Technika a jej výkonnosť v pasívnom dome úzko súvisí s budovou samotnou.
Nižšie je znázornená závislosť spotreby tepla na vykurovaní na dvoch vzorových parametroch.
Základom je pasívny dom s nasledujúcou charakteristikou:
- vysoká kompaktnosť
- absencia tepelných mostov
- stredná U-hodnota obálky budovy 0,1 W / m² K
- stredná U- hodnota okien 0,8 W / m² K
- celková okenná plocha = 0,4 × úžitková bytová plocha
- podiel okien s orientáciou na juh 70%
- teplota v interiéri 20 °
Vzorová závislosť spotreby tepla na vykurovaní a strednej U- hodnoty obálky budovy
X…… teplota v interiéri (°C)
Y….. spotreba tepla na vykurovanie [kWh/m2.a]
Okrem vyššie uvedeného hrá samozrejmedôležitú rolu aj celý rad ďalších aspektov, ktoré môžu ovplyvňovať spotrebu tepla na vykurovanie. V tejto súvislosti je potrebné uviesť predovšetkým kvalitu okien, kompaktnosť stavby, absenciu tepelných mostov a vzduchotesnosť. Podstatnú úlohu zohráva aj požadovaná teplota v interiéri. Ako základ pre výpočet slúži spravidla teplota 20 ° C; v praxi sú často vyžadované vyššie teploty.
Pokiaľ ide o celkovú energetickú spotrebu budovy, je dominantným faktorom spotreba teplej vody.
V našom vzorovom pasívnom doma sa odchýlka od priemernej spotreby 180 litrov, ktorá zodpovedá domácnosti so 4 osobami s priemernou spotrebou 45 l / osoba, prejaví nasledovne:
X……spotreba teplej vody (45°C) [l/d]
Y….. ročná spotreba el. energie [kWh]
Komfortné vetranie v zime aj v lete
Prvotnou úlohou komfortného vetrania je zabezpečiť po celý rok vysokú kvalitu vzduchu. Tepelný účinok sa pri vykurovaní čerstvým vzduchom dosiahne tak, že sa čerstvý vzduch ohreje na 40-50 °C. Týmto teplotným rozdielom 20-30 K oproti teplote v interiéri možno dodať len relatívne malé množstvo tepla – spravidla asi 1000 W až 1500 W (výpočet: 150 m³/h × 0,33 Wh/m³K × ΔT [K]).
Stále zaznieva otázka, ako je to vlastne s chladiacim efektom vetrania v lete. V tomto prípade platia samozrejme rovnaké fyzikálne zákonitosti. Minimálna teplota vháňaného vzduchu sa z dôvodu komfortu a tiež zo stavebno-fyzikálnych dôvodov pohybuje okolo 17°C – v prípade chladenia vzniká teda teplotný rozdiel pri teplote v interiéri 24 ° C len 7 K, čomu zodpovedá maximálny chladiaci výkon približne 350 W. Tieto hodnoty je potrebné posudzovať v súvislosti s tepelnou záťažou v lete. Najväčší podiel tepelného zisku pochádza v lete zo slnečného osvitu transparentných plôch. Napríklad sklenená plocha o veľkosti 40 m² (g-hodnota = 0,5) umožňuje, ak nie je zatienená, aby sa do budovy bez problémov dostalo 15 000 W. Zatienenie so zostatkovou transmisiou iba 10% zníži túto hodnotu na 1 500 W. A ako dokladá aj prax, v budovách sa správne koncipovaným a použitým zatienením presiahne teplota v interiéri málokedy 24 °C až 25 °C, čo je pri vysokých vonkajších teplotách pociťované ako príjemný chlad. Ak v dôsledku príliš vysokých pasívnych solárnych ziskov stúpnu teploty výrazne nad túto úroveň (28 ° C až 30 ° C), ani prípadný chladiaci výkon komfortného vetrania veľa nezmôže. Možné zníženie teploty v interiéri v dôsledku chladiaceho efektu komfortného vetrania je spravidla cca 1 K. Ak takéto zníženie vedie k príjemnej klíme v miestnostiach, mal by byť aspoň využitý celý potenciál. Preto by malo byť spätné získavanie tepla 100% preklenuté, čo možno najjednoduchším spôsobom dosiahnuť pomocou letnej kazety, tzv. sommerbox. Tá sa počiatkom leta osadí namiesto rekuperačného doskového výmenníka tepla a na jeseň opäť vyberie.
Zvláštne vlastnosti technológie pasívneho domu
Pasívny dom a jeho účelná technológia sa vyznačujú osobitnými vlastnosťami, ktoré väčšina ľudí nevníma ako nevýhodu. Napriek tomu chceme na tomto mieste na tieto osobitosti zámerne upozorniť, aby sme hneď od začiatku predišli prípadným nedorozumeniam.
Ohrev a odvlhčovanie v prvej vykurovacej sezóne
Ak sa dokončí stavba v zime, dosahuje celá hmota budovy spravidla teplôt od 5°C do 15°C. (Jednorazový) ohrev tejto studenej hmoty budovy, ale aj vysušenie jednotlivých stavebných prvkov, vyžaduje niekedy viac energie, než koľko by sa spotrebovalo na udržanie tepla v pasívnom dome za celú vykurovaciu sezónu. Pasívne domy sú vybavené systémami domovej techniky, ktoré v nich dokážu udržať teplo aj za mimoriadne nepriaznivých podmienok. Proces vykurovania je v životnom cykle pasívneho domu potrebný len jedenkrát; dimenzovať domovú techniku na toto jednorazové vykurovanie by teda nebolo účelné.
Koľko energie je potrebnej k ohrevu studenej hmoty budovy?
- Ohrev zo studeného stavu (napr. z 10°C na 20°C): 800 kWh až 1 500 kWh.
- Vysušenie kombinovanej alebo masívnej stavby v prvej vykurovacej sezóne: 300 kWh až 1000 kWh.
V konvenčných budovách predstavuje toto množstvo tepla nárast spotreby o 10-30%, čo sa takmer stratí v medziročných výkyvoch. V pasívnom dome to však môže predstavovať nárast spotreby až o 100%, pretože na vlastné vykurovanie je potrebné len veľmi male množstvo energie.
Zvýšenie teploty v interiéri za krátku dobu.
Podobne je tomu aj pri nutnosti krátkodobého zvýšenia teploty v interiéri: k zvýšeniu teploty internej hmoty v stredne veľkom rodinnom dome o 1°C je potrebných 50 kWh až 150 kWh. Dodanie tohto dodatočného množstva tepla trvá v prechodnom období niekoľko dní a v hlavnej vykurovacej sezóne o to dlhšie. Je teda výhodné, keď je teplota nastavená na požadovanú hodnotu už od začiatku vykurovacej sezóny, aby neskôr nebolo nutné dodávať zvýšené výkony.
Zbohom bezpečnostné rezervy !
Kvôli veľmi úspornej technike je dimenzovanie väčšinou také, že možno síce dobre pokryť maximálnu tepelnú stratu, ale nie sú k dispozícii žiadne veľké rezervy, ako je to riešené v konvenčných budovách. To má za následok, že sú pri stavbe budovy kladené vysoké požiadavky na kvalitu a „stavebné prehrešky“ nemôžu byť kamuflované predimenzovanou technikou. Táto skutočnosť je však podstatou koncepcie pasívneho domu – budova a technika sú vzájomne zladené. Stavebnému dozoru a dodržiavaniu parametrov uvedených v projekte sa venuje veľká pozornosť.
Zmysluplnosť prídavného elektrického vykurovania.
Spravidla sa oplatí mať v pasívnom dome malé elektrické priamovýhrevné teleso . Či už z toho dôvodu, že to vyžaduje dimenzovanie systému, alebo preto, že požadujeme zvýšený komfort v podobe rýchleho zakúrenia, či len preto, aby bol navodený väčší pocit istoty. V tejto súvislosti je nutné zoznámiť sa s možnosťami elektrického vykurovania.
V mnohých prípadoch postačí vykurovacia plocha s výkonom 500 W, čo je porovnateľné s výkonom fénu na vlasy. Pokiaľ aktivujeme túto vykurovaciu plochu z času na čas v hlavnej vykurovacej sezóne, bude sa jednať o 200, 500 alebo možno 1 000 hodín počas jednej vykurovacej sezóny, čo zodpovedá množstvu energie 100, 250 alebo 500 kWh, teda rádovo 2-10% ročnej spotreby el. energie v priemernej domácnosti.
Uvedenie komfortného vetrania do prevádzky počas stavby.
Komfortná vetracia jednotka je zariadenie, ktoré vám zabezpečia najvyššiu kvalitu bývania. Uvedenie komfortného vetrania do prevádzky ešte v priebehu stavby vám neodporúčame z nasledovných dôvodov:
! Pri stavebných prácach vzniká hrubý aj jemný prach. Pri prevádzke komfortného vetrania sa tento prach dostane do potrubia, ktoré odvádza odpadový vzduch. Prach potom nadmerne zaťažuje filter hrubých prachových častíc, v dôsledku čoho prenikne jemný prach až k častiam vetracej jednotky. Po určitej dobe môžu byť jednotlivé súčasti (napr. výmenník tepla) znečistené natoľko, že dôjde k obmedzeniu funkčnosti vetracej jednotky. Okrem toho by sa z hygienických dôvodov muselo v každom prípade vykonať generálne čistenie celého systému.
! Pri použití kompaktnej vetracej jednotky v stavebnej fáze by v zime nebolo možné zaručiť podmienky pre riadnu prevádzku tepelného čerpadla, takže by jeho účinnosť bola obmedzená. V krajnom prípade by mohlo dôjsť k poškodeniu tepelného čerpadla!