Vliv střešních oken VELUX na potřebu energie na vytápění
Následující studie ukazuje, jaký je vliv počtu střešních oken, jejich orientace ke světovým stranám a typ zasklení na potřebu energie na vytápění. Pro hodnocení byl zvolen typový objekt rodinného domu s obytným podkrovím, který je postupně natáčen ke světovým stranám a hodnocen s různými parametry obálky budovy. Studie pro názornost hodnotí i nerealizovatelné situace jako orientace obytných prostor k severu, či objekt bez střešních oken.
Přípravu vstupních dat a zpracování bilančního výpočtu potřeby energie na vytápění je hodnoceno podle ČSN EN ISO 13790 s měsíčním krokem výpočtu podle požadavků vyhlášky 78/2013 Sb., o energetické náročnosti budov a s okrajovými podmínkami výpočtu podle TNI 730331. Odpovídá také hodnocení z podmínek NZU
Vliv počtu střešních oken na měrnou potřebu energie na vytápění Ea
Zvolený objekt, s proměnnými parametry konstrukcí (viz tabulka 1), byl hodnocen pro tři různé NZU definované úrovně měrné potřeby energie na vytápění Ea < 35 kWh/m²rok, Ea < 55 kWh/m²rok, Ea < 70 kWh/m²rok. (Za nízkoenergetický je dům považován při splnění Ea < 50 kWh/m2rok ).
Hodnocení zahrnovalo tři typy zasklení: standardní izolační dvojsklo s označením 59, dvojsklo proti hluku a přehřívání s označením 60 a nízkoenergetické trojsklo s označením 66. Kalkulace byla provedena pro 0 ks, 2 ks a 5 ks střešních oken pro orientaci S, J, V, Z.
| Střešní okna | Uw | Ug | g | tv | Rw | Třída průvzdušnosti |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Standardní izolační dvojsklo --59 | 1,4 | 1,1 | 0,6 | 0,77 | 32 | 3 |
| Dvojsklo proti hluku a přehřívání --60 | 1,2 | 1,0 | 0,30 | 0,61 | 37 | 4 |
| Nízkoenergetické trojsklo --66 | 1,0 | 0,7 | 0,50 | 0,69 | 37 | 4 |
| Obvodová stěna | Podlaha | Střecha | Okna | HT [W/K] | Uem [W/m².K] | Ea [kWh/m²] | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ustěna [W/m².K] | Upodlaha [W/m².K] | Ustřecha [W/m².K] | Uokna [W/m².K] | gokna [–] | |||
| 0,2 | 0,3 | 0,17 | 1,1 | 0,7 | 89,1 | 0,3 | 55 |
Následující grafy se věnují úrovni měrné potřeby energie na vytápění Ea < 55 kWh/m²rok.
Graf 1: hodnocení měrné potřeby energie na vytápění Ea (úroveň cca 55 kWh/m²rok ) v závislosti na počtu střešních oken a jejich orientaci ke světovým stranám pro standardní izolační dvojsklo --59.
| počet střešních oken | Ea jih | Ea západ | Ea sever | Ea východ | Ea jih |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 střešních oken se sklem 59 | 51 | 56 | 61 | 56 | 51 |
| 2 střešní okna se sklem 59 | 52 | 56 | 60 | 56 | 52 |
| 0 střešních oken | 53 | 56 | 60 | 56 | 53 |
Potřeba energie na vytápění se při zvyšování počtu VRW se skly 59 při orientaci na jih snižuje, na východ a západ je konstantní a při orientaci na sever marginálně roste.
Graf 2: hodnocení měrné potřeby energie na vytápění Ea (úroveň cca 55 kWh/m²rok ) v závislosti na počtu střešních oken a jejich orientaci ke světovým stranám pro dvojsklo proti hluku a přehřívání --60.
| počet střešních oken | Ea jih | Ea západ | Ea sever | Ea východ | Ea jih |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 střešních oken se sklem 60 | 50 | 55 | 61 | 55 | 50 |
| 2 střešní okna se sklem 60 | 52 | 55 | 60 | 55 | 52 |
| 0 střešních oken | 53 | 56 | 60 | 56 | 53 |
Potřeba energie na vytápění se při zvyšování počtu VRW s dvojskly proti hluku a přehřívání --60. při orientaci na jih, východ a západ snižuje a při orientaci na sever marginálně roste. Poměr mezi Uw a g (tepelné ztráty a zisky) je optimalizovaný i u skel primárně určených ke snížení pasivních solárních zisků.
Graf 3: hodnocení měrné potřeby energie na vytápění Ea v závislosti na počtu střešních oken a jejich orientaci ke světovým stranám pro Nízkoenergetické trojsklo --66.
| počet střešních oken | Ea jih | Ea západ | Ea sever | Ea východ | Ea jih |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 střešních oken se sklem 66 | 50 | 54 | 60 | 54 | 50 |
| 2 střešní okna se sklem 66 | 52 | 55 | 60 | 55 | 52 |
| 0 střešních oken | 53 | 56 | 60 | 56 | 53 |
Potřeba energie na vytápění se při zvyšování počtu VRW se skly 66 při orientaci na jih, východ i západ snižuje, při orientaci na sever je konstantní. Poměr mezi Uw a g (tepelné ztráty a zisky) je optimalizovaný.
Z pohledu kvality denního osvětlení podkroví daného domu (více o problematice denního osvětlení podkroví si přečtěte zde) je 5 ks střešních oken optimální. Z pohledu potřeby energie na vytápění (při orientaci obytných místností východ-jih-západ) také přinášejí snížení potřeby energie na vytápění Ea bez ohledu na typ zasklení.
Hledisko využití tepelných zisků a jejich případná eliminace v letním období je třeba zohlednit již při návrhu střešních oken a opatřit je venkovními zastiňovacími doplňky.
Chceme-li finančně kvantifikovat energeticky nejnepříznivější variantu a porovnat ji s variantou bez střešních oken, porovnáme variantu pěti střešních oken s dvojsklem 59 (Ea 61 kWh/m² rok) orientovaným na sever s variantou domu bez střešních oken (Ea 60 kWh/m² rok). Při uvažování současné ceny 1 kWh zhruba 3 Kč (např. vytápění elektřinou distribuční území ČEZ – průměrná cena kWh ve VT je 3,21 korun, v NT 2,63 korun) a při velikosti domu 111,3 m², je finanční rozdíl těchto variant 334,– Kč ročně. Nutno podotknout, že tato varianta orientování domu na sever je pouze ideová a dům je s orientací obytných místností na sever legislativně nerealizovatelný. Zároveň lze velmi těžko finančně vyjádřit kvalitativní přínos denního světla při variantě s více okny.
Jaký vliv na potřebu energie na vytápění Ea mají střešní okna u domů s potřebou energie na vytápění menší 35 kWh/m²rok najdete na www.VELUX.cz.
Studii zpracoval:
Celá studie ke stažení
