Większa powierzchnia przeszkleń zwiększa zapotrzebowanie domu na chłodzenie. Przejście z 30% do 90% przeszkleń podnosi średnią temperaturę wewnętrzną o około 3°C i zwiększa zużycie energii chłodniczej o około 3 kWh/m² rocznie, przy założeniu, że każde dodatkowe 20% przeszkleń odpowiada za ~1°C i ~1 kWh/m² rocznie. Te wartości zależą jednak od orientacji elewacji, parametrów szkła i obecności osłon przeciwsłonecznych.
Okna przepuszczają promieniowanie słoneczne bezpośrednio do wnętrza budynku, co latem przekłada się na dodatkowe zyski ciepła i wzrost zapotrzebowania na chłodzenie. Efekt ten rośnie w sposób zbliżony do liniowego wraz ze wzrostem udziału przeszkleń w elewacji. Najsilniejszy wpływ obserwuje się dla elewacji południowych i zachodnich, gdzie promieniowanie pada w okresie największego nasłonecznienia.
Okna północne wykazują najmniejszy wpływ na przegrzewanie, dlatego projektując duże przeszklenia warto je kierować tam, gdzie letnie zyski słoneczne są najmniejsze. W praktyce oznacza to, że duże powierzchnie przeszklone na południu i zachodzie wymagają dodatkowych środków ochronnych, aby nie doprowadzić do znacznego wzrostu zapotrzebowania na chłodzenie.
W literaturze branżowej i w badaniach symulacyjnych znajdujemy spójną informację: większe przeszklenia zwykle zwiększają zapotrzebowanie na chłodzenie, a skala tego wzrostu zależy od rodzaju oszklenia, orientacji oraz stosowania osłon. Poniżej przedstawiamy najważniejsze liczby z analiz i artykułów.
Badanie opublikowane w „Inżynierze Budownictwa” wykazało, że przejście z 30% do 90% przeszkleń podniosło średnią temperaturę pomieszczenia o 3°C. Autorzy powiązali ten wzrost temperatury z przyrostem zapotrzebowania na chłodzenie wynoszącym około 1 kWh/m² rocznie na każde dodatkowe 20% przeszkleń.
Porównania dla różnych rodzajów szkła pokazują, że przy oszkleniu dwuszybowym przejście od 30% do 70% przeszkleń zwiększało wydatki energetyczne o około 12 kWh/m² rocznie, natomiast przy oszkleniu trzyszybowym wzrost był niższy i wynosił około 5–7 kWh/m² rocznie w zależności od orientacji fasady. Analizy opublikowane w „Izolacje” oraz w opracowaniach branżowych wskazują, że zapotrzebowanie na chłód rośnie niemal liniowo z udziałem powierzchni okien.
Dodatkowo, badania dotyczące oszklenia przeciwsłonecznego pokazują dramatyczne korzyści w wybranych przypadkach: redukcje zapotrzebowania na chłodzenie rzędu 82–88% przy zastosowaniu skutecznych rozwiązań przeciwsłonecznych i oszklenia ograniczającego współczynnik g.
Osłony zewnętrzne działają najbardziej efektywnie, ponieważ blokują energię słoneczną przed wejściem do wnętrza. Markizy, żaluzje fasadowe, pergole i przesłony stałe redukują ilość promieniowania docierającego do szyb i zapobiegają nagrzewaniu masy powietrza w pomieszczeniu.
Badania pokazują, że zastosowanie osłon zewnętrznych przy przeszkleniach powyżej 30% często jest kluczowe do utrzymania komfortu letniego. W wybranych scenariuszach zastosowanie odpowiedniego oszklenia przeciwsłonecznego wraz z osłonami zewnętrznymi pozwalało ograniczyć zapotrzebowanie na chłodzenie nawet o 82–88%.
Osłony wewnętrzne (rolety, zasłony) mają mniejszą skuteczność, bo zatrzymują ciepło dopiero po wejściu do pomieszczenia, co zwiększa obciążenie termiczne ścian i mebli oraz utrudnia szybką reakcję systemów chłodzących.
Dla ułatwienia planowania i porównania wariantów przedstawiamy proste obliczenia przy założeniach typowych dla domów jednorodzinnych:
Założenie: dom o powierzchni użytkowej 150 m².
Jeżeli każde dodatkowe 20% przeszkleń generuje około 1 kWh/m² rocznie dodatkowego zapotrzebowania na chłodzenie, to dla domu 150 m² wzrost przeszkleń o 20% oznacza około 150 kWh/rok dodatkowego zapotrzebowania.
Przejście z 30% do 90% przeszkleń (wzrost o 60%) daje około 3 kWh/m² rocznie; dla domu 150 m² to około 450 kWh/rok dodatkowego zużycia energii chłodniczej. W praktyce wartość ta będzie wyższa dla elewacji południowych i zachodnich oraz niższa dla północnych i przy zastosowaniu osłon zewnętrznych.
Porównania szkła: dla oszklenia dwuszybowego przejście z 30% do 70% może oznaczać wzrost kosztów chłodzenia o około 12 kWh/m² rocznie, czyli dla domu 150 m² to rząd wielkości 1 800 kWh/rok więcej (w specyficznych warunkach nasłonecznienia). Przy trzyszybowym oszkleniu analogiczny przyrost wynosił w przybliżeniu 5–7 kWh/m² rocznie.
W budynkach energooszczędnych dobór udziału przeszkleń powinien być elementem zintegrowanego podejścia: orientacja, współczynnik g szyb, osłony, wentylacja oraz termiczna masa działają razem. Pojedyncza zmiana parametru (np. tylko lepsze szyby) rzadko wystarczy, jeśli elewacje pozostają nadmiernie odsłonięte i skierowane na intensywne nasłonecznienie.
Optymalny projekt to kompromis między światłem dziennym, widokiem a kontrolą zysków słonecznych. Często stosowane podejścia to: zwiększenie przeszkleń na północy dla maksymalnego dopływu światła bez przegrzewania, zmniejszenie okien od zachodu lub dodanie wydajnych osłon oraz integracja wentylacji nocnej z masą termiczną.
Aby rzetelnie oszacować wpływ różnych wariantów przeszkleń i osłon, zaleca się wykonanie symulacji energetycznej budynku. Symulacja pozwala porównać różne scenariusze: dwuszybowe vs. trzyszybowe, z osłonami zewnętrznymi vs. bez, różne orientacje poszczególnych elewacji i zmienne warunki klimatyczne. Wynik symulacji zwykle wyrażony jest w kWh/m² rocznie i wskazuje przyrost zapotrzebowania na chłodzenie dla wybranych wariantów.
Przy ocenie warto uwzględnić:
W praktyce projektowej można przyjąć kilka prostych reguł decyzyjnych, które minimalizują ryzyko przegrzewania przy jednoczesnym zachowaniu komfortu i estetyki:
– jeśli udział przeszkleń przekracza 30% powierzchni fasady, traktuj plan osłon zewnętrznych jako obowiązkowy element projektu – komfort letni bez nich może być zagrożony;
– gdy projekt przewiduje duże okna od zachodu, ogranicz ich udział procentowy lub zastosuj osłonę zewnętrzną i szkło o niskim współczynniku g;
– jeśli celem jest maksymalne zmniejszenie zapotrzebowania na chłodzenie, połącz trzyszybowe szyby selektywne z zewnętrznymi osłonami i rozważ wentylację nocną oraz zwiększenie masy termicznej — badania pokazują, że taki zestaw przynosi największe oszczędności względne;
– przy wyborze szkła patrz nie tylko na Ug (przenikanie ciepła), ale też na współczynnik g i charakterystykę spektralną szkła; szkło o niskim g i powłokach selektywnych daje najlepszy kompromis między światłem a ograniczeniem zysków słonecznych.