O tepelnej pohode v interiéroch

Aká je úroveň technológií zabezpečujúcich tepelnú pohodu v rodinných domoch? Istý profesor z Katedry technického zabezpečenia budov zo Stavebnej fakulty STU v Bratislave pri jednej prednáške povedal, že úroveň tých technológií, ktoré sú dnes na stavebnom trhu k dispozícií, je taká vysoká, že bez problémov dokážu vykúriť aj „dom, ktorý bude mať steny z papiera“. Musíme však brať do úvahy aj výšku prevádzkových nákladov a tieto by v „papierovom“ dome boli nepredstaviteľne vysoké.

Aby sa teda prevádzkové náklady na výrobu tepla dali označiť ako prijateľné a finančne nás nezruinovali, TZB technológie, ktoré zabudovávame do stavby, musia byť optimálne navrhnuté na konkrétny typ stavby a táto musí mať svoj „obal“ dokonale tepelnotechnicky izolovaný. Podľa STN by sa už mali stavať len domy označované ako ultranízkoenergetické.
Takže platí, že ako prvé musíme navrhnúť tepelne vysoko úsporné stavebné konštrukcie a potom aj použité TZB technológie na vytvorenie tepelného komfortu budú prevádzkovo úsporné. Preto pri návrhu technologickej schémy vykurovacieho systému vychádzame z tepelnotechnického a konštrukčného riešenia obálky stavby.

Ak máme navrhnutý dom nízkoenergetický (tepelné straty max. 80 kWh/m2/rok), ultranízkoenergetický (tepelné straty max. 40 kWh/m2/rok) či dom s takmer nulovou spotrebou energie na vykurovanie, čo je vlastne pasívny dom (tepelné straty max. 15 – 20 kWh/m2/rok), bude riešenie vykurovania v každom z týchto typov domov úplne inou „strojnou“ technológiou ako pri stavbe štandardného domu (tepelné straty max. 100 kWh/m2/rok). Zariadenia sa budú líšiť vykurovacím výkonom, ale aj systémom odovzdávania tepla do obytného priestoru.
Rozhodujúca bude tiež akceptovateľnosť výšky obstarávacích nákladov na vykurovacie zariadenia a z toho vyplývajúca výška prevádzkových nákladov. To preto, lebo úspornejšie technológie majú v súčasnosti ešte stále vyššie investičné vstupy. V prevádzke sú však energeticky efektívnejšie.

Nepochopiteľné „spotrebiteľské“ kritériá
Veľmi zaujímavé a skoro nevysvetliteľné je naše spotrebiteľské správanie pri hodnotiacich úvahách a kalkuláciách voľby typu vykurovacích sústav. Pri klasických vykurovacích sústavách pri domoch s vysokou spotrebou tepla sa nepýtame na návratnosť počiatočnej investície. Kúrenie musí byť, a tak ho teda do domu nainštalujeme a nepočítame jeho návratnosť. Avšak, pri špeciálnych zariadeniach ponúkajúcich úsporu energií (tepelné čerpadlo, rekuperátor, solárne zostavy či ich kombinácie) sa veľmi vážne zaoberáme „dobou ich návratnosti“.
Je to spôsobené asi tým, že nikto zatiaľ nedokáže presne definovať, aké reálne prevádzkové úspory sa dosiahnu, ak postavíme vysoko úsporný dom s modernou technológiou a porovnávali by sme ho so štandardným domom. Uvádzajú sa úspory vo výške 30 %, ale tieto čísla nikomu „nič“ nepovedia, ak to nie sú reálne „eurá“ alebo m3 plynu.

Prečo nedokážeme „definovať“ prevádzkové úspory? Je to dané našou nedôverou vo výpočty projektantov. Ak nám projektant aj porovná „náš“ konkrétny dom zateplený 8 či 10 cm izolácie a 20 cm tepelnej izolácie, vždy to považujeme „za teoretické“ výpočty.
Mám taký názor, že jediné, čo by vás presvedčilo, by bolo reálne postavenie dvoch navlas rovnakých domov, len by boli ináč zateplené a stáli by vedľa seba. Možno by ste uverili faktúram za spotrebu plynu či elektriny. Bol by to však veľmi drahý experiment a na Slovensku zatiaľ nezrealizovateľný.

Zamyslite sa nad tým, čo vám teraz poradíme
Stavebníci majú dokument – pomôcku, ktorej však nevenujú absolútne žiadnu pozornosť. Je to „projektové energetické posúdenie stavby“. V tejto povinnej prílohe projektu sa dozviete energetickú náročnosť „vašej“ stavby.  Stavebníci, ruku na srdce, kto sa aspoň raz na túto povinnú prílohu projektu pozrel a dal si ju okomentovať svojmu projektantovi?
V čom je teda prínos tejto projektovej prílohy a zatiaľ ho nedoceňujeme?
V tomto hodnotení je vypočítaná aj spotreba paliva za rok. Vieme si tak presne spočítať, koľko budeme mesačne platiť. Urobíme to? Nie! Prvá chyba.
Druhým prínosom je, že vieme zistiť, kam, do akej energetickej triedy je dom zaradený. Či má energetický štítok triedy A, B či len C. Ako zareagujeme? Nijako!
Nezamýšľame sa nad tým, a to ešte nepíšem o energetických rozpätiach tried, nakoľko by som vás ešte viac doplietol. Druhá chyba je teda nevšímavosť k energetickému štítku budovy.
Tretím prínosom môže byť fakt, že je to „len!“ projekt.

Ak teda v projektovom energetickom hodnotení stavby zistíme, že náš projektovaný RD bude mesačne spotrebovávať plyn za 100 eur, tak sa vieme s projektantom rozprávať, ako znížime tepelné straty, aby sme za plyn mesačne zaplatili len 30 eur. Projektant následne vypočíta hrúbky zateplenia v stenách, strope, streche, podlahe a nás to prakticky nič nestojí (možno si vypýta 50 – 100 eur za výpočty). Ešte nestaviame a nevznikajú „práce navyše“, ktoré stavbári milujú, lebo cez ne vás pekne „vycicajú“. Dvakrát teda „merajte“ už vo fáze projektu (aj katalógový – lacný musí mať vyššie spomínanú prílohu). A verte, oplatí sa to!

Príprava teplej vody môže „všetko“ pokaziť
Už som naznačoval, že výkon vykurovacej sústavy sa musí prispôsobiť tepelnotechnickej kvalite stavby. Ak túto podmienku aj dodržíme, „štandardným projektantským prístupom“ sa dopustíme jednej dosť vážnej nepresnosti.
Táto nepresnosť spočíva v systéme projektovania technológií prípravy teplej vody. Z dôvodu komfortu obsluhy sa do systému vykurovania zapojí aj príprava teplej vody. Jej spotreba je v každej rodine individuálna, a tak, aby jej bol „dostatok“, výkon vykurovacieho kotla sa automaticky zvýši o 25 % nad výkon potrebný na vykurovanie. Dnešné moderné kotly však majú vo svojej riadiacej elektronike štandardnú funkciu „prednostnej prípravy teplej vody“. Vtedy sa vypína systém vykurovania a prednostne sa prihreje
100 – 200 l teplej vody, podľa objemu zásobníka, ktorý je zabudovaný do systému. Čas na jej prípravu je do niekoľkých minút (možno 15 – 20). Túto situáciu prednostnej prípravy teplej vody v systéme vykurovania ani nepostrehneme. Tepelná zotrvačnosť ohriatych stavebných konštrukcií (steny, podlahy, stropy) je taká dlhá (udáva sa až 8 hodín), že si vôbec nevšimneme „odpojenie“ kotla od systému vykurovania.
Do úvahy teda prichádza zamyslenie sa, či predimenzovanie kotla nie je zbytočné.

Prečo?
Vyšší výkon kotla, ako potrebuje vykurovací systém, ktorý pokrýva tepelné straty objektu, môže mať na svedomí zhoršenie optimálnych spaľovacích režimov kotla a šetriaci efekt úspornej technológie sa stráca. Výkon kotla pre vykurovanie je zbytočne zvýšený o 25 %. Pri príprave teplej vody zasa nepotrebujeme plný vykurovací výkon kotla, a tak horenie paliva je neefektívne. Obdobne je to aj v bežnej vykurovacej prevádzke. Túto reguluje termostat pracujúci na princípe sledovania tepla v interiéri. Ak nám nastavená teplota, napr. 21 °C poklesne o 3 °C, tak sa zapne prevádzka kotla. Tento však nemusí pracovať so 125%ným vykurovacím výkonom. Stačí mu možno len 75%ný výkon a aj to na krátku dobu, aby doplnil stratené 3 °C. Horenie paliva v kotle je tak zbytočne veľké a stráca sa efektívnosť prevádzky, nakoľko sa spáli viac plynu, ako by bolo potrebné.

Aké sú riešenia pre efektívnu prípravu TÚV
Existuje veľmi veľa systémov prípravy teplej vody, keď kotol ÚK slúži len ako záložný zdroj tepla na prípravu teplej vody, napr. solárne panely. Tieto dokážu pokryť prípravu TÚV až na 80 % z roka (okrem zimy, a to musí byť dlhodobo zamračené). Alebo malé TČ vzduch – voda na 300 l zásobník teplej vody; aj rekuperačné jednotky dokážu využiť teplo z odvádzaného vzduchu na prípravu TÚV a ešte aj zohrejú čerstvý privádzaný vzduch, atď… Chce to „odvahu“ na zabudovanie progresívnych technológií do systému. Verte, šetriaci efekt sa  určite dostaví.

Systémy na vykurovanie
Náš čitateľ by si mal uvedomiť, že moderná technológia vykurovania bude „šetriť prevádzkové náklady“ počas celej svojej životnosti, ktorá je približne 15 – 20 rokov, a teda porovnávacia úvaha, kedy sa mi „to“ (vyšší investičný vstup) vráti, je síce oprávnená, ale nepresná. Základným kritériom pre výber TZB technológie pre vykurovanie musí byť teda úspornosť prevádzky, ale aj vhodnosť pre daný priestor.
Aké máme možnosti?

Miestne vykurovanie
Ak postavíme dom, ktorý má veľmi malé tepelné straty, tak sa jeho vykurovanie dá riešiť aj „lokálnym“ systémom. Lokálne vykurovanie je také, keď je zdroj tepla umiestnený priamo vo vykurovacej miestnosti. Ak zdroj tepla správne nadimenzujeme, môžeme teplo preniesť aj do ďalších miestností. Pri miestnom vykurovaní možno použiť všetky druhy paliva – tuhé palivo (drevo, uhlie i biomasu), kvapalné (mazut, naftu), aj plynné (zemný plyn, svietiplyn) alebo sa toto lokálne vykurovacie infrateleso vykuruje elektrickou energiou.
Výhodou miestneho vykurovania sú nízke straty tepla na samotnom zdroji, dobrá tepelná účinnosť a možnosť individuálnej regulácie teploty v miestnosti. Nevýhodou je obsluha či nehygienická prevádzka pri čistení kozubu alebo kachľovej pece.

Ústredné vykurovanie
U tohto systému tvorby tepelnej energie sa teplo pripravuje v centrálnom zdroji (kotol, TČ…).
Najčastejšie sa používa teplovodné vykurovanie, pri ktorom je teplonosnou látkou voda. Voda umožňuje prenášať aj veľké množstvo tepla. Tepelné straty pri doprave potrubím sú relatívne malé aj v prípade veľkých vzdialeností, avšak musíme ich dobre tepelne zaizolovať. Teplá voda sa zo zdroja tepla dostáva cirkuláciou do vykurovacieho telesa v miestnosti, z ktorého sa ochladená vracia späť do kotla.

V súčasnosti, keď sa používa kondenzačná technika v kotloch či tepelných čerpadlách ako zdroj tepla, sú odovzdávacie sústavy navrhované ako podlahové či stenové. Úspornosť systémov je v teplote média 40/30 °C oproti „klasike“ 70/60 °C. Úspornosť spočíva v tom, že voda sa ohrieva na nižšiu teplotu, a teda nižšia je aj spotreba paliva, ktoré musíme zaplatiť.
Vykurovacie sústavy mávajú rôzne zdroje tepla. Už sme spomínali kondenzačné kotly. Ich výhodou je, že vracajúca sa tzv. spiatočková ochladená voda je opäť ohrievaná teplotami odchádzajúcich splodín horenia a až potom vo výmenníku tepla – horákom. Úspory paliva sú tak až do 30 %.

Ďalším úsporným zdrojom tepla sú tepelné čerpadlá (TČ). Ich vnútorné usporiadanie využívania energie je konštrukčne riešené tak, že 1 kWh vstupnej energie vyprodukuje 3 – 5 kWh výstupnej tepelnej energie. Tepelné čerpadlá tak šetria prevádzkové náklady až o 70 %. Pre laického zákazníka je veľmi dobrou orientačnou pomôckou číslo COP – 3, 4, 5, ktoré definuje efektivitu TČ. Čím vyššie číslo COP – tým je TČ v prevádzke úspornejšie.
Solárne systémy vykurovania patria tiež do okruhu veľmi efektívnych riešení. Musia sa však veľmi zodpovedne nadimenzovať (v zime je slniečko nerovnomerné ), a tak sú vlastne takéto systémy vždy projektované ako podporné systémy cez akumulačné nádrže, kde sa „teplo zo slnka“ ukladá. Druhý zdroj tepelnej energie len doohreje teplonosné médium do prevádzkovej teploty. Sú efektívne, lebo energia zo slnka je zadarmo.

Systémy s využitím elektrickej energie
Elektrická energia na vykurovanie sa môže navrhnúť ako hlavný zdroj tepla alebo v kombinácii s inými druhmi. Sústavy napojené na elektrinu majú veľkú prednosť predovšetkým v ekologickosti prevádzky, lebo vo svojej prevádzke neprodukujú CO2.
Vykurovanie môže byť ústredné, elektro kotol, TČ alebo individuálne, napr. konektor alebo vykurovacie rohože v jednotlivých izbách, či infračervené vykurovacie panely.

Na vykurovanie dobre tepelne zaizolovaných (pasívnych) rodinných domov sa veľmi efektívne používajú odporové vykurovacie káble vo forme rohoží. Takéto domy nepotrebujú celoplošné podlahové vykurovania, a tak v miestach, kde potrebujeme zvýšený tepelný komfort (kúpeľňa, pri kuchynskej linke, zádverie…), zabudujeme malý termostatom riadený samostatný vykurovací systém.

Infračervený vykurovací systém je v podstate obdoba slnečného žiarenia bez škodlivých UV lúčov a bez viditeľného svetla. Je to vlastne teplovlnné vykurovanie, pri ktorom vznikajú tepelné vlny iniciované elektrickou energiou. Prostredníctvom vodivých nekovových materiálov sa okamžite vyžaruje teplo a vzniká aj úspora elektrickej energie, lebo teplo sa nemusí akumulovať do stien, ako je to u klasických vykurovacích systémov, ale sa okamžite šíri do priestoru a ohrieva pevné predmety vrátane človeka.

Rekuperácia tepla je ďalšia z progresívnych technológií vytvárania tepelného komfortu. Pri jej uplatnení musíme však splniť vysokú náročnosť na tepelnotechnickú kvalitu a tesnosť obalu stavby, aby teplo, ktoré do domu dodáme a následne rekuperujeme – vraciame do čerstvého vzduchu, neunikalo neefektívne cez obal domu.

Takže platí, že ako prvé musíme navrhnúť tepelne vysoko úsporné stavebné konštrukcie a potom aj použité technológie na tvorbu tepelného komfortu budú prevádzkovo úsporné.

Ing. Pavel Kleskeň
Snímky: archív redakcie.

Kto sme a čo ponúkame

sme profesijne usporiadaný online časopis o stavebných firmách a materiáloch na Slovensku. Jeho cieľom je rýchle vyhľadávanie informácií a dodávateľských firiem pri stavbe rodinného domu.

Stavebníctvo

Zložité hospodárske obdobie, ktoré už 5 rokov trápi slovenské stavebníctvo, naplno odkrylo jeho problémy a nedostatky.

Prínos pre návštevníka stránky

Rýchla orientácia v odbore stavebníctva zrozumiteľnými článkami aj pre neodborníkov. Budú ich pripravovať najväčšie špičky, osobnosti a kvalitní realizátori prác.

Naši partneri

Ing. Pavel Kleskeň
šéfredaktor
0903 721 235
PhDr. Andrej Fabík
zástupca šéfredaktora
0904 978 305
Mirka Kleskeňová
redaktorka
0903 401 077
Štefan Majerník
obchodný zástupca
0903 781 341
Ing. František Orth
obchodný zástupca
0911 721 233
Mgr. Peter Jurovčák
obchodný zástupca
0903 210 551
Martin Strihovský
grafik
0903 046 808

Adresa redakcie: Trenčianska 47, 821 09 Bratislava
www.domabyt.sk