2020-08-11 07:17:03 
Wykorzystanie aktywnych urządzeń schładzających - klimatyzatorów - pochłania znaczną energię, co niekorzystnie wpływa na całoroczny bilans jej zużycia. Zastosowanie pasywnej ochrony przed słońcem, znacząco poprawia komfort korzystania z pomieszczeń, nie powodując przy tym dodatkowego wykorzystania energii.
Od czego zależy intensywność nasłonecznienia?
W miesiącach letnich moc energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi, w polskiej strefie klimatycznej może sięgać nawet 1000 W/m². Szacunkowo, po uwzględnieniu zmniejszenia dopływu energii słonecznej przez standardowe oszklenie - przy bezpośrednim promieniowaniu bez żadnego zacienienia - może przenikać w ciągu dnia do 3 kWh energii cieplnej w odniesieniu do 1 m² okna.
Przyjmując przeciętny udział powierzchni oszklenia wynoszący 15-20% w stosunku do wielkości pomieszczenia, dopływająca energia słoneczna będzie porównywalna np. do potrzeb grzewczych w sezonie zimowym, które z reguły nie przekraczają 60 W/m² w największe mrozy.
Na intensywność nasłonecznienia istotny wpływ ma orientacja okien względem stron świata - najwięcej ciepła przenika przez okna fasadowe, skierowane na południowy zachód, a w przypadku okien połaciowych o orientacji od południowo-wschodniej do południowo-zachodniej, przy najczęściej spotykanym nachyleniu dachów w zakresie 30-45°.
Dopływ promieniowania słonecznego może być ograniczany przez naturalne zacienienie pochodzące od sąsiednich budynków, bądź zadrzewienia, przy czym w przypadku drzew liściastych uzyskuje się „automatyczne" dostosowanie do potrzeb energetycznych budynku - latem liście chronią przed nadmiernym nasłonecznieniem, a po ich opadnięciu uzyskujemy niemal swobodny dostęp do słońca.
Naturalne i sztuczne zacienienie
Jedną z najczęściej wykorzystywanych form ochrony przed nadmiernym nasłonecznieniem jest zastosowanie osłon zacieniających okna, przy czym może je tworzyć odpowiednio rozmieszczona roślinność, bądź stałe lub demontowalne zadaszenia. Ta forma ochrony przed słońcem należy do najskuteczniejszej, a przy tym taniej.
Dobre zacienienie, pozwala na nawet pięciokrotne zmniejszenie energii przenikającej przez okna. Zależnie od wielkości i usytuowania działki, naturalne zacienienie utworzymy z nasadzenia drzew, krzewów lub roślinności pnącej wspartej na ażurowej konstrukcji nośnej. Oczywiście efekt ochrony przed słońcem nie będzie natychmiastowy (zieleń musi podrosnąć), dlatego taką formę osłony warto uwzględnić już na etapie planowania zagospodarowania działki, zwłaszcza gdy myślimy o zadrzewieniu.
Stosunkowo szybki efekt uzyskamy, gdy zdecydujemy się na utworzenie pergoli osłaniającej np. okna tarasowe, z wykorzystaniem roślin pnących. Do jej budowy możemy wykorzystać gotowe elementy architektury ogrodowej, bądź zdecydować się na konstrukcję wyposażoną w stałe lub regulowane zadaszenie.
Gotowe pergole tarasowe opierają się na 4 słupkach konstrukcyjnych, a powłoka osłaniająca może rozwijać się nawet do podłoża. Umożliwia to osłonięcie większej powierzchni i zmniejsza ryzyko uszkodzenia przez wiatr. Gotowe pergole składają się najczęściej z dwóch ram bocznych oraz poprzecznych belek dystansowych z prowadnicami, które jednocześnie podtrzymują pokrycie, a dzięki cięgnom pozwalają na złożenie w harmonijkę powłoki tekstylnej.
Nieznacznie poprzeczne pochylenie pokrycia ułatwia spływ wody na boki pergoli. Osłonę tarasu można też utworzyć w formie stałego zadaszenia, ale jeśli będzie odbiegać formą architektoniczną od dachu budynku, może wyglądać to nieestetycznie, zwłaszcza w domach parterowych, gdy pokrycie dachowe dominuje nad elewacją.
Problemem będzie również ograniczenie dopływu światła w okresach, gdy nie musimy chronić się przed nadmiarem słońca. Popularnym sposobem na utworzenie zacienienia jest założenie regulowanych markiz, które mogą osłaniać okna znajdujące się na dowolnej wysokości, chodź najczęściej montowane są jako ruchome zadaszenie tarasu. Długość takiego zadaszenia sięga 7 m a wysięg dochodzi do 4 m, zatem pojedyncza markiza może osłonić znaczną powierzchnię.
Standardowo mocowana jest do ściany domu, ale można również zamontować ją do powierzchni poziomej np. stropu loggii czy spodu balkonu. Rozkładanie i składanie markizy następuje najczęściej w wyniku działania mechanizmu nożycowego, łączącego belkę przyścienną i czołową, natomiast tkanina rozwija się lub nawija na bęben dzięki sprężynom napinającym.
W najprostszych modelach sterowanie odbywa się przy pomocy korby, ale bardziej rozbudowane wersje wyposażone są w napęd elektryczny. W stanie rozłożonym można regulować kąt nachylenia markizy, dostosowując w ten sposób zacienienie zależnie od kąta padania promieni słonecznych.
Ze względu na znaczne wymiary i wspornikowe zamocowanie, markizy narażone są na uszkodzenia przy silnym wietrze, dlatego nie powinny pozostawać w stanie rozłożonym podczas nieobecności użytkowników, choć niektóre modele są wyposażone w czujnik wiatru reagujący na drgania belki czołowej, który inicjuje złożenie markizy. Trzeba też zapewnić dostatecznie stabilne zamocowanie do ściany domu, co w przypadku elewacji ocieplonych wymaga zastosowania specjalnych technologii kotwienia.
Szyby przeciwsłoneczne
Zastosowanie szyb okiennych ograniczających z jednej strony nadmierne nasłonecznienie, jak i przepuszczające promieniowanie cieplne w sezonie zimowym, w znacznym stopniu optymalizuje efektywność energetyczną okien. Pakiety szyb okiennych składane są więc często z tafli o przeciwstawnych własnościach cieplnych i optycznych, które mogą samoczynnie zmieniać swoje parametry pod wpływem warunków otoczenia np. temperatury czy oświetlenia, bądź można tymi cechami niezależnie sterować.
Ochronę przed promieniami słońca poprawiają szyby absorpcyjne, barwione w masie, które pochłaniają ciepło i rozpraszają je na zewnątrz. Skuteczne ograniczenie nasłonecznienia umożliwiają szyby selektywne, które dzięki wielowarstwowej, niewidocznej powłoce odbijają nawet do 50% promieniowania cieplnego. Zależnie od rodzaju powłoki i jej odporności na warunki atmosferyczne, nakładane są na zewnętrzne, bądź wewnętrzne płaszczyzny tafli szklanej.
Do szczególnych zastosowań (ze względu na wysoką cenę) wykorzystywane są powłoki termotropowe, które reagują na zmiany w zakresie całego widma słonecznego, zmieniając odpowiednio stan przejrzystości. Przy niskich temperaturach szkło staje się przejrzyste, a w miarę wzrostu ciepłoty następuje samoczynne ściemnienie oszklenia.
Dzięki nowym technologiom do regulacji dopływu oświetlenia wykorzystywane są specjalne szyby lub folie, które zmieniają przezroczystość pod wpływem sterowania elektrycznego. Podłączenie szkła czy folii elektroaktywnych do sterownika, pozwala na zautomatyzowanie regulacji dopływu światła, z wykorzystaniem czujników jego natężenia, programowanie zależnie od pory dnia czy też zdalne sterowanie, zależnie od aktualnych potrzeb.
Rolety, zasłony, żaluzje
Montowane osłony na zewnątrz okna, między szybami lub od strony pomieszczenia zapewniają różną skuteczność ochrony przed słońcem, która zależy również od ich barwy, jak i ich własności termoizolacyjnych. Popularne rolety zewnętrzne chronią nie tylko przed słońcem, ale i hałasem, zwiększają ciepłochronność otworu okiennego, utrudniają włamanie.
Mogą być instalowane w trakcie budowy domu, jak i później w wykończonym już budynku. Zatrzymują ok. 60% energii cieplnej z promieniowania słonecznego, a również umożliwiają skuteczne zaciemnienie. W już użytkowanych i ocieplonych domach rolety najczęściej montowane są w świetle otworu okiennego i przykręcane do ramy.
Z wyposażeniem w napęd elektryczny zapewniają automatyczne dostosowanie do warunków oświetleniowych oraz programowanie ich funkcjonowania. Ze względu na powszechnie montowane oszklenie szybami zespolonymi, żaluzje, jako osłony przed słońcem montowane są tylko wewnątrz pomieszczeń.
Ich lamele ustawiane pod różnym kątem, pozwalają na regulacje dopływu światła, a w położeniu 45° odbijają do 40% promieniowania cieplnego. Niższą skuteczność uzyskują zasłony materiałowe w różnych formach, które w zależności od barwy zmniejszają dopływ ciepła o ok. 30%.
Autor: Cezary Jankowski
Opracowanie: Klaudia Tomaszewska
Zdjęcie otwierające: ANWIS
Komentarze