více solárních zisků než objekt z lehkých materiálů.
- Otopná soustava. Rychle reagující otopná soustava je velkou výhodou například u dřevostavby.
Závěr
Použití oken se subtilnějšími pohledovými šířkami rámů přináší spoustu výhod, co se týče tepelně technických vlastností, ale i vzhledu okna. Okno jako je Progression si určitě najde mnoho zastánců zejména mezi příznivci pasivních domů.
SLAVONA, s.r.o. je tradiční český výrobce dřevěných oken a dveří Realizuje dodávky výplní stavebních otvorů zejména pro rodinné domy, kde jsou stavebníci velmi nároční na kvalitu a parametry oken a dveří, zaměřuje se především na dřevěná eurookna, ...