Aký kozub do nízkoenergetického či pasívneho domu?
Kým v dome s bežnými parametrami závisí výber kozuba či pece skôr od vkusu a možností peňaženky, v nízkoenergetických a pasívnych stavbách treba brať do úvahy viacero iných faktorov. Aj v dobre utesnených domoch s nadštandardnou tepelnou izoláciou však môže horieť živý oheň bez zbytočného prekurovania či straty čerstvého vzduchu. Stačí len pozorne vyberať.
{R1}
Celosvetový vývoj v oblasti spotreby energie, a najmä znižujúce sa zásoby ropy a zemného plynu sú hlavnými príčinami nárastu cien komodít na výrobu tepla. Odpoveďou na tento vývoj je hľadanie nielen variantov stavieb, ktorých energetická náročnosť je čo možno najnižšia, ale aj alternatívnych zdrojov, aby prevádzka domov nebola závislá od spaľovania fosílnych palív alebo elektrickej energie.
V nízkoenergetických a pasívnych domoch môže byť kozub či pec jediným prípadne len doplnkovým zdrojom tepla. Samozrejme, aj príjemnej atmosféry. Do kategórie nízkoenergetických domov zaraďujeme stavby, ktoré na poskytnutie komfortných tepelných podmienok nespotrebujú na vykurovanie viac ako 50 kWh/m2 energie za rok. Energeticky pasívne domy potom spotrebujú 5 až 15 kWh/m2 za rok. Aké kozuby a kozubové pece sú teda vhodné na použitie v domoch s takouto nízkou energetickou náročnosťou?
Klasický kozub nie
Všeobecne najpoužívanejšou alternatívou tepelného zdroja v konvenčných domoch je teplovzdušný kozub. Do priestorov nízkoenergetických a pasívnych domov však jeho základný variant nie je veľmi vhodný. Vysvetlime si prečo.
Moderná akumulačná kachľová pec obložená veľkoplošnou keramikou. Systém tvorí vykurovacia vložka do kachľových pecí s veľkým zasklením Brunner a akumulačný systém Ortner KMS.
Brunner
Dôvodov je viac. Prvým nedostatkom je – často želané – veľké zasklenie kozubovej vložky, ktorá ponúka príjemný pohľad na horiace polienka. Kozubová vložka cez predné sklo do priestoru vysála 30 až 60 % svojho tepelného výkonu. Predstavme si, že vaša obývačka má 40 m2 a jej maximálne tepelné straty dosahujú 40 m2 × 50 W/m2, čiže spolu 2 000 W. Predpokladajme, že kozubová vložka inštalovaná v tomto priestore má výkon 10 kW a má stredne veľké zasklenie, cez ktoré vysála 40 % celkovej energie. Pri výkone 10 kW sa tak cez sklo dostane 4 000 W tepelnej energie. Keďže maximálne straty sú 2 000 W, máme k dispozícii 2-krát viac energie (len cez samostatné sklo), ako naša obývačka potrebuje. Ak by sa aj zvyšnú teplovzdušnú zložku tepla z kozuba podarilo ideálne rozviesť do ostatných častí domu, výkon 10 kW o 2,5 kW stále presahuje maximálne tepelné straty modelového domu (obytná plocha 150 m2, maximálne tepelné straty 50 W/m2).
Možno si poviete, že výkon vložiek je regulovateľný. To je síce pravda, no ovládať výkon sa dá len v určitom rozsahu. Ak nám ide o atmosféru a pohľad na horiace polená, potrebujeme aspoň stredne veľké zasklenie, kde dolná hranica regulovateľného výkonu leží väčšinou na úrovni 6 až 7 kW. Z pohľadu celkovej energetickej bilancie to nevyzerá zle. Treba sa však pozrieť ešte na dva faktory. Prvým je to, že podiel sálania zo skla vložky dosahuje aj tak 2,4 až 2,8 kW, čo je viac, ako vaša obývačka pri hraničných teplotách potrebuje. Druhým faktorom je, že výkon 6 až 7 kW zodpovedá pri 70-percentnej účinnosti spálenia 2 až 2,3 kg dreva, čo sú zhruba dve stredne veľké polienka. Ruku na srdce, koho takéto množstvo dreva v ohnisku a z toho vyplývajúci vzhľad ohňa uspokojí? Skúsenosti hovoria, že najobľúbenejšia veľkostná dávka paliva je na úrovni 5 kg a viac.
Dizajnové riešenie sálavej kachľovej pece s vykurovacou vložkou Brunner a šamotovým systémom akumulácie. Pec je vhodná najmä do nízkoenergetických domov, pretože hodinový výkon sa dá dimenzovať v rozpätí 1,2 až 4 kW.
Brunner
Toto sú podstatné dôvody, o ktoré sa opiera tvrdenie o nevhodnosti klasického základného variantu teplovzdušného kozuba pre nízkoenergetické stavby. Do úvahy v podstate prichádzajú len menšie vyhotovenia kozubových vložiek so zasklením, ktorého výkon zodpovedá veľkosti príslušnej vložky. Z tohto pohľadu teda obstavba v klasickom teplovzdušnom vyhotovení nie je dobrým riešením. Lepšie je zamerať sa na sálavé telesá bez teplovzdušného obehu. Ak predsa len nie ste pripravení stotožniť svoju predstavu s niečím iným, ako je klasický kozub, poraďte sa v niektorej z odborných firiem o tom, či sa táto alternatíva dá uplatniť v nízkoenergetickom dome.
Ideálne alternatívy pre nízkoenergetické domy
Trendy v oblasti alternatívnych zdrojov pre nízkoenergetické domy jednoznačne smerujú k použitiu sálavých akumulačných stavieb. Ide o akumulačné kachľové a omietané pece, ktoré sú riešené ako hypokausty (čo je najstarší známy spôsob vykurovania pochádzajúci z čias starého Ríma) alebo hybridné kombinované varianty, kde je použitá špeciálna liatinová vložka do kachľovej pece a akumulačná časť má takisto formu hypokaustu. Hypokaustový kozub využíva cirkuláciu ohriateho vzduchu v uzatvorenom priestore, teda vnútri obstavby. Funguje to tak, že v konštrukcii uzavretý vzduch sa zohrieva o funkčné jadro a opláštenie pece sa zvonku ochladzuje, čo vyvoláva prúdenie vzduchu a tepelná energia sa tak prenáša na plášť telesa.
Spaľovanie dreva v kachľových peciach prebieha dávkovo. To znamená, že každých 12 hodín (ráno a večer) sa priloží dávka dreva. Dvierka pece sú menšie alebo v prípade väčších rozmerov majú dvojité sklo, ktoré výrazne obmedzuje množstvo vysálaného tepla. Dávka, ktorá sa prikladá, môže byť podstatne väčšia, keďže takáto pec nedodáva priestoru teplo ihneď, ale počas celého intervalu prikladania, teda v priebehu 8, respektíve 12 hodín.
Prierez akumualačnou pecou Brunner – Ortner, kde vidieť spalinové ťahy. Pri výbere vykurovacieho telesa vhodného do nízkoenergetického či pasívneho domu by ste mali dbať na to, aby mal certifikát akreditovanej inštitúcie na prevádzku v takomto dome.
J & R Inspire
Uveďme si príklad: Ak priložíme 8-kilogramovú dávku dreva, znamená to pri 80-percentnej účinnosti a výhrevnosti približne 3,2 kWh na 1 kg celkový využiteľný výkon 25,6 kW. Táto energia získaná spálením sa uloží do šamotovej masy pece, odkiaľ sa postupne vysála. Výkon 25,6 kW rozdelený na 12 hodín znamená 2,13 kW uvoľnených na 1 hodinu, čo je podstatne bližšie želanej potrebe. Výhodou je aj výraznejšia regulácia výkonu – dôvodom je rozdelenie odovzdávania energie na dlhší interval – napríklad pri dávke 5 kg dreva a intervale prikladania 12 hodín dosiahneme hodinový výkon 1,33 kW. Pri dávke 8 kg spomínaných 2,13 kW a pri dávke 10 kg výkon 2,66 kW. Práve v schopnosti rozložiť energiu na dlhší časový interval tkvie jednoznačná prednosť, ktorá predurčuje kachľovú pec s akumulačnou masou byť ideálnym telesom do nízkoenergetického a pasívneho domu. Sú tu však aj ďalšie výhody, ktoré robia z kachľovej pece vhodné dielo do takéhoto príbytku.
Akumulačná kachľová pec s 12-hodiným prikladacím cyklom a sálavým výkonom 4 kW za hodinu.
InFire krby
Ide o kvalitné teplo, bez nezdravého prúdenia vzduchu v interiéri, s možnosťou vykurovať niekoľko miestností. Nevýhodou je vyššia cena, nevyhnutný odborný návrh a realizácia a dlhší čas rozkúrenia. Sálavé zdroje tepla sú vhodné do trvale obývaných domov. Takýto typ kozuba alebo pece možno postaviť aj cez dve poschodia, čím sa zabezpečí sálanie tepla do celého domu. Pri vykurovaní sa nevysušuje vzduch ako pri klasickom kozube, vykuruje sa totiž nízkymi povrchovými teplotami. Ak sa rozhodnete pre hypokaust, mali by ste na to myslieť dostatočne včas – už pri projektovaní domu. Ak totiž chcete naplno využiť jeho výhody, aj vzhľadom na jeho cenu, mali by ste mu pripraviť priestor v centrálnej časti domu.
Klasický variant kachľovej pece
Klasicky riešená kachľová pec, ktorej súčasťou je ohnisko obstavané akumulačným materiálom a keramikou, je najstarší, no z pohľadu zdravotnej hodnoty dosiaľ neprekonaný variant pece. Až 80 % tepla sa distribuuje sálaním zo stien a len zvyšná časť, teda 20 %, tvorí teplý vzduch, ktorý vzniká prúdením okolo stien kachľovej pece. Takáto pec pozostáva z ohniska a spalinových ťahov. Na ich vyhotovenie sa používajú rôzne materiály – od šamotových až po špeciálne korduritové tvarovky či keramický modulový systém, ktorý je špičkovým produktom na spalinové ťahy.
V závislosti od kvality a množstva materiálu je kachľová pec schopná naakumulovať teplo a rozložiť jeho odovzdávanie na dlhší časový interval. Vďaka tomu možno spáliť dávku paliva naraz, no energiu dostávať do priestoru postupne. Tým vzniká aj oheň, na ktorý je príjemný pohľad cez veľké dvierka, no zároveň je k dispozícii prebytok tepla v okamihu spaľovania väčšej dávky dreva. Dvojité zasklenie dvierok výrazne obmedzuje sálanie cez sklo, a tak možno mať pomerne veľké zasklenie bez nežiaduceho prehrievania interiéru. Klasický variant pece je vhodný najmä tam, kde nie je potrebné vykurovať ďalšie miestnosti, napríklad na hornom podlaží.
Vďaka moderným dizajnérsko-konštrukčným koncepciám kozubových piecok a tiež dymovodov a komínových systémov, pri ktorých možno minimalizovať tepelné straty, nemusí ani v pasívnom dome chýbať živé, sálavé a príjemné teplo, ale s primeraným výkonom.
MCZ
Hybridný variant kachľovej pece
V tomto prípade je oproti klasickej verzii výrazný rozdiel v ohnisku. Šamotové ohnisko tu nahrádza špeciálna liatinová vykurovacia vložka do kachľových pecí (nemýľme si ju s kozubovou vložkou). Vykurovacie vložky do kachľových pecí sú konštruované s dôrazom na čo najvyššiu výstupnú teplotu, aby množstvo napojiteľných spalinových ťahov bolo čo najväčšie. Hybridný variant pece má vďaka plášťu ohniska z liatiny väčší podiel teplovzdušnej zložky. Tá sa rozvádza systémom hypokaustových vzdušných prieduchov do ďalších miestností, čím sa lepšie distribuuje energia. Nejde pritom o klasický teplovzdušný rozvod, ale o cirkuláciu vzduchu v uzatvorených dutinách. Nahriaty vzduch odovzdáva v ďalších miestnostiach energiu sálavým plochám a následne sa vracia ochladený do telesa pece. Vo všetkých miestnostiach je potom teplo distribuované prevažne sálaním, čo významne prispieva ku kvalite klímy v priestore, a tým aj k zdraviu obyvateľov.
Tieto varianty kachľových pecí nachádzajú uplatnenie v bežných, ale aj v nízkoenergetických či pasívnych domoch. V obidvoch prípadoch ide o technicky náročné diela, ktorých realizáciu treba zveriť do rúk školeným kachliarskym odborníkom.
Nová kozubová pec Fox II so samozatváracími dvierkami. Moderný dizajn s exkluzívnym kamenným obložením prepožičia peci eleganciu a dodá priestoru atmosféru.
J & R Inspire
Kozubová piecka
Ak nechcete investovať do zložitej stavby, alternatívou sú špeciálne kozubové piecky s výkonom zodpovedajúcim parametrom nízkoenergetických a pasívnych domov. Ponúkajú nielen primerané teplo pri minimálnej spotrebe energie, ale dobre zatepleným stavbám sú prispôsobené aj konštrukčne. Je to najmä vzduchotesnosť pri prevádzke so špeciálnou konštrukciou dvierok. Pri kozubových pieckach určených do nízkoenergetických a pasívnych domov by sa dvierka mali zatvárať samy, čo na jednej strane minimalizuje zadymenie interiéru pri dokladaní paliva, na druhej strane sú dvierka vždy vzduchotesne uzavreté a piecka nenasáva vzduch z miestnosti. Potrebný prísun vzduchu na horenie zabezpečuje samostatný prívod zvonku. Práve v prípade pasívnych domov je toto kľúčový parameter, pretože pri vzduchotesne uzavretej konštrukcii by vnútri vznikal podtlak.
Ak vám pri výbere kozubovej piecky záleží aj na vzhľade, zamerajte sa na prírodné materiály, ako sú pieskovce, mastence a rôzne druhy vulkanických hornín, ktoré poskytujú dvojakú výhodu: na jednej strane tvoria akumulačnú masu pece, na strane druhej dávajú možnosť vytvoriť z vykurovacieho telesa neprehliadnuteľnú dominantu interiéru.
