Přehledná energetická bilance budovy

Pochopení vztahu tepelných ztrát, tepelných zisků a dodávaného tepla v budově slouží ener­getické bilanční schéma. Takovou bilanci je možné sestavit pro krátký časový úsek, pro jednotlivé měsíce i pro celý rok. Proporce jednotlivých prvků bilance pak budou odlišné.

 

Ztráta prostupem tepla (Q_T) a výměnou vzduchu (Q_V) musí být kompenzována dodanou energif. Příznivě se zde projeví zpětně získané teplo z větracího vzduchu Q_Vr) Dodaná energie se zčásti skládá z vnitřních tepelných zisků 09, přesněji řečeno jejich využitelné části ηQ_g - od osob (Q_m) spotřebičů (Q_oa) a proměnlivých pasivních solárních zisků (Q_S). Druhá část musí být dodána pomocf otopné soustavy (Q_h) Otopná soustava často také řeší přípravu teplé vody (Q_ww) Na vstupu do objektu musíme dodat dostatečné množství energie (Q) tak, abychom kromě skutečné potřeby pokryli i tepelné ztráty technického systému v důsledku úniků tepla i nevhodné regulace (Q_hs) V některých případech můžeme využít i nějakou zpětně získanou energii z technologických procesů (Q_r) například odpadní teplo ve výrobním areálu. (Uvedená bilance se nezabývá chlazením budovy.)

Při členění tepelných ztrát můžeme pro názornost vycházet ze schématu na obrázku. Tepelné ztráty můžeme rozdělit na ztráty prostupem tepla a ztráty větráním. Prostup tepla probíhá konstrukcemi přímo, pokud jsou v kontaktu s venkovním vzduchem, nebo nepřímo, pokud je mezi vytápěným prostorem a exteriérem prostor nevytápěný. Dalším a složitějším pří­padem je prostup tepla přes spodní stavbu a zeminu přiléhajícf k budově. Sem se řadí situace, kdy je pod vytápěnou budovou jen základová konstrukce na zemině, nevytápěný suterén, ote­vřený průlezný prostor i suterén v části nebo zcela vytápěný. Většina těchto výpočtů je vyhrazena specialistům.

Ztrátu prostupem tepla uvažujeme na hranicích vytápěného prostoru (vytápěné zóny). Pra­cujeme s vnějšími rozměry, odvozenými z pohledu zvenku na obvodové stěny. Hranice mezi "podzemní" částí, zahrnující prostup tepla zeminou, a "nadzemní" částí budovy, která má přímou tepelnou ztrátu do vnějšího prostředí, jsou stanoveny takto:

• pro budovy s podlahou na terénu, se zvýšenou podlahou a nevytápěným suterénem: rovina vnitřního povrchu podlahy přízemí.

• pro budovy s vytápěným suterénem: úroveň okolního terénu.

Měrná ztráta prostupem tepla obvodovým pláštěm budovy, oddělujícím vytápěný prostor a venkovní vzduch, se stanoví takto:

Výpočet postihuje odlišnou "cestu tepelného toku" z interiéru do exteriéru přes základové konstrukce a přiléhající zeminu. Ve výpočtu je zohledněn vliv vícerozměrného vedení tepla při obvodu budovy i případného umístění přídavné tepelněizolační vrstvy při okrajích základové desky i základových pasů.

Navazujícím nevytápěným prostorem často bývá neužívaná půda, garáž, sklad apod. Ve většině případů nás zajímá jen celková ztráta prostupem tepla přes nevytápěné prostory, nikoli detailní hodnoty. Lím nižší prostup tepla do nevytápěného prostoru bude, tím více se teplota v něm bude blížit teplotě venkovního vzduchu. V takovém případě není velkou chybou přítomnost sousedního nevytápěného prostoru zcela zanedbat. Tzv. zimní zahrady 5 velkými prosklenými plochami zlepšují celkovou energetickou kvalitu budovy jen výjimečně.

Známe-li množství vzduchu, které je z vytápěné místnosti odváděno a na jehož místo je přivá­děno stejné množství vzduchu čerstvého, není obtížné určit tepelnou ztrátu 5 tím spojenou. Měrná tepelná ztráta výměnou vzduchu H_v [W/K] se stanoví vynásobením objemového toku vzduchu V [m3/s] hustotou vzduchu ρ [kg/m3] (čti: ró) a jeho měrnou tepelnou kapacitou c [J/(kg·K)]:

Čerpáno z publikace: Pozemní stavitelství VI pro SPŠ stavební (Stavební fyzika, zdravotní nezávadnost a požární bezpečnost staveb), vydavatelství Grada

Autoři publikace: Jan Tywoniak, Jiří Nováček, Jan Kaňka, Marek Pokorný, Petr Hejtmánek, Hana Najmanová, Martin Jiránek