Celoročně příjemné bydlení s téměř nulovou spotřebou energie

Příjemné bydlení za minimum kupované energie tkví v kombinaci dobré tepelné izolace, vysoké teplotní setrvačnosti všech konstrukcí domu a barevného podání venkovních povrchů domu. Izolace chrání dům před zimními mrazy a letními horky, teplotně „setrvačná“ hmota stabilizuje vnitřní teplotu a bílé venkovní povrchy domu zastaví sálavé ztráty či zisky tepla. Další hodnotou je čerstvý vzduch, na který se také zaměříme.

Píše se rok 2022 a nelze než konstatovat, že dnešní pohled na kvalitu bydlení a jeho energetickou náročnost se sice mění, avšak nikoli k lepšímu. Vznikají nové a scestné kampaně ve věcech tzv. globálního oteplování: špatně zateplený dům prý mrhá energií, při jejíž výrobě vzniká skleníkový plyn oxid uhličitý CO₂, který ještě více otepluje atmosféru a ohrožuje život na Zemi. A do toho všeho ještě covid-19. Obě jmenované „agendy” jsou součástí způsobu vládnutí a jejich trvání je asi v řádu „na věčné časy”...

Jak izolují okna, když jim rozumíte

Většina výrobců oken se věnuje zlepšování konstrukčního řešení oken, zvyšování jejich tepělněizolační účinnosti, snazšímu ovládání či vyšší životnosti a poslední době i chytrému…

TÉMA I – Vnitřní vzduch

Prioritním a trvalým cílem každého bydlení, zejména v novostavbách, by měl být čerstvý vnitřní vzduch, a to s obrovským náskokem před ostatními životními potřebami (pitný režim, potrava, interiérová teplota čili vytápění, případně chlazení).

Kvalita vnitřního vzduchu v bytech a jiných prostorách, kde žijí lidé, by z pohledu oxidu uhličitého neměla překročit hranici 700 ppm (parts per milion). Tento údaj říká, že v milionu molekul vzduchu by nemělo být více než 700 molekul CO₂; při větším množství začínají zdravotní potíže.

Kvalita vnitřního vzduchu v bytech a jiných prostorách, kde žijí lidé, by z pohledu oxidu uhličitého neměla překročit hranici 700 ppm (parts per milion). Foto: Dariusz Jarzabek

Venkovní vzduch

Dodejme, že venkovní vzduch obsahuje jen asi 400 ppm CO₂ čili 400 molekul CO₂ v milionu molekul vzduchu ve složení dusík N₂, kyslík O₂, vzácné plyny a oxid uhličitý CO₂.

Poznámka: V literatuře a jiných zdrojích se někdy uvádí jednotka ppmv (objemový podíl, které molekuly vybraného plynu – např. CO₂ – v daném prostoru zaujímají). Číselně jsou obě jednotky totožné.

Vydechovaný vzduch

Ten obsahuje přibližně 40 000 ppm, což je asi stonásobek v porovnání s čerstvým vzduchem. I vydechovaný vzduch obsahuje poměrně dost kyslíku, avšak pro dýchání člověka už nevyužitelného.

Jiným a vážnějším problémem vydechovaného vzduchu v místnostech je, že v dýchání nepřekáží: přesněji řečeno, v nových utěsněných domech, kde se vydechovaný vzduch trvale mísí s původním, může obsah CO₂ vystoupat až k 5000 ppm i více, což už je nevhodné prostředí pro delší pobyt, osmihodinový spánek nevyjímaje. Nicméně tento fakt nic přímo nesignalizuje a nebezpečí rozpozná jen vnímavá osoba.

Závěr zní, že trvalý pobyt v nových utěsněných domech, jen chvilkově přerušovaný, sice chrání před ztrátami tepla, ale zakládá vážná onemocnění z důvodu dlouhodobého nedostatku kyslíku.

Moderní větrací jednotky jsou dostupné i s rekuperací, kdy odcházející vydýchaný teplý vzduch předává teplo přicházejícímu čerstvému vzduchu zvenčí. Foto: Angelika Smile

Jaké je řešení?

Pravidelně dům či byt větrat. Nejlépe s pomocí samočinné techniky, která hlídá vydýchanost vnitřního vzduchu. (obsah CO₂) a větrá tehdy a tak, aby tento plyn nepřevýšil hranici 700 ppm. Moderní samočinná zařízení jsou dostupná s větráním i rekuperací, kdy odcházející vydýchaný teplý vzduch předává teplo přicházejícímu čerstvému vzduchu zvenčí. Různá rekuperační zařízení mají různou účinnost. V každém případě se ale postarají o to, aby uživatelé domu dýchali trvale čerstvý nebo alespoň čistší vzduch.

Jak větrat? Vyzkoušejte náš výpočet ZDE.

TÉMA II – Energie

Na energii, a sice v souvislosti s bydlením, se zaměříme ve druhé části tohoto příspěvku. Jde o to, abychom v domě stabilizovali vnitřní teplotu na požadované zimní a letní úrovni při co nejnižší celoroční spotřebě energie. A to se povede, jen když započítáme všechny trvalé venkovní energetické zdroje, které na dům působí. Jsou to

Současná evropská a s ní i česká tepelná technika budov zná bohužel jen jeden vnější zdroj tepla či chladu, a tím je teplota vzduchu. Částečně pak pracuje s přímým slunečním zářením, které proniká okenními skly do interiéru budov a ohřívá ho. Avšak ostatní energetické zdroje a jejich vliv na energetickou bilanci budov přehlíží. Toto zjednodušení (výhradní práce jen s teplotami vzduchu) sice umožní domy formálně kamsi zařadit, ale bez hlubšího významu. Naším cílem musí být skutečná celoroční energie, kterou dům skutečně spotřebuje pro docílení návrhové zimní (min. 21 °C) a letní (max. 27 °C) interiérové teploty.

Popis problému se vzduchem

Jde o to, že teplota venkovního vzduchu (a striktně vzato ani vnitřního vzduchu) nereprezentuje věrohodnou okrajovou teplotní podmínku. Proč?

Povrchové teploty na fasádě a na venkovních površích oken by měly být v zimě jen o několik desetin stupňů Celsia vyšší, než je teplota venkovního vzduchu. To diriguje norma (skrze venkovní přestupový odpor 0,04 [m²K]/W), avšak ve skutečnosti tomu tak není a v době bezkontaktních teploměrů snadno zaznamenáme pozoruhodné věci:

Přímé slunce významně ohřívá v zimě i v létě fasádu domu i venkovní povrchy oken, často až nad teplotu vnitřního vzduchu. Citelně více se přitom ohřívají tmavé povrchy v porovnání se světlými. To pak podstatně mění normou „předepsanou” okrajovou podmínku, což je teplota venkovního vzduchu.

Bílé předokenní rolety chrání interiér jak před ostrým a energií nabitým slunečním zářením, tak i před nočními sálavými ztrátami tepla. Foto: Mutantur

Barva a venkovní stínění

Chceme-li dům přizpůsobit podmínkám, se kterými implicitně „pracuje” oficiální stavební tepelná technika, musíme všechny venkovní povrchy domu včetně střechy realizovat v bílé barvě (s difuzní či přímou odrazivostí tepelného záření). Okna, která skrze zasklení propouštějí do interiéru přímé i rozptýlené sluneční záření, jsou za jasných dní vysoce zisková v celodenní bilanci; v noci bychom je ale měli chránit venkovní reflexní roletou, jejíž povrch nevyzařuje tepelné záření vůči chladné noční obloze, takže chladne pomalu a jen na úroveň teploty vzduchu.

Doplnění

Silně reflexní a bílé venkovní povrchy domu (fasády a předokenní rolety) chrání interiér jak před ostrým a energií nabitým slunečním zářením, tak i před nočními sálavými ztrátami tepla, jimž je venkovní povrch domu vystaven pod chladivou noční oblohou o sálavé teplotě až –60 stupňů Celsia. Jinými slovy: bílé povrchy domu v létě chladí (odrážejí ostré sluneční záření) a v zimě hřejí (nesálají teplo ven do prostoru).

Příběh tepelného záření ve stavebnictví

Na našem území vždy kvetly stavitelství a architektura, což dokazuje řada skvělých staveb, od historických po současné, které udivují krásou, rozsahem i odvahou. To ale neplatí…

Závěr

V článku ukazujeme, že teplovzdušný model tepelné techniky budov, který pracuje jen s teplotami vnitřního a venkovního vzduchu, dává v lepším případě jen nepřesnou a v horším až zavádějící informaci o provozní energetické náročnosti budov. Jiným výstupem tohoto příspěvku je nutnost realizovat fasády se světlými až difuzně reflexními povrchy stěn, střech a venkovních stínicích předmětů.