Píše sa rok 2022 a nedá sa inak, len konštatovať, že dnešný pohľad na kvalitu bývania a jeho energetickú náročnosť sa síce mení, ale nie k lepšiemu. Vznikajú nové a scestné kampane vo veciach globálneho otepľovania: zle zateplený dom vraj mrhá energiou, pri výrobe ktorej vzniká skleníkový plyn oxid uhličitý CO2, ktorý ešte viac otepľuje atmosféru a ohrozuje život na Zemi. A do toho všetkého ešte covid-19. Obe menované „agendy” sú dnes súčasťou spôsobu vládnutia a ich trvanie je asi v rozsahu „na večné časy”...
TÉMA I – Vnútorný vzduch
Prioritným a trvalým cieľom každého bývania, najmä v novostavbách, by mal byť čerstvý vnútorný vzduch, a to s obrovským náskokom pred ostatnými životnými potrebami (pitný režim, potrava, interiérová teplota čiže vykurovanie, prípadne chladenie).
Kvalita vnútorného vzduchu v bytoch a iných priestoroch, kde žijú ľudia, by z pohľadu oxidu uhličitého nemala prekročiť hranicu 700 ppm (parts per milion). Tento údaj hovorí, že v milióne molekúl vzduchu by nemalo byť viac ako 700 molekúl CO2; pri väčšom množstve môžu vznikať zdravotné problémy.
Vonkajší vzduch
Dodejme, že vonkajší vzduch obsahuje len asi 400 ppm CO2 čiže 400 molekúl CO2 v milióne molekúl vzduchu v zložení dusík N2, kyslík O2, vzácne plyny a oxid uhličitý CO2.
Poznámka: V literatúre a iných zdrojoch sa niekedy uvádza jednotka ppmv (objemový podiel, ktoré molekuly vybraného plynu – napr. CO2 – v danom priestoru zaujímajú). Číselne sú obidve jednotky totožné.
Vydychovaný vzduch
Ten obsahuje približne 40 000 ppm, čo je asi stonásobok v porovnaní s čerstvým vzduchom. Aj vydychovaný vzduch obsahuje pomerne dosť kyslíka, avšak na dýchanie človeka už nevyužiteľného.
Iným a vážnejším problémom vydychovaného vzduchu v miestnostiach je, že v dýchaní neprekáža: presnejšie povedané, v nových utesnených domoch, kde sa vydychovaný vzduch trvalo mieša s pôvodným, môže obsah CO2 vystúpiť až k 5000 ppm aj viac, čo už je úplne nevhodné prostredie pre dlhší pobyt, osemhodinový spánok nevynímajúc. Avšak tento fakt nič priamo nesignalizuje a nebezpečenstvo rozpozná iba vnímavá osoba.
Záver znie, že trvalý pobyt v nových utesnených domoch, len chvíľkovo prerušovaný, síce chráni pred stratami tepla, ale zakladá na vážne ochorenia z dôvodu dlhodobého nedostatku kyslíka.
Aké je riešenie?
Pravidelne dom alebo byt vetrať. Najlepšie s pomocou samočinnej techniky, ktorá stráži vydýchanosť vnútorného vzduchu (obsah CO2) a vetrá vtedy a tak, aby tento plyn neprevýšil hranicu 700 ppm. Moderné samočinné zariadenia sú dostupné s vetraním i rekuperáciou, kedy odchádzajúci vydýchaný teplý vzduch odovzdáva teplo prichádzajúcemu čerstvému vzduchu zvonku. Rôzne rekuperačné zariadenia majú rôznu účinnosť. V každom prípade sa ale postarajú o to, aby používatelia domu dýchali trvalo čerstvý alebo aspoň čistejší vzduch.
Ako vetrať? Vyskúšajte náš výpočet TU.
TÉMA II – Energia
Na energiu a síce v súvislosti s bývaním, sa zameriame v druhej časti tohto príspevku. Ide o to, aby sme v dome stabilizovali vnútornú teplotu na požadovanej zimnej a letnej úrovni pri čo najnižšej celoročnej spotrebe energie. A to sa podarí, len keď započítame všetky trvalé vonkajšie energetické zdroje, ktoré na dom pôsobia. Sú to
- vzduch,
- slnko a jeho priame aj rozptýlené žiarenie,
- žiarenie jasnej či zaťaženej oblohy,
- tepelné žiarenie zemského povrchu,
- priestorové tepelné žiarenie okolo budov.
Súčasná európska a s ňou aj slovenská tepelná technika budov pozná bohužiaľ len jeden vonkajší zdroj tepla či chladu, a tým je teplota vzduchu. Čiastočne potom pracuje s priamym slnečným žiarením, ktoré preniká okennými sklami do interiéru budov a ohrieva ho. Avšak ostatné energetické zdroje a ich vplyv na energetickú bilanciu budov prehliada. Toto zjednodušenie (výhradná práca len s teplotami vzduchu) síce umožní domy formálne kamsi zaradiť, ale bez hlbšieho významu. Cieľom je skutočná celoročná energia, ktorú dom spotrebuje pri návrhovej zimnej aj letnej interiérovej teplote.
Popis problému so vzduchom
Ide o to, že teplota vonkajšieho vzduchu (a striktne zobrané ani vnútorného vzduchu) nereprezentuje vierohodnú okrajovú teplotnú podmienku. Prečo? Povrchové teploty na fasáde a na vonkajších povrchoch okien by mali byť v zime len o niekoľko desatín stupňov Celzia vyššie, než je teplota vonkajšieho vzduchu. To diriguje norma (skrz vonkajší prestupový odpor 0,04 [m2K]/W), avšak v skutočnosti to tak nie je a v dobe bezkontaktných teplomerov jednoducho zaznamenáme pozoruhodné veci:
Priame slnko významne ohrieva v zime aj v lete fasádu domu aj vonkajšie povrchy okien, často až nad teplotu vnútorného vzduchu. Citeľne viac sa pritom ohrievajú tmavé povrchy a porovnaní so svetlými. To potom podstatne mení normu „predpísanú“ okrajovou podmienkou, čo je teplota vonkajšieho vzduchu.
Farba a vonkajšie tienenie
Ak chceme dom prispôsobiť podmienkam, s ktorými implicitne „pracuje” oficiálna stavebná tepelná technika, musíme všetky vonkajšie povrchy domu, vrátane strechy, realizovať v bielej farbe (s difúznou či priamou odrazivosťou tepelného žiarenia). Okná, ktoré cez zasklenie prepúšťajú do interiéru priame aj rozptýlené slnečné žiarenie, sú za jasných dní vysoko ziskové v celodennej bilancii; v noci by sme ich ale mali chrániť vonkajšou reflexnou roletou, ktorej povrch nevyžaruje tepelné žiarenie voči chladnej nočnej oblohe, takže chladne pomaly a len na úroveň teploty vzduchu.
Doplnenie
Silno reflexné a biele vonkajšie povrchy domu (fasády a predokenné rolety) chránia interiér či už pred ostrým a energiou nabitým slnečným žiarením, tak aj pred nočnými sálavými stratami tepla, ktorým je vonkajší povrch domu vystavený pod chladivou nočnou oblohou v sálavej teplote až –60 stupňov Celzia . Inými slovami: biele povrchy domu v lete chladia (odrážajú ostré slnečné žiarenie) a v zime hrejú (nesálajú teplo von do priestoru).
Záver
V článku ukazujeme, že teplovzdušný model tepelnej techniky budov, ktorý pracuje len s teplotami vnútorného a vonkajšieho vzduchu, dáva v lepšom prípade len nepresnú a v horšom až zavádzajúcu informáciu o prevádzkovej energetickej náročnosti budov. Iným výstupom tohto príspevku je potreba realizovať fasády so svetlými až difúzne reflexnými povrchmi stien, striech a vonkajších tieniacich predmetov.
