Stavanie so slnkom

19.01.2012  |     

Stavať energeticky úsporne už nie je len módna záležitosť. Tento trend (našťastie) prerástol do prirodzenej potreby a na nízkoenergetické, prípadne pasívne domy sa už nepozeráme podozrievavo. Ak chceme postaviť dom tak, aby nás jeho prevádzka stála čo najmenej, mali by sme, samozrejme, využiť v prvom rade to, čo sa ponúka úplne prirodzene – slnko nám dom vyhreje jednoducho, bez zložitých technických zariadení a celkom zadarmo. Stačia dostatočne veľké, vhodne orientované a kvalitné okná... Ibaže všetko nie je také jednoduché, ako by sa mohlo zdať na prvý pohľad (ale tak už to v živote chodí).

Pri nízkoenergetickej výstavbe sa aj v prípade okien kladie väčší dôraz na energetické hľadisko, a to nielen z pohľadu tepelných strát zasklením či konštrukciou rámu, ale aj z pohľadu pasívnych solárnych ziskov. Súvislosti sú však omnoho zložitejšie než rovnica, ktorá sa logicky ponúka: veľké okno orientované na juh = vysoké tepelné zisky zo slnečného žiarenia = nižšie náklady na vykurovanie. Do hry vstupujú aj ďalšie faktory, ako sú využiteľnosť solárnych ziskov v konkrétnej situácii či dostupnosť slnečného žiarenia v tom-ktorom regióne. Navyše, aj kvalitné zasklenie znamená v porovnaní napríklad s murivom vyššie tepelné straty. Všetkými týmito faktormi sa zaoberal Ing. arch. Lorant Krajcsovics vo svojej štúdii, v ktorej sledoval vplyv okien na energetickú bilanciu energeticky pasívnych domov v rôznych oblastiach Slovenska a dospel k zaujímavým záverom. I keď sa jeho výskum týkal energeticky pasívnych domov, ktoré patria k špičke medzi energeticky úspornými budovami, isté zásady možno považovať za všeobecné a ich uplatnenie pri akejkoľvek nízkoenergetickej výstavbe môže byť užitočné.

 

Možnosti pasívneho využitia slnečného žiarenia

Stavba domu, ktorý dokáže pasívne, teda bez pomoci technických zariadení využívať teplo zo slnečného žiarenia, má svoje zákonitosti. Rôzne riešenia pritom zvyčajne prinášajú na jednej strane pozitíva, ale na druhej negatíva. Pasívne solárne zisky môžu pri nízkoenergetických objektoch výrazne znížiť potrebu tepla na vykurovanie (dôležité sú najmä v zimných mesiacoch, pričom ich najväčšie využitie je v prechodných obdobiach – na jar a na jeseň), v lete však zasklené plochy prispievajú k nežiaducemu prehrievaniu interiéru. Vplyv dopadajúceho slnečného žiarenia na potrebu tepla na vykurovanie logicky klesá so zmenšovaním okenných otvorov v pomere k objemu budovy. So zväčšujúcimi sa okennými otvormi pritom vzrastá aj vplyv ich orientácie na pasívne tepelné zisky zo slnka a súčasne sa predlžuje aj obdobie letného prehrievania. To je najnepríjemnejšie pri hlavnej orientácii na východ a západ (slnečné lúče, ktoré v letných mesiacoch dopadajú ráno, prípadne večer pod malým uhlom, prenikajú takto orientovanými zaskleniami hlboko do interiéru). Významnú úlohu zohráva aj zatienenie zasklených plôch – na jednej strane zväčšuje potrebu tepla na vykurovanie v zime, na druhej znižuje letnú tepelnú záťaž objektu.

Využiteľnosť solárnych ziskov je spojená aj so schopnosťou budovy túto energiu naakumulovať a neskôr využiť. Domy s väčšou akumulačnou hmotou masívnych stavebných materiálov majú túto schopnosť väčšiu a súčasne poskytujú väčšiu tepelnú stabilitu počas leta.

 

Solárna architektúra a forma

Formovanie solárnej architektúry do veľkej miery ovplyvnil princíp Sokratovho domu, pre ktorý je charakteristická pultová strecha zvažujúca sa na sever pod rovnakým uhlom, pod akým na jeho južnú stenu dopadajú slnečné lúče počas zimného slnovratu. Táto forma spolu so snahou maximalizovať zasklenie južnej fasády pre čo najvyššie solárne zisky bola vzorom pre mnohé experimentálne solárne domy – od nízkoenergetických až po prvý pasívny dom v nemeckom Darmstadte-Kranichsteine. Podľa viacerých analýz sa však úloha slnečného žiarenia do istej miery preceňuje. Veľké plochy zasklení síce umožnia pokryť veľkú časť mernej potreby tepla pasívnymi solárnymi ziskami, no súčasne sú spojené aj s rizikom letného prehrievania až do takej miery, že bude potrebné priestory aktívne chladiť. V mnohých prípadoch sa ukazuje, že vhodnejšou stratégiou je optimalizácia okenných otvorov a preferovanie kompaktnosti objektu – minimálny vonkajší povrch je totiž nesporne účinnou cestou k minimalizovaniu tepelných strát. Kompaktný tvar domu zároveň najlepšie nadviaže na tradičné architektonické formy a pôvodnú zástavbu našich sídiel.

 

Na ľudovú nôtu?

Pri hľadaní vhodných foriem a materiálových riešení energeticky úsporných budov môže byť užitočná aj inšpirácia tradičnou ľudovou architektúrou. Napríklad oblasť ľudovej architektúry využívajúcej hlinu a kameň sa na Slovensku vo veľkej miere prekrýva s oblasťou 1 (podľa STN 73 0540) s priemernou teplotou vonkajšieho vzduchu viac ako 20 °C. Keďže masívne stavby majú väčšiu akumulačnú schopnosť, vďaka čomu dokážu poskytnúť príjemnejšie podmienky počas letných horúčav a lepšie hospodáriť s pasívnymi solárnymi ziskami, je takéto riešenie praktické aj z dnešného pohľadu, i keď dôvodov na využívanie určitého stavebného materiálu bolo v minulosti iste viacero (napríklad aj dostupnosť dreva, kameňa či hliny v rôznych oblastiach).

 

Energetická bilancia pasívneho domu v jednotlivých mesiacoch roka

Pasívne solárne zisky môžu pri nízkoenergetických domoch výrazne znížiť potrebu tepla na vykurovanie. Dôležité sú najmä v zimných mesiacoch a najväčšie využitie majú v prechodných obdobiach na jar a na jeseň. V lete môžu tepelné zisky netienenými zaskleniami prispieť k nepríjemnému prehrievaniu interiéru.

Odporúčania pre rôzne oblasti Slovenska

Pri navrhovaní nízkoenergetických domov zohrávajú významnú úlohu okná – pre optimálnu bilanciu tepelných ziskov a strát je dôležité stanoviť ich vhodnú orientáciu, veľkosť a tienenie. Architektonické riešenie by pritom malo zohľadniť aj dostupnosť slnečného žiarenia spolu s teplotou vonkajšieho vzduchu – oboje sa mení podľa regiónu a jeho klimatických podmienok. Na Slovensku môžeme charakterizovať viac oblastí s rôznou priemernou teplotou a rôznou mierou dostupnosti slnečného žiarenia.

1. Oblasť Podunajskej nížiny (Bratislava)
Oblasť 1 charakterizuje nížiny Slovenska, ktoré v lete dostávajú najviac slnečného žiarenia. Počas celého roka dosahujú najvyššie priemerné teploty (priemerná teplota v júli je 20,5 °C). Oblačné počasie s nízkymi teplotami v decembri a januári (priemerne –0,8 °C) spôsobuje, že zväčšovanie okenných otvorov skúmaných objektov prinášalo len mierny pokles potreby tepla na vykurovanie a, naopak, nárast tepelnej straty objektu. Najproblematickejšie bolo letné prehrievanie. Na základe týchto analýz možno pri nízkoenergetických domoch v slovenských nížinách odporúčať najmä toto: vyriešiť ochranu pred letným prehrievaním (vhodným tienením) a dopriať objektu dostatočnú akumulačnú hmotu.

2. Oblasti stredného Slovenska (Žilina)
Oblasť 2 charakterizuje stredné Slovensko. Patrí medzi regióny s relatívne najmenším množstvom dopadajúceho slnečného žiarenia v zime aj v lete (príčinou sú aj horské masívy) a tiež s nižšími teplotami (priemerná mesačná teplota v decembri je –3,1 °C). Nízke teploty v zimných mesiacoch a často zamračená obloha spolu s typickými inverziami kladú na výstavbu nízkoenergetických a pasívnych domov v tejto oblasti vysoké požiadavky. Veľké okenné otvory spôsobovali len veľmi mierny pokles mernej potreby tepla na vykurovanie, omnoho väčší potenciál na optimalizáciu tepelných strát predstavuje kompaktnosť budovy a kvalitne zaizolovaný obalový plášť.

3. Podtatranská kotlina (Poprad)
Oblasť 3 charakterizuje vysoko položené miesta stredného Slovenska (nadmorská výška Popradu je 675 m), typické vysokými dávkami dopadajúceho slnečného žiarenia v zime aj v lete a nízkymi teplotami najmä v zimnom období. V tejto lokalite zapríčiňujú veľké zasklené plochy a ideálna orientácia objektu na juh významný pokles potreby tepla na vykurovanie. Vďaka nízkym priemerným letným teplotám (v júni 15,4 °C) sa dá letné prehrievanie aj pri veľkých zaskleniach účinne znížiť tienením a nočným prevetrávaním.


Text: Erika Kuhnová, na základe odbornej štúdie Ing. arch. Loranta Krajcsovicsa
Foto: Lorant Krajcsovics, Oto Makýš, Reynaers, rik
Zdroj: Všetko o stavbe energeticky úsporného domu

Mohlo by vás tiež zaujímať:

Foto dňa

Rozsiahly dom na samote sa ukrýva pod zelenou strechou

Najnovšie knihy a časopisy

Novinka!
Staviame a rekonštruujeme


95 tipov, ako postaviť kvalitný dom




Kúpiť v e-shope

Najnovšie príspevky