Orientacja budynku względem stron świata a certyfikat energetyczny
Orientacja budynku względem stron świata a certyfikat energetyczny
Czy kierunek, w którym zwrócony jest budynek, może mieć wpływ na jego charakterystykę energetyczną? Tak. Orientacja względem stron świata jest jednym z elementów uwzględnianych podczas analizy energetycznej budynku, ponieważ wpływa przede wszystkim na ilość promieniowania słonecznego docierającego do pomieszczeń.
Znaczenie mają nie tylko same ściany zewnętrzne, ale również rozmieszczenie i wielkość okien, ich orientacja, zacienienie oraz sposób użytkowania pomieszczeń.
Co oznacza orientacja budynku?
Orientacja określa położenie poszczególnych elewacji względem stron świata:
- północ,
- południe,
- wschód,
- zachód.
Ma to znaczenie dlatego, że każda z tych stron otrzymuje inną ilość promieniowania słonecznego w ciągu dnia i w różnych porach roku.
Przykładowo elewacja południowa może otrzymywać znaczne ilości energii słonecznej w okresie zimowym, natomiast elewacja północna jest znacznie mniej nasłoneczniona.
Zyski słoneczne w bilansie energetycznym
Promieniowanie słoneczne przechodzące przez okna stanowi tzw. zyski słoneczne.
W okresie ogrzewania mogą one częściowo ograniczać zapotrzebowanie budynku na energię potrzebną do ogrzewania.
W uproszczeniu można przyjąć, że:
energia słoneczna wpadająca przez przeszklenia → ogrzewa wnętrze → zmniejsza część zapotrzebowania na ogrzewanie.
Nie oznacza to jednak, że największa liczba dużych okien zawsze poprawia charakterystykę energetyczną.
Dlaczego duże przeszklenia mogą działać w obie strony?
Okno jest zazwyczaj znacznie słabszą cieplnie przegrodą niż dobrze ocieplona ściana.
Oznacza to, że przez przeszklenia mogą występować większe straty ciepła niż przez odpowiednio zaizolowaną ścianę.
Z drugiej strony okna mogą dostarczać do budynku energię słoneczną.
W obliczeniach energetycznych istotny jest więc bilans strat i zysków.
Przykładowo duże przeszklenie skierowane na południe może dostarczać dużo energii słonecznej zimą, ale jednocześnie może powodować zwiększone ryzyko przegrzewania pomieszczenia latem.
Orientacja południowa – dlaczego jest istotna?
Elewacja południowa jest szczególnie interesująca z punktu widzenia zysków słonecznych.
W okresie zimowym, gdy słońce znajduje się stosunkowo nisko nad horyzontem, promieniowanie może skutecznie docierać przez odpowiednio zlokalizowane przeszklenia.
Dzięki temu część energii potrzebnej do ogrzewania może zostać pokryta przez zyski słoneczne.
Znaczenie mają jednak również:
- powierzchnia okien,
- współczynnik przepuszczalności energii całkowitej szyby,
- rodzaj pakietu szybowego,
- zacienienie,
- geometria budynku,
- sąsiednie obiekty i drzewa.
A co z elewacją północną?
Okna skierowane na północ otrzymują zdecydowanie mniej bezpośredniego promieniowania słonecznego.
Zyski słoneczne są więc zazwyczaj mniejsze, natomiast straty ciepła przez przeszklenia nadal występują.
Z punktu widzenia projektowania energetycznego często korzystne jest więc ograniczanie niepotrzebnie dużych powierzchni przeszkleń od strony północnej, szczególnie gdy nie są one uzasadnione funkcją pomieszczeń.
Wschód i zachód – różne warunki nasłonecznienia
Okna wschodnie otrzymują najwięcej promieniowania przede wszystkim w godzinach porannych.
Z kolei przeszklenia zachodnie są bardziej nasłonecznione w godzinach popołudniowych i wieczornych.
Ma to znaczenie również w kontekście przegrzewania.
Szczególnie problematyczne mogą być duże przeszklenia zachodnie, ponieważ popołudniowe promieniowanie słoneczne może występować w czasie, gdy budynek jest już nagrzany przez wcześniejsze zyski wewnętrzne i słoneczne.
Zacienienie również wpływa na wynik
Sama orientacja budynku nie wystarcza do określenia rzeczywistych zysków słonecznych.
Znaczenie mogą mieć przeszkody znajdujące się w otoczeniu budynku:
- sąsiednie budynki,
- drzewa,
- balkony,
- okapy,
- zadaszenia,
- elementy konstrukcyjne,
- zewnętrzne osłony przeciwsłoneczne.
Dlatego dwa budynki o identycznej powierzchni okien i takiej samej orientacji mogą mieć różne warunki nasłonecznienia.
Jak orientacja wpływa na certyfikat energetyczny?
Podczas sporządzania charakterystyki energetycznej analizuje się m.in. geometrię budynku, powierzchnie i orientację przegród przezroczystych oraz warunki wpływające na zyski słoneczne.
Orientacja może więc pośrednio wpływać na obliczone zapotrzebowanie na energię.
W praktyce nie należy jednak traktować jej jako samodzielnego parametru decydującego o jakości energetycznej budynku.
Na końcowy wynik wpływa jednocześnie wiele elementów:
- izolacyjność przegród,
- powierzchnia i parametry okien,
- wentylacja,
- źródło ciepła,
- instalacja ciepłej wody,
- system chłodzenia,
- zyski wewnętrzne,
- zyski słoneczne,
- geometria budynku.
Czy można poprawić charakterystykę energetyczną samą zmianą orientacji?
W przypadku istniejącego budynku oczywiście nie można zmienić jego orientacji bez zasadniczej ingerencji w konstrukcję.
Można natomiast ograniczać niekorzystne skutki nasłonecznienia poprzez odpowiednie rozwiązania techniczne, np.:
- zewnętrzne żaluzje,
- rolety,
- markizy,
- okapy,
- odpowiednie przeszklenia,
- rozwiązania ograniczające przegrzewanie.
W nowym budynku orientacja powinna natomiast być analizowana już na etapie projektowania.
Podsumowanie
Orientacja budynku względem stron świata ma znaczenie dla jego bilansu energetycznego, przede wszystkim poprzez wpływ na zyski słoneczne i warunki nasłonecznienia przeszkleń.
Nie można jednak oceniać budynku wyłącznie na podstawie kierunku ustawienia. Dopiero połączenie orientacji, powierzchni okien, ich parametrów, zacienienia i izolacyjności przegród pozwala prawidłowo ocenić wpływ tych czynników na charakterystykę energetyczną.
Dlatego przy wykonywaniu certyfikatu energetycznego istotne jest możliwie dokładne odwzorowanie rzeczywistych parametrów budynku, a nie tylko jego powierzchni i sposobu ogrzewania.