Cześć, wpadam do Ciebie z tym materiałem, ponieważ chcę przełamać pewien stereotyp powtarzany przez większość osób, a mówiący o tym, że przez duże okna Twój dom będzie wychłodzony albo co gorsza będzie niedogrzany z uwagi na tak duże przeszklenia.
Dzisiaj pokażę Ci, że duże okna powodują obniżenie kosztów ogrzewania! Nie wierzysz? Zobacz koniecznie film, a szczegółowe obliczenia znajdziesz pod filmem.
Spis treści:
4. Test słońca
Czy wiesz, że
belka solarna oraz ściana solarna eliminuje przegrzewanie się pomieszczenia latem? Jak to działa latem? Szczegóły na dole tej strony, ale teraz wracamy do sedna: "czy okna w budynkach to zyski czy straty ciepła?"
Parametry okien energooszczędnych
Energooszczędność okna to przede wszystkim zdolność do minimalizowania strat energii cieplnej. Wybierając okno należy zwrócić szczególną uwagę na współczynnik Uw, czyli przenikalność cieplną całego okna.
Maksymalną dopuszczalną wartość tego parametru określają warunki techniczne (przepisy budowlane). Obecnie współczynnik Uw nie może być gorszy niż 0,9 W/m²K dla okien.
Ja w moich rozważaniach przyjąłem parametr Uw = 0,8 W/(m²·K).
Co wpływa na współczynnik Uw w oknach?
Współczynnik Uw to pewna wypadkowa parametrów Ug oraz Uf.
Ug to współczynnik przenikania ciepła przez szybę. Nasze okno ten współczynnik ma na poziomie 0,5 W/(m²·K). Dla zobrazowania szyba ta jest tak samo "ciepła" co pustak ceramiczny o grubości 25 cm + 5 centymetrów białego styropianu!
Uf obrazuje nam, ile ciepła ucieka przez ramę okna. Zgodnie z deklaracją producenta nasze okno ma ten współczynnik na poziomie Uf = 1,1 W/(m²·K). Zauważ, że rama jest dwa razy "zimniejsza" od szyby!
Parametry ścian energooszczędnych
Według przepisów (warunki techniczne WT 2021) nie możemy projektować ścian o parametrze gorszym niż 0,3 W/(m²·K).
Generalnie w naszych projektach często stosujemy parametr dla ściany zbliżony do wartości 0,15 - 0,20 W/(m²·K). Zatem z czego zaprojektować ścianę, by ta spełniała taki parametr:
pustak ceramiczny o grubości 25 cm + 20 cm styropianu wówczas U=0,17 W/(m²·K)
beton komórkowy o grubości 25 cm + 15 cm styropianu wówczas U=0,19 W/(m²·K)
beton komórkowy o grubości 25 cm + 20 cm styropianu wówczas U=0,15 W/(m²·K)
pustak typu silka o grubości 25 cm + 20 cm styropianu wówczas U=0,18 W/(m²·K)
Test słońca
Znając parametry U dla ściany oraz Uw dla okna, czy możemy założyć, że przez okno ucieka 3-4 razy więcej energii niż przez ścianę? Otóż NIE !
Pamiętaj, że montując okna od strony południowej słońce ogrzeje Twoje pomieszczenie lepiej przez okno niż przez ścianę. Inaczej mówiąc należy zastanowić się, ile zyskamy darmowej energii od słońca, które przechodzi przez szybę do naszego pomieszczenia.
Jak to wszystko obliczyć? W pierwszej kolejności musisz policzyć zyski ciepła przez okno, w drugiej kolejności liczysz straty ciepła przez to samo okno. I wiesz co ? Obie wartości ostatecznie balansujesz i już wiesz, co w trawie piszczy. No dobra, ale......
Jak obliczyć zyski ciepła od słońca?
Wzór na obliczenie zysków ciepła przez okno jest stosunkowo prosty. Wystarczy przemnożyć znane nam parametry okna przez sumę całkowitego promieniowania słonecznego w miejscu, w którym znajduje się budynek i to wszystko. Wzór ma postać taką:
Qs(m) = 3600 x A x TR x S(m)
gdzie:
Qs(m) - to zyski ciepła w danym miesiącu/ sezonie grzewczym.
A - to łączne pole powierzchni szyb na danej elewacji
TR - to współczynnik przepuszczalności promieniowania słonecznego szyb
S(m) - to suma miesięczna całkowitego promieniowania słonecznego na powierzchni w miesiącu
m - to numer miesiąca w sezonie grzewczym
Wzór ten zakłada, że okno nie jest zacienione. Wzór ten znajdziesz w normie PN-B-02025:2001
wartość całkowitego promieniowania słonecznego dla swojego regionu znajdziesz w normie PN-B-02025:2021
współczynnik przepuszczalności promieniowania słonecznego szyby, czyli TR, poda Ci każdy szanujący się producent okien. Nasze okno ma ten współczynnik na poziomie 0,55.
Jak obliczyć straty ciepła przez okna?
Wzór na obliczenie strat ciepła przez okno jest taki sam, jak na obliczenie, ile energii ucieka przez ścianę i ma postać:
Qk(m)= 24 x Uk x Ak x (Tw-Tzm) x Ld
gdzie:
Qk(m) - to to straty ciepła przez przegrodę (okno)
Uk - to współczynnik przenikania ciepła okna
Ak - to pole powierzchni okna (szyba + rama)
Tw - to temperatura powietrza w domu
Tzm - to średnia temperatura powietrza zewnętrznego w miesiącu
Ld - to liczba dni w miesiącu
m - to numer miesiąca w sezonie grzewczym
Wzór ten znajdziesz w normie PN-B-02025:2001
Zyski i straty ciepła przez okno. Bilans
Wiedząc, gdzie znajduje się inwestycja, znając parametry okna oraz wiedząc, jak obliczyć straty ciepła przez okna i jego zyski możemy oszacować, ile energii zyskamy (lub stracimy) przy montażu dużych okien.
okno duże
I tak dla okna o wymiarach 7,2 x 2,4 m i powierzchni szyby 13,82 m2 zlokalizowanego
w stronę południową w miejscowości Poznań, bilans zysków i strat na przestrzeni całego sezonu grzewczego wynosi: + 1329 kwh. W poszczególnych miesiącach zyski i straty ciepła tego okna przedstawiają się następująco:
Pobierz szczegółowe obliczenia:
okno małe
a dla okna o wymiarach 3,6 x 2,4 m i powierzchni szyby 6,05 m2 bilans zysków i strat na przestrzeni całego sezonu grzewczego wynosi: + 508 kwh. W poszczególnych miesiącach zyski i straty ciepła przez to mniejsze okno przedstawiają się tak:
Pobierz szczegółowe obliczenia:
Okna w budynkach – zyski czy straty ciepła?
Promienie słoneczne przepuszczane przez okna od strony południowej pomagają w ogrzewaniu wnętrza domu. Dzieje się tak dlatego, że słońce jest na południu przez większość dnia, a okna na tej stronie domu pochłaniają ciepło, co wpływa korzystnie na bilans zysków i strat energii do ogrzania domu.
Z analizy wynika, że wraz z większym oknem bilans zysków i strat jest większy. Inaczej mówiąc wraz z większym oknem koszty za ogrzewanie pomieszczenia / domu ulegną obniżeniu.
Pobierz szczegółowe obliczenia:
Śledząc poszczególne miesiące możemy zauważyć, że w miesiącach grudniu i styczniu (bez znaczenia na wielkość okna) bilans jest ujemny tzn.: więcej energii przez okna ucieknie niż słońce nam dogrzeje pomieszczenie. W kolejnych miesiącach tzn.: lutym, marcu, kwietniu, październiku, listopadzie bilans jest dodatni.
W całym sezonie grzewczym przy dużych oknach zyskujemy 1329 kwh, a przy oknie o połowę mniejszym zyskujemy już tylko 508 kwh. Dlaczego tylko tyle? Odpowiedź jest prosta. W oknie większym jest więcej szyby niż w oknie mniejszym.
Inaczej mówiąc, montując okno warto przeanalizować stosunek wielkości szyby do całego okna. Im większy procent, tym zyski ciepła będą większe. W naszym badanym dużym oknie 80% zajmuje szyba, a w mniejszym już tylko 70%.
Belka solarna
A co zrobić latem? Przecież latem w pomieszczeniu będzie jak w saunie.
Otóż rozwiązaniem jest belka solarna i ściana solarna. Jak to działa? Zobacz film: