Okna přinášejí do domu pohled, pohodlí, větrání a energetickou účinnost. Okna také přinášejí velké solární tepelné zisky a zahřívají chladicí systém, nemluvě o škodlivých UV paprskech, které blednou nábytkem, závěsy a koberci. Ať už je dům navržen tak, aby vyhovoval vašemu vysněnému místu, nebo spolupracujete se stavitelem na výběru nejlepších možností pro sousední dům, zvýšené energetické účinnosti a snížených nákladů na vytápění a chlazení lze dosáhnout pečlivým plánováním umístění okna.
Ochrana před sluncem dává velký dolar smysl. Podle amerického ministerstva energetiky utratí průměrná domácnost více než 40 procent svého celkového ročního rozpočtu na energii na náklady na vytápění a chlazení. Na jižní Floridě mohou spotřebitelé tolik utratit pouze za náklady na chlazení. Tyto náklady lze v průměru snížit o 15 procent pouhým přepnutím na energeticky účinná okna a plánováním umístění oken, zastínění a větrání.
Kam se obrátit
V první řadě je třeba, aby si majitelé domů všímali, jakým směrem se jejich dům ubírá. Úhel slunce v létě a délka přímé expozice jsou extrémní na východní a západní straně domu.
Kalifornský energetický expert Steve Easley vysvětluje, jak se vyhnout tomu bijícímu slunci, a přitom chápat, že nikdo nechce prázdnou zeď bez oken. "Orientujte své sklo tak, aby směřovalo na jih," říká Easley. "Slunce je v létě vyšší, takže dopadá na sklo pod menším přímým úhlem." Vyhněte se také velkému množství prosklení na východní a západní straně, kde ji bude slunce po dlouhou dobu ohřívat v přímém úhlu. “
Pro dům s horkým podnebím je boj proti slunci a řízení nákladů na chlazení klíčovým bodem pro návrh a energetické výpočty. V některých oblastech země se kontroly a schválení návrhů zaměřují na schopnost budovy řídit solární tepelné zisky. Progresivní kontrolní desky chtějí vědět, jaký vliv má sluneční zisk na chladicí zátěž nebo kolik energie potřebuje ke snížení teploty domu. Tyto desky vyžadují strategie pro snížení tepelného zisku bez přílišné spotřeby energie. Řízení spotřeby energie v horkém podnebí znamená řízení tepelného zisku.
„Když jsme vytvořili dům Palm Springs EnergyWise House, navrhli jsme nejprve pohledy,“ říká Dennis Cunningham, stavitel společnosti Palm Springs Modern Homes, „poté jsme provedli výpočty, abychom zjistili, zda dokážeme, aby to fungovalo. Měli jsme štěstí s tímto projektem, že výhledy byly severo-severozápadně. Výsledkem je, že nedostáváme žádné bijící slunce. “
Vyhněte se hromadění tepla
Zisk slunečního tepla je největším energetickým nepřítelem v domácnostech po celé zemi. Lepší je umístit obrazová okna, posuvné dveře a vznášející se palladiánská okna na sever a na jih, než trpět velkým tepelným ziskem, který okna s východem a západem přinesou. U domu v severním podnebí má tento přístup druhotnou výhodu v tom, že okna orientovaná na jih budou během zimy čerpat přímé paprsky oteplování domů. Bez ohledu na to, kde se dům nachází, dobré plánování oken se zaměřuje na řízení solárního tepelného zisku během letních měsíců. Pokud stejná regulace může přinést větší teplo v topné sezóně, považujte to za bonus.
Společnost Easley používá jako jednokanálové posuvné skleněné dveře příklad toho, jak výběr a umístění skla může ovlivnit chladicí zátěž a spotřebu energie v domácnosti. Přímé slunce na skle bude generovat 250 Btu na čtvereční stopu zasklení za hodinu, což je stejná měrná jednotka, jaká se používá k měření výkonu pece.
U průměrných posuvných skleněných dveří o délce 6 stop a 7 stop to činí jen 10 000 Btu za hodinu od samotných dveří. Ke kompenzaci tohoto nárůstu tepla by bylo zapotřebí téměř jedné tuny výkonu klimatizace. Jelikož průměrný dům používá tři tuny klimatizace za hodinu, jezdec by využíval jednu třetinu této chladicí energie za hodinu. Zisk slunečního tepla se odehrává všude, zdůrazňuje Easley. "I na Středozápadě stále můžete mít účty za klimatizaci, které stojí tolik, kolik stojí váš účet za vytápění, takže nikdy nepodceňujte dopad svého skla," říká.
Designová řešení
Přijměte opatření ke snížení solárního tepelného zisku v létě. Nejprve vytvořte stín, kdykoli je to možné, a zajistěte přesahy oken, která v létě přijímají velké množství přímého světla. "Tady venku se musíme vyhnout západnímu slunci," říká Cunningham. "Západní slunce je zde tak do očí bijící, žhnoucí, slunce tavící svíčky, že spálí nábytek uvnitř a vybledne."
Aby to kompenzovali, Cunningham a architekt Dan Thornbury čelili domu EnergyWise na severu, s jeho stranou nakloněnou na severozápad, což umožnilo domovu vrhat svůj vlastní stín na východo-jihovýchodní stranu domu. Thornbury umístil schodovou věž na západně orientovanou fasádu, která je poseta směsí oken různých velikostí, aby poskytovala výhled na hory bez přidaného skla a doprovodného tepelného zisku. Řada malých schodišťových oken je rovněž provozuschopná a slouží k zajištění ventilačního příčného vánku, když jsou dveře kapsy otevřeny na východ.
Inteligentní Windows
Dalším způsobem, jak snížit zisk slunečního tepla z oken, je instalace vysoce účinných potažených oken, která jsou navržena tak, aby blokovala přenos tepla v zimě a v létě. Výběr dvojité zasklené skleněné jednotky s nízkým e může ušetřit stovky dolarů na ročních účtech za služby. Přechod na spektrálně selektivní sklo s nízkým e ve dvojité izolační skleněné jednotce (IGU) přinese největší úspory a účinnost ze všech. Tato okna mají mikrotenovou vrstvu kovu, která odráží teplo zpět ke zdroji. Spektrálně selektivní povlaky odvádějí paprsky, které způsobují hromadění tepla a degradaci UV záření, a zároveň umožňují pronikání viditelného světla.
"V průměru standardní sklo propouští 90 procent slunečního tepla." Standardní sklo s nízkým obsahem e propustí asi 70 procent. Spektrálně potažené sklo propouští pouze 40 procent slunečního tepla, “říká Easley.
Blokování tepelného zisku v létě je chytrá strategie. Easley doporučuje stavět konzoly nad západními a východními fasádami, aby stínila okna níže. Vysaďte stínové stromy, přidejte převisy nebo markýzy a použijte štítek National Fenestrations Rating Council. Štítky NFRC označují, kolik světla dané okno propustí (VLT), kolik tepelných ztrát pravděpodobně utrpí (U-faktor) a kolik solárního tepelného zisku umožňuje (SHGC). Štítek Energy Star navíc přizpůsobuje okna jejich podnebí.