english synopsis - Časopis stavebnictví

Na tomto mieste je treba uviesť, že jeden z najdôležitejších rozdielov
medzi stacionárnym a dynamickým, počítačom podporovaným výpočtom
energetickej bilancie budov je v tom, že v druhom prípade
je nevyhnutné uviesť výkon vykurovacieho, respektíve chladiaceho
zariadenia. Tento sa najčastejšie odhaduje na základe výpočtu mernej
tepelnej straty, respektíve zisku (chladenie). V prípade domu na rovine
sa uvažovalo vo všetkých troch variantoch s výkonom vykurovacieho
zariadenia 4 kW tak na prízemí, ako aj na poschodí, v prípade horskej
vily bol výkon na prízemí 6 kW a v podkroví 4 kW – tiež vo všetkých
troch variantoch. Vo variantoch s chladením sa v prípade domu na rovine
počítalo s chladiacim výkonom 4 kW a v prípade horskej vily 2 kW na
oboch poschodiach. Výpočty sa vykonali s použitím referenčného roku
pre Bratislavu obsahujúcim hodinové údaje teplôt vonkajšieho vzduchu
a intenzity slnečného žiarenia.
▲ Obr. 2. a 3. Pôdorys prízemia a poschodia rodinného domu na rovine
(návrh: Ing. Patrik Füle)
▲ Obr. 4. Geometrický model domu na rovine s dvoma teplotnými zónami
Štúdia nízkoenergetických rodinných domov
Štúdia je založená na dvoch študentských prácach, pričom porovnáva
typický nízkoenergetický dom na rovine s rodinnou vilou v horskom prostredí.
Návrh typického nízkoenergetického rodinného domu na rovine
počíta s ľahkou sendvičovou drevenou konštrukciou obvodových stien,
pultovou strechou nad poschodím a plochou strechou nad časťou prízemia
(obr. 1, 2, 3, 4). Rodinná vila v horskom prostredí je plánovaná ako
murovaná stavba so zateplením obvodových stien, s keramickými stropmi
a podkrovím s priznanými krokvami (obr. 5 a 6, 7). Vzhľadom na to, aby
bolo možné porovnať oba domy navzájom a tiež jednotlivé varianty medzi
sebou, vo výpočte sa nezohľadňovala možnosť dodatočného vetrania
a vonkajšieho tienenia ako prostriedkov chladenia v letnom období, hoci
tak simulačný softvér, ako aj generický model, túto možnosť poskytujú.
Do úvahy sa bralo iba tzv. hygienické vetranie s výmenou vzduchu 0,5 h -1
(v prípade výmenníka tepla 0,05 h -1 ). Výsledky pre letné obdobie (napr.
potreba chladenia) preto vychádzajú vyššie pre variantu s výmenníkom
tepla. V realite by sa dodatočné vetranie a tienenie s najväčšou pravdepodobnosťou
udiali, ale vo výpočtoch predstavujú pomerne veľkú neistotu,
keďže absolútne závisia od chovania sa užívateľov budov. V prípade
typického nízkoenergetického domu na rovine sa použil geometrický
model s dvoma teplotnými zónami (prízemie a poschodie) podľa obr. 4
miernym prebudovaním generického modelu. Geometrický model
horskej vily pozostával z troch teplotných zón – prízemia, podkrovia a nárazníkovej,
nevykurovanej zóny, obsahujúcej garáž a sklad. Podobne ako
v predchádzajúcom prípade bol vytvorený prebudovaním generického
modelu. Prízemie a nárazníková zóna sú čiastočne zapustené do terénu
(obr. 7). V oboch prípadoch sa simulovali nasledovné varianty prevádzky:
■ A – iba vykurovanie;
■ B – vykurovanie a chladenie;
■ C – vykurovanie s výmenníkom tepla a chladenie.
Výsledky a ich interpretácia
Spomedzi výstupov, ktoré tak simulačný softvér, ako aj generický model,
poskytujú a ktoré by najlepšie vystihovali charakter vnútorného prostredia
skúmaných budov, uvádzame nasledovné údaje:
■ potreba energie na vykurovanie v prípade všetkých troch variant
prevádzky;
■ potreba energie na chladenie v prípade variant B a C;
■ počet hodín s teplotou vzduchu nad 25 °C v prípade všetkých troch
variant prevádzky;
■ priemernú mesačnú maximálnu teplotu vzduchu v prípade všetkých
troch variant prevádzky, ktorá vychádza z najvyšších denných teplôt
počas daného mesiaca.
Vo všetkých prípadoch, nielen pri maximálnych teplotách vzduchu, sú
zobrazené mesačné dáta pre prízemie a poschodie, respektíve podkrovie,
v prípade horskej vily. Grafy 1–4 sa vzťahujú na nízkoenergetický dom na
rovine a grafy 5–8 na horskú vilu. Zo získaných výsledkov je zrejmé, že
nízkoenergetický rodinný dom na rovine bude mať problémy s letným
prehrievaním, čo potvrdzujú najmä grafy 3 a 4 uvádzajúce počtu hodín
nad 25 °C a priemernej maximálnej teploty vzduchu. Napriek tomu, že
možnosť tienenia okien a dodatočného prirodzeného vetrania sa nesimulovali,
a teda výsledné teploty vychádzajú pomerne vysoké, nie je pravdepodobné,
že by sa objekt zaobišiel bez nejakého systému chladenia,
ak má poskytovať dostatočný obytný komfort v letnom období. Jeho
výkon by zrejme mal byť o niečo vyšší než odhadovaný výkon uvedený
v príkladoch. Vzhľadom na to, že ide o ľahkú drevenú sendvičovú konštrukciu,
dalo by sa tiež uvažovať o nasledovných možnostiach zníženia
tepelnej záťaže na chladenie:
■ Vytvorenie masívnejších vnútorných konštrukcií, napr. železobetónových
stropov alebo schodiska, ktoré by svojou akumulačnou schopnosťou
dom v letných mesiacoch chladili. Nevýhodou tohto riešenia je, že nezapadá
do konceptu ľahkej drevenej konštrukcie. Vyžadovalo by si špeciálne
detaily, pričom v určitom okamihu by nevyhnutne vyvstala otázka, prečo
vlastne neurobiť celú konštrukciu masívnym spôsobom.
■ Využitie podzemného výmenníka tepla, ktorý by v lete mohol slúžiť na
zníženie tepelnej záťaže na chladenie vzduchu. Toto riešenie sa používa
najmä v kombinácii s rekuperátorom tepla a v danom objekte aj bolo
nakoniec navrhnuté. Nevýhodou tejto kombinácie je, že neumožňuje
priame vetranie vnútorných priestorov a vyžaduje si pravidelnú údržbu.
Na tomto mieste treba uviesť, že výmenník tepla (rekuperátor bez kombinácie
s podzemným výmenníkom tepla) použitý v simuláciách oboch
budov je definovaný pomocou nízkej výmeny vzduchu. Ide o najjednoduchší
spôsob jeho simulácie, ktorý vyhovuje pre účely odhadu potreby tepla
na vykurovanie, ale trochu skresľuje potrebu chladenia v letnom období.
Výsledné hodnoty v letnom období vychádzajú pri jeho použití vyššie, ako
50 stavebnictví 09/12