Přidat na Seznam.cz Přidat na Google News

Úspory tepla s žaluziemi a roletami ISOTRA

Článek [1] ukázal, že venkovní stínicí prvky ISOTRA a.s. v létě zásadně srazí příliv tepla z přímého slunce až na necelá 3 % ve srovnání s okny bez zastínění. Dobře účinkují i v noci či za oblačných dní, hlavně v zimě, kdy účinně brání ztrátám tepla. Stažené rolety a žaluzie vylepší izolační dvojsklo na úroveň samotného trojskla. Vedle úspor tepla většinou úplně zmizí i rosení oken z vnitřní strany.

Asi největší přínos mají venkovní stínicí prvky v horkém letním slunném dni, kdy odcloní až 1 kW tepla, které by se jinak (bez stínění) dostávalo dovnitř zavřeným oknem o ploše zasklení 2 m2. Plně otevřeným oknem by dovnitř vnikal tok tepla až 2 kW. Uvedené hodnoty platí pro případ, že slunce září kolmo do okna. Při zatažené venkovní žaluzii či roletě a zavřeném oknu se dovnitř dostává jen cca 30 W [1].

Plně stažená roleta či žaluzie má významný vliv i na únik tepla oknem, který nás trápí mimo letní a slunné dny. A který je největší zejména v noci, kdy je venku nejchladněji a kdy bývají vesměs stažené venkovní žaluzie či rolety.

Co vlastně říká součinitel prostupu tepla Uw? Jestliže máme doma okno se součinitelem Uw = 1,2 W/(m2K) – dolní index w říká, že jde o celé okno (window), můžeme spočítat okamžitou ztrátu tepla Z oknem ve wattech. Stačí součinitel vynásobit plochou okna P v m2 a rozdílem teplot Δt v interiéru a venku. Tedy Z = Uw × P × Δt. Smysl tohoto počítání je dopracovat se ke spotřebě energie na vytápění.

Když okamžitou ztrátu tepla Z vynásobíme časem, získáme energii, která za tuto dobu unikla oknem. Protože se ale venkovní teplota mění, rozdělíme čas do úseků, v nichž pracujeme s konstantní průměrnou teplotou. Např. při průměrné únorové teplotě 1,5 °C, je celková únorová ztráta tepla (za 28 dní) naším oknem Z = 1,2 W/(m2K) × 2 m2 × (20–1,5) K × 24 h × 28 = 29 837 Wh ≈ 30 kWh. A to už dokážeme převést na peníze.

Stínění venkovní žaluzií (ilustrační foto)

Venkovní zastínění a konec orosených oken

Pomocí součinitele prostupu tepla okenního zasklení Ug (index g říká, že jde o sklo – glass) dokážeme předpovědět také povrchovou teplotu tP na zasklení z interiérové strany. Při návrhové vnitřní teplotě tI = 20 °C a proměnné venkovní teplotě tE přibližně platí:

Proč je to důležité? Na vnitřní povrchové teplotě okenního skla tP záleží, jestli se bude sklo rosit. Čím vyšší součinitel Ug, tím menší riziko rosení okna z vnitřní strany. Pro venkovní teplotu –15 °C je na vnitřní straně zasklení Ug = 1,1 W/(m2K) povrchová teplota +15 °C. Zlepšíme-li roletou nebo žaluzií od ISOTRA a.s. tento součinitel na 0,7 W/(m2K), povrchová teplota stoupne na 16,8 °C. To už může rosení podstatně oddálit.

Venkovní žaluzie či roleta odstraní zároveň i rosení oken z venkovní strany, které se objevuje zejména u kvalitních oken s trojskly nebo dvojskly s fólií Heat Mirrorr.

Venkovní žaluzie ISOTRA (ilustrační foto)

Venkovní žaluzie – Setta 65 a Setta 90

Jde o špičku v sortimentu společnosti ISOTRA a psali jsme o nich v dubnovém čísle 4/2013 tohoto časopisu. Lamely ve tvaru písmene „S” šíře vytvářejí v zavřeném stavu dokonalou celistvou plochu, což je pro tepelnou ochranu zejména za zimních nocí zásadní. Tepelněizolační efekt žaluzií Setta zvyšuje guma vlisovaná po celé délce lamely. Ta zajišťuje – mimo to, že je žaluzie i ve vysokém větru stabilní a velmi tichá – také minimální provětrávání mezery mezi ní a zasklením. Stabilitu a těsnost umocňují hliníkové vodící lišty, které jsou i podpůrným prvkem pro zabezpečení domu proti vloupání. Jednoduchost montáže, elegance a dokonalé zastínění dělá z těchto žaluzií jedinečný prvek pro všechny stavby.

Venkovní žaluzie Zetta 70 a Zetta 90

Lamely této žaluzie připomínají tvar písmene „Z”. Zetta 90 je nejvyspělejší žaluzií v oblasti exteriérové stínící techniky, vhodná k zastínění rodinných domů i administrativních budov. Lamely o šířce 9 cm a guma vlisovaná po celé délce lamel vytvářejí dohromady celistvou a relativně vzduchotěsnou plochu, která dokonale stíní a zvyšuje termorizolační účinek žaluzie. Zetta 90, oproti žaluzii Zetta 70, se používá k zastínění větších ploch, větší lamely působí robustnějším dojmem, což je z pohledu architektury cenné.

Venkovní žaluzie Cetta

Jde o nejznámější a nejoblíbenější typ venkovní žaluzie v sortimentu ISOTRA a.s., jejíž tvar lamely připomíná mírně ohnuté písmeno „C”. Vyrábí se v různých povrchových úpravách ve třech řadách Cetta 50, 65 a 80.

Venkovní žaluzie (ilustrační foto)

Exteriérové rolety Plasterax a Vivera

Venkovní rolety jsou obecně velmi oblíbené zejména na exponovaných povětrnostních místech. Vysoký stupeň zastínění, nízká hladina venkovního hluku a dobrá tepelná izolace jsou základní přednosti. Hliníkové lamely plněné PUR pěnou, alternativně plastové lamely, tvoří v zavřeném stavu celistvou plochu, která úplně zastíní interiér a vytvoří těžko zdolatelnou zábranu v případě vloupání. Rolety Plasterax jsou určeny hlavně pro montáž pod fasádu nebo zateplovací systém, je tudíž nutné s nimi počítat již ve fázi projektu.

Roleta/žaluzie snižuje ztrátu tepla oknem

Zajímá nás, jak se zlepší součinitel Uw okna, na jehož venkovní stranu dáme žaluzii nebo roletu. Oficiální stavební výpočty na to nemají odpověď. Neřeší ani vliv stínicích předmětů v létě za slunných dní, kdy dochází k přehřívání a potřebě chladit. Přesněji, řeší ji vzduchotěsným uzavřením domu a tepelnou izolací stěn a oken a jejich orientací vůči světovým stranám. Ukážeme si, že stažené rolety a žaluzie významně sníží ztrátu tepla oknem. K úloze přistoupíme přes výpočet tepelného odporu vzduchové mezery podle harmonizované normy ČSN EN ISO 6946 [2].

Předpoklady výpočtu

Nechť má zasklení okna součinitel prostupu tepla Ug = 1,1 W/(m2K) a je na venkovní straně celoplošně doplněno staženou žaluzií nebo roletou. Mezi zasklením a stínicím prvkem vznikne uzavřená mezera tloušťky nad 1,5 cm; uzavřenost mezery je při kvalitním provedení žaluzií ISOTRA a.s. rozumně splněna, stejně jako uvedená minimální tloušťka. Podle [2] je tepelný odpor od tloušťky mezery cca 1,5 cm výše vždy stejný. Tepelný odpor stínicích lamel pro jednoduchost zanedbáme s vědomím, že mírně zhoršujeme výsledky. Venkovní teplota budiž –15 °C a vnitřní +20 °C. Budeme dále pracovat s třemi různými emisivitami povrchů stínicích lamel, ε = 0,9, ε = 0,5 a ε = 0,2.

Emisivita ε je bezrozměrná veličina, která charakterizuje reakci povrchu při dopadu elektromagnetického tepelného záření. Povrch o emisivitě ε = 1 (černý) pohltí veškeré záření, které na něho dopadne a přemění ho v teplo. Každý povrch zároveň tepelné záření vyzařuje, a sice úměrně čtvrté mocnině své teploty. Černý povrch (ε = 1) však vyzařuje nejvíc, a to s intenzitou σT4 = 5,67 × 10–8·(t + 273,15)4, kde t je teplota ve °C.

Povrch ε = 0,5 (šedý) pohltí a přemění v teplo jen polovinu záření, které na něho dopadne, zbytek odrazí. A vyzařuje jen s poloviční intenzitou 0,5 × σT4. Povrch ε = 0,2 (reflexní) pohltí jen pětinu dopadajícího záření a čtyři pětiny odrazí. Jeho tepelné vyzařování má intenzitu jen 0,2 × σT4. Pro ilustraci: venkovní černé zastínění (ε = 1) při teplotě –15 °C září s intenzitou 5,67 × 10–8·(–15 + 273,15)4 = 252 W/m2! Teplo a teplotu ale ztrácí pomalu nebo vůbec, neboť zároveň pohlcuje, čili získává záření (=teplo) od atmosféry a okolních těles včetně zasklení. V ustáleném stavu pak vyzařuje totéž co pohlcuje a jeho teplota se nemění.

Princip výpočtu

Norma ČSN EN ISO 6946 stanoví pro výpočet součinitele prostupu tepla obecný vzorec, který v případě izolačního dvojskla má tvar:

kde Ug = 1,1 W/(m2K) je součinitel přestupu tepla izolačního dvojskla, RPE = 0,04 m2K/W je odpor při přestupu tepla do venkovního prostředí, Rg = m2K/W je tepelný odpor izolačního dvojskla a RPI = 0,13 m2K/W je odpor při přestupu tepla do vnitřního prostředí.

Vzduchová mezera mezi izolačním zasklením a zastíněním má tepelný odpor Rm, o který se zvětší tepelný odpor Rg původního izolačního zasklení na novou hodnotu Rm + Rg. U rolet s nízkou emisivitou vzroste také venkovní přestupový odpor RPE na R'PE. Výsledný součinitel Ug+b celé sestavy okna se zastíněním je:

Řešení spočívá v nalezení tří neznámých ustálených teplot – žaluzie či rolety a pak dvou povrchových teplot po obou stranách izolačního dvojskla. Přestupové odpory, které na hledaných teplotách závisejí, byly stanoveny v souladu s normou [2], tepelný odpor izolačního dvojskla byl odvozen z hodnoty Ug = 1,1 W/(m2K). Podmínkou je samozřejmě zachování principu kontinuity, tzn. že v každém místě souvrství je stejný tok tepla. Úloha vede k řešení tří algebraických rovnic 4. stupně se třemi neznámými teplotami.

Výsledky

Tab. 1 v druhém sloupci „norma” ukazuje výsledky. Součinitel Ug = 1,1 W/(m2K) se přidáním tmavé rolety/žaluzie s ε = 0,9 zlepší na Ug+b = 0,888 W/(m2K) a v případě přidání „reflexní” rolety/žaluzie s ε = 0,2 až na Ug+b = 0,712 W/(m2K), což je dobrá hodnota pro izolační trojsklo. Dobrá vzduchotěsnost, typická pro venkovní žaluzie a rolety Setta a Zetta značky ISOTRA a.s. se uplatní hlavně při větrném počasí.

Ve sloupci „návrh” v tab. 1 je výpočet součinitele Ug+b sestavy dvojskla s roletou/žaluzií, který uvažuje dutinu mezi zasklením a stíněním v souladu s původní Planckovou představou, tzn. vyplněnou prostorovým zářením o teplotě (a odpovídající hustotě), která odpovídá termodynamickému středu mezi povrchovými teplotami zasklení a zastínění, jak nepřímo předpokládá stavební norma [3]. Zasklení a zastínění se vzájemně „nevidí” a vyměňují si záření pouze s mezerou, nikoliv opakovanými přeskoky mezi sebou, jak předpokládá norma [2]. Výsledky se tím zlepší, znatelněji pro tmavé povrchy rolety či žaluzie (ε = 0,9).

Emisivita stínění
(–)
Součinitel prostupu tepla izolačního dvojskla se stíněním, Ug+b (W/m²K)
  norma návrh
ε = 0,9 0,888 0,814
ε = 0,5 0,819 0,772
ε = 0,2 0,712 0,702

Tab. 1: Hodnoty součinitele prostupu tepla izolačního dvojskla Ug = 1,1 W/(m²K) s roletou nebo žaluzií o různých emisivitách.

Závěr

Zlepšení původního izolačního dvojskla Ug = 1,1 W/(m2K) je po instalaci rolety či žaluzie od Ug+b = 0,888 W/(m2K) pro temné zastínění až po Ug+b = 0,702 W/(m2K) pro zastínění s odraznými povrchy. Zanedbání vlivu rolet a žaluzií na celoroční potřebu tepla si proto zřejmě zaslouží pozorné přezkoumání. I přesto, že přes den bývají rolety vytažené. Hlavní ztráty jsou totiž v zimních měsících a v noci, kdy jsou rolety či žaluzie větší část dne zataženy.

Literatura a zdroje:

[1] Hejhálek Jiří: Venkovní žaluzie Setta 65. Světlo, teplo a pohoda. Stavebnictví a interiér č. 4/2013, str. 15.

[2] ČSN EN ISO 6946:2008 – Stavební prvky a stavební konstrukce – Tepelný odpor a součinitel prostupu tepla – Výpočtová metoda. CEN 2008.

[3] ČSN EN 16012:2012 – Tepelné izolace budov – Reflexní izolační materiály – Stanovení deklarovaných tepelných vlastností. CEN 2012

Autor:
Foto: Archiv firmy