Fasádní stínění. Kvalita, elegance a tepelná účinnost

Rolety, žaluzie, screenové clony, zkrátka stínicí technika působí na domě vkusně a výrazně. Nejlépe brání ztrátám nebo přebytkům tepla okenních sestav a nabízí příjemnou a stabilní vnitřní teplotu. Vzduch a jeho teplota má na energetické chování okna jen okrajový vliv, rozhoduje sluneční záření a chladivé působení oblohy. Stínicí technika a okna se v účinné ochraně před teplotními i energetickými extrémy doplňují.

Mnoho odborníků v souvislosti s okny, stíněním a energií poukazuje na to, že snižování nákládů a respektování architektonických trendů, speciálně využívání rozměrných prosklenných ploch, jde proti sobě. Okny v zimě uniká teplo a v létě naopak.

Problém je ale jinde, a to v centru oficiální teorie o tepelné ochraně budov, která pracuje jen s teplotami vzduchu a součiniteli prostupu tepla U, ale nikoliv s intenzivním slunečním zářením a jinými sálavými zdroji tepla. U nich se zastavíme.

Vzduch

Je-li uvnitř teplota 20 °C a venku 0 °C, pak oknem se součinitelem U_w = 1 W/(m²K) uniká tok energie o hustotě I = 1 × (20 – 0) = 20 W/m². Známe-li z meteorologického měření hodinový průběh venkovních teplot vzduchu v uplynulém roce, můžeme z něho odhadnout celou letošní energetickou bilanci okna. To je oficiální metoda odhadu a plánování tepelné náročnosti budov. Víme, že jednotlivé hodiny a dny se v meziročním srovnání sice mohou i dost lišit, ale stejné měsíce se meziročně téměř shodují a celoroční ukazatele jsou trvalé.

Chladné působení oblohy

Z normy a jejího nastavení přestupového odporu tepla 0,04 m²K/W plyne důležitý závěr: Pro uvedené okno o součiniteli U_w = 1 a za uvedených teplot bude teplota venkovního povrchu okna o 0,8 °C vyšší, než je venkovní teplota vzduchu 0 °C.

Skutečnost je však úplně jiná. V noci a k ránu klesá teplota venkovních povrchů, okna nevyjímaje, mnohem níž, i o 10 °C pod teplotu vzduchu (pozn.: povrch chladnější než okolní vzduch má za následek vznik rosy případně jinovatky). To jednak dokazuje existenci chladivé oblohy, zároveň vzroste tepelná ztráta okna o 45 % oproti normě. Po západu slunce zkrátka okno propouští o desítky procent více tepla, než říká oficiální „teplovzdušný” výpočet.

Sluneční záření

Když na okno září slunce, asi třetinu záření okno odrazí, polovinu propustí dovnitř a zbývající šestinu pohltí (čímž se ohřeje venkovní povrch okna). Vzhledem k působení chladné oblohy je toto ohřívání ale mírné; ani v nejteplejším dni roku 2016, což byl velmi slunný 20. červen, by nepřekročila teplota venkovního povrchu okna teplotu venkovního vzduchu. Po západu slunce venkovní povrch okna klesl až o 15 °C pod teplotu vzduchu! To říká, že i v době, kdy okna vpouštějí do domu horké sluneční záření, působí svým chladným povrchem na interiér chladivě.

Ještě o chladivé obloze

Kdyby byla Země bez atmosféry, teplota oblohy by se rovnala teplotě vesmíru –270 °C. Pocit chladu v blízkosti chladných povrchů neznamená, že povrch „září chlad”. Znamená to, že studené těleso k nám vyzařuje méně energie, než vyzařuje naše tělo. Tím ztrácíme teplo (energii) a cítíme chlad.

Například vesmír o teplotě –270 °C „září” jen s intenzitou 0,0000046 W/m², zimní jasná obloha o teplotě –60 °C s intenzitou 117 W/m² a letní obloha o teplotě –20 °C s intenzitou 233 W/m². A člověk (při tělesné teplotě 37 °C) s intenzitou asi 480 W/m².

Ukázali jsme si, že chladivá obloha snižuje venkovní povrchovou teplotu neosluněného okna významně pod teplotu venkovního vzduchu. Zařídí i to, že osluněné stěny a střechy domů se jen výjimečně rozpálí k 70 °C, přestože potenciál slunečního záření je nad 90 °C.

Stínicí technika, energie a architektura

Stínicí předměty někdo považuje jen za designový prvek, který chrání před pohledy zvenčí. Ve skutečnosti má stínicí technika také významný vliv na celou zimní a letní energetiku domu tím, že řídí mohutné sálavé a světelné toky tepla.

Stínicí technika odstíní nejen sluneční záření, ale i tepelné záření, což znamená i chladivé působení oblohy. To je důležité v zimě a v noci při jasné obloze o teplotě až –60 °C.

Správně navržená stínicí technika účelně pracuje i s reflexí tepelného záření, vč. slunečního. Reflexní povrch stínění účinkuje tak, že odráží dopadající záření a tudíž se jím stíněný objekt ohřívá mnohem pomaleji. Reflexní povrch zároveň nezáří teplo, takže jím stíněný předmět také mnohem pomaleji chladne.

To dává velký prostor jak výrobcům stínicí techniky, tak architektům, činným v oblasti sluneční a energetické architektury. Tato sluneční, obecněji zářivá architektura nenabízí jen nízkou spotřebu energie a typový způsob stavění. Nabízí velmi působivou, atraktivní, funkční a často jedinečnou architekturu s účelně řešeným vztahem k okolí a světovým stranám.

Stínící technika Minirol

Minirol je v ČR známá značka externí stínicí techniky, zaměřená na předokenní rolety a screenové clony. Ty obecně slouží k regulaci světla, teploty a hluku mezi interiérem a venkovním prostředím; stahovací venkovní rolety navíc chrání okna před vlivy počasí a opotřebením.

V noci a to hlavně v zimě roleta či screenová clona podstatně zvyšuje teplotu vnitřního povrchu okenního zasklení, což brzdí chladnutí interiéru a asi o 30 % se sníží ztráty tepla oknem.

V létě a hlavně za slunných dní roleta či screenová clona naopak chrání proti přehřátí interiéru. Na noc je ale vhodné ji vytáhnout a nechat působit chladivou oblohu. Ta chladí i tehdy, je-li teplota venkovního vzduch na tropických hodnotách; pak ovšem necháme okno zavřené. Při jasné noční obloze klesne teplota vnitřního povrchu (i uzavřeného) okna pod teplotu venkovního vzduchu a my zavřeným oknem chladíme. Nejlépe to funguje u střešního okna, které „vidí” jen oblohu a ne ohřáté plochy okolních budov.

Předokenní zaomítací rolety a screeny FASADE Minirol

Jde o novinku v nabídce této značky, která zajišťuje architektonicky čistý a ničím nerušený vzhled fasády. Na rozdíl od jiných typů nejsou tyto předokenní rolety nebo screeny umístěny ve viditelném a tudíž rušivém krycím boxu. Místo toho se navíjejí do zaomítacího hliníkového boxu, který je skrytý pod fasádou a dokonale tak s ní splývá.

Jak je řešeno napojení zaomítacího boxu na fasádu? Krycí box je odizolovaný a umístěný nad okenním otvorem v dostatečně hlubokém zateplovacím systému, který box plně překrývá. Rozměr boxu se pohybuje v rozmezí od 137 mm až 205 mm. Napojení boxu na fasádu pak umožňuje tzv. „nos”. Jde o profil z extrudovaného hliníku s předsunutou lištou na spodní hraně boxu a polystyrenovou deskou po celé výšce boxu, který slouží k nanesení tepelné izolace a zatáhnutí omítky. Předokenní stínění FASADE Minirol jsou vhodné pro montáž před dokončením omítek u novostaveb, ale také u rozsáhlejších rekonstrukcí nebo při zateplování domu. Z hlediska stavební připravenosti je nutné mít osazenou výplň otvoru, začištěné ostění a jiné navazující konstrukce a dotažené zatrubkování elektroinstalace pro případ montáže rolety s motorickým řízením. Nosným prvkem celého systému jsou vodící lišty, díky nimž není nutné ve většině případů krycí box kotvit. Výjimkou jsou boxy s rozměry nad 180 mm, kde je vhodné zvážit využití kotvení pomocí „L” profilu.

Screenové clony

Screenové clony Minirol byly již v tomto časopisu popsány, avšak v jiných souvislostech. Při správném řešení screenových slon a architektury budovy, včetně jejího umístění a orientace v prostoru, se v létě obejdeme bez klimatizace i bez přehřívání. Screenová tkanina je průhledná, ale odstíní až 95 % sluneční energie. Použijeme-li nízkoemisivní screenovou tkaninu, zůstane i pod náporem slunce chladná a nebude ohřívat ani interiér, ani uzavřené okno. Proto se uvádí, že v horkých letních dnech udržují screeny vnitřní teplotu o 3–7 °C nižší, než má venkovní vzduch.

Zdůrazněme, že screen cloní hlavně viditelnou část slunečního spektra, která by z velké části prošla oknem dovnitř a vytápěla tu. Okenní zasklení samo (bez screenu) se na slunci moc neohřívá a teplota jeho venkovního povrchu je v důsledků chladného působení oblohy většinou několik °C pod teplotou venkovního vzduchu. Okno tak i za dne chladí a screen „jen” umožňuje větrat a zároveň brání vstupu energeticky „nabitého” viditelného světla, které okno (bez většího ohřátí) propouští.

V noci, když nesvítí slunce, se pod chladnou oblohou venkovní povrch okna ochladí ještě víc, i pod 15 °C při tropických teplotách vzduchu. Uzavřená noční okna tak dobře chladí, a to většinou lépe, než když je otevřeme a vháníme dovnitř tropicky teplý vzduch zvenku.

Provedení screenů

Screenové rolety Minirol jsou k dostání ve třech variantách bočního vedení látky z boxu. Varianta Screen, ve kterém je látka mezi boxem a koncovou lištou volně napnutá. Varianta Cablesreen využívá k vedení látky ocelových lanek, které jsou ukotveny v podlaze. Napnutou a ve vodících lištách pevně uchycenou screenovou látku využívá varianta Lockscreen.

Hlavním stavebním prvkem screenových clon Minirol jsou vysoce odolné a trvanlivé tkaniny v provedení Serge 600 a Soltis 92, s různým podílem skelných nebo polyesterových vláken potažených vrstvou PVC. Složení tkaniny zajišťuje snadnou údržbu a barevnou stálost povrchů.

Stejně jako u předokenních rolet je možné plně integrovat screenovou clonu do zaomítacího boxu a ukrýt jej pod fasádu stavby. Screenové clony nedisponují žádnými masivními konstrukčními prvky a spolu s použitím zaomítacího boxu, a případně i skrytých vodících lišt, tak plně korespondují s linií stavby. Screenové clony se hojně využívají nejen k zastínění rodinných domů a administrativní budov, ale i zahradních pergol a altánů.

Závěr

Chceme-li dobře popsat energetiku staveb, musíme jí začít rozumět a započítat do ní všechny rozhodující děje včetně záření, které je na planetě Zemi primární a určující. To se speciálně týká i stínicí techniky, se kterou můžeme tyto děje řídit nebo usměrňovat.

Téma: stínicí technika