Dom a slnkoo

Podstatou solárneho konceptu domu je pasívne využívanie slnečnej energie - teda vyhrievanie obytných miestností priamym slnečným žiarením. Nízkoenergetický dom (NED) pri zohľadnení poznatkov tepelného správania sa materiálov, nimi ohraničených priestorov a miestnej klímy využívajú vo zvýšenej miere zisky zo slnečnej energie.Vďaka tomu ich spotreba energie na vykurovanie je o 10 až 20 % nižšia ako pri štandardných budovách.

artur_slnko1.gif

1) Orientácia

NED sa hmotovo i prevádzkovo otvárajú k juhu.Väčšia plocha domu je na dlhšej južnej fasáde, ku ktorej sú priradené obytné miestnosti. Pri orientácií NED je nutné zohľadniť miestne podmienky, ako sú svahovitosť terénu a jeho orientácia. Nesmieme zabudnúť na dostatočný odstup budovy od okolitých tieniacich prekážok, aby sa nízke zimné slnko dostalo na južnú fasádu. Typickými znakmi solárneho domu sú veľké presklenia na dlhšej južnej fasáde a malé okenné otvory na severnej strane, poskytujúce iba nutné osvetlenie vnútorných priestorov. Okná orientované na západ a východ prinášajú v zime málo energie a v lete sú spôsobujú prehrievanie miestností.

2)Vytváranie teplotných zón

Pri výstavbe NED sa solárny koncept zónovania priestorov používa hlavne z dôvodu orientácie obytných miestností na slnečnú stranu, čo má energetické aj psychologicko-pohodové výhody. Všeobecne sa miestnosti v solárnom dome orientujú v závislosti od ich náročnosti na teplo.

  • Severná (nárazníková) zóna - ležia v nej vedľajšie priestory s menšou frekvenciou využívania, ako napr. kúpelňa, záchod, odkladacie a technické priestory, garáže, chodby a schodiská, kde stačia aj malé okná
  • Jadrová (obytná) zóna - tvoria ju často používané miestnosti. Bývajú umiestnené na slnečnej strane domu a ich veľkoplošné zasklenia umožňujú dostatočné prehrievanie domu v chladnom období roka
  • Južná (akumulačná) zóna - vytvára ju zimná záhrada pričlenená k obytnej (strednej) zóne

3.) Akumulácia tepla

Akumulácia tepla - teda zhromažďovanie energie vzniká pri dopadaní slnečných lúčov na ožiarené teleso z masívneho materiálu. Krátkovlnné žiarenie zo slnka sa tak mení na dlhovlnné, ktoré sa po určitom časovom posune vyžarovaním opäť odovzdáva do okolia. Akumulačné hmoty sa využívajú predovšetkým pre tepelný príspevok v čase jeho deficitu, teda najmä v noci, počas zimného a prechodného obdobia. Vyvážený pomer tepelno-akumulačných schopností budovy a veľmi dobrých tepelnoizolačných para- metrov jej obvodového plášťa zároveň výrazne prispieva k vytvoreniu optimálnej vnútornej klímy. Akumulačná schopnosť budovy môže najmä v spojení s pasívnym využitím slnečnej energie znížiť nároky na vykurovanie a chladenie. Vyvážený pomer tepelno-akumulačných hmôt a veľmi dobrých tepelnoizolačných vlastnností jej obvodového plášťa zároveň výrazne prispieva k vytvoreniu optimálnej vnútornej klímy. Konštrukcie steny, podlahy a stropu by mali byť vyhotovené z materiálov s vysokou hustotou a špecifickou tepelnou kapacitou ako betón, tehla, kameň a pod., aby mohli slúžiť ako akumulačné hmoty.

artur_slnko2.gif

Typy akumulácie podľa spôsobu uskladnenia energie

  • Primárna akumulácia - Slnečné žiarenie dopadá cez okná alebo zimné záhrady na povrch stien a podláh, tie sa postupne zohrievajú a následne túto energiu vyžarujú do miestnosti v podobe tepla. Primárna akumulácia je približne štyrikrát účinnejšia ako sekundárna akumulácia.
  • Sekundárna akumulácia - Táto metóda je trochu náročnejšia a vyžaduje aj istú technológiu. Najčastejšie sa deje zohrievanie média (voda alebo vzduch) v slnečných kolektoroch. Z nich sa ohriate médium odvádza do záobníkov, kde sa získané teplo uskladní. Nahromadená tepelná energia sa v čase potreby dopravuje na miesto využitia ( t.j. do spotrebičov teplej vody alebo do vykurovacích telies)

artur_slnko3.jpg

 
4) Pasívne solárne prvky

  • Sú konštrukcie využívajúce teplo slnka, v ktorých energetický transport medzi kolektorom, zásobníkom a samotným spotrebiteľom tepla je bez použitia ďalšej mechanickej energie. S ich použitím treba počítať už pri samotnom navrhovaní budovy.
  • Sú dané orientáciou budovy.
  • Sú závislé od koncepcie domu, pôdorysu (zónovanie), orientácie budovy, tepelnej izolácie a konštrukcie (akumulačná hmota)
  • Ponúkajú popri získavaní tepla ďalšie pobytové priestory (zimná záhrada) a lepšiu akustickú ochranu. 

artur_slnko4.gif

Okná - sú najdôležitejším prvkom na ohrievanie domu solárnou energiou. Optimálna veľkosť okien závisí od akumulačných schopností celého systému. Celková plocha okien by nemala presiahnuť 25 % plochy vonkajších stien a zároveň by nemala prekročiť štvrtinu príslušnej podlahovej plochy.Väčšie okná majú zmysel iba v kom- binácií so zásobníkmi, ktoré sa tým nabíjajú prebytočným teplom. Osobitnú pozornosť z tepelnotechnického hľadiska si vyžadujú okná osadené do strešnej roviny (vikiere a strešné okná).

Zimné záhrady - prínos zimnej záhrady k tepelným ziskom NED závisí od spôsobu jej budúcej prevádzky. V prípade snahy o vytvorenie celoročnej príjemnej klímy je nutné v skleníku vykurovať resp. značnú časť tepla odvetrať preč, čím sa jeho energetická bilancia stáva viac-menej neutrálnou. Dobrý nevykurovaný slnečný kolektor vo forme zimnej záhrady je obývateľný,ale počas 40 % denných hodín v roku. Zimná záhrada sa umiestňuje väčšinou na východnú alebo západnú stranu fasády, čím južná fasáda ostane voľná pre okná a zároveň miestnosti na severe, východe a západe môžu byť zásobované teplým vzduchom zo zimnej záhrady.

Zvláštnymi zariadeniam na pasívne získavanie tepla je Trombého stena a transparentné izolácie.


5.) Ochrana pred prehriatím vnútorných priestorov

Prvoradým cieľom letnej tepelnej ochrany je zabránenie vnútornému prehriatiu priestorov. Stavebno-konštrukčné prostriedky na ochranu domu pred prehriatím zabezpečujú prijemné vnútorné prostredie hlavne v letnom období. Správnym a dostatočne účinnými opatreniami sa zároveň vylúči potreba inštalácie klimatizácie.

Ako zabrániť prehrievaniu domu v letnom období:

  • Ochrana presklených plôch pred slnečným žiarením - vonkajšie žalúzie, okenice, rolety, dostatočný presah strechy hlavne nad južnou fasádou, účinná tepelná izolácia strešných rovín a prirodzené tienidlá budovy ako listnaté stromy alebo treláže s popínavým zeleným porastom
  • Odvádzanie tepla naakumulovaného v konštrukciách - priečne prirodzené alebo mechanické vetranie miestností najmä v noci
  • Obmedzenie produkcie odpadového tepla - prevádzkovaním čo najmenšieho množstva spotrebičov

artur_slnko5.jpg

Energeticky pasívny dom 

Čo je energeticky pasívny dom

Energetický pasívny dom zvyšuje kvalitu obytného prostredia pri minimalizácii spotreby energie. Vďaka teplým povrchom stien a okien a neustálemu prívodu čerstvého vzduchu máte v dome veľmi príjemný pocit  a  minimálne náklady na prevádzku.

artur_pasivnydom.jpg

Výnimočnosť takéhoto domu tkvie v detailoch

  • trojité zasklenie s dobre izolovanými rámami
  • výborná tepelná izolácia
  • minimalizácia tepelných mostov v konštrukciách
  • vzduchotesnosť budovy
  • kontrolované vetranie so spätným získavaním tepla 

Budova pre budúcnosť:

Energeticky pasívny dom sa navonok nijako nelíši od bežných domov. Je zdokonalením nízkoenergetického domu. V záujme vysokej kvality obytného prostredia kladie vyššie nároky nielen na projekčnú prípravu -- najmä starostlivé vypracovanie konštrukčných detailov s minimalizáciou tepelných mostov a netesností, ale aj na dôslednú odbornú realizáciu bez akýchkoľvek odchýlok od projektovej dokumentácie.  

Pretože sa  teplo potrebné na vykurovanie v takomto dome získava pasívne (zo slnečného žiarenia dopadajúceho cez okná, z tepla vyžarovaného ľuďmi a domácimi spotrebičmi a z odvádzaného vzduchu), nazývame ho pasívnym. Na nevyhnutný prívod čerstvého vzduchu má v sebe zabudovaný systém núteného vetrania, ktorý vďaka rekuperátoru dokáže znížiť straty tepla vetraním takmer na nulu a zároveň regulovať množstvo  privádzaného vzduchu podľa potreby. Okrem najchladnejších dní v roku pasívne zisky celkom pokryjú malé tepelné straty, v mrazivých dňoch stačí priviesť chýbajúce množstvo tepla prihriaty čerstvý vzduch. Pre porovnanie: na vykúrenie izby s plochou 20 m˛ počas studených oblačných dní stačí tepelný príkon 200 wattov, to znamená, že by takúto izbu vykúrili dve 100W žiarovky!    

Budova v číslach:

Potreba tepla pre existujúce objekty sa pohybuje v rozpätí 200 - 300 kWh/m2  za rok. Nové domy, zrealizované podľa  súčasne platných noriem, majú spotrebu okolo 150 kWh/m2 za rok. Pasívne domy dosahujú naproti tomu mernú spotrebu tepla 15 kWh/m2.

To zároveň znamená, že takýto dom nepotrebuje konvenčnú vykurovaciu sústavu - napr. plynový kotol s radiátormi alebo s podlahovým vykurovaním. Hodnotu 15 kWh/m2 za rok definoval Dr. Wolfgang Feist, tvorca konceptu energeticky pasívneho domu a zakladateľ Passivhaus Institut Darmstadt. Vychádzal pritom z limitovaného množstva tepla, ktoré dokáže vzduch do vnútorných priestorov priviesť. Našim cieľom je zaviesť rovnaké kritériá aj na Slovensku - preto za energeticky pasívne domy považujeme tie budovy, ktorých ročná spotreba energie na vykurovanie neprekračuje horeuvedenú hranicu.

Sekcia je pripravená v spolupráci s Inštitútom pre energeticky pasívne domy www.iepd.sk