Zimní a letní energetika

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Zimní a letní energetika"

Filip Vítek
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Zimní a letní energetika dřevostaveb Prof. Ing. Jan Krňanský, CSc. FSvČVUT Praha, FUA TUL Insowool, s.r.o.

2 Struktura textu k energetice dřevostaveb Všeobecné úvahy O původním smyslu stavební tepelné techniky a její současné roli při navrhování Dvojí pohled stavební tepelné techniky na budovu Principiální stavebně-fyzikální úvahy Podstata zimní energetiky Podstata letní energetiky O paradoxu pasivních domů Energetické (ekonomické konsekvence) Komplexní energetika budov Energetické špičky a alternativní zdroje Rozumně navrhované budovy Rovnocennost zimní a letní energetiky Důraz na využití správných materiálů Vyváženost investiční a provozní náročnosti Alternativní zdroje a inteligence budov je doplněk, nikoliv cíl

Energetické (ekonomické konsekvence) Komplexní energetika budov Energetické špičky a alternativní zdroje Rozumně navrhované budovy Rovnocennost zimní a

3 O původním smyslu stavební tepelné techniky Zakladatelé stavební tepelné techniky měli od počátku oboru dva základní cíle: Zajistit v budovách příjemné prostředí pro pobyt: Dostatečné teplo v chladném ročním období Příjemný chládek v horkém letním období Zajistit rozumně kompromisní náklady na vytápění budov optimalizací návrhu Obalových konstrukcí budov Otopných soustav podle charakteru užívání dílčích částí objektů (později i ve vztahu k předpokládané délce životnosti objektů). V současné době jsme někdy svědky záměny cílů a prostředků: stavební tepelná technika se redukuje na tzv. U fyziku: Jediným kritériem hodnocení je energetická spotřeba na vytápění Instalují se technologie, které při rozumném stavebním návrhu vůbec nejsou potřebné a v reálných investičních cenách nejsou rentabilní U fyzika bývá založena na fatalistickém předpokladu, že cena energií v čase dramaticky poroste pokud předpoklad přijmeme, lze zdůvodnit jakkoliv nesmyslný návrh konstrukce.

užívání dílčích částí objektů (později i ve vztahu k předpokládané délce životnosti objektů). V současné době jsme někdy svědky záměny cílů a prostředků: stavební tepelná technika se redukuje na tzv.

4 Dvojí pohled tepelné techniky na budovu Druh optiky Základní smysl Logické pozorovací období Zimní energetika Ochrana proti úniku tepla Redukce nákladů na vytápění Letní energetika Ochrana proti tepelným ziskům Náklady na chlazení Topná sezóna Několik po sobě jdoucích horkých dní a četnost jevu Kvalitní zimní i letní energetika zajišťuje tepelnou pohodu v interiéru. Kvalitní zimní i letní energetika zajišťuje tepelnou pohodu v interiéru. Tepelná pohoda je však individuální charakteristika, každý ji vnímáme jinak.jdevpodstatěorozpětíteplot,vněmžsecítímedobře. Atakénanímusímemítpotřebnéfinance.

jevu Kvalitní zimní i letní energetika zajišťuje tepelnou pohodu v interiéru.

5 Současná tepelná technika = U fyzika Někteří stavební fyzici a profitující výrobní a stavební společnosti se dnes pokoušejí redukovat stavební fyziku na rovnici dobrá budova = budova, kde málo protopím Co není fair vůči zákazníkovi: Zaručíme mu, že málo protopí při rozumné teplotě interiéru 21 C (vyvinuli jsme za tím účelem řadu pojmů jako nízkoenergetický pasivní nulový dům) Diskrétně pomlčíme, že v letním období musí bez možnosti obrany přežítteplotyike30 C(práce,spánek...?) Korektní a pravdivá stavební tepelná technika: Zákazník si volí rozpětí teplot, které považuje za svou individuální tepelnou pohodu My nabídneme dům a vyčíslíme příslušné komplexní náklady spojené s touto volbou: tedy náklady na pořízení stavby Provozní energetické náklady(topení, chlazení.) Efektivnost využití moderních technologií(řízené systémy TZB, AEZ.)

pomlčíme, že v letním období musí bez možnosti obrany přežítteplotyike30 C(práce,spánek.

6 Podstata zimní energetiky j= množství tepla, které proteče 1m 2 pláště budovy (bez uvažování tepelné setrvačnosti) Čím více izolace, tím menšíj Čím menší j, tím menší dotace teplem ΔQ (vytápění) co nejvíce izolovat zdi i střechy co nejlepší okna s co nejmenší plochou Absolutně utěsnit objekt, aby nebyla infiltrace nutnost větrat, abychom se neudusili technologie rekuperace, abychom využili teplo odpadního vzduchu j 1 = U. TK( T) R RESUMÉ: zimní energetika minimalizuje dotace interiérů teplem. K ZAPAMATOVÁNÍ: v zimě dotuje objekt teplem své okolí (což je termostat).

utěsnit objekt, aby nebyla infiltrace nutnost větrat, abychom se neudusili technologie rekuperace, abychom využili teplo odpadního vzduchu j 1

7 Podstata letní energetiky j = množství tepla, které proteče 1m 2 pláště budovy (bez uvažování tepelné setrvačnosti) Čím více izolace, tím menší j Ale: Větší rozdíly ΔT, neboť ΔT tvoří Teplota vzduchu Zářivý tok ze slunce Sálání okolními objekty 1 j = + U. TK ( T ) R Tepelný tokj směřuje do nitra objektu Objekt je vlivem obalové konstrukce uzavřený systém, termoska na čaj Čím menší U (větší R), tím lepší je termoska Nefunguje větrání okny, povrchová vrstva ohřátého vzduchu na osálanýchfasádách (větrání zhoršuje situaci) RESUMÉ: Letní energetika se stará o zajištění tepelné pohody shora K ZAPAMATOVÁNÍ: budova se v létě chová jako termoska na čaj.

TK ( T ) R Tepelný tokj směřuje do nitra objektu Objekt je vlivem obalové konstrukce uzavřený systém, termoska na čaj Čím menší U (větší R), tím lepší je termoska

8 Zkušenosti z praxe a paradox PD Všechny black outs vznikly vždy pouze v letním období (energeticky vysoce náročný provoz klimatizací) Roste počet lidí, kteří pracují doma (IT technologie, decentralizace firem) Roste počet zákazníků, kteří se zajímají i o teploty shora a případné náklady na klimatizaci Honba za co nejnižším U dramaticky zhoršuje letní energetiku. Pasivní domy tak, jak jsou dnes chápány, nejsou řešením letní energetiky. Je třeba hledat konstrukce, vyvážené z hlediska jejich zimní a letní energetiky.

i o teploty shora a případné náklady na klimatizaci Honba za co nejnižším U dramaticky zhoršuje letní energetiku.

9 Energie, ekonomika a zimní energetika Tepelný tok ven je přímo úměrný rozdílu teplot Tepelný tok je U-krát menší než rozdíl teplot j 1 = U. TK( T ) R Množství dodaného tepla ΔQ je úměrné součtu tepelných toků za topné období Q = j. dt topná. sezóna = obsah plochy

10 Energie, ekonomika a letní energetika Tepelný tok dovnitř je přímo úměrný rozdílu teplot Tepelný tok je U-krát menší než rozdíl teplot j = + U. T Extrémní tropický den Běžný letní den Množství dodaného tepla ΔQ je úměrné 1/U ploše S rostoucím počtem teplých dní roste i efekt termosky s čajem

+ U. T Extrémní tropický den Běžný letní den Množství dodaného tepla ΔQ

11 Další parametry letní energetiky Barevnost a drsnost povrchu výrazně zvětšuje teploty na povrchu konstrukce (architektura). Dramaticky se uplatní zvenku nezastíněné prosklené plochy a jejich velikost (malé U). U letní energetiky se výrazně uplatňuje tepelná paměť konstrukcí (tepelná kapacita, setrvačnost) nutno počítat dobu prohřátí konstrukce (fázové posunutí teplotního kmitu) Kapacita rozhoduje, za jak dlouho se konstrukce prohřeje (potřebujeme alespoň 6-7 hodin, protože jinak venku není dost chladný vzduch na účinné větrání okny) Kapacita způsobuje, že většina black outs vzniká v noci (teplotní vlna dorazí do interiéru se zpožděním) Udržení teploty interiéru na přijatelné úrovni je drahé: energie potřebná na ochlazení prostoru o 1 C je cca 3x vyšší, než energie na ohřátí o 1 C (účinnost chladících zařízení). Každý stupeň dolů je dražší než předchozí Energetická spotřeba roste s počtem opakování tropických dní (logika solárních zařízení na střechách budov) Průběh povrchové teploty na omítnuté západní stěně ze škvárobetonových tvárnic tl. 300 mm v závislosti na barevnosti povrchu,červenec

U letní energetiky se výrazně uplatňuje tepelná paměť konstrukcí (tepelná kapacita, setrvačnost) nutno počítat dobu prohřátí konstrukce (fázové posunutí teplotního kmitu) Kapacita rozhoduje, za jak

12 Tedy návrat k původní úvaze.. Kvalitní zimní i letní energetika zajišťuje tepelnou pohodu v interiéru. Tepelná pohoda je individuální charakteristika, každý ji vnímáme jinak. Dosažení tepelné pohody u domů bez potřebné tepelné kapacity je velmi drahé. Čím užší rozpětí teplot v interiéru požadujeme, tím pečlivěji bychom se měli zabývat tepelnou kapacitou plášťů a venkovnímu stínění prosklených ploch. Jinak je to drahé. Optimální RD(tedy i dřevostavba) potřebuje fázové posunutí teplotního kmitu vzhledem k celému objektu alespoň 7, nejlépe však 12 hodin. Čím delší je fázové posunutí(vzhledem k uvedenému rozhraní a celému objektu), tím déle se dům brání efektu termosky na čaj a dokáže přežít bez umělého dochlazování v úzkém teplotním pásmu i několik tropických dní.

Čím užší rozpětí teplot v interiéru požadujeme, tím pečlivěji bychom se měli zabývat tepelnou kapacitou plášťů a venkovnímu stínění prosklených ploch. Jinak je to drahé.

13 Cíl: vyváženě navržený rodinný dům Primární snaha musí být navrhnout rodinný dům tak, aby žádnou IT technologii nepotřeboval(volba materiálů k dosažení potřebných tepelně-technických charakteristik). Základní zdůvodnění solární energetiky je v oblasti ořezání energetických špiček (eliminace black outs globální dopady na ekonomiku) a pro přípravu TUV. Podobně inteligence budov. Dřevostavby preferovanou skupinou staveb, neboť: Obalové konstrukce jsou v zásadě tvořené jenom tepelnými izolacemi (ale pozor na kapacity). Využívají obnovitelné surovinové zdroje, což je do budoucnosti zásadní kritérium pro komplexní hodnocení staveb (vložené embodied energie)

Základní zdůvodnění solární energetiky je v oblasti ořezání energetických špiček (eliminace black outs globální dopady na ekonomiku) a pro přípravu TUV.

14 U-ψenergetická stavebnice dřevostaveb společnosti Podrobnosti technického řešení jednotlivých variant

15 Různé varianty řešení konstrukcí plášťů

Podobné dokumenty

Dřevostavby komplexně Energetická náročnost budov a nové energetické standardy

Dřevostavby komplexně Energetická náročnost budov a nové energetické standardy Ing. arch. Tereza Vojancová Technický poradce tech.poradce@uralita.com 602 439 813 www.ursa.cz OBSAH 1 ÚVOD 2 ENERGETICKY