Inteligentní automatizace stínění: Zbožné přání nebo nový standard?

Teplotní rekordy, extrémní vedra, tropické dny… Témata pro novinové titulky stále oblíbenější. Nebudu se zde pouštět do přemítání o tom, zda jsou aktuální vedra drastičtější než loňská, jestli se klima skutečně otepluje a čí je to vina. Co lidé ve finále nejvíce pocítí a řeší, je nesnesitelné vedro, před kterým se často neschovají ani doma. A proto aktivně hledají způsob, jak žaluzie (ať už vnitřní nebo předokenní), rolety, markýzy a podobně ovládat tak, aby udrželi vnitřní teplotu domácnosti na přijatelných hodnotách.

To platí stejně pro domácnosti jako pro kancelářské a jiné budovy.

Nový standard řízení stínicí techniky

Ideální řešení tu už nějaký čas je – inteligentní automatizace. Přinesla ovládání, které uživatel prakticky neřeší. Ve dne v noci, když jste v práci nebo na dovolené, stínění se reguluje automaticky. Bere v potaz polohu slunce, aktuální vnitřní teplotu a sluneční svit. V případě žaluzií se lamely samy naklápí do ideální polohy nebo se naopak nezavřou, aby pomohly vytápění. Stínění se samo chrání před silným větrem a v případě potřeby se zablokuje v bezpečné poloze. Večer se stínicí technika zatáhne, aby obyvatelé měli soukromí.

Uživatel nemusí nic složitě ani průběžně programovat. Vždy má možnost manuální kontroly intuitivně tlačítkem na zdi nebo v aplikaci. V ní může také provádět pokročilejší úpravy jako změnu režimů, zobrazit stavy jednotlivých žaluzií nebo přijímat stavové zprávy (pokud se například zablokují žaluzie kvůli větru, uživatel se to hned dozví).

Další „smart hračka“?

Jde o komplexní řešení, které upozaďuje lidský faktor, přesto nechává uživateli možnost zásahu a dává mu do ruky perfektní přehled o technologii a řadu funkcí navíc.

Stínění může v tomto případě být součástí širšího celku inteligentní automatizace. Budova je vybavena řídicí jednotkou, která sjednocuje technologie (kromě stínění například osvětlení, audio, regulaci teploty, fotovoltaiku apod.) do jednoho systému a přiměje je ke spolupráci, což vede k vyšší efektivitě. Stínění je v souhře například s regulací teploty, společně se podílejí na dosažení ideální teploty v místnosti – žaluzie mohou vytápění či chlazení značně ulevit. Případně se žaluzie zapojí do alarmu.

Zmíněné tlačítko na zdi není jednoúčelové, ale kromě žaluzií jím lze ovládat i světla nebo hudbu (pokud jsou do systému integrované). Tím, že se ovládání více technologií sjednotí do jednoho systému a komponenty nejsou jednoúčelové, pořizovací náklady se rozloží a uživatel za obdobnou částku získá mnohem více, než s uzavřenými, autonomními řídicími systémy.

Jak to funguje?

Je to krásný příběh, ale pojďme se podívat, co stojí na pozadí toho všeho. Co odlišuje inteligentní stínění od „hloupých automatů“?

Prvně se nastaví zeměpisné souřadnice domu a světová orientace oken (parametr Dir – nastavíte podle konkrétního situace tak, že podle kompasu určíte směr plochy okna (například přesný sever je 0, přesný jih je 180 stuňů). Řídící jednotka pak vypočítá tzv. periodu stínění. Ta určuje, v jaký čas mohou sluneční paprsky dopadat na dané okno nebo dveře. V tuto dobu stínění může přispět ochlazení budovy. Ta se každý den lehce mění a inteligentní stínění na to reaguje.

Automatické nastavení žaluzií závisí na třech podmínkách:

První podmínka slunečního svitu stručně řečeno informuje, zda je venku slunce – není pod mrakem. Sluneční svit je dán měřením záření ve wattech na metr čtvereční. Pokud je aktuální záření vyšší než vypočtená prahová hodnota, informace se předá systému stínění a ten se podle toho zachová.

Potřebná data o počasí a venkovních podmínkách dodává systému meteostanice a předpověď počasí. Meteostanice standardně měří teplotu, jas, srážky a vítr a teplotu. Ale co se týče automatizace stínění, není vždy vhodné využívat z meteostanice hodnoty teploty, protože je její čidlo vystaveno slunečnímu záření (především, pokud je meteostanice připevněná na střeše). Proto je zpravidla použita hodnota z on-line dat o počasí. Ta navíc poskytují další hodnoty jako vlhkost a tlak vzduchu, rosný bod, lepší brát lokálně z meteostanice a další.

Poloha slunce je druhou podmínkou – udává, zda se slunce nachází před oknem (viz výše perioda stínění). Pokud ne, nemá smysl stínit. Pokud ano stínění se nejen automaticky uzavře, ale lamely žaluzií se dokonce nastaví ideálně podle polohy slunce. Na konci periody žaluzie přejdou (pokud aktivně stínily) do předem definované polohy (uživatelsky volitelné). Nejčastěji se zcela otevřou.

Periodu stínění je navíc možné upravit podle venkovních podmínek. Například když je okno rohové nebo ho stíní nějaká překážka (hrana fasády, vzrostlý strom a podobně). Pro definování překážky slouží parametry Dts (směrová tolerance počátku periody stínění) a Dte (směrová tolerance konce periody stínění). Ve standardu jsou tyto parametry nastaveny na 85 stupňů, což zohledňuje částečné zapuštění okna do fasády. Pro odhad směrové tolerance stačí klasický kompas. – To je prostorové ohraničení periody stínění.

Časovou toleranci periody stínění pak určují parametry Spos a Spoe. U oken směřovaných na východ může například Spos zpozdit začátek periody stínění, protože vycházející slunce těsně nad horizontem ještě neohřívá místnost natolik, aby bylo potřeba stínit. Pokud naopak chceme, aby se stínění okna na západ otevřelo ještě před západem, určíme to parametrem Spoe. Tyto parametry lze využít i pro dřívější ukončení nebo naopak pozdější spuštění periody stínění (a tím pádem automatického stínění) kvůli přesahu střechy. Pro nastavení parametrů Spos/Spoe je potřeba zpětná vazba od koncového uživatele. Lze mu například pro východní okno ponechat standardní hodnotu parametru Spos, což je 30 minut. Začátek periody stínění se tak zpozdí o půlhodinu.

Třetí podmínka souvisí s aktuální vnitřní teplotou, která je měřena teplotními čidly. Tato podmínka je splněna, když propojený funkční blok Inteligentní regulace pokojové teploty zaznamená přehřátí dané místnosti a v takovém případě je aktivován vstup Sps.

Teprve při splnění všech podmínek se začne stínit. Tím se předejde zbytečné ztrátě přirozeného světla či dokonce tepla ze slunce, které bychom pak museli platit v podobě aktivního vytápění.

Režimy automatického stínění

Tím se dostáváme k dalšímu parametru Spm, jenž značí režimy automatického stínění. Má hodnoty 0 až 3, které určují, zda mají žaluzie v místnosti udržovat optimální světlost nebo optimální chlazení.

Při preferenci maximálního chlazení, respektive maximálního omezení průniku slunečního záření do interiéru, se lamely automaticky nastavují ideálně a v takovém případě může dojít i k tomu, že se stínění úplně zavře a v místnosti je tma. To nemusí být vždy žádoucí.

Optimální světlost ideální úhel nedrží, počítá s drobnou odchylkou tak a tím pádem upřednostňuje přirozené světlo uvnitř místnosti. Oba režimy mají ještě své varianty s předpokladem, že se automatika zakáže, pokud je žaluzie stažená úplně dolů (když přijde člověk domů z noční a zatáhne si v ložnici pro spánek, v 10 hodin dopoledne se lamely neotevřou).

Uživatel vs. umělá inteligence

Můžeme zmínit i další parametry, které určují funkčnost automatického stínění:

• Type – udává typ stínicí techniky (žaluzie, rolety, závěs atp.): S žaluziemi je potřeba nastavit hodnotu na 0, pokud má budova rolety, zadá se 1 atd. podle vysvětlivek.
• Spe – koncový stav automatických žaluzií (akce po konci automatického stínění): Při nastavení hodnoty 1 dojde k úplnému otevření stínění, pokud zadáte 3, dojde k nastavení lamel do vodorovné polohy atd. dle vysvětlivek.
• Opd/Cld – doba jízdy stínění nahoru/dolů (snadno změřitelné stopkami): Zadává se v sekundách, takže lze přiřadit pro Opd hodnotu 75 sekund, pro Cld například 70 sekund. Záleží na výsledcích měření, jak dlouho stínicí technice trvá sjet úplně dolů a vyjet úplně nahoru.
• Sw/Sd – šířka a vzdálenost lamel (změří se pravítkem): Uvádí se v milimetrech, takže pokud měření pravítkem ukáže 7 cm, určíte hodnotu 70. Pak přeměříte vzdálenost mezi dvěma lamelami a zadáte například 60.
• Rd – doba jízdy zpět (u žaluzií jde o dobu jízdy z pozice zavřeno, do vodorovné pozice, měří se pohledem a úpravou parametru po malých krocích): Udává se v sekundách pro možnost mírně otevřených poloh lamel – například 0,9 s (standardní hodnota je 0,8 s).
• Bld/Bldo – předbuzení motoru/doba změny směru jízdy – určuje čas předbuzení motoru a mechanické vůle v ovládání žaluzií (např. napnutí řídících lanek): Hodnota Bld bývá uvedena v technickém datasheetu motoru (většinou jako zpoždění startu nebo doba rozběhu). Obvykle to bývá 0,2, tuto hodnotu je tak potřeba dopsat k parametru. Bldo se pak rovná Bld + 0,15 sekundy, takže v tomto případě nastavíte hodnotu 0,35.
• Spi – sledovací interval (jak často se zkontroluje naklopení lamel vůči slunci): Udává se v minutách a standardní hodnota je 60. Lze však nastavit 0 až 180 minut. Naklápění lamel vůči slunci s tak může při zadání hodnoty 30 kontrolovat každou půlhodinu. Pokud je to potřeba, naklopení lamel se změní. Naopak pokud je dráha slunce pod relativně konstantním úhlem a jeho výška se nemění, nemusí se naklopení žaluzií nutně měnit v každém intervalu.

A jak se automatické stínění zachová, když do něj uživatel manuálně zasáhne? Pokud je během automatického ovládání stínění ručně přenastaveno, tlačítkem nebo v aplikaci, automatika v tento den končí. Znovu aktivována nebo připravena na reaktivaci je pouze tehdy, když uživatel při odchodu z místnosti provede dvojstisk pokojového tlačítka, čímž dá systému najevo, že místnost opouští. To funguje i centrálně pro celý dům, když provede trojstisk odchodového tlačítka.

Inteligentní žaluzie jako budík či alarm

S chováním žaluzií lze pracovat i dál. S automatickým stíněním je například možné propojit modul budíku, s nímž lze provádět určité akce v požadovaných dnech a časech, pravidelně i jednorázově. Stínění se tak v nastavený čas začne vytahovat a vzbudí přirozeným světlem. Stejně tak se stínění umí zapojit i do zabezpečení, kdy se při spuštění alarmu samo vytahuje, aby zloději nenechalo klid na práci. Případně uvolnilo únikové cesty (platí i pro požární poplach).

Další důležitou funkcí je ochrana stínění před bouřkou nebo mrazem. Žaluzie se v případě nutnosti udržují v takové poloze, aby je nepoškodil silný vítr. Nebo se naopak jejich pohyb zablokuje, pokud hrozí zamrznutí některých částí stínicí techniky, čímž se rovněž předchází poníčení.

Studie potvrzuje účinnost automatizace

Nový standard řízení je pro každého, kdo využívá elektricky ovládané stínění. Inteligentní automatizaci nevyužívají pouze domácnosti. Z chytrých domů se přesunula do velkých komerčních či administrativních budov. Na velikosti projektu nezáleží.

Účinnost automatizace stínění dokládá například studie technologické univerzity v rakouském Grazu. Podle ní je automatické stínění pomocí inteligentního systému mnohem efektivnější než čistě manuální ovládání. I pokud bychom stínění nechali zatažené celý den, ochlazení bude nižší, než s optimálním automatických řízením. Trvalé zastínění totiž zabraňuje úniku tepla a větrání ve chvílích, kdy je to vhodné.

Studie uvádí, že automatická stínicí technika v tropickém dni odstíní až 80 % sluneční energie. Výsledky testování na typickém rodinném domě ukázaly, že inteligentní řízení samo o sobě (bez klimatizace) dokáže udržovat v místnosti teplotu o 3,6 °C nižší. Pokud navíc stínění spolupracuje s ventilací (což nový standard řízení dokáže), místnost je chladnější o 6,4 až 9 °C.

Bavíme se intenzitě slunečního záření, která v letních měsících může dosáhnout až 1 kW na 1 m² plochy okna. To je v době růstu obliby velkých oken a zvýšených cen energií velmi výkonné, v zimě žádoucí, v létě nežádoucí vytápění, s nímž je potřeba rozumně nakládat v létě i zimě.

100 milionů tun CO₂ a 258 miliard eur

Doba pandemie koronaviru ještě zvýšila poptávku po tepelném komfortu. Podle údajů Svazu podnikatelů ve stínicí technice se projevilo, že absence cestování přiměla obyvatele zvelebovat a vylepšovat své domovy a zahrady, což znamenalo i vyšší zájem o venkovní stínění. Přednímu výrobci stínicí techniky, firmě Lomax, segment venkovních žaluzií loni meziročně vzrostl od 10 %. Tomuto trendu přejí i podmínky Nové zelené úsporám, která je přívětivá k pořízení venkovního stínění pro rodinné i bytové domy.

Je navíc pravděpodobné, že poptávka po stínění půjde stále více ruku v ruce s inteligentní automatizací. A to nejen kvůli tepelnému pohodlí, ale i šetrnosti k planetě. Budovy již nyní spotřebovávají 40 % evropské energie a z 36 % se podílejí na produkci skleníkových plynů na starém kontinentu. Plány, jako je Zelená dohoda pro Evropu, se EU zavazuje k tomu, že emise v příštích desetiletích zásadně sníží. Dá se tedy očekávat, že i budovy čekají nová opatření a předpisy pro jejich zelenější provoz.

Podle nové studie Guidehaus ES-SO dokáže klíčovou roli ve snižování spotřeby energie budov sehrát automatické stínění. Dokument uvádí, že optimalizace stínění by do roku 2050 snížila spotřebu za chlazení budov o 60 %. To zabrání produkci 100 milionů tun emisí CO₂ a ušetří 258 miliard eur. „V současné době je stínicí technikou vybaveno méně než 50 % budov a velká část z nich není automatizovaná. Výsledky studie Guidehouse potvrzují mé pevné přesvědčení, že stínicí technika je pro naši planetu mnohem lepším řešením než klimatizace, a že je naléhavě nutné uvažovat o automatizované stínicí technice, aby byly budovy odolnější vůči klimatu a energeticky účinnější,“ komentuje téma Shady Attia, profesor udržitelné architektury a technologie budov na univerzitě v Liège (Belgie).