Jak świetliki wpływają na zwiększenie efektywności energetycznej budynków?

W tym artykule omówiono wpływ świetlików na efektywność energetyczną budynków komercyjnych, równowagę, jaką zapewniają między naturalnym oświetleniem a parametrami termicznymi, oraz ich wkład w realizację ogólnych celów zrównoważonego rozwoju budynków.

Holistyczne podejście do projektowania budynków

Dobre projektowanie budynków wymaga holistycznego podejścia, aby zapewnić ich dobrą funkcjonalność. Podczas procesu projektowania i podejmowania decyzji należy wziąć pod uwagę takie aspekty, jak jakość środowiska wewnętrznego i komfort, stabilność konstrukcji, ochrona przed warunkami atmosferycznymi, efektywność energetyczna i bezpieczeństwo. Osiągnięcie najwyższej wydajności we wszystkich tych obszarach jest często wyzwaniem i może wiązać się z wysokimi kosztami, a priorytety zależą od charakteru konkretnego projektu. Z tego względu szczególnie ważne jest dobranie produktu, którego właściwości najlepiej odpowiadają danemu zastosowaniu. W przypadku świetlików kluczową rolę odgrywają efektywność energetyczna oraz zrównoważony rozwój.

W zakresie przeszkleń i efektywności energetycznej równowaga ta oznacza przyczynienie się do termicznej efektywności i szczelności przegród zewnętrznych budynku przy odpowiedniej powierzchni przeszkleń. Efektem jest zmniejszenie zużycia energii elektrycznej na oświetlenie dzięki dostępności naturalnego światła, a jednocześnie uniknięcie nadmiernych zysków ciepła słonecznego, jak również zapewnienie użytkownikom budynku kontaktu z otoczeniem zewnętrznym.

Świetliki odgrywają kluczową rolę w ocenie charakterystyki energetycznej budynków

To holistyczne podejście jest wspierane przez metody oceny całych budynków, takie jak BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), DGNB (German Sustainable Building Council) oraz Well Building Standard. Wszystkie one podkreślają znaczenie światła dziennego dla poprawy samopoczucia użytkowników i zmniejszenia zużycia energii. Dzięki zastosowaniu świetlików budynki mogą osiągnąć wyższy współczynnik nasłonecznienia i lepszą równomierność rozkładu światła, co ma kluczowe znaczenie dla spełnienia wymagań dotyczących oświetlenia dziennego opartych na kryteriach wydajności i celach zrównoważonego rozwoju.

Trendy branżowe w zakresie oświetlenia dziennego w budynkach komercyjnych

Rynek komercyjnych systemów oświetlenia dziennego nieustannie się zmienia, a na pierwszy plan wysuwa się kilka zauważalnych trendów:

• Integracja z inteligentnymi systemami budynkowymi
  Nowoczesne świetliki można teraz połączyć z systemami automatyki budynkowej, dostosowując je do obecności osób w pomieszczeniu, pory dnia i warunków pogodowych.
  
  
• Projektowanie budynków o zerowym zużyciu energii
  Wraz z rosnącą liczbą organizacji dążących do neutralności węglowej, świetliki stają się kluczowym elementem ograniczania zapotrzebowania na sztuczne oświetlenie.
  
  
• Zasady projektowania biofilicznego
  Rosnąca świadomość wpływu natury na samopoczucie człowieka sprawiła, że świetliki stały się kluczowym elementem łączącym przestrzenie wewnętrzne z otoczeniem naturalnym.
  
  
• Strategie budownictwa odpornego
  Wraz z rosnącym naciskiem na adaptacyjność budynków, świetliki zapewniające pasywne chłodzenie i naturalną wentylację przyczyniają się do ogólnej odporności budynków.

Wpływ światła dziennego na zużycie energii

Pełne wykorzystanie światła dziennego może znacząco ograniczyć, a w niektórych przypadkach nawet całkowicie wyeliminować zapotrzebowanie na energię elektryczną do oświetlenia w ciągu dnia. Firma VELUX potwierdziła to w badaniu wpływu światła dziennego na zużycie energii w budynku.

Opracowano scenariusz, w którym budynek pozbawiony był okien, a wymagany poziom oświetlenia zapewniano wyłącznie przy użyciu oświetlenia elektrycznego. Ponieważ jego stosowanie wpływa na zapotrzebowanie na ogrzewanie i chłodzenie, łącznej ocenie poddano zużycie energii na oświetlenie, ogrzewanie oraz chłodzenie.

Wyniki wykazały, że poleganie na oświetleniu elektrycznym w celu zapewnienia poziomu natężenia oświetlenia równoważnego światłu dziennemu spowodowało zapotrzebowanie na energię około pięć razy większe niż w przypadku podobnego domu z dobrze zaprojektowanymi szybami i bez oświetlenia elektrycznego.

Badania budynków biurowych przyniosły podobnie pozytywne wyniki. Choć ze względu na złożoność ich funkcji, układu wnętrz oraz systemów sterowania oświetleniem (zarówno ręcznych, jak i automatycznych) są one mniej odpowiednie do przeprowadzenia jednoznacznej oceny, to wykazano w nich oszczędności energii na poziomie 20–60%.

Praktyczny przykład: sukces kopenhaskiej szkoły dzięki wymianie świetlików

Modernizacja szkoły Peder Lykke w Kopenhadze dowodzi, że wymiana świetlików może jednocześnie zwiększyć efektywność energetyczną i poprawić warunki nauki. W ramach projektu 68 świetlików dachowych zastąpiono 184 modułowymi, dwuczęściowymi świetlikami, które zapewniają obfite światło dzienne i skuteczną wentylację w całym budynku.

Świetliki zmniejszają zapotrzebowanie na sztuczne oświetlenie, obniżając zużycie energii elektrycznej i poprawiając jakość powietrza poprzez wspomaganie wentylacji pasywnej. Automatyczne funkcje, takie jak czujniki deszczu, optymalizują efektywność energetyczną i zapewniają komfort bez nadmiernego uzależnienia od systemów HVAC.

Instalacja została zakończona w ciągu zaledwie jednego weekendu, przy minimalnym zakłóceniu nauki. Modernizacja ta nie tylko pozwala oszczędzać energię, ale także poprawia samopoczucie i wydajność, zapewniając dostęp do światła dziennego i świeżego powietrza w codziennym życiu szkoły.

Wyjątkowe zalety przeszklenia dachowego

Okna dachowe i świetliki:

• Zapewnij dwukrotnie więcej światła dziennego w porównaniu z oknami fasadowymi (pionowymi) o tej samej powierzchni.
• Osiągnij wymagane poziomy natężenia oświetlenia przy mniejszych powierzchniach przeszklenia.
• Zapewnij lepszą dystrybucję światła w pomieszczeniach.

Wykorzystanie modelowania światła dziennego do dopracowania wymagań umożliwia uwzględnienie optymalnej równowagi między oknami fasadowymi a dachowymi już na etapie wstępnych koncepcji projektowych. Dzięki temu można skutecznie rozwiązać problemy związane z przegrzewaniem oraz zminimalizować zapotrzebowanie na oświetlenie elektryczne. Gdy ostatecznie uwzględniona zostanie wydajność całego budynku, te korzyści przełożą się na pozytywny bilans energetyczny.

Zrozumienie właściwości termicznych świetlików dachowych

Właściwości termiczne mają kluczowe znaczenie dla efektywności energetycznej budynku i komfortu w pomieszczeniach. Wysokowydajne szyby odgrywają w tym kluczową rolę, pomagając regulować przepływ ciepła i zwiększając zrównoważony charakter budynków. Powłoki niskoemisyjne (Low-E) ograniczają straty ciepła w zimie i minimalizują jego nagrzewanie latem, przyczyniając się do lepszej efektywności energetycznej przez cały rok. Ponadto zaawansowane technologie, takie jak szyby elektrochromowe i ogniwa słoneczne, zapewniają dalszą poprawę parametrów budynków, zwiększając zarówno oszczędność energii, jak i zrównoważony charakter.

Co to jest współczynnik U?

Wartość U mierzy, jak dobrze element budynku, taki jak okno, izoluje przed przenikaniem ciepła. Niższa wartość współczynnika U oznacza lepszą izolację, co oznacza mniejszą utratę ciepła w zimie i mniejszą ilość ciepła dostającą się do wnętrza w lecie. W przypadku okien współczynnik U uwzględnia takie czynniki, jak rodzaj szyby, materiał ramy oraz wszelkie szczeliny lub mostki, które mogą umożliwiać przepływ ciepła. Poprawiając te elementy, np. stosując gazy izolacyjne między szybami, można zmniejszyć straty energii w budynkach i poprawić ich ogólną izolacyjność termiczną. Dowiedz się więcej o współczynnikach U.

Rozwiązania świetlików dachowych dla każdego budynku

Modułowe świetliki dachowe i modułowe okna dachowe VELUX Commercial stanowią wszechstronne i wydajne rozwiązanie zapewniające dopływ naturalnego światła do budynków. Produkty te wyposażone są w podwójne szyby z powłoką niskoemisyjną, która minimalizuje straty ciepła, zwiększając tym samym efektywność energetyczną. Dostępne są również wersje z potrójnymi szybami, zapewniające jeszcze lepszą izolację termiczną.

Oprócz tych systemów szklanych dachów, świetliki kopułowe stanowią kolejną doskonałą opcję zwiększającą efektywność energetyczną budynków. Świetliki kopułowe są zazwyczaj wykonane z akrylu lub poliwęglanu. Charakteryzują się wielościenną konstrukcją z przestrzeniami powietrznymi, które zapewniają dodatkową izolację, znacznie zmniejszając przenikanie ciepła w porównaniu z alternatywnymi rozwiązaniami jednościennymi.

W hali targowej Messe Karlsruhe świetliki kopułowe z elektrycznym systemem oddymiania i wentylacji zapewniają większe bezpieczeństwo przeciwpożarowe i lepszą izolację termiczną

Zarówno szklane świetliki, jak i kopułowe świetliki dachowe są dostępne z różnymi opcjami powłok, zaprojektowanymi specjalnie w celu optymalizacji poziomu zysków ciepła słonecznego, ochrony przed słońcem i przepuszczalności światła. Na przykład niektóre powłoki mogą zminimalizować ilość ciepła słonecznego dostającego się do budynku, co jest szczególnie korzystne w cieplejszym klimacie. Inne mogą zwiększyć przepuszczalność światła, zapewniając dobre oświetlenie pomieszczeń naturalnym światłem dziennym, a jednocześnie zapewniając odpowiednią ochronę przed słońcem.

Wybór między szklanymi świetlikami a kopułowymi świetlikami dachowymi często zależy od konkretnych wymagań projektu:

• Szkło zazwyczaj zapewnia lepszą izolację termiczną (niższe wartości U) oraz doskonałą przejrzystość, co czyni je idealnym rozwiązaniem dla przestrzeni użytkowych, gdzie kluczowe są estetyka i efektywność energetyczna.
• Plastikowe kopułowe świetliki dachowe charakteryzują się lekką konstrukcją i zazwyczaj niższymi kosztami początkowymi. Wykonane z wysokiej jakości materiałów i wyposażone w zaawansowane funkcje zapewniają bezpieczeństwo i ochronę przed promieniowaniem UV oraz trudnymi warunkami atmosferycznymi, gwarantując długą żywotność w wielu zastosowaniach. Świetliki te idealnie nadają się do projektów, w których wymagania dotyczące właściwości termicznych są mniej rygorystyczne niż w przypadku szkła izolacyjnego.

Po prawidłowym doborze i montażu oba rozwiązania przyczyniają się w znacznym stopniu do zmniejszenia śladu węglowego budynku poprzez ograniczenie zapotrzebowania na sztuczne oświetlenie oraz potencjalną redukcję kosztów ogrzewania dzięki pasywnemu pozyskiwaniu energii słonecznej w chłodniejszych miesiącach.

Czynnik ludzki: korzyści dla samopoczucia użytkowników

Chociaż efektywność energetyczna zapewnia wyraźne korzyści finansowe, wpływ naturalnego światła dziennego na wydajność człowieka może stanowić jeszcze większą wartość dodaną. Badania konsekwentnie pokazują, że ekspozycja na naturalne światło dzienne poprawia wydajność, zdrowie, funkcje poznawcze, nastrój i satysfakcję. Dla przedsiębiorstw korzyści te przekładają się na poprawę wydajności, zmniejszenie absencji i większą retencję pracowników.

Dostosowanie do ram programu Zdrowe Budynki

Barometr zdrowych budynków VELUX 2024 wprowadza kompleksowe ramy dla zdrowych budynków, obejmujące pięć kluczowych wymiarów:

1. Poprawa zdrowia psychicznego i fizycznego
   Świetliki dachowe znacząco wspierają ten wymiar, dostarczając naturalne światło dzienne, które udowodniono jako czynnik poprawiający zarówno samopoczucie fizyczne, jak i psychiczne.
2. Zaprojektowane z myślą o potrzebach człowieka
   Strategiczne rozmieszczenie świetlików dachowych tworzy przestrzenie, które odpowiadają biologicznym potrzebom człowieka w zakresie naturalnego światła i kontaktu z otoczeniem zewnętrznym.
3. Zrównoważona budowa i zarządzanie
   Energooszczędne świetliki zmniejszają zależność od sztucznego oświetlenia, obniżając emisję dwutlenku węgla i koszty eksploatacji.
4. Odporność i adaptacyjność
   Otwieralne świetliki dachowe zapewniają naturalną wentylację, zmniejszając obciążenie chłodzenia i dostosowując się do zmieniających się warunków zewnętrznych.
5. Większa swoboda
   Nowoczesne rozwiązania w zakresie świetlików z elementami sterującymi dla użytkowników pozwalają mieszkańcom kontrolować swoje otoczenie, zwiększając ich zadowolenie i zaangażowanie.

Inwestując w wysokiej jakości rozwiązania w zakresie świetlików dachowych, właściciele budynków mogą jednocześnie uwzględnić wiele aspektów tej koncepcji, tworząc przestrzenie, które są nie tylko energooszczędne, ale także naprawdę zdrowe dla użytkowników.

Indywidualne rozwiązania w zakresie świetlików dachowych dostosowane do każdej przestrzeni, kształtu i wizji projektowej

Wniosek: Przyszłość rysuje się w jasnych barwach

Wraz z zaostrzaniem się przepisów dotyczących energooszczędności budynków i rosnącym priorytetem zrównoważonego rozwoju dla organizacji, świetliki będą nadal odgrywać kluczową rolę w projektowaniu budynków komercyjnych. Ich wyjątkowa zdolność do dostarczania dużej ilości naturalnego światła przy jednoczesnym zarządzaniu parametrami termicznymi sprawia, że są one niezbędnym elementem energooszczędnych budynków przyszłości.

Dzięki holistycznemu podejściu, które uwzględnia zarówno efektywność energetyczną budynku, jak i czynniki ludzkie, właściciele i projektanci budynków mogą wykorzystać świetliki do tworzenia przestrzeni, które są nie tylko bardziej zrównoważone, ale także bardziej produktywne, komfortowe i atrakcyjne dla użytkowników.

Chcesz zmienić swój budynek komercyjny na bardziej energooszczędny dzięki nowoczesnym świetlikom? Skontaktuj się z ekspertami VELUX Commercial, aby uzyskać indywidualne rozwiązanie w zakresie doświetlenia dziennego, które obniży koszty energii i poprawi samopoczucie użytkowników.

Źródła:

1. Przewodnik po oświetleniu dziennym i normie EN 17037
2. VELUX, "Systemy okienne," Światło dzienne, energia i klimat w pomieszczeniach – podręcznik podstawowy
3. VELUX, 2024, Barometr zdrowych budynków