Vytápění

Potřeba tepla pro vytápění a topná zátěž

 

Teplo na vytápění, přesněji roční potřeba tepla na vytápění, je množství tepla, které musí vytápěcí systém v topném období dodat místnosti nebo budově, aby bylo možno udržovat příslušnou vnitřní teplotu. Vypočítává se z energetické bilance za topné období.

 

Zvláštnosti u zásobování teplem v pasivním domě

  • Extrémně nízká roční potřeba tepla na vytápění

roční potřeba tepla na vytápění ≤ 15 kWh//m²a

(4x – 8x nižší v porovnání s průměrnými novostavbami)

  • Dominantní postavení potřeby energie na přípravu teplé vody

potřeba tepla na TUV ve výši 18-35 kWh/(m²a) je významnější než teplo na vytápění

  • Nezáleží na tom, jakým způsobem se teplo do místnosti přivede

možnosti:   topná tělesa – je jedno kde, např. překlad dveří

plošné topné panely – je jedno kde, např. stropy

vytápění přívodním vzduchem

  • Velmi nízké hodnoty topné zátěže

hodnoty topné zátěže kolem 10 W/m² jsou 3x – 5x nižší než u průměrných novostaveb

 

Pro návrh výkonu otopné soustavy a jednotlivých otopných ploch  je směrodatný tepelný výkon (topná zátěž). Ta stanoví jaké množství tepla za jednotku času se musí dodat místnosti nebo budově, aby bylo možné udržet za zimních normových podmínek požadované normové vnitřní teploty. Otopný systém se standardně navrhuje na nejnepříznivější podmínky, což znamená zajištění vnitřní teploty v pobytových místnostech 20 °C za výpočtových vnějších teplot (-12, -15, -18, -20 °C) bez zohlednění vnitřních či vnějších zisků.

 

V určení topné zátěže pro pasivní domy  podle PHPP jsou důležité rozdíly v porovnání s ČSN EN 12831 (zohledňují se pouze tepelné ztráty budovy, avšak nikoliv solární a interní zisky a        hodnoty takto vypočtené topné zátěže jsou vyšší než hodnoty topné zátěže potřebné – cca o faktor 3).

  • Bilancování toků tepelných ztrát  a zisků ve dvou různých návrhových dnech (chladno a jasno, mírně a zamračeno)
  • Zohlednění vnitřních tepelných zisků (elektrické odpadní teplo a teplo z osob)
  • Zohlednění solárních zisků
  • Zohlednění rekuperačního faktoru větracího zařízení s rekuperací z vnitřního odpadního vzduchu.
  • Korekce vnější teploty pro zohlednění velké časové konstanty pasivního domu (> 200 h)

 

Jak se chová topná zátěž v pasivním domě?

Topná zátěž za chladných jasných dnů přestává stoupat, i když vnější teplota výrazně poklesne. To je následek intenzivních zisků ze slunečního záření. Za velmi chladných dnů zpravidla nastává období jasného krásného počasí, přitom se atmosféra ochlazuje.

Ve dnech oblačnosti (zataženo) zůstává z důvodu skleníkového efektu relativně teplé počasí, chybí však sluneční záření.

Domy s dobrým standardem izolace a s významnými zisky z plochy jižních oken pokryjí svůj potřebný topný výkon za velmi chladnýxch, jasných dnů z větší části dopadajícím slunečním zářením. Jiná topná zátěž nastává za chladných zamračených dnů, které jsou však díky oblačnosti a zesílenému skleníkovému efektu sympaticky teplejší než jasné zimní dny.

 

Z důvodu dlouhých tepelných časových konstant lze u pasivního domu uchránit zisky dosažené přes den i v noci. U extrémně zasklených místností nebo budov může dojít ke kratší době ochlazování, což vede ke zvýšení topné zátěže.

 

Tepelná ztráta domu a následná potřeba tepla se výrazně snižuje lepšími tepelně technickými vlastnostmi konstrukcí. V běžných budovách se špatnou izolací a špatnými okny je rozvrstvení teploty v místnosti a pokles teploty studeného vzduchu tak velký, že tepelné pohody lze dosáhnout jen pomocí přídavných vytápěcích těles, které umí vyrovnat výkyvy operativních teplot a působí proti poklesu teploty vzduchu u oken. Topná zátěž je kolem 100 W/m². Pro distribuci tepla v domě je zapotřebí teplovodního vytápěcího systému a topná tělesa musejí být uspořádána pod okny, aby bylo možno zaručit tepelnou pohodu. I v nízkoenergetických domech jsou ještě taková topná tělesa v oblasti oken zapotřebí.

 

V pasivním domě jsou všechny vnější konstrukce tak dobře zaizolovány a teploty vnitřních povrchů jsou u oken vysoké, že i při vnější teplotě -10 °C nedochází k újmě v komfortu. Teprve komponenty pasivního domu, zvláště tepelně izolované okenní rámy a trojitá tepelně izolační skla, umožňují obejít se bez topných těles v oblasti oken.

Dalším výrazným faktorem je způsob větrání. Nelze nevětrat – uživatelé stavby musí mít zajištěno hygienicky nezávadné vnitřní prostředí. Energeticky nejnáročnější je větrání přirozené, kdy je otopnou soustavou pokrývána hygienicky požadovaná výměna vzduchu v přímém toku vnitřní – venkovní.

Řízené větrání s recyklací tepla z odpadního vzduchu se stává nutným procesem, který šetří až polovinu nákladů na ztráty přímým větráním.