Слънцезащита на сгради

Слънцезащитата е все по-актуална тема. Тя има важно значение както за повишаване на енергийната ефективност на сградите, така и за удовлетворяване на все по-високите изисквания на обитателите. Технологиите, системите и интелигентните решения в тази област непрекъснато се развиват. Затова тази статия представя на читателите съвременните тенденции, свързани с факторите, оказващи влияние при избора на слънцезащита, екстериорните и интериорни решения, видовете слънцезащитни стъкла, възможностите за автоматизирано управление и интелигентни решения.

Текст: списание Строители

При планирането на сгради защитата от слънчвите лъчи винаги е представлявала важен фактор, но той е бил свързан основно с осигуряване на комфорта на обитателите, независимо дали става въпрос за жилищни, обществени или офис сгради или производствени помещения. Това удобство зависи както от предпазването от слънчевата светлина, така и от високите температури. В 21 век към това се прибавя и необходимостта от енергийна ефективност, в най-голяма степен от намаляване на употребата на охлаждащи средства за помещенията като климатици и вентилатори. В същото време слънцезащитните средства не трябва да намаляват естествената светлина до степен да се налага използването на изкуствено осветление, което да увеличи консумацията на енергия и да създаде допълнителен дискомфорт на обитателите на сградата.

Фактори при избора на слънцезащита

Усъвършенстването на средствата за слънцезащита на сгради може да включва както иновации в дизайна или материалите, от които са изработени традиционни решения като щори, капаци, сенници, така и сложни автоматизирани системи, използващи интелигентни решения за управление. Изборът на вида и спецификите на средствата за слънцезащита се влияе от множество фактори – разположение на сградата, изложение на фасадите, размер и разпределение на прозорците, използвани материали, предназначение на различните помещения, естетика и взаимодействие с околната природна и социална среда. Наред с комфорта може да се прибави като допълнително съображение и дълготрайното влияние върху здравето на обитателите на сградата – средствата за слънцезащита са свързани не само с температурата на помещенията, но и с проветривостта им, качеството на въздуха в тях, необходимост от изкуствена светлина и излагане на вредните ултравиолетови лъчи.

Околната среда има изключително голяма роля при определянето на средствата за слънцезащита и намаляването на нуждата от такива. По отношение на охлаждането на една сграда най-добре е слънчевите лъчи да бъдат спрени преди изобщо да достигнат нейната повърхност. Разположението и плана на сградата, материалите, от които е построена, трябва да са съобразени с особеностите на местния климат като минимални и максимални температури, наличието на различни сезони, облачност, влажност. Елементи от околната природна среда, например растителност, могат значително да намалят нуждата от допълнителни средства за спиране на слънчевите лъчи. При проектирането трябва да се вземе предвид не само енергийната ефективност през топлите месеци, когато целта е оптималното охлаждане, но и нуждата на места с определен климат през зимата да се позволи достатъчно нагряване от слънчевите лъчи и намаляване на консумацията на енергия за отопление и изкуствено осветление. 

Трудно е да се обобщава кои от всички условия влияят най-много на избора на слънцезащитни средства, но според някои изследвания ниската консумация на енергия е свързан с изложението, разположението и големината на прозорците. Нуждите от охлаждане през лятото, отопление през зимата и достатъчно естествена светлина през работното време във всеки сезон понякога влизат в противоречие, но от гледна точна на енергийната ефективност трябва да се вземе предвид, че най-много енергия се консумира за охлаждане на сградите.

При проектирането на слънцезащитни системи е важно да се вземат предвид индекси, които изразяват съотношението между слънчевата енергия и нагрятостта и осветеността на едно помещение. За да се вземат най-добрите решения за проектирането на една сграда по отношение на предпазването й от прекалено голямо нагряване и прекалено силна слънчева светлина могат да се използват различни методи – както традиционни слънчеви диаграми, така и специализиран софтуер, например Ecotect, Radiance, Evalglare чрез който да се определи на какви лъчи ще бъде изложена сградата и как ще се отразят те на температурата и осветеността в помещенията. След това друг софтуер, например EnergyPlus, Energy Express, EFEN, на базата на тази информация, както и на допълнително зададени параметри, свързани с предназначението на сградата, може да създаде модел на енергийната консумация, на базата на който да се изберат средства за слъцезащита с цел максимална енергийна ефективност.

Фиксираните средства надеждно подпомагат охлаждането на сградите и не изискват някакво усилия или намеса от страна на потребителите, но при климат с достатъчно отчетливи сезони ако не е преценен правилно ъгълът, под който слънчевите лъчи падат през зимните месеци, може да се допринесе за увеличаването на консумацията на енергия за отопление и осветление. Позицията на засенчващите средства трябва да определена така, че те да пропускат слънчевите лъчи през определена част от годината и да ги спират през друга. Регулируеми средства като щори, тенти, перголи, позволяват на потребителите сами да избират доколко огряно да бъде помещението във всеки един момент, което при климат с четири сезона е особено полезно през пролетта и есента.

Интериорни решения за слънцезащита

Сред класическите интериорни решения за слънцезащита са завеси и щори, които същевременно допринасят и за естетическия облик на помещенията. При тях основните подобрения се правят по отношение на материите, от които се произвеждат, някои от които увеличават способността за спиране на слънчевите лъчи, намаляват нагряването на помещенията и твърде силната и заслепяваща слънчева светлина. Една от тези материи намалява също влиянието на ултравиолетовите лъчи върху интериорната среда, предпазвайки обзавеждането от увреждане и здравето на обитателите. На пазара има възможност за избор между материи от естествени или изкуствени материали, а някои имат и качества като звукоизолация, разработени с мисъл за нуждите в жилищни сгради или хотели.

Предимството на щорите е, че предоставят възможност освен за предпазване от слънчевите лъчи и за по-прецизно контролиране на светлинния поток, както и за по-добро проветрение. Също така те създават впечатление за по-широко пространство около прозорците. При избора на такива средства е важно от какви материали е построена самата сграда, защото различните материали генерират различно количество топлина, когато бъдат нагрети от слънцето. Вътрешните щори могат да бъдат хоризонтални или вертикални, ролетни, рулонни или плисе, изработели от алуминий, дърво или текстил. Алуминият, поради своята плътност, предлага най-добра защита от слънчевите лъчи, но по различни съображения, например естетически, могат да бъдат избрани и други материали. При възможностите за регулиране също има голямо разнообразие – то може да става чрез гриф, шнур, манивела или мотор. Във връзка със завръщането към по-опростена естетика щорите възвръщат популярността си за сметка на луксозните и орнаментирани завеси. За офис сгради най-предпочитани са ролетните щори, които могат да се контролират дистанционно, защото са най-подходящи за тази динамична професионална среда. Най-непопулярни са вертикалните щори.

Слънцезащитни стъкла

През последните няколко десетилетия архитектурата на бизнес и административните сгради се характеризира с употребата на все повече и все по-големи стъклени компоненти за фасадите, което и налага усъвършенстването на решенията за слънцезащита – по отношение на светлина и топлина. Тези решения могат да се прилагат и в някои части на жилищни сгради, например остъклени тераси и зимни градини. Това развитие в архитектура е свързано с усъвършенстването на слънцезащитните стъкла. Преди слънцезащитните стъкла са били базирани основно на оцветяване на стъклото, докато сега са по-разпространени и развити стъклата със слънцезащитно покритие.

Слънцезащитното остъкление на прозорците на една сграда е по-скъпа възможност за слънцезащита, но и много добра инвестиция в дългосрочен план. В зависимост от избора на цвят и рефлективност, метализираното покритие на стъклата на прозорците до различна степен отразява или пропуска ултравиолетовия, инфрачервения или видимия спектър на светлината, като последното е от значение за това доколко ще бъде необходимо изкуствено осветление. От естетическа гледна точка това решение допринася за външния облик на сградата.

На българският пазар се предлага широка гама от цветни или рефлексивни слънцезащитни стъкла и избор между множество комбинации между соларни и термални характеристики и възможност за избор между стъкла с още допълнителни характеристики – закалени, ламинирани, извити, принтирани.

Екстериорни решения

Изборът на екстериорни средства за слънцезащита е усложнен поради естетически съображения, тъй като те влияят изключително много на външния вид на фасадата и на силуета на сградите. Такива средства обаче са добър избор от гледна точка на това, че спирането или отразяването на слънчевите лъчи преди да са достигнали стъклата на прозорците е много по-ефективен начин за справяне с прекаленото нагряване или прекалено ярката слънчева светлина, отколкото интериорните слънцезащитни средства.

През последните години при решения като тенти, сенници и перголи се работи в посока на разработването на такива модели, които да допълват естетиката на сградите, за които се използват, като същевременно запазват функционалността си. Особено популярни са прибиращите се тенти и сенници, които са особено приложими за заведения и търговски обекти. Те най-често са изработени от алуминиева конструкция и PVC платно, но се срещат също такива с дървени профили, платно от различен тип.PVC материал или стъклени панели. Развитието при тези продукти е свързано с включването на автоматизирани механизми и иновативни материи, които да повишават ефективността при спирането на слънчевите лъчи. На българския пазар се предлагат както класически перголи, често с метална конструкция и текстил, който може да има допълнителни слънцезащитни свойства, но също така и биоклиматични перголи, разполагащи с регулируеми структурни елементи, осигуряващи контрол на вентилацията, осветеността и температурата.

На пазара се намират и традиционни капаци за прозорци, изработени от дърво, алуминий или PVC, отварящи се или плъзгащи се, като втория вид е подходящ за бизнес сгради. Предлагат се също така сложни системи от външни щори, направени от алуминий или друг материал, които могат да се монтират хоризонтално или вертикално според предпочитанията на клиента и под различен ъгъл, могат да бъдат монтирани като фиксирани елементи от сградата или с възможност за плъзгане или сгъване.

Автоматизирано управление и интелигентни решения

При интелигентните решения засягащи динамичните средства за слънцезащита, се работи в две направления, свързани с адаптивността на избраните средства. При едното се разработват системи, които се съобразяват с нуждите на обитателите на сградата и с техните моментни предпочитания по отношение на температурата и яркостта на светлината. При другото целта е системите да реагират на промените във външната среда.

През последните няколко десетилетия се работи по създаването на различни модели, предвиждащи нивата на термален комфорт на обитателите на сградите, като се взимат предвид различните типове сгради, спецификите, свързани с предназначението на помещенията, както и възможностите за адаптация на човешкия организъм към различни температури. Building Automation Systems (BAS) целят да регулират температурата и осветлението в една сграда с минимална намеса на самите обитатели, докато потребителите от своя страна желаят да имат възможност да променят и настройват условията спрямо собствените си предпочитания.

По отношение на индивидуалния контрол върху средствата за слънцезащита основният проблем за разрешаване е множеството потребители, които да контролират условията в термалните зони, и намиране на оптималните условия за осигуряването на комфорт за всички тях. В такива системи се използват решения за гласуване и получаване на постоянна обратна връзка с цел да се постигне максимално удобство и енергийна ефикасност.

Сред най-впечатляващите решения за оптимизирана употреба на слънчевите лъчи с цел намаляване на консумацията на енергия е бавното обръщане на големи елементи или дори на цяла сграда в съответствие с движението на слънцето – в зависимост от нуждите с цел избягване на слънчевите лъчи или максимално излагане на тях. Тези иновативни сгради обикновено са оборудвани със слънчеви панели. Не толкова зрелищни решения са системи от капаци и външни плоскости, които променят положението си в съответствие със слънчевите лъчения.