Úplně jiná dřevostavba: Její víceúčelová okna mají 5 funkcí navíc

S další funkcí oken, tedy že v zimě umožňují získávat teplo ze slunce a vytápět tak objekt, počítají projektanti až v posledních desetiletích, kdy se vyrábějí izolační skla s pokovy na sklech. Pokovy propouštějí viditelné světlo a krátkovlnné tepelné záření od slunce, ale zcela zabraňují prostupu dlouhovlnnému sálání, které vyzařují lidé nebo zahřáté předměty. Pro toto vnitřní teplo jsou „nízko-emisivní“, což v překladu znamená, že tepelné sálání předmětů perfektně odrážejí, a současně, pokud jsou samy zahřáté, tak své teplo nezáří (neemitují). Tím umožňují, aby sluneční energie ohřívala předměty v místnosti, ale vzniklé teplo, které zahřáté předměty následně samy sálají, pryč z budovy nepouštěly. Podívejte se na pár tipů v naší fotogalerii.

Fotogalerie:

i Foto: Pexels, Michal Bílek, 100 dřevostaveb, Shutterstock

Okna použitá v naší „úplně jiné“ dřevostavbě mají 5 dalších funkcí navíc.

Pět speciálních funkcí:

1) Topná skla

Na vnitřní i vnější tabuli jsou uvnitř zasklení nanesené pokovy, o kterých píši výše. Pro funkci vytápění nás však zajímá pouze pokov na vnitřním skle, protože ten je připojen na elektřinu. A protože má pokov svůj elektrický odpor, tak se průchodem proudu dokáže zahřívat, a tím topit.

Princip topných skel

Asi nejdůležitější je, že pokov nezáří své teplo do komory (tedy ven do exteriéru), ale téměř celým výkonem roztápí vnitřní sklo, které směrem do místnosti pokovené není. A protože povrch skla, když není pokovený, sálá lépe než kterýkoliv jiný materiál, tak naprostou většinu tepla vyzáří do místnosti. Navíc je záření od skel 100% koherentní, což výrazně zvyšuje jeho účinek. Lidské tělo přijímá toto sálavé teplo mnohem lépe (cca 98 %) než z teplého vzduchu (cca 40 %), který primárně člověka ochlazuje, protože se do něj nejprve odpařuje pot a teprve až je pokožka suchá, tak ji svým teplem ohřívá. Navíc pro ohřátí vzduchu potřebujeme nějaké medium (nejčastěji vodu), které je nutné nejprve zahřát, obvykle v kotli (se ztrátou), horké transportovat do místností (se ztrátou) a zde v dalších výměnících (radiátorech) jím ohřívat vzduch (se ztrátou). Větráním pak dochází k další ztrátě, které u sálavého topení není, protože vzduch v místnosti vytápěné sálavě není tak teplý.

Účinnost

Díky všem těmto ztrátám a hlavně díky malé schopnosti vzduchu předávat člověku teplo, hovoříme u topení radiátory o účinku max. 30 % z původního zdroje energie (např. z výhřevnosti plynu), zatímco u topných skel člověk absorbuje jako teplo cca 85 % elektrického příkonu. Díky této účinnosti dosahují, nebo dokonce často překonávají, i tepelná čerpadla. 

Pořizovací cena

Nejzajímavější na topných sklech je jejich pořizovací cena. Oproti jakémukoliv jinému zdroji tepla totiž odpadají čerpadla, ventily, potrubí, radiátory, regulační hlavice, ale hlavně drahý kotel nebo ještě mnohem dražší tepelné čerpadlo. Pokov na interiérovém skle je vždy nedílnou součástí úplně každého zasklení – je pouze třeba najít výrobce, který bude umět k tomuto pokovu přivést elektřinu. A protože my takového výrobce máme, je každé okno v naší dřevostavbě i velmi levným zdrojem sálavého tepla, který s rezervou vytopí místnost, jejíž obálky je součástí.

2) Integrované stínění v izolačním skle

V zimě sluneční energii vítáme. Ohřívá nám zdarma předměty v místnosti, které pak vytápějí interiér domu. Naopak v létě chceme prostupu sluneční energie skrz skla zabránit, a proto se snažíme zajistit si kvalitní stínění. 

Vnitřní a venkovní stínění

Dnes už se ví, že vnitřní stínění je velmi málo účinné. A že pokud není lesklé nebo alespoň bílé, pak je neúčinné úplně, protože absorbovanou energii ze slunce přemění v teplo, které se přenáší do celé místnosti. Venkovní stínění je účinné výborně, je však mnohem dražší a také háklivé na počasí. Škodí mu déšť, vítr, prach a také UV světlo. Při velkém větru většina stínících prvků musí být dokonce zatažena, aby nedošlo k jejich poškození. Takže i toto stínění není 100% řešením pro všechny situace.

Stínění integrované

Proto jsme se rozhodli pro reflexní stínění integrované přímo v zasklení – chráněné před povětrnostními vlivy a umístěné v první exteriérové komoře, aby odráželo sluneční energii hned za prvním sklem. Jedná se o roletku s navinutou folií, která když je rozvinutá, odráží cca 80 % denního světla a až 95 % slunečního tepla. Tím zabezpečuje ochranu proti letnímu přehřívání velmi kvalitně a současně je přes ni vidět ven. Ovládaná je pomocí elektromotoru umístěného uvnitř hřídele, který je napájen akumulátory umístěnými také tam. Baterie jsou dobíjeny fotovoltaickými diodami, nalaminovanými přímo na venkovním skle, které je přesahové i přes rám, takže jej také chrání proti povětrnostním vlivům.

Jak to funguje

Folie se vytahuje z rolety směrem vzhůru – což je dost nezvyklé, ale má to svůj dobrý důvod. Většinou svítí slunce z určitého úhlu, ale vždy z vrchu. Tedy paprsky ohřívají ponejvíce spodní až střední část okna, zatímco nahoře u horního okraje už sluneční paprsky nedopadají, neboť horní ostění okna zde vytváří stín. Pokud tedy povytáhneme reflexní folii pouze tak vysoko, aby odrážela přímo dopadající paprsky slunce, ale horní část zasklení ponecháme nezakrytou, bude do místnosti pronikat denní světlo, ale už odražené (tzv. difúzní záření), které už s sebou nenese teplo. A protože během slunečního svitu je venku mnohem více světla, stačí tato nezakrytá část u horního okraje prosvětlit místnost téměř stejně intenzivně, jako by zajistila celá plocha skla bez vytaženého stínění, pokud by bylo pod mrakem. Fotovoltaické diody, které hřídel s folií skrývají tím, že jsou umístěny dole, jsou i delší dobu osvíceny sluncem, než kdyby byly i s roletou umístěné nahoře (ve stínu horního ostění).

Inteligentní software

Samozřejmostí je také inteligentní software, který v závislosti na teplotách folii rozvine, aby stínila (letní dny) nebo ji automaticky svine (např. během oslunění v zimě, aby sklo mohlo propouštět maximum světla a tepla do interiéru). Uživatel ji může ovládat nadřazeně nad automatikou např. pro zajištění soukromí.

3) Zvýšený izolační účinek

Při zcela zatažené folii má zasklení parametry jako 4-sklo (Ug = 0,35 W/m²K) a pokud je folie vytažená, tak díky jejímu reflexnímu (tedy nízko-emisivnímu) povrchu vytváří dokonce ekvivalent 5-skla (Ug = 0,27 W/m²K).

4) Akustický útlum

Standardní trojsklo netlumí hluk o moc lépe než dvojsklo. Ve vyšších frekvencích má sice útlum o něco větší, ale v nízkých dochází naopak k rozkmitání prostřední tabule, a tím k většímu přenosu zvuku než u dvojskla. Pokud bychom zprůměrovali útlumy ve všech měřených frekvencích, bude mít trojsklo téměř stejné akustické vlastnosti jako dvojsklo. A protože zasklení u naší dřevostavby tvoří významnou plochu obálky, je třeba hlukový útlum posílit. 

Úplně jiná dřevostavba: Obvodové stěny o tloušťce pouhých 17 cm

Skladba speciálního trojskla

V našem případě máme trojsklo, kde venkovní tabule je nalepena pružnou konstrukční páskou na rám, takže pohlcené zvukové vlny, které se projeví vibrací skla, jsou velmi dobře absorbovány měkkou páskou vysokou 1,5 mm. Následuje dvojsklo s napnutou folií uprostřed komory. Folie je velmi tenká a sama o sobě by měla díky své téměř nulové hmotnosti zanedbatelný hlukový útlum, ale mezi skly vytváří absorbér přenášených vibrací mezi tabulemi skel. V řeči čísel: Dvojsklo s folií má až 4× větší hlukový útlum než dvojsklo nebo trojsklo. Naše řešení s předsazeným sklem a dvojsklem s folií má útlum větší než 40dB, tedy tlumí hluk asi 10× lépe než běžné trojsklo.

5) Čistý výhled bez zamlžení či námrazy

Častým jevem na dobře izolujících sklech je ranní kondenzát a v zimě námraza. Negativní reakce uživatelů, kteří chtějí přes okna vidět, jsou u prodejců oken odbývány slovy, že je to právě důkaz o velmi dobré izolační schopnosti, protože na hůře izolujících sklech se kondenzát z vnější strany netvoří, neboť hůře izolující sklo je dotováno teplem z místnosti.

Bohužel však již nedovedou vysvětlit, proč se to děje a jak tvorbě kondenzátu na trojsklech zabránit. Na vině je studené sálání noční oblohy. Běžné povrchy skel, jak bylo již popsáno v prvním odstavci, mají velkou schopnost sálat teplo (resp. vyměňovat si teplo sáláním se svým okolím). Přenos tepla sáláním je velmi intenzivní a s každým stupněm rozdílu teplot roste násobně více i výměna tepla. Jasná noční obloha mívá teplotu, kterou září směrem k zemi, okolo -40 °C až  -60 °C. Sklo, které na oblohu „vidí“, do ní vyzáří tolik tepla, že se výrazně ochladí. Často i hluboko pod teplotu okolního vzduchu, čímž na jeho povrchu zkondenzuje vodní pára a v zimě se objeví námraza. Takže ráno není přes sklo vidět.

Řešením je venkovní sklo opatřené speciálním pokovem v exteriéru, které nekoroduje. Tím je opatřeno i naše venkovní (přesahové) sklo, které má díky němu o 80 % menší schopnost sálat než běžné sklo. Díky tomu jej studené záření noční oblohy není schopno vychladit pod teplotu rosného bodu a kondenzát se na něm netvoří. Navíc díky teplejšímu venkovnímu sklu je i vnitřní sklo teplejší, takže do něj proniká z interiéru méně tepla, čímž zasklení jako celek ještě lépe izoluje.

Akumulační krbová kamna zvládnou vytopit celý dům už za pár korun

P.S. Máte zájem získat moderní kamna na dřevo zdarma? Na webu HS Flamingo právě probíhá soutěž o kamna za 50.000 Kč. Účast v soutěži není složitá a šance na výhru je poměrně vysoká.