Ľahké a ťažké konštrukcie
Medzi ľahké konštrukcie radíme tie s plošnou hmotnosťou nižšou než 100 kg/m2. V súčasnosti sa jedná hlavne o systémy drevostavieb (avšak paradoxne s malým podielom drevených prvkov), ale tiež panelové a iné doskové systémy na báze plastov, ľahkých kovov, zvyčajne zostavené tzv. suchou výstavbou. K ťažkým konštrukciám patria železobetónové, z tehál (až na tie dutinové), kameňa, vápennopieskových blokov, či dutinové tvarovky vylievané betónom. Je možné sem zaradiť aj stavby z masívneho dreva, ktorých je však pomenej. Výhodou masívnych materiálov je, že dokážu výrazne vylepšiť vzduchotesnosť objektu a hlavne stabilitu vnútornej teploty. Výborne akumulujú tzv. tehlové teplo v zime a v lete naopak chlad (obidvoje pasívne – bez použitia technologických zariadení). A to aj v prípade jednovrstvej konštrukcie. Túto ich schopnosť je možné ešte navýšiť aplikáciou vhodného izolačného materiálu (najčastejšie ľahkej tepelnej izolácie EPS alebo MW) na vonkajšiu stranu múra. Ťažké stavebné konštrukcie pritom nie sú dnes už výnimkou v podkrovných priestoroch.
Kalkulácia akumulačnej spôsobilosti
K hodnoteniu miery tepelnej akumulácie konkrétneho materiálu je využívaná veličina UTA – ukazovateľ tepelnej akumulácie (v hodinách). My častejšie používame veličinu relaxačná doba τ0, ktorá popisuje akumulačnú schopnosť aj viacvrstvej konštrukcie, napr. tehlového obvodového múra s vonkajšou ľahkou tepelnou izoláciou. Je odvodený z hodnôt súčiniteľa tepelnej vodivosti λ, merného tepla a hustoty všetkých vrstiev steny. Čím väčšia je hodnota UTA resp. tep. relaxačnej doby τ0, tým viac tepla je materiál schopný poňať. Touto schopnosťou disponujú materiály vo veľkej objemovej hmotnosti (hustote). Súvisí s tým tiež teplotná vodivosť materiálu a, ktorá vyjadruje jeho schopnosť vyrovnávať rozdielne teploty pri neustálom vedení tepla. Pre najlepšiu akumuláciu je vhodné vyberať taký materiál, ktorý disponuje vysokou hodnotou tepelnej absorpcie pri nízkej hodnote teplotnej vodivosti. Tak sa konštrukcia pomalšie ohreje a pomaly chladne. Inou veličinou, ktorá ovplyvňuje akumuláciu a má vplyv na vnútornú teplotnú stabilitu, je tepelná kapacita. Jedná sa o množstvo tepla, ktoré stena pohltí či vydá pri ohriatí (alebo ochladení) o jeden °C.
Zdroje tepla
Stavebné obvodové konštrukcie sú ohrievané či už zvonku Slnkom a v menšej miere teplým vonkajším vzduchom, tak aj z interiéru a to prevažne priestorovým sálaním, sálavými tepelnými zdrojmi (napríklad plošným vykurovaním umiestneným v podlahách či stropoch, sálavými kachľami a kozubmi apod.) a takisto aj vnútorným vzduchom. Časť tepla, nech už pochádza odkiaľkoľvek, je akumulovaná v konštrukčných materiáloch. Výsledné akumulované množstvo závisí na spomínanej hodnote tepelnej absorpcie a intenzite prechodu tepla do konštrukcie pri žiarení (sálaní), prúdení a vedení. Pasívnou akumuláciou budov je možné zabezpečiť až 15% úsporu tepla oproti iným budovám. Akumulácia tepla v obvodových stavebných konštrukciách pomáha vyrovnávať prestávky medzi vykurovacími intervalmi, napríklad v noci, ale tiež pri výrazných poklesoch vonkajších teplôt, po intenzívnom vetraní, keď vykurovacia sústava nestihne na tieto reagovať dostatočne rýchlo.
Akumulácia a zateplenie
Okrem akumulácie tepla je potrebné brať ohľad tiež na tepelno-izolačnú schopnosť plášťa domu. Z toho dôvodu sú pridávané najčastejšie vonkajšie kontaktné zatepľovacie systémy. Môžu prekryť systémové vady konštrukcie vrátane tepelných mostov, predovšetkým ale udržiavajú vnútorné ťažké nosné murivo na vyššej teplote. To zvýši tepelno-akumulačný potenciál obvodového muriva a výsledkom je stabilná teplota v interiéri. Samotné murivo podstatne viac zužitkuje svoj akumulačný potenciál (viac o tepelných izoláciách zhŕňame v článku Tepelná izolácia, prehľad, materiály a spôsoby použitia.
Naopak vnútornému zatepleniu sa stavitelia skôr vyhýbajú, pretože eliminuje tepelnú akumuláciu obvodových múrov domu. Interiér chladne podstatne rýchlejšie než v prípade aplikácie vonkajšieho zateplenia. Existujú však výnimky, napríklad rekreačné objekty, kedy sa zvyčajne vynára potreba objekt rýchlo vyhriať, zatiaľ čo doba vychladnutia nehrá roľu. V takýchto prípadoch je niekedy uprednostňovaná vnútorná izolácia.
Surové masívne murivo
Okrem variabilných možností zateplenia ponúka však trh aj stavebné materiály, ktoré aj bez neho spĺňajú požadovanú hodnotu súčiniteľa prechodu tepla U (vo W/(m2•K)) určenú aj pre pasívne domy. Jedná sa o masívne materiály, ktoré na rozdiel od ľahkých moderných konštrukcií zabraňujú prehrievaniu domu v lete a umožňujú udržanie tepla v zime (okrem toho tiež spĺňajú akusticko-izolačné požiadavky a šetria priestor). Ukladajú vo svojom vnútri tepelnú energiu a tú následne po dlhú dobu odovzdávajú späť do miestnosti. Napríklad v lete tak výrazne šetria náklady na energiu inak vynakladanú k pohonu chladiaceho zariadenia. Najčastejšie je pre jednovrstvé konštrukcie využívaná tehla vybavené len vnútornou a vonkajšou omietkou. Doba poklesu teploty v prípade vypnutia vykurovacieho systému je v prípade tehlového muriva dvoj až trojnásobná oproti stavbám z ľahkej konštrukcie. Jej výhodou je (v porovnaní so zatepleným plášťom domu) slabá náchylnosť k opotrebeniu. Nedržia sa na nej produkty biologickej degradácie akými sú riasy, plesne a je odolná aj voči mechanickému znehodnoteniu.
Letná akumulácia
Nie je však reč len o zimnej akumulácii, teda o vykurovacej sezóne, kedy si majiteľ logicky praje ušetriť čo najviac pri súbežnej stabilnej a príjemnej vnútornej teplote. Jedná sa tiež o letné obdobie, kedy Slnko významne rozpaľuje či už strešnú krytinu, tak fasády domov. Aj v lete je preto akumulácia murovacieho materiálu podstatná. Pokiaľ sú takto rozpálené povrchy tvorené masívnymi akumulačnými materiálmi, je aj v obdobiach najväčšieho slnečného žiarenia vo vnútri zachovaná príjemná teplota. Hmota, z ktorej je murivo tvorené, totiž utlmí rýchlosť teplotnej vlny, teda prenikanie tepla do interiéru. Rolu hrá aj sálanie chladnej nočnej oblohy, ktorá po zotmení vonkajšie povrchy ochladzuje a tlmí tak účinok tepla akumulovaného počas dňa. Pri správnom výbere murovacieho materiálu je tak dosiahnutá stabilná teplota vo vnútri domu či už v noci, tak aj cez deň. A nezabúdajme tiež na strechy, ktoré sa podieľajú na tepelných stratách v zime a nežiaducich ziskoch v lete až 50 %. Uplatnenie masívneho muriva v kombinácií s masívnou strechou by mala byť samozrejmosť. Výsledkom je úspora či už v zime pri kúrení, tak v lete, kedy sa vyhneme montáži chladiacich zariadení.
Tienenie
Je potrebné myslieť aj na otvorové výplne objektu. Tie môžu, hlavne v lete, významne znepríjemniť pobyt človeka v interiéri. Slnečné žiarenie vstupuje priamo dovnútra a zároveň ohrieva zasklenie aj rámy okien. Vzniká tak skleníkový efekt. Tomu môžeme predchádzať tieniacimi prvkami. Je však rozdiel medzi interiérovými a exteriérovými. Efektívne pracuje iba vonkajšie tienenie, ideálne reflexného zafarbenia (strieborná či biela farba). Tieto farby účinne odrážajú slnečné žiarenie a pokiaľ sú žalúzie počas slnečných letných dní zatiahnuté (tj. tienenie), výborne nahradia chladiacu techniku. Je potrebné podotknúť, že exteriérové žalúzie či rolety sú tiež skvelým izolantom počas zimy. Spustené totiž navyšujú počet izolačných vrstiev a spoločne so vzduchovou medzerou, ktorá je vytvorená medzi nimi a oknom, ešte vylepšujú termo-izolačné parametre objektu. Biele či reflexné strieborné povrchy sú efektívne tiež v prípade fasád domov a striech.
Záver
Špeciálne u pasívnych domoch je samozrejme potrebné tiež overiť, či nami vybraný murovací materiál spĺňa aj ostatné dôležité parametre ako tepelno-izolačnú funkciu, akustickú ochranu pred nadmernou vlhkosťou, faktor difúzneho odporu, dostatočnú pevnosť v tlaku, požiarnu odolnosť, rezistenciu proti starnutiu, výšku vplyvu na životné prostredie a zdravotnú nezávadnosť. Výváženosť tepelno-akumulačných vlastností konštrukcie s jej tepelno-izolačnými parametrami však každopádne prispieva k udržaniu zdravej vnútornej klímy budovy. Akumulačné materiály bránia v lete prehrievaniu stavby, v zime vnútorné povrchy naopak sálajú teplo a klíma vo vnútri je podstatne menej náchylná k vetraniu či prevádzkovým výpadkom vykurovacích zariadení. Pokiaľ sú ťažké materiály s dobrou tepelnou zotrvačnosťou použité či už na obvodové múry, tak na streche a sú vhodne doplnené aj tieniacimi prvkami na oknách, prípadne riadeným vetracím systémom, úspech je istý.
Čítajte tiež:
Tepelná izolácia - prehľad, materiály a spôsoby použitia
