Tepelná akumulace, izolace a stabilita vnitřní teploty staveb

Jestliže chceme v našich domech nejen šetřit za vytápění a chlazení, ale i žít v celoročně příjemném prostředí se stabilní teplotou, potom si jen s tepelnou izolací, ať je jakkoli silná, nevystačíme. Musíme zapojit i tepelnou akumulaci. Tepelná akumulace je schopnost konstrukcí nebo technických prvků „ukládat“ tepelnou energii a s časovým zpožděním ji zase uvolňovat. V praxi to znamená, že dům nereaguje na změny teploty venku nebo na topení okamžitě, ale vyrovnává výkyvy. Je to jeden z klíčových rozdílů mezi domem, který je „na papíře úsporný“, a domem, ve kterém se dobře žije. Výsledkem je takzvaný časový posun a tlumení teplotních špiček. Tepelná akumulace vyjadřuje míru stavební konstrukce nebo stavby pojmout nebo vydat teplo při nárůstu, respektive poklesu její teploty. S tím souvisí pojmy teplotní setrvačnost nebo teplotní stabilita budovy, která je vystavena střídání venkovní teploty. Akumulace tepla je jeden z největších „neviditelných“ faktorů komfortu. Masivní konstrukce a akumulační prvky tlumí výkyvy, zlepšují letní i zimní pohodu a umožňují chytřeji řídit spotřebu energie. Pasivní akumulací budov je možné zajistit až 15% úsporu tepla oproti jiným budovám. Akumulační materiály brání v létě přehřívání stavby, v zimě vnitřní povrchy naopak sálají teplo a klima uvnitř je podstatně méně náchylné k větrání či provozním výpadkům topidel.

Akumulace tepla v zimě a v létě

Akumulace tepla má klíčový význam pro udržení stabilní vnitřní teploty jak v zimním, tak v letním období. Typicky, když přes den na fasádu praží slunce, masivní stěna nebo strop to teplo částečně „sežere“ a dovnitř se dostane později a slabší. V zimě akumulace pomáhá držet stabilní teplotu: když zatopíte, masivní konstrukce se nahřeje a pak teplo postupně vrací. Výhodou je menší kolísání, menší „přetápění“ a lepší komfort. Akumulace je často zásadní pro tlumení přehřívání a posouvání teplotní špičky do času, kdy jde dům vychladit, například nočním větráním. Akumulace tepla v obvodových stavebních konstrukcích pomáhá vyrovnávat přestávky mezi topnými intervaly, například v noci, ale také při výrazných poklesech venkovních teplot, po intenzivním vyvětrání, když otopná soustava nestihne na tyto reagovat dostatečně rychle. Není však řeč pouze o zimní akumulaci, tedy o topné sezóně, kdy si majitel logicky přeje uspořit co nejvíce při souběžné stabilní a příjemné vnitřní teplotě. Jde také o letní období, kdy slunce významně rozpaluje jak střešní krytinu, tak fasády domů. I v létě je proto akumulace zdicího materiálu podstatná. Pokud jsou takto rozpalované povrchy tvořeny masivními akumulačními materiály, je i v obdobích největšího slunečního žáru uvnitř zachována příjemná teplota. Hmota, z níž je zdivo tvořeno, totiž utlumí rychlost teplotní vlny, čili pronikání tepla do interiéru. Roli hraje i sálání chladné noční oblohy, která po setmění vnější povrchy ochlazuje a tlumí tak účinek tepla akumulovaného za dne. Při správném výběru zdicího materiálu je tak dosaženo stabilní teploty uvnitř domu jak v noci, tak ve dne. Vyváženost tepelně-akumulačních vlastností konstrukce s jejími tepelně-izolačními parametry přispívá k udržení zdravého vnitřního klimatu budovy.

Vliv výběru materiálů a umístění izolace

Těžké vs. lehké konstrukce

Důležitou roli v tepelné akumulaci hraje volba stavebních materiálů. Čím je zdivo domu a jeho střecha těžší, tím lépe a déle dům v létě chladí a v zimě naopak teplo drží a chladne pomaleji. Pokud chcete mít celoročně příjemné prostředí, stavějte z těžkých hmot, těžké stěny, stropy a zejména těžké střechy. V současnosti je trendem použití lehkých stavebních materiálů jak pro vnitřní, tak i vnější konstrukce. Místnosti, jejichž obvodové konstrukce jsou vytvořeny z lehkých materiálů, často nesplňují požadavky na tepelnou stabilitu v letním období. Běžné masivní konstrukce jako jsou zdivo, betonové stěny nebo stropní desky mohou akumulovat tepelnou energii díky své vlastní tepelně akumulační kapacitě. Závisí to především na hmotnosti jednotlivých konstrukcí. Nízkoenergetické budovy s lehkými obvodovými plášti mají malou tepelně akumulační schopnost způsobenou malou hmotností nosných i nenosných konstrukcí. Dle hmotnosti dělíme výsledné objekty na lehké (malá akumulace tepla) a stavby těžké (s výbornou teplotní setrvačností). Mezi lehké konstrukce řadíme ty s plošnou hmotností nižší než 100 kg/m2. V současnosti jde hlavně o systémy dřevostaveb, ale též panelové a jiné deskové systémy na bázi plastů, lehkých kovů, obvykle sestavované takzvanou suchou výstavbou. K těžkým konstrukcím patří železobetonové, z cihel, kamene, vápenopískových bloků či dutinové tvarovky vylévané betonem. Výhodou masivních materiálů je, že dovedou výrazně vylepšit vzduchotěsnost objektu a zejména stabilitu vnitřní teploty. Výborně akumulují takzvané citelné teplo v zimě nebo v létě naopak chlad, a to i v případě jednovrstvé konstrukce. Materiály jako je pálená cihla a masivní dřevo, ze kterých jsou postaveny zdi a stropy, jsou dobrými tepelnými akumulátory. Absorbují sálavé teplo z kamen a to následně pozvolna vyzařují zpět do prostoru. Beton v těžkých stavbách nabízí výbornou akumulaci tepla a setrvačnost vnitřní teploty. Napomáhá uchovávat teplo či naopak chlad a vytváří tak rovnováhu při venkovních teplotních výkyvech. Vápenopískové bloky nabízí výbornou tepelnou akumulaci a jsou vhodné i pro pasivní a nízkoenergetické objekty. Těžké materiály je potřeba použít nejen na zdi domu, ale i na střechu. Až tehdy je využit celý akumulační potenciál budovy. Doba poklesu teploty v případě vypnutí otopného systému je v případě cihelného zdiva dvoj až trojnásobná oproti stavbám tvořeným lehkou konstrukcí. Středověké stavby, stejně jako skotské hrady, využívaly výborných akumulačních charakteristik těžkých kamenných materiálů. Většina staveb na ostrově Malta je tvořena v místě těženým globigerinovým vápencem, nerostnou surovinou světlé barvy a výborných tepelně-izolačních vlastností, které udržují vnitřní klima budov v příjemných mezích po celý rok. Domy v africkém Čadu, v oblasti Gaoui na pomezí saharské pouště, disponují skvělými akumulačními atributy. Jako stavební materiál slouží hlína - přirozený izolant, okna domu jsou přitom výjimečně malá, aby sluneční paprsky nepronikaly dovnitř a obydlí neprohřívaly.

K hodnocení míry tepelné akumulace konkrétního materiálu je využívána veličina UTA - ukazatel tepelné akumulace (v hodinách). Častěji se používá relaxační doba τ0, která popisuje akumulační schopnost i vícevrstvé konstrukce, například cihelné obvodové stěny s vnější lehkou tepelnou izolací. Tato veličina je odvozena z hodnot součinitele tepelné vodivosti λ, měrného tepla a hustoty všech vrstev stěny. Čím větší je hodnota UTA, respektive tepelné relaxační doby τ0, tím více tepla je materiál schopen pojmout. Tepelnou jímavostí disponují materiály o velké objemové hmotnosti (hustotě). Pro nejlepší akumulaci je vhodné vybírat takový materiál, který disponuje vysokou hodnotou tepelné jímavosti při nízké hodnotě teplotní vodivosti. Tak se konstrukce pomaleji ohřeje a pomalu chladne. Jinou veličinou, která ovlivňuje akumulaci a má vliv na vnitřní teplotní stabilitu, je tepelná kapacita. Akumulace zdiva vyjadřuje jeho schopnost akumulovat teplo. U stěn s nízkou akumulací tepla dochází při přerušení vytápění k velmi rychlému poklesu teploty povrchu stěn na vnitřní straně obytných prostor. Vliv stavební konstrukce na tepelnou stabilitu místností lze posoudit na základě výpočtu bilance referenční místnosti. Pokles vnitřní teploty je po 24 hodinách u železobetonové konstrukce 2,8 °C, u konstrukce cihelné 3,8 °C a u konstrukce ze sádrokartonu 4,5 °C.

Umístění tepelné izolace

Důležité přitom je umístění a mohutnost tepelných izolací. Ty by se měly realizovat ideálně na venkovní straně obvodových stěn nebo střechy domu, hned pod fasádou, respektive střešní krytinou. U těžkých zateplených staveb záleží na umístění tepelné izolace: Je-li izolace umístěna na venkovní straně, dochází k významné stabilizaci vnitřní teploty. Kromě akumulace tepla je nutno brát ohled též na tepelně-izolační schopnost obálky domu. Z toho důvodu jsou přidávány nejčastěji vnější kontaktní zateplovací systémy. Mohou překrýt systémové vady konstrukce včetně tepelných mostů, především ale udržují vnitřní těžké nosné zdivo na vyšší teplotě. To zvýší tepelně-akumulační potenciál obvodového zdiva a výsledkem je stabilní teplota v interiéru. Samotné zdivo podstatně více zužitkuje svůj akumulační potenciál.

Čtěte také: Vlastnosti dřevovláknité izolace – požární odolnost

Naopak vnitřnímu zateplení se stavitelé spíše vyhýbají, poněvadž eliminuje tepelnou akumulaci obvodových zdí domu. Interiér chladne podstatně rychleji než v případě aplikace vnějšího zateplení. Lze to shrnout, že vnitřní zateplení akumuluje do obvodové konstrukce v zimě chlad a v létě zas horko, což nejvíc pocítíme při vypnutí topení. Z toho, že vnitřně tepelně izolované stěny po vypnutí vytápění rychleji chladnou, neplyne, že je vnitřní zateplení nevhodné nebo že vede k vyšším ztrátám tepla. Vnitřnímu zateplení musíme ale přizpůsobit režim vytápění: ten musí včas a citlivě reagovat jak na pokles vnitřní teploty, tak její růst. Existují však výjimky, například rekreační objekty, kde obvykle vyvstává potřeba objekt rychle vyhřát, zatímco doba vychladnutí nehraje roli. Pro akumulaci tepla není vhodné použití vnitřní tepelné izolace.

Myšlenku o lepším fungování venkovní tepelné izolace dokládá následující tabulka:

Typ konstrukce / Zateplení Teplota po 120 hodinách (počáteční teplota 25 °C)
Obvodové zdivo z tvárnic Silka s venkovním zateplením Multipor 150 mm (U = 0,208 W/(m2K)) 10,2 °C
Obvodové zdivo z tvárnic Silka s vnitřním zateplením EPS -12,4 °C
Lehká střecha (betonová krytina, vzduchová mezera, fólie, tepelná izolace, fólie, mezera, sádrokarton) -13 °C

Vůbec nejhůř dopadá lehká střecha ve složení: betonová skládaná krytina, vzduchová mezera, fólie, tepelná izolace, fólie, mezera, sádrokarton. Ta na vnitřním povrchu zchladne po 120 hodinách na -13 °C. Ještě lepší je Silka zateplená na venkovní straně pěnovým polystyrénem (EPS) stejné tloušťky 150 mm na úroveň U = 178 W/(m2K).

Pokročilé metody akumulace tepla

Akumulace citelného a skupenského tepla (PCM)

Pro akumulaci tepla existují různé přístupy. Akumulace citelného tepla je nejjednodušší a nejstarší způsob akumulace, teplo je ukládáno do snadno dostupné a levné látky, nejčastěji vody. V tomto případě je tepelná energie akumulována pouze změnou teploty akumulačního média. Množství akumulovaného tepla závisí na tepelné kapacitě média, na změně teploty a na množství akumulačního média. Na akumulaci citelného tepla mohou být využity pevné nebo kapalné látky. Nejoblíbenější kapalné médium je voda, která musí být umístěna v nějakém kontejneru. Obvykle je voda používána jako teplonosné kapalné médium, ale často je použita také jako akumulační médium. Jako akumulační média z pevných látek mohou být použity kámen, betonové konstrukce nebo cihelné zdivo. Jak je již z výše uvedeného zřejmé, výbornou akumulační schopností disponuje například voda, která se tak používá do otopných systémů s akumulačními zásobníky.

Akumulace latentního tepla je náročná a je testována od minulého století. Tato akumulace využívá fázové změny pracovních látek, respektive jejich skupenství. Při akumulaci skupenského tepla je tepelná energie shromažďována prostřednictvím vratných změn stavu nebo skupenství akumulačního média. Přeměna pevná látka-kapalina je využívána nejčastěji, ačkoli byl zkoumán i přechod pevná látka-pevná látka. Akumulátory skupenského tepla také využívají určitý obsah citelného tepla v systému. Materiály s fázovou změnou (Phase Change Materials - PCM) mají ve srovnání s akumulátory citelného tepla podstatně vyšší měrnou akumulaci tepelné energie a jsou schopné absorbovat větší množství energie při konstantní teplotě během skupenské změny. Používání materiálů s fázovou změnou (PCM) pro akumulaci tepla je opožděno oproti akumulaci citelného. Termochemické systémy spočívají na energii absorbované a uvolňované při rozbití nebo znovuvytvoření molekulárních vazeb při plně reverzibilních chemických reakcích. Termochemické akumulátory tepla mají výhodu více kompaktních systémů s dlouhodobou akumulací, malými ztrátami a akumulací bez izolace. Avšak produkty nesmí být korozivní vůči materiálům stavby a všechny použité chemikálie musí být bezpečné a ekologické. Organické PCM mají horší teplosměnné vlastnosti, nižší hustoty a větší nebezpečí požáru. Obecně mají vyšší cenu než anorganické. Parafíny jsou produkty z minerálních olejů. Skládají se většinou ze skupiny organických alkenů, které mají obecný vzorec CnH2n+2. Tato skupina nasycených uhlovodíků vytváří směsi s podobnými vlastnostmi. Jsou důležitou skupinou anorganických látek v teplotním rozsahu od 0°C do 150°C. Jako skupina nabízejí dobré hodnoty skupenského tepla tání a dobře vedou teplo. Všechny tyto materiály vykazují tenzi par způsobenou obsahem vody. Krystalizační voda uvolněná během tání nestačí k rozpuštění pevných součástí. Pevné usazeniny klesají z důvodu své vyšší hustoty do spodní části pouzdra. Během zpětného procesu se značná část usazené soli není schopna dostat do kontaktu s vodou potřebnou pro její krystalizaci. Druhým problémem je přechlazování. V případě chlazení nedochází k tuhnutí nebo krystalizaci při teplotě tání. Z důvodu přechlazení PCM nevydávají naakumulovanou energii při teplotě tání, jak by se očekávalo.

Čtěte také: Kročejová izolace a její použití

PCM mohou být zapouzdřeny v plastové fólii. Použití plastových fólií k zapouzdření PCM v tepelně akumulačních aplikacích je zajímavé z ekonomických důvodů a pro svou všestrannost. Vaky s materiály s fázovou změnou jsou umístěny v energii akumulujících boxech zajištěných výztuhami. Ploché vaky mohou být položeny na zavěšený podhled, například ze sádrokartonu. Jiným vyvinutým prvkem jsou trubice z HDPE. Tyto trubice jsou naplněny PCM a hermeticky utěsněny. Další možnost pro zapouzdření PCM používá francouzská firma Cristopia. Ta nabízí energetické moduly průměru 77, 78 a 98 mm. Na zapouzdření je používána směs polyolefinů. Penwalt Corp. vyrábí přibližně kulové tablety. Pouzdrem je tuhý polymerní plášť, který může mít různou tloušťku v závislosti na použití. Německá firma Ruritherm GmbH nabízí PCM na bázi parafínu s teplotou tání od -3°C do 100°C. Společnost dodává PCM jako vláknité desky, granule nebo prášek.

Cílem výzkumu na VUT v Brně bylo ověření pozitivního vlivu PCM na tepelnou stabilitu budov v letním období. Pro tento účel byly postaveny dva identické experimentální objekty ve vesnici Vrtežiř nacházející se západně od Brna. Každý z nich je postaven z lehkých obvodových konstrukcí. V každém objektu jsou v obvodových konstrukcích okna s jednoduchým zasklením. Jako PCM byla v objektu č. 2 použita směs solí na bázi hexahydrátu. Instalovány tam byly PVC trubice se směsí solí. Umístěno bylo 6 trubic o průměru 63mm v prostoru pod stropem. Délka každé trubice byla 1,0m. Každý konec trubic byl uzavřen zátkou z PVC. Byl ponechán prostor pro proudění vnitřního vzduchu mezi trubkami a stropem. Další rok byly namísto trubek s PCM použity desky ze sádry se zapouzdřeným PCM. Experiment byl úspěšný, protože maximální denní teploty v objektu s PCM byly nižší než v objektu bez PCM. Například maximální denní teplota dne 10.9. byla v objektu č. 1 (bez PCM) 36,1 °C a v objektu č. 2 byla maximální denní teplota 32,3 °C. Rozdíl byl 3,8°C. Na druhou stranu, během noci byla teplota v objektu č. 2 vyšší než v objektu č. 1, což bylo způsobeno tuhnutím hydrátu solí. Obecně lze říci, že materiály s fázovou změnou mají dva efekty na tepelnou stabilitu vnitřního mikroklimatu.

Energetické základy a pasivní solární systémy

Akumulace energie do základů má na kritéria udržitelné výstavby významný vliv. Systém akumulace energie do stavebních konstrukcí a jejich blízkého okolí, takzvané energetické základy (energetické piloty, základové deky, milánské stěny), při svém provozu značně snižuje spotřebu primárních energií a s tím související emise CO2. Tím viditelně přispívá k výborným výsledkům při certifikačním hodnocení budov. Jedním z rozhodujících kritérií investorů je v první řadě ekonomika celé stavby a to jak z hlediska nákladů na samotnou stavbu, tak z hlediska nákladů na provoz. Výhodou energetických základů budov je možnost maximálního využití těch částí stavby, které je z hlediska proveditelnosti konstrukce stejně nutné realizovat. Tím se značně snižují náklady na realizaci energetických základů a zastavěné území včetně spotřebovaného materiálu na základy budov je mnohem efektivněji využito. Využitím akumulace energie do stavebních konstrukcí lze pomocí tepelných čerpadel velmi levně získat potřebné teplo pro vytápění, přípravu TV, vzduchotechniku apod. a ještě levněji vytěžit energii pro chlazení, která byla naakumulována během topné sezóny. Část energie pro chlazení, zpravidla začátek letního období, lze navíc pokrýt pouze režimem pasivního chlazení (free cooling), tedy pouze za cenu energie potřebné pro provoz oběhových čerpadel. Díky systému energetických základů, který může být schopen pokrýt až 100 % potřeb energie pro vytápění i chlazení, je budova osvobozena od dalších nutných technologií nebo dodávek energie. Pokud statika a podloží stavby nevyžaduje pilotové založení stavby nebo je zapotřebí pokrýt větší výkony, realizujeme geotermální vrty hluboké až 200 m, umístěné pod základovou deskou. Tyto geotermální vrty jsou podobně jako energetické piloty schopny akumulovat energii do svého blízkého okolí a jsou tak určeny pro střídavý režim vytápění a chlazení. Ekonomická návratnost systémů energetických základů budov se dle návrhu může pohybovat v rozmezí 3-5 let.

Slunce je největším a nejlepším zdrojem tepelné energie. Jeho energie je totiž jednou z mála, kterou dostáváme skutečně zdarma a jejíž potenciál je z hlediska lidského života nevyčerpatelný. Změna sluneční energie v energii tepelnou se nazývá fototermální přeměna. Abychom ale byli schopni dopadající energii využívat, musíme tomuto požadavku přizpůsobit tvar budovy a jeho dispoziční řešení. Charakteristickými vlastnostmi pasivních solárních domů, jak se domy využívající přímé sluneční záření nazývají, jsou velké prosklené plochy orientované na jižní stranu a minimální prosklení na stranu odvrácenou od slunce. Energie, která do interiéru dopadá v zimním slunečném dnu, většinou převyšuje okamžité tepelné ztráty a musí být proto akumulovaná nejlépe do akumulační konstrukce zde umístěné. Vzhledem ke krátkým zimním dnům ji pak hned po západu slunce začneme využívat. Díky akumulační konstrukci máme zajištěnu větší tepelnou setrvačnost prostředí, což znamená pomalejší změnu vnitřní teploty. A to je to, co potřebujeme. Akumulační konstrukce umožňuje snížit fluktuaci vnitřní teploty a tím je vnitřní prostředí méně náročné na spotřebu energie, neboť dochází ke snížení špičkových požadavků.

Pro akumulaci energie můžeme při návrhu energetického systému objektu využít přímo stavební konstrukci nebo vytvořit konstrukci speciální. Většinou se jedná o vnitřní hmotnou stěnu, vytvořenou z plných cihel nebo z betonu. Zvláště vhodný je strop, který na rozdíl od podlahy není zakryt kobercem nebo nábytkem. Zvýšit akumulační schopnosti interiéru je nutné zejména u dřevostaveb. Energie do akumulačních konstrukcí může být dodávána přímo dopadající sluneční radiací, nebo může docházet k ohřívání vnitřní akumulační stěny od vnitřního ohřátého vzduchu. Při využití přímého záření jsme omezeni na využití prostoru podlahy v blízkosti prosklených ploch. Tento povrch však musí mít dobrou tepelnou vodivost, a tak vhodným materiálem povrchu podlahy je dlažba. Nevhodné jsou parkety, případně koberec, protože tepelně izolují. Akumulační stěnu je výhodné spojit s jiným zdrojem tepla a v době přebytků zde akumulovat energii. Příkladem může být spojení solárního skleníku nebo krbu s touto stěnou.

Čtěte také: Informace o úpravě povrchu dřevovláknité izolace

V projektu Slunečního domu ve Slatiňanech byl navržen systém pro celoroční pokrytí energetické potřeby s využitím celosezónní akumulace tepla, získaného ze solárních panelů. Zařazením velkého vodního akumulátoru o objemu 1103 m3 do systému je umožněno akumulovat teplo získané z kolektorů v letním období a využít ho v období zimním. Dosažená teplota v akumulátoru se pohybuje okolo 60-70 °C, účinnost slunečních kolektorů při těchto teplotách dosahuje kolem 70%. V zimě je teplo z akumulátoru čerpáno pro podlahové vytápění a ohřev vody. Jestliže teplota vody v akumulátoru dosáhne vlivem odčerpání tepla teploty okolo 38°C, na pokrytí tepelných nároků to při venkovní teplotě -10°C již nepostačuje a pro tyto případy je v systému zařazeno tepelné čerpadlo, které zvýší využití načerpané energie o dalších 40-50 %. Kombinací těchto dvou zdrojů tepla se zařazeným akumulátorem teplé vody se již pokryje celoroční tepelná potřeba. Celý systém je samoobslužný a je řízen počítačem. V prvních měsících topné sezóny se používá voda z akumulátoru v počátku ze střední hladiny a později z horní, kde je stále uchovávána voda o teplotě 50°C. Jakmile zaznamená počítač pokles teploty na určitou hranici, uvede v činnost tepelné čerpadlo. To si odebírá teplo opět ze spodních částí akumulátoru, kde je teplota vody nejbližší jeho požadavkům, tj. 18°C. V době, kdy již není zapotřebí vytápět objekt, je systém přestaven tak, že voda opět ukládá teplo přes výměník do akumulátoru a odbočkou je řešen ohřev teplé užitkové vody přes boční výměník.

Princip Trombeho stěny je jednoduchý. Sluneční záření je akumulováno v masivní stěně orientované na jih. V předsazeném prostoru proudí vzduch a je od stěny ohříván. Ohřátý vstupuje v horní části dutinou do místnosti, kterou vytápí. Stěna je tmavé barvy pro vyšší pohlcování tepelné energie. Akumulované teplo je vyzařováno do místnosti i po prostupu masivní konstrukcí. Proudění vzduchu v předsazeném prostoru je regulováno pomocí klapek a může být přirozené nebo nucené. Na tomto místě je ale třeba poznamenat, že tato konstrukce vznikla na jihu Francie, kde panují jiné klimatické podmínky. V našich podmínkách však v mrazivých zimních dnech při jednoduchém zasklení stěny mohou převýšit tepelné ztráty tepelný zisk. Z toho důvodu je třeba používat kvalitní zasklení, což ale celou konstrukci prodražuje. Stěna dále musí být chráněna i proti nočnímu nepříznivému ochlazování. Princip Trombeho stěny se i u nás objevuje stále znovu a znovu v řadě modifikací, které se snaží zmíněné nevýhody odstranit. Nejvýhodnějším pasivním systémem by bylo použití translucentní (transparentní) izolace na vnější straně obvodové konstrukce orientované na jih. Jedná se o průsvitné izolace, schopné propouštět sluneční záření k povrchu konstrukce. Tím by bylo možné solární zisky akumulovat do této konstrukce a následně s příslušným fázovým posunem je využívat v interiéru.

Důležité poznámky a doplňkové strategie

Nezapomínejme, že akumulace sama o sobě není samospásná: v létě musí být podpořená stíněním a větráním, v zimě rozumnou regulací. Když do domu pustíte moc slunce přes okna, nahřejete interiér i masivní konstrukce - a pak máte „akumulační pec“, která vám sálá teplo ještě v noci. Zároveň platí: když máte velkou akumulaci a nastavíte špatnou regulaci, můžete dům přetopit a pak dlouho „trestat“ přebytky. Množství dopadající sluneční energie v zimním období je v naší zeměpisné šířce nízké, a tak relativně malé musí být také tepelné ztráty objektu. Toho docílíme kvalitním zaizolováním a používáním oken s nízkou hodnotou součinitele prostupu tepla U < 1,5 (W·m-2·K-1) a vysokou hodnotou energetické propustnosti g > 0,5 a světelné propustnosti.

Je nutné klást zřetel i na otvorové výplně objektu. Ty mohou obzvláště v létě významně znepříjemnit pobyt člověka v interiéru. Sluneční záření vstupuje přímo dovnitř a zároveň ohřívá zasklení i rámy oken. Vzniká tak skleníkový efekt. Tomu můžeme předcházet stínicími prvky. Je však rozdíl mezi interiérovými a exteriérovými. Efektivně pracuje pouze vnější stínění, ideálně reflexního zabarvení (stříbrná či bílá barva). Tyto barvy účinně odrážejí sluneční záření a pokud jsou žaluzie během slunných letních dní zatažené, výborně nahradí chladicí techniku. Exteriérové žaluzie či rolety jsou též skvělým izolantem během zimy. Spuštěné totiž navyšují počet izolačních vrstev a společně se vzduchovou mezerou, která je vytvořena mezi nimi a oknem, ještě vylepšují termo-izolační parametry objektu. Exteriérové stínění v reflexní stříbrné barvě a světlé zbarvení fasády efektivně brání přehřívání vnitřních prostor objektu.

tags: #izolace #doba #naakumulovani #tepla #ustaleni #teploty

Oblíbené příspěvky: