Od domovní fasády už dnes s naprostou samozřejmostí očekáváme, že bude uchovávat získanou energii. Moderní stavebnictví však tomuto konstrukčnímu prvku svěřilo další důležitý úkol – energii aktivně vyrábět.

U rodinných domů se k produkci energie nejčastěji využívají fototermické a fotovoltaické kolektory umístěné na střeše či v blízkosti domu. Pokud jde o fasádu, řeč je hlavně o velkoplošných prosklených stěnách, zimních zahradách, tzv. Trombeho stěně atd. Solárně aktivní prvky však mohou tvořit přímo nedílnou součást fasádního pláště, respektive jeho konstrukce. Předpokladem úspěchu je samozřejmě využití maximálního množství ploch s jižní orientací a splnění některých dalších podmínek.

Z informací Univerzitního centra energeticky efektivních budov (UCEEB) při ČVUT v Praze vyplývá, že ročně na jižní fasádu dopadne asi o 30 % méně sluneční energie než na střechu s optimálním sklonem. Solární zařízení vestavěná do svislé obálky budovy proto vyžadují pečlivou projekční přípravu s ohledem na situaci, stavební perspektivu a dlouhodobější urbanistické záměry v okolí (vysoké budovy, blízko postavené budovy, vysoká zeleň či jiné konstrukce mohou vytvořit nežádoucí stín).

Energie z fasády

Z energetického hlediska se rozlišují tzv. studené a teplé fasády. U studených fasád se panely instalují před fasádu a slouží k výrobě energie i jako tepelněizolační prvek. U teplých fasád plní fotovoltaická „elektrárna“ navíc i funkci obvodového pláště budovy (architektonickou, ochrannou). Proto se ve fotovoltaice nabízejí speciální moduly z izolačního skla, které mají i zvukověizolační vlastnosti.

Vhodné jsou například fotovoltaické panely v bezrámovém robustním provedení (obklady nebo dlaždice s malou tloušťkou), integrované do lehkých konstrukcí nebo přímo jako obklad. Ve fototermice pak integraci do fasády umožňují ploché zasklené nebo nezasklené kolektory, trubkové (válcové) vakuové kolektory se na fasádu umisťují jako dodatečný prvek.

Poloha kolektorů ve svislé ploše

Na fasádě bez integrovaných panelů se kolektory montují buď se stejným sklonem, jako má fasáda, nebo mohou být mírně odkloněny (vytvoří pak jakousi stříšku). Někdy je účelné umístit kolektory na zábradlí balkonů, jako stínicí prvek nad okna či terasy apod. Je rovněž dobré vědět, že při svislé instalaci se sice sníží rozdíl energetických zisků léto/zima, ovšem za cenu poklesu celkového ročního energetického zisku ve srovnání se šikmou instalací pro celoroční provoz.

Transparentní fasády

K základním materiálům v moderní fasádní technice patří sklo. Jednou z forem jeho využití jsou dvojité prosklené fasády, označované také jako provětrávané dvouplášťové fasády. Jde o solární systém s odvětrávaným nárazovým meziprostorem, jehož úkolem je zajištění maximálního denního osvětlení a zároveň zisk energie.

Odborníci tedy hovoří o energetických fasádách, a to s pasivním solárním systémem (pohyb vzduchu v meziprostoru se děje díky přirozenému proudění) nebo s hybridním solárním systémem (k pohybu vzduchu dochází nuceným prouděním). Ohřátý vzduch je podle potřeby odváděn do interiéru (v zimě) nebo ven (v létě). Dvouplášťové prosklené fasády během posledních 20 let získaly na popularitě. Stále si je sice spojujeme spíše s reprezentativními a komerčními budovami, ale existují i zdařilé realizace rodinných domů.

Akumulační fasády

Systém skleněných stěn CW60 Solar a slunečních clon Brise Soleil Solar (Reynaers Aluminium) přeměňují díky speciální technologii a struktuře hliníkových sloupů a příček akumulované sluneční záření na elektrickou energii. Spojení jednotlivých stěn CW60 Solar má minimální výšku, díky čemuž dochází k maximální absorpci slunečního záření (fotovoltaické buňky jsou minimálně zastíněny). Clony se kotví na vnějším průčelí a zajišťují ochranu proti teplu a slunci.

Tři funkce v jednom

Je-li řeč o skle a jeho „staronové“ roli, nelze nevzpomenout sklo s fotovoltaickým systémem SunGuard PVGU (Guardian). Slouží jako architektonický prvek, vyrábí elektřinu a velmi efektivně využívá solární energii. Je vybaveno fotovoltaickým systémem Pythagoras, což jej přímo předurčuje k použití v budovách s předpokladem energetické soběstačnosti. Izolační sklo PVGU sestává ze dvou tabulí skla se vzduchovou mezerou. Uvnitř této mezery se nachází optika a fotovoltaické články.

A jak systém pracuje? Optika zajišťuje přísun dopadajícího světla na fotovoltaické články přesně podle posunu slunce na obloze. U většiny oken směřujících k jihu dosahuje nejnižší bod, kterým slunce putuje na obloze, o zhruba 25° více, než je obvyklý úhel světla procházejícího okny. Veškeré světlo, které dopadá pod větším sklonem, než je uvedený úhel, je přesměrováno na fotovoltaické články a světlo dopadající pod menším sklonem (difuzní světlo) vstupuje do budovy.

Tím, že se sluneční záření přesměruje na fotovoltaické články, které z něj vyrobí elektřinu, zajišťuje sklo PVGU i vysoce účinné stínění. Fasády se skly SunGuard PVGU vyrábějí stejné množství elektřiny jako tradiční, svisle instalované fotovoltaické panely s účinností kolem 13 %. Nejvyššího výkonu lze dosáhnout umístěním PVGU na jižní stranu. Při orientaci na východ nebo západ je množství vyrobené elektřiny asi o 30 % nižší.

text: Petr Saulich, foto: archiv firem a redakce

Poslat Messengerem

31.03.2014 | Stavba