Okná pasívneho domu

Okno v pasívnom dome je výrazným výtvarným prvkom ovplyvňujúcim celkový charakter domu a zároveň ovplyvňujúcim i jeho energetickú spotrebu. Okná i dvere sú vďaka slnečným ziskom kľúčovým prvkom vonkajšieho obvodového plášťa, zvlášť v pasívnom dome.

Okno bolo vždy významným stavebným prvkom, ktoré malo zaistiť vo vnútri domu dostatok denného svetla a zároveň ho chrániť pred vetrom a dažďom. Okná zaisťovali ochranu domova pred vonkajším svetom, ale zároveň s ním umožňovala komunikáciu.

Technické možnosti spolu s klimatickými a ekonomickými podmienkami jednotlivých historických dôb formovali vzhľad okien, ktoré spoluvytvárali rozdielne architektonické slohy. Proporcie, materiál a členenie okien vo fasáde boli ďalej ovplyvňované geografickou polohou, kultúrnymi vplyvmi a regionálnym estetickým cítením. Vzťah výšky a šírky okna, vzťah plochy okna a celkovej plochy steny, vhodná šírka medziokenných stĺpov a podobné parametre boli základnými kompozičnými úlohami. Veľká pozornosť bola venovaná výtvarnému detailu. Okenné otvory boli dekoratívne orámované rôznymi šambránami a ozdobami.

Základ rozvoja moderných okenných konštrukcií bol položený v 18. storočí, kedy vznikla konštrukcia masívneho nosného rámu, osadeného do zalomeného ostenia a subtílneho okenného krídla s maximálnym podielom skla. Počiatkom 20. storočia navrhuje Le Corbusier tzv. pásové okno, jeho existencia je nezávislá na nosnej konštrukcii stavby. Okno prinášajúce slnečné svetlo do budov sa stalo meradlom hygienického a pohodlného bývania. Koncom 20. storočia je pozornosť venovaná ľahkým priehľadným preskleným fasádam (tzv. high-tech vzhľad), ktoré na rozdiel od povojnového obdobia zrkadlových nepriepustných sklenených fasád, ktoré slnečné lúče neprepúšťali, ale odrážali, umožňujú prístup svetla do interiéru. So vzrastajúcimi nárokmi stavebníka na budovy sa v 21. storočí zvyšujú nároky i na vlastnosti okien. Okrem tradičných funkcií musí dnešné okno spĺňať súčasné požiadavky na presklené fasády a minimalizovať tepelné straty obvodového plášťa. Okrem ochrany tepla a úspory energie, musí dnešné okno spĺňať požiadavky hygienické, proti hlukové, bezpečnostné a estetické.

Okno v novej roli

Okno v pasívnom dome dostáva nový filozofický význam. Je výrazným výtvarným prvkom ovplyvňujúcim celkový charakter domu a zároveň ovplyvňujúcim i jeho energetickú spotrebu. Okná i dvere sa stali súčasťou obálky budovy, ktorá má slúžiť pre uchovanie tepla vo vnútri domu. Vďaka slnečným ziskom sa môžu stať veľmi dobrým prvkom vonkajšieho obvodového plášťa.

Aby bola zaručená výsledná kvalita okna v pasívnom dome musia sa splniť nasledujúce podmienky:

· zvoliť správnu veľkosť okien

· zohľadniť orientáciu na svetové strany

· využiť pasívne slnečné zisky

· zvoliť kvalitné zasklenie, výplň inertným plynom

· zohľadniť dostatočnú priepustnosť slnečného žiarenia skiel

· zvoliť teplý distančný rámček izolačných skiel

· vybrať dobre izolovaný rám okna

· previesť správne osadenie okna pri montáži

· previesť kvalitné vyplnenie a utesnenie okenných spár

· chrániť okno tieniacimi systémami proti nadmernému prehriatiu v lete

Príspevok predstavuje riešenie okien drevostavby rodinného domu, jeho cieľom bolo vytvoriť energeticky šetrný dom, v ktorom by sa dalo v kľude žiť, relaxovať i pohodovo pracovať.

Návrh okna

Návrh okien tvoril veľmi dôležitú časť projektu pasívnej drevostavby. Z hľadiska tepelných strát sú okná a dvere najslabšou časťou obvodového plášťa, pretože nimi uniká z vykurovaného priestoru najviac tepla.

Snahou návrhu okien bolo správne zvoliť ich veľkosť, typ zasklenia a orientáciu na svetové strany pre získavanie slnečných ziskov, ktoré by prevýšili ich tepelné straty.

Pozdĺž os domu s minimálne členeným pôdorysom 9 x 12 m je orientovaná tak, aby južná presklená fasáda využívala pasívnu slnečnú energiu a najviac sprostredkovala diaľkové pohľady na mesto. Plocha presklenia južnej fasády činí 2/3. Ostatné fasády sú pre zaistenie minimálnych tepelných strát menej presklené a účinne zateplené. Plocha jej presklenia je cca 1/6.

Optimalizácia návrhu bola overená výpočtom, ktorý bol prevedený pre varianty maximálneho, minimálneho a optimálneho presklenia. Výpočet tepelných strát bol ďalej porovnávaný vo variantoch použitia dvojskla a trojskla.

Pre výplň okenných otvorov boli použité vysoko kvalitné tepelne izolačné okná s trojitým zasklením vyplneným argónom, ich súčiniteľ priestupu tepla dosahuje vrátane rámu 0,70 W/(m2K).

Okná boli navrhnuté ako veľkoplošné neotváracie (1900 x 2750 mm), aby podiel plochy rámu, ktorý vykazuje oproti vynikajúcemu zaskleniu horšie vlastnosti, bol čo najmenší. Rám okna bol zvolený drevený z thermohranolu smrek tl. 800 mm s výplňou PUR. Výber rámu uprednostňuje estetickosť a ekologickosť prírodného materiálu. V súčasnej dobe sú na trhu kvalitné drevené rámy profil SC Aitotherm s vyfrézovanými izolačnými vzduchovými komorami.

Presklenú stenu s bezrámovým zasklením tvorí fasádny systém UNITHERM. Zasklenie je prevedené izolačným trojsklom Ug=0,5W/m2K tl. 42mm (PT 6 / plast 12 / F1-kal 6 / plast 12 / PT 6, argón).

Medzi izolačnými sklami sú teplé distančné rámčeky z plastu, ktoré majú nižšiu tepelnú vodivosť a zaisťujú teplejšie okraje izolačných skiel.

Termosnímky spôsobu uloženia skla do rámu preukázali nevýrazný tepelný most. Veľmi dobrých výsledkov bolo dosiahnutých u bez rámového zasklenia južnej steny (systém UNITHERM). Najkritickejším miestom presklenej fasády je rohové okno, ktoré je technicky zvládnuté a vďaka tomu nevykazuje zlé tepelno-technické vlastnosti. Problém tepelného mostu sa prejavil v krídle vchodových dverí. Po reklamácii bola chyba odstránená.

V pasívnych domoch hrá významnú rolu priepustnosť slnečného žiarenia zasklenia g [%] určujúci koľko percent slnečného tepla (infračervená oblasť slnečného žiarenia) prenikne do interiéru a tvorí slnečné zisky. U použitého trojskla činí hodnota g 50%. Výpočtom bolo preukázané, že pri juhovýchodnej orientácii domu vykazuje zasklenie pozitívnu energetickú bilanciu, takže solárne zisky týmto zasklením sú v zimnom období vyššie než strata tepla prestupom. Výpočet je overovaný prevádzkou domu.

Pri zasklení ďalej sledujeme svetelnú priestupnosť zasklenia (?s) a vnútornú povrchovú teplotu. Pri použitom type zasklenia sa vnútorná dotyková teplota okennej tabule blíži teplote vzduchu v miestnosti a nespôsobuje pocit chladu. Navyše sú pod oknami umiestnené vyústky teplovzdušného vykurovania a pre zabezpečenie šírenia chladu z vonkajšej strany v okraji skla bola použitá drevená (teplá) zasklievacia lišta. Kvalita zasklenia sa prejavuje za rána rosením vonkajšieho skla. Naopak behom prevádzky domu nedošlo v interiéri k nežiaducemu roseniu okolo okraju skla.

Aby v lete nedochádzalo k prehrievaniu vnútorného priestoru je presklená stena chránená vonkajšou roletou s antireflexnou vrstvou a pergolou s popínavou zeleňou, ktorá nie je ešte v súčasnej dobe vyrastená. Bola zvažovaná i možnosť zatienenia pomocou fotovoltaických článkov, ktoré by domu umožnili ďalšie zníženie energetickej spotreby. Dostatočnou akumuláciou ľahkej drevo stavby zaisťuje železobetónový strop spodné vymurované stavby suterénu.

Dom je v prevádzke od decembra 2008. I keď zima 2009 bola veľmi chladná a dlhá a počet slnečných dní bol malý, spotreba elektrickej energie na vykurovanie, ohrev TUV, varenia, prania a ostatné elektrospotrebiče bola menšia než v projekte vypočítaná potreba el. energie iba na vykurovanie. Menšia spotreba bola dosiahnutá vďaka pasívnym slnečným ziskom a prikurovaním dodatkovým zdrojom (krbové kachle na drevo). V podstate možno povedať, že keď svietilo slnko, rekuperačná jednotka nepotrebovala dohrev elektrokotlom. Rovnako pokiaľ sa občas kúrilo drevom, alebo sa uskutočňovali domáce práce (varenie, žehlenie apod.) elektrokotol sa automaticky vypínal.

autor: doc. Ing. arch. Hana Urbášková, Ph.D.

celý článok tu

zdroj: www.tzb-info.sk