Výhody a nevýhody solárních zisků

Solární zisk je zvýšení teploty v prostoru, objektu nebo konstrukci v důsledku dopadajícího slunečního záření. V budovách je toto zvýšení teploty důsledkem krátkovlnného záření, které je absorbováno vnitřkem budovy přímo otvorem, například oknem, nebo nepřímo konstrukcí, případně obojím.

Budova může tyto solární zisky zadržet díky vysoké tepelné hmotnosti nebo se jim vyhnout použitím reflexních materiálů a izolace. Obojí má své využití v závislosti na potřebě vytápění budovy a na tom, zda budova vyžaduje vytápění či nikoli.

MAXIMALIZACE SOLÁRNÍCH ZISKŮ V BUDOVÁCH

Solární zisky pasivně vytápějí pomocí slunečního záření, takže se může jednat o velmi levný způsob vytápění budovy. Jelikož je však závislý na množství přímého slunečního záření, nelze jej použít jako hlavní zdroj tepla.

Pokud by budova měla využívat sluneční teplo, měly by být upřednostňovány stavební materiály, které toto záření propouštějí, a konstrukce budovy by měla být navržena tak, aby byla stavba vystavena co největšímu množství slunečního záření. V následujících odstavcích jsou popsány některé způsoby, jak zvýšit solární zisky při navrhování budovy nebo při rekonstrukci.

Umístění oken

Okna by měla být umístěna a dimenzována tak, aby v případě potřeby vytápění poskytovala co největší solární zisky. Za tímto účelem by mělo být zasklení navrženo tak, aby nebránilo solárním tepelným ziskům a co nejvíce využívalo nejslunnější stranu budovy.

Je třeba poznamenat, že v určitých denních dobách a v různých ročních obdobích může i v chladnějším podnebí příliš velký solární zisk způsobit přehřátí. Z tohoto důvodu je v některých zemích stavebními předpisy omezeno množství prosklení, které lze použít.

Orientace budovy

Orientace budovy může mít významný vliv na solární zisky. Orientace budovy tak, aby většina slunečního záření dopadala na stranu s největší konstrukční plochou budovy, umožní větší absorpci slunečního záření.

Otvory, typ, velikost a poloha

Protože otvory jsou obecně největší přímou formou solárních zisků, zejména přes okna, mají jejich velikost, umístění, orientace a materiály významný vliv na solární zisky. Při navrhování všech budov je třeba pečlivě zvážit architektonické řešení, aby byly tyto prvky budovy v rovnováze s požadovanými solárními zisky.

Materiály a izolace

V konstrukci budovy lze také použít specifické materiály, které pohlcují co nejvíce slunečního záření, aby se dosáhlo co největších solárních zisků. Konstrukce budovy může díky použití hustých pevných materiálů působit jako tepelná hmota, která během dne akumuluje sluneční zisky a v chladnějších částech dne teplo uvolňuje.

SNÍŽENÍ SOLÁRNÍCH ZISKŮ

V teplejším podnebí mohou být solární zisky v zimě přínosné, avšak při delší době slunečního svitu a intenzivnějším slunečním záření v letních měsících mohou způsobit problémy s přehříváním a potřebu větracích a chladicích systémů. V tomto případě je důležité snížit solární zisky – níže jsou uvedeny některé způsoby, jak toho dosáhnout.

Solární zisky lze snížit:

• Omezení velikosti a plochy otvorů, jako jsou dveře a okna
• Zastínění nebo orientace dveří a oken před přímým slunečním světlem
• Použití reflexních materiálů na skle a konstrukci budovy
• Izolace stěn a střešních prostor pro zamezení nepřímých solárních zisků do budovy
• Odvětrávání střešních prostor

K omezení slunečních zisků je možné použít speciální reflexní skla a architektonické prvky, jako je stínění v podobě verand. V horkém podnebí nebo v letních měsících lze v určitých částech roku a dne k omezení slunečních zisků použít markýzy, žaluzie nebo dokonce závěsy.

Výsadbou listnatých stromů před okny, dobře navrženými okenními otvory nebo použitím stínicích clon lze omezit vysoké sluneční záření v létě a zároveň umožnit solární zisky z nízkoúhlového zimního slunečního záření.

Izolace

Pokud je budova dobře izolovaná, pak se tepelné zisky dosažené okny a otvory omezí, avšak silně izolované stěny také snižují nepřímé solární zisky skrze  stavební konstrukce.

PASIVNÍ SOLÁRNÍ DESIGN

Pasivní solární design je aspekt pasivního navrhování budov, který se zaměřuje na faktory, materiály a stavební techniky, které maximalizují nebo minimalizují tepelnou energii ze slunečního záření.

Pasivní solární systém se zaměřuje na navrhování budov, v nichž je tepelná energie ze slunce maximalizována nebo minimalizována. V létě se k blokování slunečního záření používají listnaté stromy před okny. 

V zimě listy opadají a stromy propouštějí sluneční záření.

Tepelnou hmotu budovy lze využít k vyrovnání požadavků na vytápění a chlazení během dne tím, že se solární zisky akumulované během dne akumulují a pak se pomalu uvolňují v chladnějších obdobích, například v noci.

Příkladem takové tepelné hmoty je “Trombeho stěna”, kdy je na zimní osluněné straně budovy postavena stěna se skleněnou vnější vrstvou a vnitřní vrstvou s vysokou tepelnou kapacitou oddělenou vrstvou vzduchu.

Využití tepelné hmoty k ukládání solárních zisků nashromážděných během dne a jejich uvolňování během chladnějších období vytvořením Trombeho stěny vyrovnává požadavky na vytápění a chlazení budovy.

Pro zvýšení tepelných zisků lze použít zasklení, jehož složení a povrchová úprava jsou navrženy tak, aby zvyšovaly “skleníkový efekt”, zatímco jeho velikost, umístění a zastínění lze využít k optimalizaci solárních zisků. Solární zisky lze do budovy přenášet také pomocí nepřímých nebo izolovaných systémů solárních zisků, jako jsou solární panely.

VLIV SOLÁRNÍCH ZISKŮ NA PODLAHOVÉ VYTÁPĚNÍ

Sluneční zisky mohou rychle změnit požadavky na vytápění prostoru, což vede k nutnosti otevřít okna, aby se snížila teplota v místnosti, nebo zapnout vytápění v méně slunečných dnech, aby se zvýšila teplota v místnosti. To znamená, že v místnosti nebo budově, která je výrazně ovlivňována slunečním teplem, musí topný systém reagovat rychlým zahříváním a ochlazováním. Rychlá reakce na tepelné zisky ze slunečního záření je klíčovým prvkem energeticky účinného topného systému. Zónová regulace teploty, kdy je každá místnost řízena vlastním regulátorem teploty, je velmi důležitá, protože potřeby vytápění se v různých místnostech liší.

Systémy elektrického podlahového vytápění Warmup jsou nejlepším řešením vytápění pro budovy s pasivním solárním designem. Podlahové vytápění také umožňuje zónové vytápění, kdy lze teplotu v každé místnosti regulovat nezávisle na ostatních místnostech a přizpůsobit ji tak případným tepelným ziskům.

Náš tým odborníků vám pomůže najít systém podlahového vytápění, který splní specifikace jakéhokoli projektu.