Ak staviame napríklad pasívny dom, ktorého obvodová stena má tepelný odpor R = 9 m2K/W, musíte pracovať so súčiniteľom prechodu tepla U. A ten je, ako je známe, prevrátenou hodnotou tepelného odporu steny, povýšeného o takzvané súčinitele prechodu tepla rI = 0,13 m2K/W na vnútornej „teplej“ strane obvodovej steny a rE = 0,04 m2K/W na jej vonkajšej strane. Platí U = 1/(0,13+R+0,04).
Ak zájdeme trochu do histórie zistíme, že ešte pred 20 rokmi pracovali stavitelia len s tepelným odporom R obvodovej steny a vystačili si. Dnešný súčiniteľ U by sa vtedy rovnal prevrátenej hodnote tepelného odporu, teda U = 1/R a bol by – vďaka ochudobneniu o odpory rE a rI - o zanedbateľných pár percent menší než dnes.
Viacvrstvová vzduchová štruktúra
Tieto normové prechodové odpory zásadne menia pohľad na tepelnú izoláciu vzduchovej medzery. Predstavme si medzeru v hrúbke bežnej „pasívnej“ izolácie 0,4 metrov. Jej tepelný odpor bude mizivý vďaka výdatnej sálavej zložke prechodu tepla, ktorá tu tvorí až 99 percent. Zvyšok pripadá na vedenie a prúdenie tepla. Odpor ale nebude nikdy nulový, pretože obe hranice medzery realizujú podľa normy „vnútorný“ prechodový tepelný odpor 0,13 m2K/W, celkom potom 0,26 m2K/W.
Keď do tejto medzery rovnomerne umiestnime 9 tenkých fólií, vznikne 10 medzier, každá v hrúbke 4 centimetre. To predstavuje 20 povrchov s prechodovým odporom; výsledok je tepelný odpor 2,6 m2K/W. Efektívny súčiniteľ tepelnej vodivosti tohto súvrstvia, vyjadrený ako podiel hrúbky a tepelného odporu, je λ = 0,1538 W/(m2K).
Lambda = 0,006 W/(mK) ako priamy dôsledok normy
Čitateľ vidí, že potrebnú lambdu ľahko získame rozdelením vzduchovej medzery do „potrebnej“ série tenkých medzier, ohraničených fóliami. Každá medzera má dva „prechody“ a "normový" tepelný odpor 0,26 m2K/W, to znamená 0,13 m2K/W na každej z oboch hraníc.
Príklad: keď do vzduchovej medzery v hrúbke 300 mm vložíme 199 fólií, tepelný tok v medzere absolvuje 400 prechodov, čo predstavuje tepelný odpor R = 400•0,13 = 52 m2K/W a efektívny súčiniteľ tepelnej vodivosti λ = 0,0058 W/(mK). Efektívny preto, že je reč o nerovnorodej štruktúre, zatiaľ, čo „pravá“ λ je lokálna (bodová) vlastnosť materiálu.
Normový konflikt?
Stavebná tepelná norma predstiera, že pracuje v súlade s vedeckou metódou poznania. Nie je to tak. Hodnotu λ = 0,0058 W/(mK) nie je možné niekde súčasne predpovedať, zatiaľ, čo inde odmietať. Ďalším problémom je nespôsobilosť normy rozlišovať teplozmenné deje, hlavne výdatnú sálavú zložku od vedenia a prúdenia tepla. To ukazuje Tab. 1.
V Tab. 1 boli použité vlastnosti vzduchovej medzery podľa normy STN EN ISO 6946, ku ktorým bola redakčne dopočítaná veľkosť zložky prechodu tepla v rámci celého mixu sálania – prúdenie – vedenie. U vzduchových medzier reálnych hrúbok je podiel sálania nad 90 %! To ale norma zamlčuje; čitateľ si musí veľkosť sálavej zložky, ktorá má presnú definíciu, sám spočítať a odpočítať od normového údaju.
Vecné poznámky
1) Sálanie, to znamená jeho energetická hustota a teplovýmenná intenzita, je len funkciou teploty. Pozemské či iné telesá sú „len" stabilizátorom teploty vo vnútri nich; telesá ako také nič nesálajú, sála len priestor, ktorý telesá zaujímajú a ktorého teplotu ovplyvňujú.
2) Vďaka skleníkovej atmosfére dochádza k významnému zdieľaniu tepla medzi priestorovým tepelným žiarením a vzduchom, ktorý je tu v úlohe „riedkeho telesa". S dobrou presnosťou možno povedať, že teplota vzduchu sa rovná teplote priestorového sálania.
3) Priestorové tepelné žiarenie v blízkosti zemského povrchu, tzn. jeho teplota, je ovplyvnená teplotou vzduchu, teplotou oblačnosti, teplotou jasnej oblohy, teplotou zemských povrchov a za jasného dňa aj slnečným žiarením.
4) Pri jasnom počasí dochádza k priamemu ohrevu povrchov domu slnečným žiarením v intenzite až 1100 W/m3. To je mnohonásobne väčší impakt, než „dáva“ sálavé zdieľanie tepla medzi vzduchom a budovou. Bez tieniacej techniky a premysleného farebného riešenia stien a strechy domu dochádza k prehrievaniu interiéru.
Záver
Prosíme čitateľov, aby tento text brali odľahčene. Technická norma vždy reprezentuje nanajvýš len stav poznania k dátumu, kedy bola spísaná. Poznávanie vecí, ktorých sa norma týka, tým rozhodne nekončí. Dnešné počítanie potreby tepla na základe vnútornej a vonkajšej teploty vzduchu rozmazáva a niekedy až míňa skutočnú podstatu vecí. Energetiku stavieb opisuje nesprávne, pretože nevidí slnkom rozpálené vonkajšie povrchy domov až k 80 ° C, ktoré vyvolávajú letné prehrievanie interiéru. V zime sú problémy s normou menej nápadné. Mohli by sa ale prihlásiť v podmienkach zím zo 70. rokov minulého storočia s vonkajšou teplotou vzduchu pod -20 ° C aj v nížinách. Navyše dnešná relatívne čistá atmosféra by súčasnú slepotu normy ešte podčiarkla.
Iným „výsledkom" súčiniteľa U bolo ešte nedávne pevné odmietanie tieniacej techniky. To snáď už pominulo, ale slovenské staviteľstvo sa z neho dodnes úplne neprebralo.
Súvisiace články:
