Energetická náročnost při rozúčtování tepla

Nejenom každý byt, ale i každá místnost v něm, mají svoji vlastní energetickou náročnost. Energetická náročnost vyjadřuje, kolik tepla daný prostor potřebuje pro dosažení projektované vnitřní teploty. Není na tom nic zvláštního, neboť jednotlivé místnosti se zkrátka v mnoha ohledech vzájemně liší.

Lidé mají rádi jednoduchá vysvětlení, snadno se chápou, dobře se pamatují. Proto má většina z nás zafixováno, že čím větší obvodová stěna, tím větší tepelná ztráta, a tím pádem větší energetická náročnost. Zní to logicky, ale realita je trošku složitější.

Energetická náročnost totiž není pouze o tepelných ztrátách, ale o celkové tepelné bilanci. A do té je třeba zahrnovat i tepelné zisky. Na ty se rádo zapomíná, anebo se jejich efekt výrazně podceňuje. Tedy alespoň, co se otopného období týče.

 

Význam tepelných zisků

Budete-li řešit úpravu vnitřního klimatu v letních měsících, nevyhnete se výpočtu tepelné zátěže. A tehdy si bezpochyby uvědomíte, jakým mocným zdrojem energie je sluneční záření. V tomto období jsou venkovní teploty často vyšší než teploty interiéru, a proto se směr tepelného toku při prostupu tepla obvodovými konstrukcemi obrací a teplo pak nemíří z vnitřku ven, ale naopak z vnějšku dovnitř. Vzhledem k tomu, že teplota vzduchu v okolí osluněných stěn či střechy může snadno dosahovat až 70 °C, máme co dělat s tepelnou zátěží, jež je v tu chvíli srovnatelná s výkonem radiátoru během otopné sezóny.

V zimě je síla Slunce pochopitelně menší, ale to neznamená, že se jeho vliv na sedm měsíců v roce ruší. V průběhu mrazivého průměrně slunečného dne se může teplota vrstvy vzduchu v okolí osluněné fasády lišit ve srovnání s aktuální venkovní teplotou i o několik stupňů Celsia. A jestliže je menší rozdíl teplot na vnitřní a vnější straně obvodové stěny, bude menší i prostup tepla ven. Z pohledu vytápění je to pozitivní efekt, proto se jedná o zisk. Z uvedeného je zřejmé, že tepelné zisky musí významně ovlivňovat energetickou náročnost jednotlivých prostor objektu.

 

Vliv barvy povrchu

Všichni to známe z každodenního života. Necháme-li delší dobu ležet na sluníčku různé předměty, čím bude jejich povrch tmavší, tím více se zahřejí. Jak je uvedeno v učebnicích fyziky, struktura povrchu určuje, zda je dopadající záření materiálem absorbováno, či nikoliv. A když mluvíme o záření, máme na mysli viditelnou část spektra včetně infračervené. Zahřívání povrchu je výsledkem společného působení obou těchto složek. Na následujícím videu je jednoduchý školní pokus, který dokumentuje vliv barevnosti povrchu na míru, s jakou je dopadající záření pohlcováno.

 

 

Úplně stejné je to s obvodovými konstrukcemi domu – fasádami a střešním pláštěm. Během dne absorbují sluneční záření, a to má vliv na jejich povrchovou teplotu. Čím tmavší barva, tím výraznější efekt sekundárního ohřevu vrstvy vzduchu, jež je s danou plochou v kontaktu. A dál už je to stejné jako v předchozím případě.

 

Vliv zastínění

Solární záření je tvořeno dvěma základními složkami – přímým a difúzním zářením. Znakem druhého z nich je, že díky svému rozptýlení v atmosféře přichází prakticky ze všech stran, a proto působí i na zastíněné plochy. Naproti tomu přímé záření představuje svazek slunečních paprsků, který zahřívá výhradně místo svého dopadu, tedy osluněné plochy.

Když si pustíte video Sluneční svit, na této stránce vpravo nahoře, uvidíte, jak se během jediného dne mění podíl osluněných a zastíněných ploch na fasádách domu. A každý další den je to vždy o trošku jinak, protože dráha Slunce po obloze není stálá, ale odvíjí se od roční doby.

O tom, jaký má sluneční záření efekt, svědčí termosnímek pořízený při dokumentaci objektů univerzitního kampusu v Sheffieldu. Větší plochu fasády zahřívají dopadající sluneční paprsky a projevuje se to viditelným nárůstem úrovně povrchové teploty. Menší část, zastíněná sousední budovou, vykazuje hodnoty výrazně nižší. A rozepisovat se detailně, jaký to opět bude mít efekt, by už bylo jenom nošením dříví do lesa.

 

sluneční záření a povrchová teplota stěny

Obrázek převzat z webu sheffieldské univerzity

 

Reálná energetická náročnost

Pokud se chceme dobrat správné energetické náročnosti jednotlivých místností v domě a na jejím základě správně určit hodnoty polohových koeficientů, nelze používat odhadnuté prefabrikované korekce. Nestačí ani vypočítat prosté tepelné ztráty, je bezpodmínečně nutné uvažovat s celkovou tepelnou bilancí v průběhu otopné sezóny. Při výpočtu tepelných ztrát je nutné počítat s vlivem solárního záření na teplotu vzduchu v okolí jednotlivých fasád. A musíme brát v potaz i provedení vnějšího povrchu a jeho zastínění okolními objekty, vegetací nebo terénem.

Kapitolou samou o sobě jsou tepelné zisky vznikající při prostupu záření prosklenými částmi obvodového pláště objektu. O těch zas někdy příště.