In effetti, il coefficiente di scambio termico ammissibile U delle finestre, sia ora che diversi anni fa, è ed era quasi dieci volte peggiore rispetto all'isolamento richiesto di pareti e tetti. Secondo il regolamento sulle condizioni tecniche che devono essere soddisfatte dagli edifici e la loro ubicazione, in vigore fino al 2008, il coefficiente di scambio termico ammissibile per le finestre era U = 2,6 (W / (m2K)), e per le pareti esterne e il tetto - 0,3 . Questa relazione è simile nella costruzione ad alta efficienza energetica: i valori corrispondenti di questo coefficiente sono U = 1.0 per le finestre e 0.1 per i muri, quindi a prima vista sembra che aumentando l'area della finestra oltre il minimo normativo , ovvero 0,125 m2 di vetro per 1 m2 di superficie, deve essere molto sfavorevole per motivi energetici. Tuttavia, a un esame più attento, la questione non è così ovvia. Quanto calore dal sole Le finestre sono progettate per fornire luce diurna alle stanze, e poiché la radiazione visibile del sole è accompagnata dall'irraggiamento termico, deve contribuire al bilancio energetico dell'edificio . Tuttavia, l'impatto dei guadagni solari sulle bollette del riscaldamento domestico è - per alcuni motivi - ampiamente sottovalutato.
Vediamo quindi quanto calore si può guadagnare grazie alle finestre in Polonia, a seconda dell'angolo della loro inclinazione rispetto all'orizzontale e della loro posizione rispetto alle direzioni del mondo. A tale scopo, utilizzeremo i dati dello standard PN-B-02025-2001 Calcolo della domanda di calore stagionale per il riscaldamento di edifici residenziali e residenze collettive. Questo standard non è più in vigore, ma i dati climatici in esso contenuti per varie regioni della Polonia possono essere considerati affidabili.
Il tempo di esposizione alle singole parti del mondo cambia - ovviamente - con le stagioni dell'anno. Questo vale anche per l'angolo di incidenza della luce solare (vedi insolazione domestica: estate , autunno e inverno ).
Alla ricerca del sole, una capanna a zampe di gallina con la possibilità di ruotare secondo i desideri degli abitanti sarebbe la soluzione migliore. Tentativi di creare un tale modello di residenza umana sono stati fatti molte volte; alcuni di loro sono stati addirittura realizzati. Tuttavia, probabilmente non hanno avuto molto successo, poiché finora la stragrande maggioranza degli investitori rimane con la forma tradizionale dell'edificio e il suo collegamento permanente al terreno.
Tuttavia, non preoccuparti di questo. L'analisi effettuata per Varsavia e dintorni ( Tabella 1 ) mostra che il calore guadagna attraverso le finestre sono grandi. E questo è vero anche quando le finestre sono rivolte non solo a sud, a est o a ovest, ma anche - il che può sorprendere - a nord . I guadagni di calore dal lato nord raggiungono oltre il 40% di quelli dal lato sud, il che mina chiaramente la tesi che le finestre sul muro nord e sulla pendenza del tetto dovrebbero essere evitate come il fuoco.
Le differenze percentuali nei guadagni di calore per finestre inclinate verticalmente e rivolte in direzioni diverse sono presentate nella Tabella 2 , assumendo il 100% per la finestra da tetto "più calda", esposta a sud e situata su una pendenza con un angolo di 45 °.
Un'altra spiegazione. Si presume che la stagione di riscaldamento per Varsavia duri dagli ultimi cinque giorni di settembre alla fine dei primi cinque giorni di maggio. Nei nostri calcoli, a causa del riscaldamento globale, e più precisamente per semplificare i calcoli, abbiamo ipotizzato che duri da ottobre ad aprile , cioè sette mesi.
Poiché la Polonia non è Varsavia, abbiamo anche determinato i guadagni di calore nella stagione di riscaldamento per le città che rappresentano le regioni più calde, più fredde e più invernali della Polonia. Come mostrato nella tabella 3, in tutte queste città i guadagni di calore attraverso le finestre sono persino maggiori che nella Varsavia centrale. Che bicchiere
L'energia solare presentata potrebbe passare attraverso le finestre all'interno della casa solo se i vetri fossero trasparenti al 100% alla luce. Ovviamente non lo è. A seconda del tipo di vetro, parte di esso si riflette. La quantità di energia solare trasmessa attraverso i vetri dipende dal coefficiente di trasmissione della radiazione solare, indicato come go TR ( Tabella 4 ). Quanto calore dalle finestre Avendo tutti questi dati, proviamo a verificare l'importanza dei guadagni di calore attraverso le finestre nella richiesta complessiva di calore per il suo riscaldamento - sull'esempio di una casa a un piano con un attico utilizzabile situata vicino a Varsavia
con una superficie di 200 m2.
Assumeremo che i vetri delle finestre in questa casa abbiano una superficie di 0,125 × 200 = 25 m2, di cui il piano terra è di 13 m2 e la soffitta è di 12 m2.
Successivamente, ci occuperemo solo delle finestre da tetto. Supponiamo che il tetto di questa casa abbia un tetto a due falde e le sue pendenze siano inclinate rispetto all'orizzontale con un angolo di 45 ° e dirette a sud e nord (sulla base dei dati della Tabella 1, è facile dimostrare che il risultato dei nostri ulteriori calcoli sarebbe simile se le pendenze del tetto fossero dirette verso est e Ovest). Infine, supponiamo, contrariamente alla logica energetica, che il numero di finestre su entrambe le falde del tetto sia lo stesso e siano dotate di un normale vetrocamera (coefficiente g = 0,75).
La somma dei guadagni di calore solare attraverso le finestre per tetti nella stagione di riscaldamento sarà:
(381 × 6 + 162 × 6) × 0,75 = 2443,5 kWh.
Se la casa fosse costruita solo nel rispetto del regolamento, occorrerebbe circa 135 kWh / m2 / anno per il riscaldamento. Ciò significa che la sua richiesta di calore totale sarebbe:
135 × 200 = 27.000 kWh.
La quota dei guadagni solari attraverso le sole finestre da tetto sarebbe quindi intorno al 9%.
Tuttavia, se la nostra casa di esempio fosse costruita secondo gli standard degli edifici a basso consumo energetico , avrebbe bisogno solo di 30 kWh / m2 / anno per il riscaldamento, quindi il suo fabbisogno energetico annuale per il riscaldamento sarebbe solo:
30 × 200 = 6000 kWh.
Tuttavia, i guadagni solari in una casa del genere sarebbero leggermente inferiori rispetto a prima, perché si dovrebbe presumere che le finestre al suo interno sarebbero dotate di tripli vetri, due dei quali avrebbero rivestimenti a basse emissioni. Tali finestre potrebbero quindi fornire calore dall'energia solare nella quantità di:
(381 × 6 + 162 × 6) × 0,5 = 1629 kWh.
Nel bilancio complessivo della domanda di calore in una casa del genere, la sua quota sarebbe superiore al 27%! Eppure non va dimenticato che in questa casa ci sono ancora finestre verticali, attraverso le quali i guadagni solari sono leggermente inferiori a quelli delle finestre da tetto, ma si riscaldano anche.
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Come vedete non sono da trascurare i guadagni termici attraverso le finestre da tetto, soprattutto perché riscaldano un volume inferiore rispetto a quelle al piano terra. Vale anche la pena rendersi conto che peggio è termicamente il vetro, più calore possiamo ottenere attraverso le finestre. D'altra parte, il calore sfugge più velocemente attraverso di loro che attraverso le pareti; pertanto, dovrebbero avere il miglior isolamento termico. Come riconciliarlo? Quanto può esserci la perdita di calore attraverso le finestre? Come limitarli? Oppure è meglio rinunciare ai guadagni termici "finestra" a favore della riduzione delle perdite? Dopo tutto, con quali tipi di vetro il rapporto profitti e perdite è il più favorevole?
Troverai la risposta a tutte queste domande nell'articolo:
Bilancio dei profitti e delle perdite di calore
