Ulaz za korisnike

Staklene fasade

Staklene fasade

Velike površine ostakljenih fasada predstavljaju veliki izazov kada je na snazi odricanje od mehaničkog prozračivanja ili hlađenja. U tom se slučaju zaštita staklenih površina od sunca i prirodno prozračivanje trebaju regulirati

Zahtjevi za higijenski minimalno potrebnom nužnom izmjenom zraka po osobi nisu se bitno promijenili od prvih objavljenih publikacija na tu temu. U većini normi i propisa nalaze se vrijednosti kojih se treba pridržavati. Slične minimalne vrijednosti nalaze se za mehanički prozračivane prostore i za prozračivanje stanova.Višak/manjak topline

Energetska bilanca prostora

Za opis energetskog budžeta prostorija izrađuje se energetska bilanca i uspoređuju se dovođene i odvođene toplinske struje. Ako su one jednake, sustav se nalazi u termičkoj ravnoteži; njegova temperatura ostaje konstantna. Ali, ako prevladava neravnoteža, mijenja se temperatura prostora što se objašnjava na primjeru skice slike 1 s jednostavnim brojevima.

Kod ekstremno lakog načina gradnje i zanemarivog djelovanja transmisije i rasvjetne topline ovaj brojčani primjer pokazuje energetski unos u prostor i prostorija se zagrijava. Ovo neželjeno zagrijavanje moglo bi se izbjeći kada bi se površine koje okružuju prostor izrađivale npr. od betona ili KS-kamena, kada bi se zaštita od sunca kod staklenih površina poboljšala i kada bi se udvostručili poprečni presjeci prozračivanja.

Termička sobna klima 

U okviru sistematične parametarske varijacije analiziran je utjecaj najvažnijih kriterija za dimenzioniranje i pogonskih čimbenika na termičku klimu prostora i primarnu energetsku potrošnju. Promatra se prirodno prozračivani prostor u umjerenoj klimi s južnom fasadom, dinamičkim aktiviranjem zaštite od sunca i prema potrebi uključenim umjetnim svjetlom.

Pregrijavanje ljeti

Na slici 2 na apscisi je naveden broj dana po godini, u kojima operativna temperatura prelazi vrijednost od +28°C. Pruge (stupovi) predočuju kako se rezultat mijenja kod promjene jednog jedinog parametra. Broj dana u kojima prostorije naginju pregrijavanju može se smanjiti kroz pojačano prozračivanje, smanjenu transmisiju zračenja zaštite od sunca, manje prozorske površine, reducirana unutarnja opterećenja i otežanu gradnju. Ako se svi parametri odaberu nepovoljno, može se u roku od pola godine računati s pregrijavanjem. No, ako se oni međusobno optimalno usklade, rizik pregrijavanja je skoro zanemariv. Valja još primijeniti da referentne godine za testiranje ne moraju obuhvaćati razdoblja vrućine u trajanju od više dana i da se u prostorijama s dobro podešenim komponentama i optimalnim korištenjem u razdobljima vrućine temperature mogu podesiti iznad +28°C.

Primarne potrebe

Istraživanja o klimatiziranim prostorima rezultirala su vrijednostima između 120 i 150 Wh/m² za primarne energetske potrebe kao što su grijanje, hlađenje i umjetna rasvjeta (učinkovitost 20%, primarni energetski faktor fB,P = 3). Tim su vrijednostima suprotstavljene vrijednosti prikazane na slici 3 za prirodno prozračivane prostorije. Primarne energetske potrebe mogu se održati niskima samo preko velikih staklenih površina s optimalnim korištenjem dnevnog svjetla. Kako bi se istodobno svladao rizik od pregrijavanja ljeti, staklene se površine trebaju opremiti sustavima za zaštitu od sunca koji su učinkoviti, mogu se koristiti cijele godine i kojima se može upravljati prema potrebi.

Zaštita od sunca

Kao mjerilo za učinkovitost zaštite od sunca ljeti različitih transparentnih područja fasade, na slici 4 prikazani su mjerno-tehnički utvrđeni stupnjevi propuštanja ukupne energije sukladno EN 410 i njezinih komponenti Te (žuta površina) i qi (crvena površina) preko dana. Istraživani su:

a) ostakljivanje u svrhu zaštite topline pomoću zaštite sunca vani (80-milimetarska lamela, bijelo, nagib od 45°),
b) dvostruka staklena fasada s ostakljenjem koje štiti od vremenskih nepogoda, što je postavljeno prema van i odmaknuto 50 mm, paralelno, na kojemu je učvršćena zaštita od vjetra i sunca ), lamela od 50 mm, svijetlosivo, nagib od 45°), kao i
c) dvostruka staklena fasada sa zaštitom od sunca (lamela – 50 mm, bijelo, profilirano, mali razmak lamele, nagib od 30°) u međuprostoru fasade koji se prozračuje odostraga odozdo prema gore (presjek prozračivanja 10%).
Kod jednog konvencionalnog prozora sa zaštitom od sunca koja se nalazi vani, kod realnih se uvjeta mogu očekivati g-vrijednosti na području 0,12 do 0,14. Povoljnije vrijednosti su kod dvokrilnih nadogradnji. Tako su za tipove b) i c) utvrđeni stupnjevi propusnosti ukupne energije u iznosu od 0,05 do 0,08, pri čemu manja transmisija zračenja varijante c) ima za posljedicu i malu dnevnu transmisiju i zahtijeva usklađivanje nagiba lamele s uvjetima ili prilikama rasvjete.

Prirodno prozračivanje

Iako je prirodno prozračivanje prostorije posljedica strujanja kroz zgradu uvjetovanog vjetrom, 'ispiranja prostora' uvjetovanog naletom olujnog vjetra kao i termički induciranih pogonskih snaga, cjelogodišnja minimalno potrebna higijenska izmjena zraka dimenzionira se za nepovoljno stanje koje, statistički gledano, nastupa samo za vrijeme 2% godišnjeg vremena korištenja (tišina kada nema vjetra, 1 K temperaturne razlike između vanjskog i unutarnjeg prostora).

Za smanjenje rizika ljetnog pregrijavanja trebali bi se zračni otvori dimenzionirati tako da budu što veći i da se u slučaju potrebe automatski zatvaraju. S druge strane, zagrijavanje dolaznog zraka treba se izbjegavati na osunčanim dijelovima građevine.

Na slici 5 prikazane su za tri različita zračna otvora prostorne struje koje se mogu očekivati kada nema vjetra i kada je 1 K temperaturna razlika, te kod izmjene zraka na 32 m³ velikom prostoru fasade (tipično za jednu osobu). Konstruirano prema zahtjevima ASR5, pokazuju krila na 'kipanje' površinu pogleda od 1,6 x 1 m i učinkovitu površinu za provjetravanje od 0,24 m² (slobodni presjek 20%, cw = 0,75).

Za prozore na kipanje a) može se očekivati prostorna struja vanjskog zraka od cca 80 m³/h (n′ = 2,51h/∆t-0,5). Varijanta b) s osunčanom žaluzinom (nagib od 45°), isporučuje 40 m³/h (n′= 0,6 1h/∆t-0,5), pri čemu za jačanje ili osposobljavanje sustava mora stajati na raspolaganju ili više prozora po osobi ili se trebaju odgovarajuće prilagoditi slobodni presjeci prozora.

Kako kod malih, tako i kod velikih udjela staklenih površina postoji naizmjenično djelovanje između djelovanja Sunčeve zaštite transparentnih područja i učinkovitosti prirodnog prozračivanja na jednoj strani i težine gradnje i unutarnjih opterećenja prostora na drugoj strani. Tako je za male površine češće potrebno umjetno osvjetljenje.
S tim povezane potrebe za primarnom energijom mogu se smanjiti samo kroz visoki unos dnevnog svjetla. No, kako bi rizik pregrijavanja ljeti ostao mali, velike staklene površine trebaju se opremiti učinkovitim sustavima za zaštitu od sunca koji se mogu koristiti cijele godine i kojima se može upravljati u skladu s potrebama. Jednako tako bi se prema potrebi trebalo moći upravljati sa slobodnim presjecima za prirodno prozračivanje prostora, pri čemu se treba osigurati higijenski potreban udio vanjskog zraka od oko 30 m³/h i kod nepovoljnih graničnih uvjeta, a maksimalne površine s otvorima trebaju se konstruirati za ohlađivanje i danju i noću.

Rezimirajući, može se ustvrditi da se kod prikladnog usklađivanja parametara za dimenzioniranje za vrijeme faze planiranja i kod posluživanja u skladu s potrebama svih komponenata za vrijeme korištenja mogu stvoriti termički ugodne prostorije i bez mehaničke klimatizacije, koje će udovoljiti primarnim energetskim potrebama, što odgovara zadacima postavljenim za budućnost.