Dlaczego nowy, dobrze ocieplony dom się przegrzewa?
Ciepło dociera do pomieszczenia trzema drogami, a potem nie ma dokąd uciec. Pierwsza to słońce przez szybę. Współczynnik przepuszczalności energii słonecznej mierzy, ile ciepła przepuszcza szyba. Druga to wewnętrzne zyski ciepła od ludzi, gotowania i urządzeń. Trzecia to zdolność budynku do magazynowania ciepła. Przekształcona dyrektywa o charakterystyce energetycznej budynków wymienia pojemność cieplną wśród cech cieplnych, które metodologia obliczeń musi uwzględniać (załącznik I, pkt 4).
Ryzyko przegrzewania rośnie, gdy w jednym domu spotykają się duże przeszklenia, lekka konstrukcja i brak zewnętrznego zacienienia. Artykuł o dużych przeszkleniach w domu niskoenergetycznym omawia stronę szklaną zagadnienia.
Jaka temperatura w pomieszczeniu jest dopuszczalna latem?
Rozporządzenie nr 259/2008 (vyhláška 259/2008) podaje zakresy, a nie jedną granicę. Dla pomieszczeń przeznaczonych do długiego pobytu wymaga warunków optymalnych zarówno w sezonie ciepłym, jak i zimnym. Projekt budynku powinien te warunki zapewnić. Urządzenia techniczne wkraczają dopiero tam, gdzie projekt nie może tego zrobić (§ 2 ust. 3). Tabela 2a załącznika 2 określa temperaturę operatywną w sezonie ciepłym według klasy aktywności, dla standardowej lekkiej odzieży.
| Klasa aktywności | Przykład w rozporządzeniu | Optymalna, °C | Dopuszczalna, °C |
|---|---|---|---|
| 0 | Leżenie w spoczynku, swobodne siedzenie | 25 do 28 | 20 do 29 |
| 1a | Siedzenie z minimalnym ruchem, praca przy komputerze | 23 do 27 | 20 do 28 |
| 1b | Siedzenie lub stanie z pewnym ruchem, gotowanie | 22 do 25 | 19 do 27 |
| 1c | Stanie z ciągłą pracą rąk i nóg, sprzątanie | 20 do 24 | 17 do 26 |
Zakres dopuszczalny stosuje się tam, gdzie nie da się zapewnić zakresu optymalnego, z wyjątkiem wyjątkowo gorących dni (§ 2 ust. 4). Tabela 2a określa też wilgotność względną na poziomie 30 do 70 % oraz maksymalną prędkość powietrza od 0,2 do 0,3 m/s, zależnie od klasy. Dla sypialni właściwy jest wiersz klasy 0.
W jakiej kolejności zająć się komfortem letnim?
Dyrektywa nadaje priorytet środkom poprawiającym właściwości cieplne budynków latem. Wymienia zacienienie, wystarczającą pojemność cieplną i techniki pasywnego chłodzenia (motyw 70). Zwraca też uwagę, że klimatyzacja podnosi szczytowe obciążenie i koszty energii elektrycznej. Stąd wynika kolejność, w której budynek idzie pierwszy, a maszyna na końcu.
- Powierzchnia szkła i orientacja. Rozporządzenie 259/2008 traktuje łączną powierzchnię otworów większą niż 40 % powierzchni przegród zewnętrznych jako przypadek szczególny. W takim przypadku nie można pominąć pomiaru (§ 2 ust. 14). Stosunek okien do ścian nic nie kosztuje, gdy zmienia się go na etapie projektu. Artykuł o orientacji domu względem stron świata wyjaśnia, jak działają strony świata.
- Zewnętrzne zacienienie. Ten sam paragraf wymaga zewnętrznych osłon przeciwsłonecznych na otworach skierowanych na słońce jako jednego z warunków.
- Masa termiczna. Masa termiczna magazynuje ciepło. Nie usuwa go.
- Wentylacja nocna. Wentylacja nocna przepłukująca usuwa zgromadzone ciepło, gdy powietrze na zewnątrz jest chłodniejsze.
- Chłodzenie aktywne. Dobierz jego moc na to, co zostanie po krokach 1 do 4.
Które zacienienie działa?
Rozporządzenie 259/2008 wskazuje zewnętrzne zacienienie, a nie rolety wewnętrzne, jako warunek dla otworów skierowanych na słońce (§ 2 ust. 14 lit. d). Zewnętrzne zacienienie zatrzymuje słońce, zanim przejdzie przez szybę. Roleta wewnętrzna zatrzymuje je dopiero w pomieszczeniu. Przewodnik zakupowy Departamentu Energii USA wymienia jako możliwości zewnętrzne okapy lub osłony przeciwsłoneczne oraz wewnętrzne żaluzje lub rolety.
Do obliczeń poproś producenta o dane dotyczące zacienienia dla konkretnego zestawu. Ocena energetyczna według rozporządzenia 364/2012 rejestruje zyski słoneczne dla każdej orientacji. Korzysta z przepuszczalności energii słonecznej szkła i współczynnika zacienienia (załącznik 4, tabela 1). Przykłady urządzeń zewnętrznych to zewnętrzna żaluzja oraz stały brise-soleil. Dynamiczne zacienienie z automatyką obejmuje godziny, w których nikogo nie ma w domu.
Jak wykorzystać wysokość słońca i orientację?
Broszura SIEA o wentylacji i chłodzeniu podaje kąt słońca w południe dla Słowacji. Latem wynosi 65 stopni, zimą 18 stopni. Odpowiednie zacienienie zatrzymuje więc promienie latem. Zimą pozwala im sięgnąć głębiej w budynek, gdzie ciepło się magazynuje. Zacienienie nie powinno niepotrzebnie zasłaniać słońca zimą ani w okresach przejściowych. Elewacja główna skierowana na południe umożliwia zimowe zyski słoneczne.
Daszek, balkon lub konstrukcja wysunięta nad oknem dają naturalne zacienienie. Pomocne są też zadaszenia, pergole i markizy zwijane. Dla okien skierowanych na zachód broszura zaleca większy okap dachu i zewnętrzne rolety. Studium nasłonecznienia, czyli symulacja komputerowa drogi słońca, pokazuje kształt i długość cieni w wybranych dniach.
Pomaga też szkło. Im niższy współczynnik solarny przeszklenia, tym mniej ciepła przepuszcza szyba, a więcej odbija. Broszura podaje przykład. Przy g = 0,6 do wnętrza przechodzi 60 % ciepła słonecznego. Przy g = 0,4 przechodzi 40 %. Niższe g ogranicza też zimowe zyski, więc dobieraj je według orientacji.
Co robią masa termiczna i wentylacja nocna?
Masa termiczna opóźnia wzrost temperatury wewnętrznej, ale sama nie chłodzi. Ciepło zgromadzone w ciągu dnia musi później wyjść. Wentylacja nocna może je wyprowadzić, jeśli powietrze na zewnątrz jest chłodniejsze niż wewnątrz. Zmieniona dyrektywa wymienia wystarczającą pojemność cieplną i pasywne chłodzenie wśród środków zapobiegających przegrzewaniu (motyw 70).
Drzwi przesuwne ani zwykłe drzwi nie są uznawane za otwór wentylacyjny w rozumieniu rozporządzenia 259/2008 (§ 3 ust. 3). Zaplanuj otwory na nocne powietrze razem z projektantem i nie polegaj na drzwiach.
Jak wentylować podczas fali upałów?
Broszura SIEA odradza wietrzenie przez cały dzień podczas fali upałów, ponieważ wnętrze przegrzewa się bez potrzeby. Ogranicz wentylację dzienną do minimum. Wietrz w nocy i wcześnie rano, gdy na zewnątrz jest chłodniej. To także wstępnie schładza pomieszczenia. Najlepiej działa wentylacja krzyżowa przez okna. Wśród wad wentylacji naturalnej broszura wymienia przeciągi, hałas z zewnątrz i słabsze zabezpieczenie przed włamaniem.
Centrala wentylacyjna z odzyskiem ciepła ma przepustnicę obejściową (bypass), która omija wymiennik. Działa automatycznie i służy na przykład do wentylacji nocnej latem, gdy chłodniejsze powietrze zewnętrzne obniża temperaturę przegrzanego wnętrza. Broszura nadal zaleca wstępne schłodzenie domu latem przez wentylację naturalną przez okna. Artykuł o rekuperacji w praktyce wyjaśnia odzysk ciepła.
Czy dach i izolacja ścian pomagają?
Broszura SIEA mówi, że ciepło wnika do wnętrza bezpośrednio przez nieosłonięte okna, a pośrednio przez nagrzewanie słabo ocieplonych przegród. Ocieplenie dachu i ścian zmniejsza więc drogę pośrednią. Broszura wymienia izolację wśród środków przeciw przegrzewaniu i nazywa ją najdroższym z nich. W nowym domu decydujesz o niej już w projekcie.
Według broszury zielony dach również skutecznie zapobiega przegrzewaniu. Dodatkowo zatrzymuje wodę deszczową i poprawia izolacyjność cieplną dachu.
Kiedy potrzebne jest chłodzenie aktywne i jaka ma być jego moc?
Rozporządzenie 364/2012 stanowi, że norma techniczna określa obliczenie rocznego zapotrzebowania na ogrzewanie i chłodzenie. Jej przypis wskazuje STN EN ISO 52016-1 (załącznik 3, uwaga c, przypis 1). Norma ta obejmuje zapotrzebowanie energetyczne na ogrzewanie i chłodzenie, temperatury wewnętrzne oraz obciążenia cieplne. Obliczenie obciążenia chłodniczego działa pomieszczenie po pomieszczeniu. Pokazuje, czy dane pomieszczenie w ogóle wymaga chłodzenia i jaką moc potrzebuje. Dobór urządzenia wyłącznie na podstawie powierzchni podłogi na to pytanie nie odpowiada.
Rozporządzenie ogranicza zakres oceny. Załóżmy, że chłodzone i wentylowane mechanicznie są tylko niektóre pomieszczenia, a ich powierzchnia podłogi wynosi poniżej 80 % powierzchni budynku. Wtedy budynku nie ocenia się pod kątem energii na chłodzenie i wentylację (załącznik 3, uwaga b).
Przy chłodzeniu promieniowaniem temperatura powierzchni musi pozostać powyżej punktu rosy. Rozporządzenie 259/2008 nie dopuszcza widocznej pleśni, wilgoci ani kondensacji na suficie, ścianach lub podłodze pomieszczeń, w których przebywają ludzie (§ 2 ust. 11). Zapytaj projektanta, jak regulacja utrzymuje powierzchnię powyżej punktu rosy.
Czym chłodzić: klimatyzacją czy systemem promieniowania?
Broszura SIEA dzieli chłodzenie na cyrkulacyjne i promieniowe. Urządzenia cyrkulacyjne, czyli klimatyzatory, chłodzą poruszającym się powietrzem. Są najpowszechniejsze i korzystają z pompy ciepła powietrze-powietrze. System promieniowy prowadzi wodę o temperaturze 16 do 18 °C rurami w ścianach lub sufitach, a te powierzchnie odbierają ciepło z pomieszczenia. Rurociągi są wbudowane w konstrukcję, dlatego system promieniowy instaluje się zwykle w nowym domu lub przy generalnym remoncie.
Chłodzenie sufitowe najlepiej nadaje się do salonów. Broszura nie zaleca go w łazienkach i kuchniach, bo na suficie może powstawać skroplona woda. W budynku z dużymi, nieosłoniętymi przeszkleniami jego moc może być niewystarczająca. Źródłem chłodu może być pompa ciepła, która pobiera energię z powietrza zewnętrznego, gruntu, wód gruntowych lub wody studziennej. Przy pompie ciepła typu grunt-woda ciepło wprowadzone do ziemi latem pomaga regenerować odwiert lub kolektor gruntowy.
Broszura radzi podjąć decyzję o chłodzeniu dopiero po wykorzystaniu pozostałych środków budowlanych. Chłodzenie zawsze zużywa energię, więc uwzględnij koszty eksploatacji i serwisu. Jako opcję wymienia połączenie z panelami fotowoltaicznymi.
Czego nie pominąć przy chłodzeniu?
- Serwis. Urządzenia chłodzące nie są bezobsługowe. Technik serwisowy powinien je przeglądać przynajmniej raz w roku, najlepiej przed latem. Użytkownik może czyścić powierzchnię i wymieniać filtr zgodnie z instrukcją.
- Umiejscowienie. Jednostka wewnętrzna nie powinna wiać bezpośrednio na miejsca, w których ludzie przebywają długo. Jednostka zewnętrzna potrzebuje dopływu powietrza i nie może uciążliwie oddziaływać na sąsiadów skraplającą się wodą ani hałasem.
- Powietrze. Podczas pracy chłodzenia okna powinny być zamknięte. Chłodzenie osusza powietrze, a broszura podaje 35 do 60 % jako optymalną wilgotność.
- Moc. Zależy od zysków ciepła. Pochodzą one z orientacji i wielkości pomieszczenia, okien i ich zacienienia, liczby osób oraz urządzeń. Obliczenia wykonuje projektant.
Co warto zapamiętać?
Nowy dom przegrzewa się, gdy zyski ciepła przekraczają to, co budynek jest w stanie zmagazynować i odprowadzić. Najpierw ustal powierzchnię szkła i orientację. Następnie zewnętrzne zacienienie, masę termiczną i wentylację nocną. Chłodzenie dobierz na resztę. Zamów obliczenie letnie, zanim poprosisz o wycenę klimatyzacji. Szerszy kontekst znajdziesz w przeglądzie Dom pasywny od A do Z.