Tepelná ztráta a energetická potřeba

energetická-náročnost-domyTepelná ztráta tepla, použitého k vytápění domu, je množství tepla (tzv. tepelný tok), které z domu uniká prostupem skrz konstrukce, případně větráním. Ztráta není za každé teploty stejná – jiná je při +15°C, jiná při -18°C, proto je nutné ji vztáhnout k určité teplotě. Aby byl tento ukazatel všeobecně použitelný, je stanovena teplota na -15°C. Počítá se takto:

Tepelná ztráta prostupem

Qp = Σ(U * A * b) * (qai – qae) [W]

  • A je plocha konstrukce v m2
  • b je součinitel vlivu exteriéru
  • qai je teplota interiéru, pro obytné budovy se rovná +21°C
  • qae je teplota exteriéru, obvykle se rovná –15°C Rozdíl těchto hodnot je tedy 36°C

Tepelný most představuje místo, na němž dochází k výrazně vyššímu tepelnému toku než v okolí, to znamená, že odvádí mnohem větší množství tepla. Může být způsoben jednak změnou tloušťky stavební konstrukce, jednak rozdílnou velikostí vnitřní plochy, která teplo přijímá a vnější plochy, která teplo odevzdává (například kouty stěn, podlah a podobně).  V každém případě přestavuje tepelný most nežádoucí unikání tepelné energie. U novostaveb se jí lze vyvarovat; u již stojících staveb je možno tepelný most zjistit např. měřením termokamerou, tzv. termovizí, která signalizuje v interiéru studenější povrch a naopak v exteriéru teplejší povrch než mají okolní konstrukce. Termovizi je proto nejlépe provádět v době, kdy je venkovní teplota co nejnižší a vnitřní co nejvyšší.

Roční potřeba tepla na vytápění je pak množství tepelné energie, kterou je potřeba do domu dodat tak, aby v něm byla požadovaná teplota. Počítá se s průměrnou vnější teplotou za vytápěcí období, která je v ČR přibližně +3,8°C, průměrnou délkou topného období, jež obvykle trvá okolo 242 dnů a dále s obvyklou dobou vytápění, která se většinou vnímá coby 16 hodin.

Roční potřeba energie pro krytí tepelných ztrát prostupem

Evp = [ (Q+ Qpm) * (qais – qaes) ] * τ * d / (qai – qae) / 1000 [kWh/a]

  • qais je střední teplota interiéru během topného období. Obvykle se pro bytové domy volí +20°CTepelny-most
  • qaes je střední teplota exteriéru během topného období. Závisí na místě stavby (viz tabulka). Pro srovnávání se používá smluvní hodnota +3,8°C. Rozdíl těchto teplot je 16,2°C
  • τ je počet hodin vytápění denně. Pro výpočet reálné potřeby tepla na vytápění se obvykle volí 16 hodin, pro hodnocení budov 24 hodin.
  • d je počet dnů vytápění. Závisí na místě stavby. Pro srovnávání se používá smluvní hodnota 242 dnů.
  • (qaiqae) je rozdíl vnitřní a vnější teploty tak, jak jsme ji uvažovali při výpočtu tepelných ztrát
  • 1000 je přepočítávací koeficient z wattů na kilowatty

K této roční potřebě tepla ztrátou je nutno ještě odpočítat spotřebu tepla větráním a připočíst roční tepelný zisk z osvitu. Zisk z osvitu se dopočítává v případě, že energii, použitou k vytápění, můžeme regulovat. Protože v nízkoenergetických domech a vyšších stupních je regulace primární záležitostí, počítáme zisk jednoduchým výpočtem, kdy koeficient 2,7 násobíme objemem budovy.

Od teorie zpět k praxi

Během zimních měsíců, po několik dní v roce, se v našich klimatických podmínkách vyskytnou extrémně nízké teploty. Tyto tepelné výkyvy snadno zvládneme díky konstrukci domu a dostatečnému zateplení i bez nutnosti dotápět alternativním zdrojem tepla. Výjimkou jsou starší typy tepelných čerpadel, u kterých se s nižší teplotou prudce snižovala účinnost; v době nejvyšší potřeby tepla tak jeho výkon byl roven příkonu, pokud čerpadlo rovnou nezamrzlo. Novější typy si už poradí i s nižšími teplotami.heating-and-cooling-icon

Protože se nezabýváme zděnými stavbami, netrápíme se žádnými tepelnými ztrátami v řádech desítek kW/h, nežádoucí akumulací aj. vysavači peněz. Otázka tedy zní „Jaký topný systém zvolit“ do nízkoenergetických, pasivních a vyšších variant. Rozhodnutí nebývá jednoduché, proto je zapotřebí si hned v počátku učinit jasno v základních parametrech:
  1. jste ochotni si připlatit něco navíc a kolik
  2. teplo vnímáte nejlépe ze vzduchu, od nohou, nebo sáláním
  3. budete zodpovědně větrat, nebo se nechcete větráním zabývat
  4. jaká teplota v místnosti je Vaší tepelnou pohodou
  5. stačí jeden topný systém, nebo i duplicitní
Většina z nás je přesvědčena, že pocit tepla a chladu závisí sám o sobě na teplotě okolního vzduchu. Dnešní dřevostavby jsou ale moderní, účelově stavěné domy, s přísně řízenou teplotní regulací v závislosti na pocitu tepelné pohody uživatelů a venkovní teplotě. Požadovanou teplotu zde dosáhnete velmi rychle. Je to z důvodu, že dřevěné stavby mají velký tepelný odpor, malou tepelnou ztrátu a malou akumulaci tepla. Právě malá akumulace tepla, častý to argument a hlavní střelná zbraň zastánců zděných staveb, je právě tou největší výhodou. Není totiž vůbec účelné vytápět zdi, které teplo pohlcují. K čemu? Navíc argument akumulace tepla je sám o sobě trochu zavádějící – žádná zeď teplo neakumuluje a poté vydává. Jenom ho pouze pohlcuje do té míry, až teplota zdi vzroste, dále teplo neodebírá již v tak vysoké míře až se začne konečně ohřívat vzduch a teprve poté ho pocítí bydlící. Tvrzení, že zděný vytopený dům vydává akumulované teplo a dřevostavba rychle prochladne, platilo v prehistorických dobách prvních okálů. Je to přesně naopak, jak odpůrci dřevostaveb laicky tvrdí. V dřevostavbě teplota poklesne za den o minimální hodnotu. Můžete si to se sousedem, bydlícím v břízolitem omítnutém domě kdykoliv porovnat, respektive si můžete porovnat roční náklady na vytápění. Další nespornou výhodou je, že nižší sazbou pokrýváte veškerou potřebu domu, tj. vaření, světlo, televize aj., což může ročně činit v rozdílu i desítky tisíc.

Nejvyšším plusem dřevostaveb je, že lze nastavit přesně v kteroukoliv dobu volitelnou teplotu v domě. Ve zděném domě s klasickým nebo plynovým kotlem, je nutno nastavit topení tak, aby kotel sepnul, případně začal topit o něco dříve. U dřevostavby tak učiníte prakticky v tutéž dobu, kdy teplo potřebujete. Právě u zděné stavby musíte počítat s delší dobou nástupu požadované teploty. V praxi se tudíž běžně stává, že nastavíte-li si teplotu po probuzení na požadovaných 21°C, vůbec si ji neužijete, protože jste již dávno v práci. Tato schopnost dřevostaveb je přímým tahem na bránu technikou ovládaným systémům vytápění. Největších úspor lze dosáhnout pouze tehdy, je li možno rychle a přesně regulovat teplotu v domě. Protože dřevostavby tuto schopnost mají, lze očekávat, že jejich obliba bude jenom narůstat.

V našich podmínkách, jako primární systém, jsou reálně provozovatelné tyto způsoby vytápění:
  • plynem
  • pevnými palivy
  • ekologickými palivy, biomasou, peletkami, briketami, štěpkou
  • dálkově dodávaným teplem
  • elektrikou
  • solární energií
Jak je již popsáno výše, je největší předností dřevostaveb rychle regulovatelné teplo. Tím, že můžeme v každém okamžiku reagovat na potřebu tepla, nebo vyloučit úseky, kdy se v domě nebudou vyskytovat žádné osoby, máme výběr omezen a zjednodušen. Začneme tedy odzadu, způsoby jak ne:
  1. Můžeme s klidným svědomím vyloučit způsoby vytápění s dlouhodobým efektem – dobou, kdy k nám teplo skutečně dorazí a pocítíme je. Dále můžeme bez kompromisů poslat do věčných lovišť veškeré nákladné systémy, spočívající ve vícestupňovém předávání energie – primární zdroj, voda, zásobník, čerpadlo, okruh, radiátor či topný had. Náklady na pořízení těchto systémů jsou vysoké, nezanedbatelné jsou náklady na revize, provoz a servis. Jednoduchými počty si spočítáte rozdíl mezi primárním zdrojem tepla dodávaným v základním provedení na klíč a zkuste si tuto částku rozpočítat do spotřeby tepla v domě dle tepelné ztráty, či energetického štítku. V případě, že za deset a více let rozdíl neprotopíte, není důvod se jimi zabývat.
  2. Zabývat se topením pevnými palivy má význam v případě, že v domě je trvale přítomna osoba, která tento topný systém bude provozovat. Z našich zkušeností tomu tak není, nikdo v dnešní době nechce být topičem. Většina obyvatel tráví hodně svého času mimo domov a nechce po příchodu z práce nastoupit „druhou šichtu“ u kotle a to i za stavu, kdy jde v současné době o nejlevnější teplo. Bohužel má i své stinné stránky, především nutnost dobudovat topný systém dle bodu 1. Dále způsob topení je většinou špatný – kotel má svůj režim, který je většinou provozovatelů ignorován, zpravidla z důvodů ušetřit co nejvíce paliva. Výsledkem jsou obce zamořené dýmem, který se zvlášť v zimních měsících velmi obtížně rozptyluje.
  3. Ekologická paliva jsou alternativou topení s pevnými palivy s tím rozdílem, že jako topivo používáme odpad, či obnovitelný zdroj. Má význam v případě, že půjde o plně automatizovaný systém. I tento je ale zapotřebí krmit minimálně do zásobníku. Je zapotřebí mít k dispozici sklad na topivo, které musí mít požadovanou vlhkost a strukturu. Dobrou volbou může být použití pelet, kdy výhodou kotle je, že hořák na pelety může být poměrně malý a pelety mohou být dávkovány do hořáku podle potřeby tepla. V důsledku toho je možné dělat topidla s výkonem zhruba od 2kW a tento výkon se dá podle požadavků termostatu rychle měnit, což je pro dřevostavby ideální. Pelety mají také malý obsah vody a popela a tedy dobrou výhřevnost. Pokud ale kotel bude sloužit jako primární zdroj, je nutno zabezpečit rozvod tepla po domě, čímž se vracíme k problému bodu 1 – náklady na zhotovení, provoz a údržba. Cenově, dle nabídky ke konci roku 2012, tedy žádná bezva láce…
  4. Dálkově dodávané teplo je dnes již téměř nedostupné a přípojky se cenově nevyplácejí. Na Islandu dobrá volba, v ČR masakr.
Tímto jsme eliminovali systémy, které jsou z důvodu pořízení, nebo způsobu vytápění pro dřevostavby z finančních, ale i jiných důvodů nevhodné.

Zdroj: zelenedomky

Adresa

Jan Stebel
Smrková 874/6
Horní Těrlicko
735 42

IČO 75409518
Podnikatel je zapsán do živnostenského rejstříku.

Telefon

+420 737 636 979

E-mail

j.stebel@seznam.cz

Najdete nás i na facebooku

Facebook

Web vytvořil Vojtěch Molin