Energetska učinkovitost prozora

Često svjedočimo raspravama o trošenju energije, gdje se olako zaključuje kako to nije problem, jer  će sve to  riješiti znanost i tehnologija. Kao  potvrda tog stajališta navode se internetske stranice recimo ova     koja govori o  novostima i pozitivnom trendu  dobivanja energije iz održivih izvora – sunce, vjetar. Tvrdi se kao  će sunce kao izvor energije  vrlo  brzo pobijediti prljavi ugljen!!. Troškovna granica  razgraničenja cijene energija između sunca i ugljena od  60$/MWh, samošto nije postignuta.
No energija iz održivih izvora: • sunčeva energija • geotermalna energija • hidrotermalna energija • energija mora • hidroenergija • biomasa • deponijski plin • plin iz postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda • bioplin... čini svega 19% od čega na hidroenergiju otpada 16 % u  energetskim  bilancama razvijenim zemljama. Sunčeva energije je još zasada zanemariva u bilancama!?

Što je činiti običnom građaninu koji indirektno osjeća energetsku krizu? Valja se spustiti u životnu realnost i pokušati štednjama i racionalnim djelovanjem u svakodnevnim aktivnostima štedjeti energiju  gdje god se to može. I držati se istinite tvrdnje: bolje uštedjeti jedan kWh nego ga proizvesti pa bilo to i od sunca, jer i ta energija  nije badave.

                                 Aluminijska folija iza radijatora i grilje su dva elementa prozora 
                                            koja su bitna u energetskoj  učinkovitosti

Stvari leže u običnim detaljima različitih predmeta, elemenata i postupaka  kada se govori o štednji ne samo energije. Ovdje je priča o prozoru i što uraditi oko njega ili s njim da bude učinkovit. U odnosu  naono što sam pisao prije 35 godina o prozoru nije moguće dodati ništa revolucionarno osim nekih novih  smjernica i normi.

Prozor je sklopljiv građevni  element sastavljen od doprozornika, okvira,  stakala, okova, i pomoćnih dijelova, ugrađen u zidno okno ili u krovište s namjenom da omogući prirodno osvjetljenje i prozračivanje prostorija. Već su Rimljani koristili stakla na prozorima, kroz koje se dobiva i gubi toplina. Austro-Ugarska Monarhija nije dopuštala ugradbu više od devet prozora ma kako god bila velika zgrada. Mali prozorčići naših starih seoskih kućica opisani su samo još u pjesmicama, ali i danas imaju važnost.

Osim toga prozor direktno prihvaća sunčevo zračenje (energiju) i otvara pogled na okolinu zgrade. Želja za lijepim vidicima kroz veliki prozor je  razumljiva,  ali to može biti i skupo. Turisti  želi  gledati more iz hotelske sobe. Isto tako, ne smije se zaboraviti da je četvorni metar prozora znatno skuplji od četvornog metra zida. Troškovi grijanja vezani  uz  površinu zida iznose 32 % dok za prozračivanje sobe i gubitke topline  kroz stakla iznose od 26 do 31%. To vrijedi ako prozori zauzimaju do 20 %  zidne površine što se znatno povećava tamo gdje se graditelj staklomanijski razmahao. Ako prozori imaju 40 % udjela u zidnoj površini gubici su 50 %, a kod 68 % udjela čak 60 %. Kada se uključi još i buka te protupožarnost prozoru se daje velika važnost. Ovdje ću spomenuti samo neke detalje iz tehničkog propisa oko učinkovite upotrebe energije vezano uz prozor.

Tehničkipropis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti zgrada  ima nekoliko tablica  u kojima su navedene veličine s kojima se regulira protok  energije i zraka kroz prozor.  Nabrojimo ih:

1. Propisane su dozvoljene vrijednosti koeficijenata prolaska topline - U [W/(m²·K)] za građevne dijelove zgrade koje treba ispuniti pri projektiranju novih i rekonstrukciji postojećih zgrada i utvrđene su vrijednosti tehničkih svojstava nekih građevnih proizvoda s kojima se mogu provoditi dokazni proračuni. Tako kod prozora i balkonskih vrata dopušteni U koeficijent iznosi od 1,6 do 2,8 [W/(m²·K)] i valja pamtiti kako je izolacija prozora s vrijednosti U=2,8 lošija od U=1,6 [W/(m²·K)].  Za jednu grijaču sezonu ta razlika iznosi 28 ili  16 L loživog ulja po  četvornom metru prozora što treba uzeti u obzir. U Propisu su navedene i skice kako ugraditi prozor u zid.

2. g-stupanjpropuštanja ukupne sunčeve energije kroz ostakljenje kod okomitog upada zračenja. Gustoća sunčeva zračenja iznosi od 100 do 800 (W/m²⁾) i različito ostakljenje prozora propušta toplinski tok u prostor, što se  za hladnog zimskog vremena doživljava kao dobitak. Taj dobitak toplinske energije od sunca može iznositi u prosjeku od 100 do 500 (W/m²). Dok se U-koeficijentom opisuje i regulira gubitak topline dotle se s g-stupnjem regulira dobitak topline. No, kada se uzme u obzir i dobitak i gubitak topline kroz prozor onda bilanca pokazuje minimalni  dobitak 20 W/m²  i to zimi kroz prozor koji ima U = 3,0 [W/(m2·K)]  i g = 0,8 i kod gustoće sunčevog zračenja od 100 (W/m²). Jasno, kod boljih prozora glede izolacije i veće gustoće zračenja taj dobitak topline bit će značajniji.

3. FC-faktorumanjenja naprave za zaštitu sunčeva zračenja.  Ljeti sunčevo zračenje nije poželjno i valja spriječiti toplinski tok sunčeva zračenja da grije unutrašnje prostorije - strehom i različitim napravama,  primjerice žaluzinama i griljama. Tako se smanjuje potrošnja električne struje za klimatske uređaje. Vanjske naprave smanjuju od  75  do 60 %  dok unutrašnje od 10 do 25 % . Ove veličine FC i g faktora dovode nas do saznanja kako valja pred južnim prozorima saditi listopadno drveće, a ne crnogoricu kako bi nas zimi grijalo sunce koje valja pak ljeti spriječiti. Isto tako graditelj mora znati za  pravilno ugrađivanje prozora prema strehi krova i različitih nadstrešnica i balkona, kako  je zimi naprimjer u Zagrebu visina sunca 23 stupnja dok je ljeti 67 stupnjeva.

4. Koeficijent toplinskog gubitka provjetravanjem - H_Ve, (W/K) - jest količnik između toplinskog toka koji se prenosi iz grijane zgrade prema vanjskom prostoru izmjenom zraka u prostoriji s vanjskim zrakom i razlike između unutrašnje projektne temperature grijanja i vanjske temperature. Gubici topline zbog provjetravanja iznose od 8 do 12%.

5. Broj izmjena zraka, n (h-1) - jest broj izmjena unutrašnjeg zraka zgrade s vanjskim zrakom u jednom satu. Prostorije gdje  žive ljudi  moraju se prozračivati umjetno ili prirodno i to tako da je  izmjena količine  zraka veća od 0,5  h^-1  po satu. To znači da se 50 % zraka mora izmijeniti u roku od jednog sata. Prozor mora imati dokumentaciju o zrakopropusnosti koja iznosi od 2 do 3 prema normi HRN EN 12207:2001. Obujam svježeg zraka  po  čovjeku mora biti 13 m³/h. Da bismo shvatili tu veličinu izračunato je kako  četvero ljudi u hermetički zatvorenoj u prostoriji od 16 m³ može preživjeti samo 12 sati,  jer  čovjeku treba  30 litara kisika za jedan sat.

6. Prozor je izvor prevelike hladnoće i topline  u prostorijama, a  time i nepotrebnih  energetskih troškova ako se ne poštuju  neke njegove funkcije. U našem domu mijenjali smo tapete stare više od tridesetak godina. Pritom smo na zid iza  radijatora nalijepili izolacijsku tapetu  debljine od 4 mm od polistirena s reflektirajućom aluminijskom folijom. Upravo ta aluminijska folija je glavni zgoditak u štednji energije koja se prenosi od radijatora zagrijanog na 80⁰C prema  hladnom zidu. Dio energije koju prenosi zračni snop zraka reflektirat će se od dozračene površine aluminijske folije, jedan dio će se apsorbirati dok  će ostatak  proći  kroz zid. Izračenu energiju prenose elektromagnetski valovi najrazličitijih dužina od 20 mμ do 400 μ mikrona. Toplinske zrake imaju valove od 0,8 do 400 μ mikrona i one se reflektiraju od aluminijske folije. Slični proces postoji u termos bocama gdje su  duple staklene stijenke sjajno posrebrene koje reflektiraju toplinu. Termodinamskom računicom izračunao sam kako  ćemo  izolacijskom  tapetom iza radijatora  približno uštedjeti na 6 m² do 300 W što iznosi godišnje - ako se grijemo  punim pogonom 1300 sati - 300 x 1300 = 390 kWh.

Netko  će reći kako je to mala ušteda, no uzmite sve stanove u zemlji pa će ta brojka biti značajan faktor koji nas upućuje da valja štedjeti i u malim porcijama