Rodzaje ochrony przeciwsłonecznej w budynkach

Dodano: wtorek, 20 lutego 2018 11:22
Rodzaje ochrony przeciwsłonecznej w budynkach

Dążenie do efektywnego wykorzystywania odnawialnych źródeł energii sprawia, że przy projektowaniu energooszczędnych czy wręcz pasywnych budynków istotną rolę w systemie ogrzewania pełni przewidywany udział energii słonecznej w bilansie energetycznym.

Zyski cieplne w okresie sezonu grzewczego mogą być znacznie zredukowane w wyniku konieczności uruchomienia chłodzenia w okresie letnim. Niezbędne jest więc zapewnienie regulacji dopływu promieniowania słonecznego, zależnie od aktualnych potrzeb energetycznych.

Możliwości takie dają wewnętrzne bądź zewnętrzne osłony okien lub wyposażenie ich w oszklenie pozwalające na kompromisowe bilansowanie zysków i strat cieplnych przez okna w ciągu całego roku.

Rodzaje szyb przeciwsłonecznych

Zastosowanie szyb okiennych ograniczających z jednej strony nadmierne nasłonecznienie, ale również przepuszczające promienie cieplne w sezonie zimowym, w znacznym stopniu optymalizuje efektywność energetyczną okien.

Uzyskanie takich własności oszklenia wymaga z reguły montowania zestawu szyb o różnych parametrach przenikalności cieplnej i optycznej. Niekiedy trzeba też uwzględnić walory architektoniczne dużych powierzchni, które w zależności od warunków będą zmieniać barwę i przezroczystość.

Pakiety szyb okiennych składają się więc często z tafli o przeciwstawnych własnościach cieplnych i optycznych, które mogą samoczynnie zmieniać swoje parametry pod wpływem warunków otoczenia np. temperatury czy oświetlenia, ponadto można tymi cechami niezależnie sterować.

Stałą przenikalnością cieplną i świetlną charakteryzuje się najczęściej instalowane oszklenie przeciwsłoneczne, z szyb z powłoką refleksyjną, które zapewniają wysoki poziom odbicia promieniowania cieplnego i widzialnego.

Zastosowanie takiego szkła o różnej barwie, oprócz skutecznej ochrony przed nagrzewaniem pomieszczeń, sprawia że, są często wykorzystywane także do podnoszenia walorów estetycznych budynku np. dzięki efektowi lustrzanego odbicia otoczenia w elewacji.

Elewacja wykonana ze szkła o wysokiej ochronie przeciwsłonecznej
Elewacja budynku wykonana ze szkła SunGuard® o wysokiej ochronie przeciwsłonecznej

 

Ochronę przed promieniami słońca poprawiają też szyby absorpcyjne, barwione w masie, które pochłaniają ciepło i rozpraszają je na zewnątrz. Ich skuteczność zależy w dużym stopniu od grubości szkła - duża masa szyby lepiej pochłania ciepło.

Natomiast niemal bezbarwne są szyby selektywne, które dzięki wielowarstwowej, ale niewidocznej powłoce odbijają nawet do 50% promieniowania cieplnego. Zależnie od rodzaju powłoki regulującej przenikanie promieni lub ich odbicie oraz jej odporność na warunki atmosferyczne, nakładane są na zewnętrzne bądź wewnętrzne płaszczyzny tafli szklanej.

Zmienne własności ograniczania przenikania promieni mają oszklenia fotochromatyczne, dzięki przemianom zachodzącym we wbudowanych kryształkach halogenku srebra, które są aktywowane zależnie od intensywności oświetlenia.

Przepuszczalność światła maleje automatycznie w wyniku wyeksponowania na ultrafiolet lub krótkofalowe pasmo światła widzialnego. Powrót do fazy neutralnej (stanu przeźroczystości) następuje po odcięciu dopływu światła na powierzchnię oszklenia.

Zaletą szklenia fotochromatycznewgo jest wysoka trwałość (zachowanie oryginalnego koloru) i odporność na związki chemiczne, ale ze względu na ograniczone wymiary jak i wysoką cenę w budownictwie stosowane jest w ograniczonym zakresie.

Z podobnych powodów i tylko do specjalnych zastosowań wykorzystywane są oszklenia z szybami termotropowymi, których przezroczystość zmienia się zależnie od temperatury powierzchni.

Powłoki termotropowe reagują na zmiany w zakresie całego widma słonecznego regulując odpowiedni stan przejrzystości. Przy niskich temperaturach szkło staje się przejrzyste, a w miarę wzrostu ciepłoty następuje samoczynne ściemnienie oszklenia.

Sporą popularność zyskuje szklenie pozwalające na niemal dowolną regulację przejrzystości na drodze sterowania elektrycznego. W tej grupie materiałów używanych do tworzenia aktywnego oszklenia zewnętrznego jak i wewnątrz pomieszczeń instalowane są przegrody przezroczyste wykorzystujące własności zawiesiny cząstek (szkło typu SPD) lub dyspersji ciepłych kryształów (szkło typu PD-LCD).

Marginalnie używane są też oszklenia aktywne ze szkła elektrochromatycznego. Niezależnie od technologii ich wykonania, wszystkie te rodzaje szyb zmieniają przezroczystość pod wpływem doprowadzonego napięcia elektrycznego.

Oprócz wykorzystywania tych materiałów do szklenia stałego okien czy witryn, umożliwienie skutecznego zaciemniania zwykłych szyb zapewniają też folie samoprzylepne nakładane na tafle szklane.

Podłączenie szkła czy folii elektroaktywnych do sterownika umożliwia zautomatyzowanie regulacji dopływu światła z wykorzystaniem czujników jego natężenia, programowania zależnie od pory dnia czy też zdalnego sterowania zależnie od aktualnych potrzeb.

Osłony przeciwsłoneczne: rolety, zasłony, żaluzje

Tradycyjne metody ograniczenia nadmiernego nasłonecznienia są z reguły wystarczająco skuteczne, a jednocześnie mogą zapewniać dodatkowe ograniczenie hałasu czy zwiększać ochronę przed włamaniem. Za wadę tych rozwiązań można uznać ingerencję w wygląd elewacji lub wystrój pomieszczeń, choć jednocześnie mogą stać się atrakcyjnym akcentem podnoszącym walory estetyczne.

Z pośród mechanicznych zabezpieczeń przed słońcem najlepsze cechy użytkowe mają rolety zewnętrzne. Skutecznie odcinają one niemal całkowicie dopływ światła jak i pozwalają na pełne rozjaśnienie, a utworzona przez nie przegroda zewnętrzna chroni przed nadmierną ucieczką ciepła przez okno zabezpieczając je również przed uszkodzeniem czy zabrudzeniem.

Możliwa jest także automatyzacja jej funkcjonowania, jeśli zostanie wyposażona w napęd elektryczny sterowany programatorem bądź dowolnymi czujnikami (np. oświetlenia, opadów, temperatury). Można je instalować podczas budowy domu i montowania stolarki okiennej, jak i w użytkowanych już budynkach. W obrysie okna mogą też być zakładane żaluzje fasadowe, ale ze względu na możliwość uszkodzeń i trudne czyszczenie, instalowane są dość rzadko.

Markiza zewnętrzna w oknach dachowych
Markiza zewnętrzna AMZ Solar, wyposażona w system automatycznego uruchamiania w zależności od nasłonecznienia

 

Również mniej popularnym sposobem osłaniania okien montowanym na zewnątrz domu są tradycyjne okiennice, niekiedy wykonane w bardzo ozdobnej formie. Ich ograniczone zastosowanie wynika z kłopotliwego sposobu zamykania - wymaga to otwarcia okna bądź dostępu z zewnątrz domu jak oraz podatności na uszkodzenia, zwłaszcza przez wiatr. Problemy w nowych domach sprawia też sposób ich montażu.

W przypadku budynków ocieplonych zawiasy skrzydeł okiennicy nie mogą być mocowane w warstwie ciepłochronnej, co wymaga utworzenia np. dodatkowej, stabilnie osadzonej w murze ramy umieszczonej w zewnętrznym obrycie otworu okiennego.

Ochrona przed przenikaniem promieniowania słonecznego przez okna umieszczona wewnątrz pomieszczeń jest z reguły mniej skuteczna niż osłony zewnętrzne, ale jednocześnie może stać się dekoracyjnym elementem wyposażenia pomieszczenia.

Klasyczne zasłony można zastąpić wygodnymi w regulowaniu dopływem światła np. roletami rzymskimi lub montowanymi na oknach żaluzjami z lamelami metalowymi bądź drewnianymi. Przy dużych powierzchniach oszklenia często montowaną osłoną przeciwsłoneczną są tzw. vertikale, ale ze względu na dość luźny układ pionowych pasów nie mogą być narażone na przeciągi.

autor: Cezary Jankowski
oprac.: Maja Wychowaniec
zdjęcie otwierające: Krispol
zdjęcie w tekście: Guardian Częstochowa, Fakro