Vliv typu konstrukce na tepelné ztráty a roční spotřebu tepla RD vedením

Fyzikální vlastnosti jednotlivých materiálů jsou převzaty z komerčních materiálů jednotlivých výrobců, případně ze stavebních tabulek. Výpočty jsou provedeny pro jednotkovou (1m²) vnější stěnu a pro dva RD. První je přízemní dům menší velikosti obytná plocha 140m², druhý je velký patrový RD o podlahové ploše 290 m². U jednotlivých konstrukčních systémů je vždy počítáno se všemi prvky, které nabízený systém obsahuje.

Do výpočtu jsou zahrnuty konstrukce tak, jak je jejich složení uváděno na stránkách jednotlivých dodavatelů a výrobců, kteří samozřejmě nejsou jedinými dodavately jednotlivých technologií, ale pro srovnání jednotlivých systémů jsou dostatečně reprezentativní.

V tabulce jsou složení jednotlivých konstrukčních systémů

V tabulce vidíme hodnoty tepelného odporu - vlastnosti popisující izolační schopnost konstrukce obvodové stěny a hodnoty poločasu chladnutí vlastnosti popisující rychlost chladnutí obvodové stěny. Poločas chladnutí je doba, za kterou dojde k poklesu rozdílu teplot na 1/2 původního rozdílu.

V tabulce jsou hodnoty vlastností jednotlivých obvodových konstrukcí. To, co však zajímá stavebníka, je chování domu jako celku. Sledovali jsme následující vlastnosti. Tepelná ztráta domů vedením v ustáleném stavu při teplotním spádu 1°C a roční spotřebu energie na vytápění. Pro výpočet roční spotřeby jsme použili změřené hodnoty teploty ovzduší ze zimy 2005/2006. viz http://www.teplomer.zsstrz.cz/

Výpočet probíhal tak, že při poklesu vnitřní teploty pod 21 °C se automaticky zapnulo topení. Při vzestupu teploty nad 22 °C se topení opět vypnulo.

Vlastnosti konstrukcí pro malý RD

Vlastnosti konstrukcí pro velký patrový dům:

Z výsledků docházíme k zajímavému zjištění. Zatímco u konstrukcí s malým tepelným odporem je rozhodujícím parametrem pro roční spotřebu velikost tepelného odporu konstrukce, tak u dobře izolovaných konstrukcí je důležitá také celková tepelná kapacita domu. Vysvětlení je poměrně jednoduché. Běžně při výpočtu tepelné ztráty počítáme pouze s rozdílem vnitřní a vnější teploty a tento považujeme za konstantní. Ve skutečnosti dochází v průběhu zimy ke kolísání vnější teploty. Uvažme dva domy, které mají stejný tepelný odpor jeden má velkou a druhý malou tepelnou kapacitu. Při vyšší vnější teplotě dokáže tepelný zisk z provozu domů pokrýt tepelné ztráty, to znamená, že ani v jednom domě není třeba v tomto okamžiku topit. Co se však stane, když vnější teplota na tři dny poklesne o 10 °C. Oba domy se začnou ochlazovat, avšak ten s malou tepelnou kapacitou mnohem více než druhý. To znamená, že ve stavbě s malou tepelnou kapacitou musíme začít topit dříve. Když potom dojde k opětovnému vzestupu vnější teploty tak se obě konstrukce opět vlivem tepla z provozu domu prohřejí. U domů, kde je tepelný odpor malý, tento efekt nefunguje, protože tepelné ztráty jsou natolik velké, že musíme topit prakticky celou zimu.

Konkrétně to vidíme u betonového sendviče a ztraceného bednění Durisol. Tepelný odpor je natolik malý, že ani velká hmota nezachrání chování konstrukce. Naopak při srovnání sendvixu s dřevostavbou vidíme, že tepelný odpor je prakticky stejný, ale celoroční spotřeba tepla je výrazně lepší u sendvixu. Stavba z Sendvixu má dokonce nižší celkovou roční spotřebu tepla než porobeton, který má výrazně větší tepelný odpor. To je dáno rozdílem, jakým se šíří teplo jednovrstvou a vícevrstvou konstrukcí, kdy v jednovrstvé konstrukci je část tepla ztracena, protože nedokáže ohřát interiér domu.