Stavanie so slnkom
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).
203707
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 fak-tory, 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.
|
Solárna architektúra a forma Formovanie solárnej architektúry do veľkej miery ovplyvnil princíp Sokratovho domu, pre ktorý je charak-teristická pultová strecha zvažujúca sa na sever pod rovnakým uhlom, pod akým na jeho južnú stenu dopa-dajú slnečné lúče počas zimného slnovratu. Táto forma spolu so snahou maximalizovať zasklenie južnej fa-sády pre čo najvyššie solárne zisky bola vzorom pre mnohé experimentálne solárne domy – od nízkoenerge-tických 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. |
203714
203714
Možnosti pasívneho využitia slnečného žiarenia
Stavba domu, ktorý dokáže pasívne, teda bez pomoci technických zariadení využívať teplo zo slnečného žia-renia, 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 vy-kurovanie (dôležité sú najmä v zimných mesiacoch, pričom ich najväčšie využitie je v prechodných obdo-biach – 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.
{R1}
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.
|
Odporúčania pre rôzne oblasti Slovenska Pri navrhovaní nízkoenergetických domov zohrávajú významnú úlohu okná – pre optimálnu bilanciu tepel-ných 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 od regiónu a jeho klimatických podmienok. Na Slovensku môžeme charakterizovať viac oblasti s rôznou priemernou teplotou a rôznou mierou dostupnosti slnečného žiarenia. V tomto článku sa budeme venovať trom pomerne typickým. |
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 do-moch v slovenských nížinách odporúčať najmä toto: vyriešiť ochranu pred letným prehrievaním (vhodným tienením) a dopriať objektu dostatočnú akumulačnú hmotu.
203715
Graf znázorňujúci vzťah veľkosti okenných otvorov, mernej potreby tepla na vykurovanie (E2), tepelnej straty na jednotku podlažnej plochy (qp) a prehrievania v pasívnom dome s masívnou konštrukciou v oblasti Podunajskej nížiny.
2. Oblasti Stredného Slovenska (Žilina)
Oblasť 2 charakterizuje Stredné Slovensko. Patrí medzi regióny s relatívne najmenším množstvom dopada-júceho 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 zai-zolovaný obalový plášť.
203717
Graf znázorňujúci vzťah veľkosti okenných otvorov, mernej potreby tepla na vykurovanie (E2) a tepelnej straty na jednotku podlažnej plochy (qp) a prehrievania v pasívnom dome s masívnou konštrukciou v oblasti Stredného Slovenska.
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.
203717
Graf znázorňujúci vzťah veľkosti okenných otvorov, mernej potreby tepla na vykurovanie (E2) a tepelnej straty na jednotku podlažnej plochy (qp) a prehrievania v pasívnom dome s masívnou konštrukciou vo vyso-kohorských oblastiach Stredného Slovenska.
Na ľudovú nôtu?
Pri hľadaní vhodných foriem a materiálových riešení energeticky úsporných budov môže byť užitočná aj in-špirácia 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 vonkaj-šieho vzduchu viac ako 20 °C. Keďže masívne stavby majú väčšiu akumulačnú schopnosť, vďaka čomu do-kážu 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 istého stavebného materiálu bolo v minulosti iste viacero (napríklad aj dostupnosť dreva, kameňa či hliny v rôznych oblastiach).
 203720 |
 203721 |
| Aj pri stavbe súčasných energeticky úsporných budov môže byť užitočná inšpirácia ľudovou architektúrou – masívny hlinený dom z južného Slovenska (hore) s fasádou tienenou presahom strechy je praktickým rieše-ním pre oblasti s letnými horúčavami a miernymi zamračenými zimami, kompaktná forma ľahkých dreveníc (dolu) mala zas opodstatnenie v horských oblastiach. Drevená stavba sa v zime rýchlo vykúrila a letné pre-hrievanie tu iste nikomu nerobilo vrásky na čele. | |
203724
Článok bol napísaný na základe štúdie Ing. arch. Loranta Krajcsovicsa Okno v pasívnom dome, ktorá vznikla s finančnou podporou Európskej únie v rámci projektu PASS NET. Autor pôsobí ako odborný asistent v Ústave ekologickej a experimentálnej architektúry Fakulty architektúry STU a je podpredsedom Inštitútu pre energeticky pasívne domy.
Článok bol uverejnený v časopise Môj dom.
