Energetické úspory a ztráty pod kontrolou

O problematice energetických úspor bylo napsáno mnohé a následující text je pokusem v tom obrovském množství informací a výkladů podat jakési shrnutí bez potřeby polemizovat o různých názorech. V následujících řádcích se sice neobjeví nic převratného, nezaškodí však občas připomenout některá základní fakta.

Stínicí technika, a to nejvíce externí, která tvoří i portfolio produktů značky Minirol, jednoznačně přispívá ke zlepšení celoroční energetické bilance budovy, ať už jde o zajištění tepelné pohody v zimním nebo letním období. Zde je možno rámcově konstatovat, že modelová výše úspor se pohybuje v Evropě v závislosti na zeměpisné šířce mezi 25 až 75 %, nicméně považuji za ošidné demonstrovat to na konkrétním příkladu pomocí výpočtu s volenými okrajovými podmínkami, které z podstaty není možno zobecnit (jsou vázány na místní podmínky, parametry stínění, budovy atd.), nemluvě o cenách energií a takto získané výsledky prezentovat jako obecný model a už vůbec ne z něj vyvozovat obecné závěry. To je nutně zavádějící.

Tepelné zisky a ztráty

Jako investor, jako uživatel a jako provozovatel bych si ale rád udělal nějakou představu o relacích. Mám rodinný dům, mám pronajatou administrativní budovu s 80 % prosklených ploch? Jakou roli může stínění hrát v mém případě? Je obecně známo, že do nákladů na jednotku energie se řadí – chlazení – vytápění – osvětlení. Můj zájem se tedy nejspíše bude soustředit i na vyčíslení tepelných zisků, tepelných ztrát, případně na přísun denního světla. My se zaměříme na tepelné zisky a ztráty.

Jak se rychle a jednoduše zorientovat, udělat si rámcovou představu, jak se ptát a koho? Zde jednoznačně vítězí zkušenost. Setkal jsem se s prezentací, kde byly porovnávány předpokládané a skutečné energetické bilance u rodinných domů v horizontu několika let a rozdíly se pohybovaly v řádu několika procent. Zde bylo dopředu definováno nejen stavebně-technické řešení, ale i způsob užívání budovy, tedy jakýsi návod k obsluze, a vše bylo také dodrženo. To je ideální stav a pokud jsou taková data dostupná, pak jako vodítko poslouží nejlépe. Zkušenost nám říká, že lze s použitím externího stínění v letních měsících dosáhnout snížení teploty v místnosti o 3 až 7 °C. Při mé prezentaci těchto údajů jsem se opakovaně setkal se souhlasným mručením v odborném publiku. Jinde se dozvíte, že lze ušetřit až 50 % nákladů na energie za rok. Zase odkaz na měření v realizovaných stavbách. Tomu asi rozumí každý. Co ale v případě návrhu, kdy vhodná data pro porovnání nejsou k dispozici nebo si je chci ověřit?

Zrekapitulujme si tedy, co je ve hře

V letním období je to přehřívání budovy, případně přilehlých venkovních prostor. Tady hraje roli přísun tepla ze Slunce (opisuji záměrně, laik pochopí, odborník si dosadí příslušné termíny, hodnoty jsou dané – celkem 1 000 W u zemského povrchu při kolmém dopadu, to je 580 W tepla, které nevidím, a 420 W tepla, které vidím, přičemž těch 420 W mohu převést na cca 39 000 lx, protože 1 W viditelného tepla ze Slunce je možno zapsat taky jako 93 lx.

Pro jiná viditelná záření, např. halogen, tato hodnota neplatí. Někdy se uvádí pro celkové množství tepla ze Slunce hodnota 1 360 W, ale to je hodnota před průchodem atmosférou). Pro vyjádření účinnosti stínění slouží v podstatě dvě veličiny, a to je stínící součinitel F_c, nebo taky F_sh, používaný k bilanci tepelných zisků používaných pro návrh chlazení a vytápění v budovách a g_tot používaný pro stanovení celkového prostupu slunečního tepla do budovy přes prosklení opatřené stínicí technikou. S tím bývá problém, protože to g platí obecně pro jakýkoli materiál či sestavu, takže pokud se důsledně neindexuje – např. g_t nebo g_tot, zpravidla dojde k nepochopení či záměně.

Ono g bez indexu je zvykově vyhrazeno sklářům. První ze zmíněných veličin říká, kolik tepla ze Slunce propustí stíněné okno oproti tomu, kdy stíněno není. To znamená, že čím je tato veličina nižší, tím lépe. Je-li např. 0,1, tak propustí deset procent z množství, které propustí zasklení samotné. Pokud má zasklení g = 0,5, tj. 50 % tepla pustí, bude to se stíněním ve výsledku pouze 0,05, neboli 5 %. A to je také rovno hodnotě g_tot, kterou je ovšem nutno pro příslušnou sestavu napřed zjistit buďto z podkladů přímo od výrobce, nebo výpočtem, aby bylo možné stínicí koeficient stanovit či ověřit. Z obou se dá zjistit, kolik wattů tepla se při zavřeném okně nedostane do budovy, kolik jich nemusím chladit a za chlazení platit. Údaje pro výpočet jsou k dispozici u výrobce. V našem případě jde o produkty značky Minirol, výpočet podle příslušné normy je pak na projektantovi. Ovšem úsporu samozřejmě zjistím pouze tak, že porovnám hodnoty pro stíněné a nestíněné plochy.

Minimalizace tepelných ztrát

V zimním období vstupuje do hry požadavek na minimalizaci tepelných ztrát a tady se stínicí technika uplatní spíše jako dodatečná tepelná izolace charakterizovaná přídavným tepelným odporem. Pro stínicí techniku se běžně uvádí přídavný tepelný odpor 0,08 W/m²K. Tento parametr je možné výrazně zlepšit použitím např. roletových lamel s nízkoemisním nástřikem, takže při tloušťce vzduchové mezery před oknem 30 až 240 mm lze dosáhnout přídavného tepelného odporu až 0,22 W/m²K, což při použití obligátního normového zasklení typu C s parametrem U = 1,2 sníží součinitel tepelné vodivosti až na hodnotu 0,95, tedy sníží únik tepla o 21 %. Samozřejmě se nízkoemisní vrstva umisťuje na vnitřní stranu lamely orientovanou k zasklení, zde není zdrojem tepla Slunce, ale otopné těleso. Z hlediska vnějšího stínění Minirol lze říci, že při omezování tepelných zisků prosklených ploch jsou nejúčinnější předokenní rolety, tzv. blackoutové clony, screenové clony metalických a smíšených barev, tzv. semicolour tkaniny, kdy osnova a útek mají rozdílné barvy a screenové tkaniny jsou tmavších odstínů. Při snižování tepelných ztrát jsou to jednoznačně předokenní rolety s lamelami s polyuretanovou výplní a nízkoemisním povlakem.

Konkrétní sumu, která úspory reprezentuje, je však vždy nutno spočítat pro konkrétní situaci se zohledněním všech vlivů definovaných příslušnými normami. Lepší, přesnější, ani jednodušší nástroj zatím není k dispozici. Ale to je jiná kapitola.