Чому новий добре утеплений будинок перегрівається?
Тепло потрапляє до кімнати трьома шляхами, і далі йому нема куди діти. Перший шлях: сонячне світло крізь скло. Коефіцієнт сонячного теплонадходження показує, яку частку тепла пропускає скло. Другий шлях: внутрішні тепловиділення від людей, приготування їжі та побутової техніки. Третій: здатність будівлі акумулювати тепло. Переглянута Директива про енергетичні характеристики будівель серед теплових властивостей, які має враховувати методика розрахунку, називає теплоємність (додаток I, пункт 4).
Ризик перегріву зростає, коли в одному будинку поєднуються великі засклені площі, легка конструкція та відсутність зовнішнього затінення. Стаття про великі засклення в енергоефективному будинку розглядає скляну складову.
Яка внутрішня температура є прийнятною влітку?
Декрет 259/2008 встановлює діапазони, а не одну межу. Для приміщень тривалого перебування декрет вимагає оптимальних умов як у теплу, так і в холодну пору року. Проєкт будівлі має їх створювати. Технічне обладнання потрібне лише там, де проєкт не може цього забезпечити (§ 2, абзац 3). Таблиця 2a додатка 2 задає оперативну температуру для теплого періоду залежно від класу активності, для звичайного легкого одягу.
| Клас активності | Приклад у декреті | Оптимально, °C | Допустимо, °C |
|---|---|---|---|
| 0 | Лежання у спокої, розслаблене сидіння | 25–28 | 20–29 |
| 1a | Сидіння з мінімальними рухами, робота за комп'ютером | 23–27 | 20–28 |
| 1b | Сидіння або стояння з певними рухами, приготування їжі | 22–25 | 19–27 |
| 1c | Стояння з постійною роботою рук і ніг, прибирання | 20–24 | 17–26 |
Допустимий діапазон застосовується там, де оптимальний створити неможливо, крім надзвичайно спекотних днів (§ 2, абзац 4). Таблиця 2a також задає відносну вологість 30–70 % і максимальну швидкість повітря 0,2–0,3 м/с залежно від класу. Для спальні потрібен рядок класу 0.
У якому порядку вирішувати питання літнього комфорту?
Директива надає перевагу заходам, які покращують теплові характеристики будівель улітку. Вона називає затінення, достатню теплоємність і пасивні методи охолодження (преамбула, пункт 70). Також вона зазначає, що кондиціонування підвищує пікове навантаження та вартість електроенергії. Це обґрунтовує порядок, за якого спершу працює будівля, а механізми використовуються останніми.
- Площа скління та орієнтація. Декрет 259/2008 розглядає сумарну площу отворів понад 40 % площі зовнішніх огороджувальних конструкцій як окремий випадок. У такому разі розрахунок пропускати не можна (§ 2, абзац 14). Співвідношення вікон і стін на папері змінити нічого не коштує. Стаття про орієнтацію будинку пояснює сторони світу.
- Зовнішнє затінення. Та сама норма вимагає зовнішнього сонцезахисту на отворах, зверненими до сонця, як однієї з умов.
- Теплова маса. Теплова маса накопичує тепло. Вона його не відводить.
- Нічне провітрювання. Нічне провітрювання для охолодження виводить накопичене тепло, коли зовнішнє повітря прохолодніше.
- Активне охолодження. Розраховуйте його на той залишок, що лишається після кроків 1–4.
Які затінювальні пристрої працюють?
Декрет 259/2008 вимагає для отворів, зверненими до сонця, саме зовнішнього затінення, а не внутрішніх жалюзі (§ 2, абзац 14, літера d). Зовнішнє затінення зупиняє сонячне світло до того, як воно пройде крізь скло. Внутрішня штора зупиняє його лише всередині кімнати. Посібник для покупців Міністерства енергетики США серед варіантів називає зовнішні козирки або сонцезахисні сітки та внутрішні жалюзі чи штори.
Для розрахунку запитайте у виробника дані про затінення для реальної конструкції. Енергетична оцінка за декретом 364/2012 фіксує сонячні надходження для кожної орієнтації. Вона використовує коефіцієнт сонячного пропускання скла та коефіцієнт затінення (додаток 4, таблиця 1). Прикладами зовнішніх пристроїв є зовнішні жалюзі та стаціонарний брайс-солей. Динамічне затінення з автоматикою покриває години, коли вдома нікого немає.
Як використовувати висоту сонця та орієнтацію?
Брошура SIEA про вентиляцію та охолодження наводить кут полуденного сонця в Словаччині: 65 градусів улітку і 18 градусів взимку. Відповідне затінення тому відсікає промені влітку. Взимку воно дозволяє сонцю глибше проникати в будівлю, де тепло накопичується. Затінення не повинно зайво затіняти взимку та в міжсезоння. Головний фасад, спрямований на південь, забезпечує зимові сонячні надходження.
Дах, балкон або конструкція, що виступає над вікном, дають природне затінення. Також допомагають навіси, перголи та висувні тенти. Для вікон, спрямованих на захід, брошура рекомендує більший карниз даху та зовнішні штори. Сонячне дослідження, тобто комп'ютерна симуляція траєкторії сонця, показує форму і довжину тіней у вибрані дати.
Скло теж має значення. Чим нижчий сонячний фактор заскленням, тим менше тепла пропускає скло і тим більше його відбивається. Брошура наводить приклад: за g = 0,6 всередину проходить 60 % сонячного тепла, за g = 0,4 проходить 40 %. Нижчий g також зменшує зимове надходження тепла, тож його слід обирати залежно від орієнтації.
Що дають теплова маса і нічне провітрювання?
Теплова маса затримує підвищення внутрішньої температури, але сама по собі не дає охолодження. Тепло, накопичене вдень, має вийти пізніше. Нічне провітрювання може його вивести, якщо зовнішнє повітря холодніше за внутрішнє. Переглянута Директива називає достатню теплоємність і пасивне охолодження серед заходів, що запобігають перегріву (преамбула, пункт 70).
Розсувні двері або звичайні двері не вважаються отворами для вентиляції за декретом 259/2008 (§ 3, абзац 3). Плануйте отвори для нічного повітря разом із проєктувальником і не покладайтеся на двері.
Як провітрювати під час спеки?
Брошура SIEA радить не провітрювати цілий день під час спеки, адже інтер'єр перегрівається без потреби. Денне провітрювання тримайте на мінімумі. Провітрюйте вночі та рано вранці, коли надворі прохолодніше. Це також попередньо охолоджує приміщення. Найкраще працює перехресне провітрювання через вікна. Серед недоліків природного провітрювання брошура називає протяг, шум із вулиці та слабший захист від зломів.
Установка механічної вентиляції з рекуперацією має байпасну заслінку, яка обходить теплообмінник. Вона працює автоматично і служить, наприклад, для нічного провітрювання влітку, коли прохолодніше зовнішнє повітря знижує температуру перегрітого інтер'єру. Брошура все одно рекомендує попередньо охолоджувати будинок улітку природним провітрюванням через вікна. Стаття про вентиляцію з рекуперацією на практиці пояснює рекуперацію тепла.
Чи допомагають утеплення даху та стін?
Брошура SIEA стверджує, що тепло потрапляє всередину безпосередньо через незатінені вікна і опосередковано через погано утеплені конструкції, які нагріваються. Тож утеплення даху та стін зменшує непрямий шлях. Брошура відносить утеплення до заходів проти перегріву і називає його найдорожчим із них. У новому будинку рішення про нього ухвалюють на етапі проєкту.
За брошурою, зелений дах також ефективно запобігає перегріву. Крім того, він затримує дощову воду та покращує теплоізоляцію даху.
Коли потрібне активне охолодження і якого розміру?
Декрет 364/2012 вказує, що розрахунок річної потреби в опаленні та охолодженні визначає технічний стандарт. Його виноска називає STN EN ISO 52016-1 (додаток 3, примітка c, виноска 1). Цей стандарт охоплює енергетичні потреби для опалення та охолодження, внутрішні температури й теплові навантаження. Розрахунок охолоджувального навантаження виконується для кожного приміщення окремо. Він показує, чи взагалі потребує приміщення охолодження і якої потужності. Продаж установки лише за площею підлоги на це питання не відповідає.
Декрет обмежує оцінку. Припустімо, що механічно охолоджуються і провітрюються лише деякі приміщення, а їхня площа становить менше 80 % площі будівлі. Тоді енергію на охолодження й вентиляцію будівлі не оцінюють (додаток 3, примітка b).
У разі променистого охолодження поверхня має залишатися вище точки роси. Декрет 259/2008 не допускає видимої плісняви, вологи чи конденсату на стелі, стінах або підлозі приміщень, де перебувають люди (§ 2, абзац 11). Запитайте у проєктувальника, як засоби керування утримують поверхню вище точки роси.
Чим охолоджувати: кондиціонером чи променистою системою?
Брошура SIEA ділить охолодження на циркуляційне і променисте. Циркуляційні установки, тобто кондиціонери, охолоджують рухомим повітрям. Вони найпоширеніші й використовують повітряний тепловий насос. Промениста система пропускає воду з температурою від 16 до 18 °C трубами в стінах або стелі, а ці поверхні відбирають тепло з приміщення. Трубопроводи вбудовуються в конструкцію, тому промениста система зазвичай монтується в новому будинку або під час капітального ремонту.
Охолодження стелі найкраще підходить для житлових кімнат. Брошура не рекомендує його у ванних і кухнях, бо на стелі може утворюватися конденсат. У будівлі з великим незатіненим склінням його потужності може бути недостатньо. Джерелом холоду може бути тепловий насос, що відбирає енергію з зовнішнього повітря, грунту, ґрунтових вод або колодязної води. У разі геотермального теплового насоса тепло, яке влітку відводиться в грунт, допомагає відновлювати свердловину або грунтовий колектор.
Брошура радить вирішувати питання охолодження лише після того, як використано інші заходи для будівлі. Охолодження завжди споживає енергію, тож закладайте витрати на експлуатацію й обслуговування. Брошура називає варіантом поєднання з фотоелектричними панелями.
Що не варто упускати під час охолодження?
- Обслуговування. Холодильне обладнання не потребує обслуговування. Його має оглядати сервісний технік принаймні раз на рік, бажано до початку літа. Користувач може очищати поверхню та міняти фільтр згідно з інструкцією.
- Розміщення. Внутрішній блок не повинен дути безпосередньо на місця, де люди перебувають довго. Зовнішньому блоку потрібне надходження повітря, і він не має турбувати сусідів конденсатом, що капає, або шумом.
- Повітря. Поки працює охолодження, тримайте вікна зачиненими. Охолодження висушує повітря, а брошура дає 35–60 % як оптимальну вологість.
- Потужність. Вона залежить від тепловиділень. Вони походять від орієнтації та розміру приміщення, вікон і їх затінення, кількості людей і побутової техніки. Розрахунок виконує проєктувальник.
Що варто винести з цього?
Новий будинок перегрівається, коли тепловиділення перевищують те, що будівля здатна накопичити і відвести. Спершу визначте площу скління та орієнтацію. Потім вирішіть питання зовнішнього затінення, теплової маси та нічного провітрювання. Охолодження розраховуйте на залишок. Перш ніж запитувати пропозицію на кондиціонування, замовте літній розрахунок. Ширший контекст дає огляд Пасивний будинок від A до Z.