Ak urobíme krátku exkurziu do minulosti, tak predchádzajúce ťažké stavby s obvodovými múrmi hrubými viac ako 1 m by sme dnes ľahko postavili s obvodovým múrom len cca 1 dm, aby obidve riešenia rovnako izolovali teplo. V praxi sa ale s veľmi tenkými obvodovými stenami nestretávame.
Jeden z ústredných dôvodov je, že dom s nimi síce izoluje teplo, ale neudrží teplotu. Ak sa rozhodujeme stavať, potom je možné na základe historickej skúsenosti len odporučiť, aby sme nezabudli aj na dostatočnú tepelnú akumuláciu domu. Platí to samozrejme aj o tepelnej izolácii, ale tú za nás rieši zákon, ktorý stanoví najhoršie medzné hodnoty súčiniteľov prestupu tepla obvodovými konštrukciami domu.
Tepelná izolácia a tepelná akumulácia
Veľa ľudí nedoceňuje význam tepelnej akumulácie. Týka sa to bohužiaľ aj niektorých osôb, ktorým chýba odbornosť. Domnievajú sa, že tepelnú akumuláciu je možné nahradiť tepelnou izoláciou. Laický investor by mal preto osloviť viacero odborníkov, aby získal širší pohľad na túto problematiku. My si ďalej ukážeme, že ťažká hmota v obvodových aj vnútorných konštrukciách má výrazný vplyv na teplotnú stabilitu domu.
Ľahká a ťažká stavba – špecifikácia
V nasledujúcej časti porovnáme dva geometricky totožné domy. Prvý je ťažký dom z tehlových materiálov HELUZ, ktorého základom je tehla HELUZ Family 2in1 hrúbky 500 mm, ďalej betónová podlaha s tepelnou izoláciou z EPS 25 cm a takisto keramický strop Miako 230 mm s nadbetónávkou a tepelnou izoláciou z minerálnej vaty (MW) hrúbky 30 cm.
Obidva domy, ťažký a ľahký, majú porovnateľné súčiniteľe prestupu tepla obvodových konštrukcií (napr. strechy obidvoch domov majú rovnaký súčiniteľ prestupu tepla). Ľahkému domu, ktorý sme pre účely porovnania vybrali, sa niekedy hovorí drevostavba. Je potrebné si ale uvedomiť, že tento dom obsahuje pomerne málo dreva. Drevo má obrovskú tepelnú kapacitu, jeho merná tepelná kapacita je na úrovni 2 510 J/(kg.K). Stavba z masívneho dreva tak z pohľadu tepelnej akumulácie bola „veľmi ťažká”.
Základné výsledky
Aby mali naše porovnania reálny základ, „zasadili” sme obidva domy do skutočného prostredia referenčného klimatického roku 2016 v lokalite Kluky, mesto Hradec Králové.
Na obr. 1 vidíme teplotný priebeh vnútornej teploty u ťažkého domu HELUZ v podmienkach, kedy bola na konci apríla 2016 vypnutá vykurovacia sústava a dom tak začal reagovať len na vonkajšie teploty. Teploty v pomerne chladnom máji začali klesať až do 19. mája.
Na najteplejší deň roku 2016, tzn. 19. jún, kedy o 16. 00 hod vystúpila vonkajšia teplota na 35,2 °C, zareagoval vnútrajšok domu až 23. júna o 20 hodine vnútorným teplotným maximom 18,1 °C. Z toho je možné odpozorovať reálne fázové oneskorenie teplotnej odozvy na vnútornej strane cca 100 hodín.
Čitateľ si určite všimne, že vnútorné teploty sú pozoruhodne nízke. To spôsobuje nízka teplota zeme pod domom, ktorá je 8 °C a tiež fakt, že model počíta iba s teplotou vzduchu (zeme) a nezohľadňuje ohrievanie konštrukcií slnečným žiarením. Celkovo teda pôsobila chladivo.
Porovnanie ľahkej a ťažkej stavby
Na obr. 2 je znázornené chladnutie obidvoch typov domov po vypnutí vykurovania. K tomu môže dôjsť napr. v dôsledku havárie vykurovacej sústavy, týždennej dovolenke mimo domov (s odstávkou vykurovania) apod.
Ľahká stavba chladne v 1. februárový týždeň referenčného klimatického roku znateľne rýchlejšie než ťažká. Už druhý deň po odstávke vykurovania – krátko po poludní – spadne vnútorná teplota pod 13 °C a v polovici týždňa potom jej chladnutie brzdí podlaha, ktorá začína ľahký dom ohrievať.
Ťažká stavba z tehál HELUZ Family 2in1 chladne oveľa pomalšie. Až piaty deň pred poludním klesne jej vnútorná teplota pod 13 °C a do konca týždňa neklesne pod 10 °C. Na obr. 3 je zobrazený detail chladnutia obidvoch stavieb z obr. 2 v priebehu prvého dňa.
Prehrievanie v zime
Z pohľadu tepelnej akumulácie je zaujímavý tiež príklad zimného dňa, kedy je v poobedňajších hodinách, medzi 15.00 a 22.00, zapálený krb s výkonom 4 kW. Interiér ťažkej stavby sa za 7 hodín jeho prevádzky zahreje z 20 °C na 21,8 °C; interiér ľahkej stavby až na 24,8 °C. V obidvoch prípadoch samozrejme so zapálením krbu dôjde k vypnutiu centrálneho vykurovania. Priebeh teplôt ukazuje posledný graf obr. 4.
Záver
Vnútorné teploty obidvoch domov boli počítané metódou stacionárneho chladnutia (ohrevu), kedy sa predpokladá, že teplotný priebeh v konštrukciách zodpovedá v každom okamžiku ustálenému stavu. Je zrejmé, že ťažká stavba v uvedených príkladoch chladla významne pomalšie, než stavba ľahká.
V ďalších pokračovaniach sa budeme zaoberať letnými podmienkami a tiež vplyvom globálneho žiarenia na interiérové teploty. Jedná sa o žiarenie, ktoré je podrobne vyčíslené v referenčnom klimatickom roku, ale stavebná fyzika s ním nepracuje. Pritom jeho intenzita mnohonásobne prevyšuje prestupy tepla oknami a okrem vyšších vnútorných teplôt, ako ukazuje graf na obr. 1, má „na svedomí” aj letné prehrievanie interiérov.
Fotogaléria
