Okná a súvisiace príslušenstvo majú priamy vplyv aj na energetickú spotrebu budov; presnejšie povedané, hrajú čoraz dôležitejšiu a aktívnejšiu úlohu v domovej energetike. Inak povedané, oknami nielen uniká teplo, okná sú tiež veľkým zdrojom energie, ktorá nie je rizikom pre životné prostredie.
O udržanie životného prostredia usiluje tiež EÚ s tým, že chce trvalo znižovať podiel fosílnych palív v energetike, ktoré podľa nej vedú ku globálnemu otepľovaniu. V prvej fáze (známej ako Výzva 20-20-20) chce znížiť emisie skleníkových plynov o 20% oproti roku 1990, docieliť 20% podiel obnoviteľných zdrojov energie a zvýšiť energetickú účinnosť (vztiahnuté na jednotku HDP) o 20%, všetko do roku 2021 .
Okná v koncepte budovy
Okná ako významný klimatický prvok budovy plnia už celé stáročia širokú škálu funkcií. Sú dôležitou súčasťou plášťa budovy, pretože umožňujú interakciu medzi vnútorným a vonkajším prostredím. Okná ale majú veľký význam aj z pohľadu dopadu denného svetla a prirodzenej ventilácie.
Ropné krízy „zvýšili” kvalitu okien
V posledných 100 rokoch, kedy sú budovy vykurované, slúžia aj k obmedzeniu intenzity vykurovania. Veľký impulz bol zaznamenaný od doby ropných šokov v 70. rokoch 20. storočia, kedy sa tepelnoizolačná schopnosť okna významne zvýšila. Stúpajúci dôraz na energetické úspory viedol k prechodu z jednoduchého zasklenia na izolačné zasklenie zložené z dvoch alebo troch vrstiev skla s povrchovými vrstvami a plynovou výplňou.
Novodobým impulzom je agenda okolo pravdepodobných klimatických zmien v dôsledku priemyslom produkovaných skleníkových plynov.
Hlavným motorom tlaku na kvalitné okná sú dnes obyvatelia alebo vlastníci domov, ktorí majú zásadný záujem o najvyššiu kvalitu vnútorného životného prostredia a ktorí často usilujú - dnes už mnohokrát veľmi reálne - o úplnú energetickú nezávislosť.
Trend smerujúci k stále prísnejším energetickým požiadavkám na budovy a najmä na okná, bude naďalej pokračovať. Pritom musíme mať na pamäti celý súhrn funkcií, ktoré okná v budove zaisťujú a tie v budúcich predpisoch a legislatíve primerane vyvážiť. Ako už bolo uvedené, popri zásobení denným svetlom a čerstvým vzduchom nás okná chránia pred stratami tepla, inokedy slúžia ako zdroj energie (tepla) alebo nás chránia pred letným prehrievaním.
Musíme byť opatrní, aby sme sa nedopustili rovnakých chýb ako v 70. rokoch minulého storočia, kedy bola v niekoľkých európskych krajinách úradne zmenšená veľkosť plochy okien s cieľom znížiť tepelné straty budov. V tejto dobe bol totiž obrovský rozdiel v energetickej bilancii medzi stenou a oknom. Dôsledkom boli budovy s malou okennou plochou, menším prísunom denného svetla a obmedzeným výhľadom von. Z tejto chyby sme sa snáď poučili a nebudeme ju už opakovať.
Okná sú pre budovu zdrojom energie
Energetická bilancia moderných okien je lepšia ako u stien, pretože okno prináša do budovy počas vykurovacej sezóny energiu, najmä slnečnú. Tepelné straty obvodovými múrmi dosahujú v Českej republike asi -12,5 kWh / (m²rok), zatiaľ čo celková energetická bilancia moderného okna, zahŕňajúca straty aj slnečné zisky sa pohybuje medzi -7,5 až +5 kWh / (m²rok). Správne zvolené a umiestnené okno je tak pre budovu zdrojom solárnej energie a preto je z energetického hľadiska lepšie ako múr.
Solárny zisk z okien je dobre známy a už dnes je zapracovaný do legislatívy a prihliada sa k nemu pri energetických výpočtoch nových budov. Európska smernica o energetickej hospodárnosti budov (2010/31/EÚ) požaduje, aby bola solárna energia uplatňovaná vo výpočtoch spotreby energie v budovách. Slovenská republika túto smernicu implementovala a solárny zisk z okien sa teda u nových budov započítava.
Pokiaľ ale ide o výmenu okien, je v praxi sledovaný iba parameter U (súčiniteľ prechodu tepla vo W / (m²K)). Vytýčiť si ambiciózne ciele pre znižovanie spotreby energie je správne a je to dokonca nevyhnutné na dosiahnutie energetickej bezpečnosti, o ktorú Európska komisia aj vlády jednotlivých krajín usilujú. Legislatíva ale musí zaisťovať, aby bolo vždy použité riešenie, ktoré je najlepšie a energeticky najúspornejšie z hľadiska zákazníka. To však nemožno vyjadriť hodnotou U. Výstižnejšou charakteristikou je hodnota energetickej bilancie, ktorá berie do úvahy tepelné straty aj solárny zisk podobne, ako je tomu u metodiky výpočtov pre novostavby.
Energetická bilancia okien
Skutočnú energetickú výkonnosť okien počas vykurovacej sezóny je možné vyjadriť ako bilanciu medzi energetickými stratami a slnečnými ziskami, výsledný údaj sa nazýva energetická bilancia. Niekoľko štúdií vykonaných po celej Európe ukazuje, že práve energetická bilancia vyjadruje výkonnosť okien najlepšie.
Nasledujúci graf ukazuje charakteristiky piatich rôznych okien s hodnotou UW = 1,0 W/(m2K) až 1,4 W/(m2K) pri hodnote U = 0,15 W/(m2K) pre stenu. Na vodorovnej ose je uvedená hodnota U okna, zatiaľ, čo zvislá osa ukazuje energetickú bilanciu v kWh/(m2/rok) pre vykurovaciu sezónu pre všetkých päť okien aj pre stenu Graf ukazuje súvislosť medzi hodnotou U a energetickou bilanciou rovnakých výrobkov. Je zrejmé, že všetky okná majú lepšiu energetickú bilanciu než stena a dva z týchto výrobkov prinášajú počas vykurovacej sezóny energiu vo výške 5 kWh/(m2K).
Zároveň sa tu ale ukazuje, že okno s hodnotou UW = 1,0 W/(m2K), ktoré by dnes bolo na základe nízkej hodnoty UW hodnotené ako najlepšie, nie je z toho hľadiska lepšie než okno s hodnotou UW = 1,3 W/(m2K). To znamená, že hodnota UW nie je jedinou vhodnou charakteristikou pre popis okien.
Tento prístup je už uplatňovaný v niekoľkých krajinách: Dánsko, Veľká Británia a Maďarsko zavádza energetickú bilanciu okien ako alternatívu k hodnote UW. V Dánsku je výsledkom to, že výrobcovia okien optimalizovali svoje riešenie tak, aby čo najviac využili solárnu energiu.
Energetická bilancia umožňuje zákazníkovi správnu voľbu
Európska smernica pre energetickú náročnosť budov požaduje, aby členské krajiny stanovili minimálne požiadavky na základe ekonomicky optimálnej bilancie. To stručne povedané znamená, že zákonodarcovia musia zobrať do úvahy aj náklady pre zákazníka. Ekonomicky optimálne hodnotenie berie do úvahy všetky údaje o nákladoch a úsporách energie po dobu 30 rokov. Do hodnotenia sú teda započítané úspory za celé toto obdobie.
Z tohto pohľadu sa ukazuje, že najlepšie si vedú výrobky, u ktorých je vhodne vyvážená nízka hodnota UW a vysoká hodnota solárneho faktora g. Nasledujúca schéma ukazuje ekonomicky optimálne hodnotenie okien na základe európskej metodiky, ktoré vychádza zo slovenských cien výrobkov a energií. V grafoch sú znázornené dve modelové porovnania vplyvu okien s rozdielnymi parametrami na potrebu primárnej energie budovy a nákladové optimum okien.
Zhrnutie
Aby sme lepšie zaistili podmienky udržateľného rozvoja a znížili spotrebu energie, je potrebné vyvolať diskusiu o vhodnej metodike hodnotenia okien. To má veľký význam najmä v prípade predpisov pre okná pri rekonštrukciách budov a pri výmene okien. Práve v týchto prípadoch je potrebné dosiahnuť čo najlepšiu energetickú účinnosť pri najnižších možných celkových nákladoch pre spoločnosť ako celok, aj pre jednotlivých zákazníkov.
Súvisiace články:
Okná a ich energetická bilancia na Slovensku a v Čechách
Je potrebné zmeniť prístup k modernému stavebníctvu
