Fyzika zateplování budov: účinný odraz místo zdánlivé izolace
„Již 40 let snižujeme energetickou náročnost budov na základě měření hodnot v ustáleném stavu. Jde o chybný nebo nevhodný přístup. Jako dotčený občan a svědomitý podnikatel bych nyní chtěl věcně přispět k tématu „optimální dosažitelná energetická účinnost a efektivní využívání zdrojů při řešení tepelné izolace budov,“ uvádí svůj příspěvěk Wilfried Jung.
Výpočet nemá oporu v přírodních zákonech
Dosavadní výsledky ukazují na velký rozpor mezi teorií, tj. výpočtovou energetickou spotřebou či účinností domu na jedné straně, a praxí, tzn. opravdu naměřenou spotřebou energie na straně druhé. Od počátku až do dnešní doby je kladen největší důraz na řešení s nízkými investicemi bez ohledu na to, jde-li o rekonstruované budovy nebo novostavby. Všechny sice vykazují výrazně nižší úroveň energetické spotřeby, ta se ale ve skutečnosti často děje jen na papíře.
Profesor Unterreiner píše: „Praktický výpočet energetické (s)potřeby domů nemá oporu v přírodních zákonech,” a to má vážné důsledky v nerealizovaném potenciálu tepelněizolačních možností staveb a zejména v tom, že se majitelé a nájemníci nedočkají očekávaných úspor energie.
To proto, že statická a fiktivní hodnota U (součinitel prostupu tepla) reprezentuje stav a podmínky, které nikdy neexistují. Je odečtena po umělém a dlouhém ustálení teplot bez vlivu větru a slunečního záření. V tomto režimu domy nikdy neslouží, přesto se U považuje za základ energetických výpočtů domu.
Praxe = velký nesmysl
Již více než tři desetiletí aktivně pracuji v oblasti tepelné ochrany budov, tepelných izolací a technických zařízení, která souvisejí s energetikou budov. S praktickými zkušenostmi, mimo jiné také z vlastních stavebních projektů, jsem narazil na obrovský nesmysl ve stavební fyzice (normální fyzika = použitelná).
Když se dnes zeptáte vyškoleného konzultanta v oblasti stavební energetiky, jak se celkový tok tepla vyjádří pomocí složek proudění, vedení a sálání, většinou nic neřekne, ve škole se to nedozvěděl. Toho využívá průmysl běžných izolací (MW a EPS s přibližně 96 % na trhu v Německu) a nabízí jen izolační služby související s málo významnou termodynamikou, tzn. ustáleným vedením tepla a bez ohledu na důležitou veličinu – tzn. teplotní vodivost (= λ/ρc v jednotkách m2/s).
A protože zkušební metody ignorují dynamické, tzn. nerovnovážné teplosměnné děje, ve kterých má až 90 % podíl sálavá složka sdílení tepla, jsou sálavé děje jednoduše ignorovány. A s nimi i reálná energetická účinnost domů, ekologie a udržitelnost.
S logikou je v rozporu i skutečnost, že i když ZAMG (Centrální institut pro meteorologii a geodynamiku, Vídeň) systematicky a hodinově měří globální záření, přímé sluneční záření, jakož i tepelné záření noční oblohy, stavebnictví tyto velmi silné energetické vlivy ještě nezaznamenalo, natož aby s nimi pracovalo.
Jedinou výjimkou jsou průhledná okna, u kterých se započítávají sluneční zisky v důsledku prostupu krátkovlnného, tj. viditelného světla. Avšak (hřejivý) vliv dlouhovlnné tepelné složky slunečního záření je ignorován a ještě víc pak (velmi chladivě účinkující ) záření noční oblohy, pod níž rychle klesají povrchové teploty obálky domu. Bez povšimnutí stavebních tepelných techniků.
Je zřejmým rozporem, že při fotovoltaických a solárních tepelných aplikacích se využívá záření pro velmi vydatnou výrobu elektřiny a tepla, ale obálky budov (vyjma oken) tuto energii ignorují, asi účelově.
Kontroverzní příspěvky průmyslu, negativní tiskové zprávy, soudní řízení a příliš nízká míra obnovy stávajících budov jsou výsledkem nynější praxe. V blízké budoucnosti a v zájmu dosažení ambiciózních cílů účinnosti by však evropský zákonodárce měl kromě výpočtů požadovat i měření spotřeby provozní energie budovy a zvýhodnit čistá a hospodárná řešení.
Základem pro výpočet požadavků jsou však dnes jen stacionární, tedy dostatečně nevypovídající laboratorní hodnoty měřené v ustáleném stavu podle EN 12667, které nelze přenést do přirozeného prostředí budov a nelze na jejich základě definovat skutečný potenciál úspor.
Tím, že vyloučíme vlhkost, pohyb vzduchu, akumulační hmotu, všude a vždy přítomné záření, případně když se budeme zajímat jen o teplo, ale nikoliv o teplotu, nedosáhneme na většinu úsporných cílů, které neustále skloňujeme.
Jako téměř absurdní musí vypadat praxe měření standardního, tzn. normového součinitele stacionární tepelné vodivosti λ, namísto dynamického měření celkového prostupu tepla tepelnou izolací, který zahrnuje proměnlivost teplot a hlavně účinky sálavých dějů a také vliv tepelné akumulace.
Tento nesmysl se obzvlášť silně projeví, když 32 mm tenká infračervená izolační látka LPT-17 musí absolvovat 168 hodin trvající test, kdy je vystavena konstantnímu rozdílu obou povrchových teplot a až posledních 24 hodin se odečítá (konstantní) tepelný tok, z něhož se počítá součinitel λ, tepelný odpor R a součinitel prostupu U. Výsledkem jsou z principu nesmyslné (a diskriminační) laboratorní hodnoty, mj. i proto, že v takových podmínkách tato izolace nikdy nepracuje.
Závěr
Článek Wilfrieda Junga se opírá o letitou praxi v terénu, nikoliv u psacího stolu nebo v laboratoři. Ukazuje na problémy, které jsou typické i v ČR. Je to systematické ignorování slunečního záření (se vzácnou výjimkou slunečních zisků okny, a to díky snaze sklářů) a neviditelných sálavých dějů v atmosféře, které dominantně působí na fasády, střechy a okna budov. Asi proto úřady nezveřejňují čísla o zlepšení energetické náročnosti budov za 15 let bombastické vládní snahy při „naplňování cílů” Kjótkého protokolu. Cíle se buď nedostavují, nebo by mohly být výrazně lepší, kdyby vláda a její pohůnci respektovali fyziku, tzn. skutečné vlivy, které působí na budovy.
