Topení a chlazení s betonem
Tepelně akumulační vlastnosti betonu mohou za určitých okolností přispívat k úsporám energií potřebných pro vytápění a chlazení vnitřního prostředí budov.
Energetická náročnost budov je dána především architektonickým návrhem, umístěním stavby – orientací fasád ke světovým stranám, fyzikálními vlastnostmi použitých stavebních materiálů a vlastním provozem uvnitř objektů. Tento provoz (provozní doba, počet osob, vybavení, tepelné zisky atd.) a zvolené parametry, jako je např. vnitřní teplota a vlhkost, ovlivňují celkovou energetickou náročnost budov.
Daleko důležitější než udržování zvolených parametrů vnitřního prostředí v úzkém rozpětí je nutnost zamezit jejich skokovým změnám. Optimalizované architektonické a konstrukční řešení umožní účinně využívat akumulačních schopností budovy a v kombinaci s velkoplošnými systémy vytápění a chlazení doplněnými o automatické větrání pak i snížit celkový instalovaný výkon potřebný pro zachování tepelné pohody.
Aktivace betonového jádra
Sálavé teplo a chlad z obvodových konstrukcí umožňují vytápět místnosti na nižší teplotu v topném období a naopak připustit vyšší teplotu v letním období při zachování tepelné pohody. Výsledná teplota, kterou pociťujeme, je dána jednak teplotou vzduchu v daném prostoru, jednak i teplotou povrchů okolních konstrukcí. Jednou z možností provedení sálavých ploch je i tzv. aktivace betonového jádra.
Toto řešení se začíná stále více využívat pro určité typy budov zejména v některých zemích západní Evropy. Potrubí pro chladicí i topné médium je v tomto případě zabudováno přímo v nosné betonové konstrukci. Jedná se většinou o potrubí z plastu o průměru cca 20 mm s roztečí 15–20 cm, které je vkládáno do konstrukce ještě před její betonáží. Topné nebo chladicí médium odevzdává akumulační hmotě stavební konstrukce příslušnou tepelnou energii.
Aktivace betonového jádra je vhodná pro kompaktní budovy s nízkými tepelnými ztrátami i tepelnými zisky, s velkoprostorovými sály, s prostory, kde není vyžadována přesná regulace teploty zejména v letních měsících. Je výhodné tento systém kombinovat s tepelnými čerpadly či slunečními kolektory, nebo pro chlazení využít zdrojů spodní vody.
Aktivace betonového jádra přináší celou řadu výhod, má však samozřejmě i své nedostatky.
Mezi výhody patří zejména:
Vysoká tepelná stabilita objektu
Možnost využití nižší teploty topného média a vyšší teploty vody pro chlazení
Nižší provozní náklady ve srovnání s klasickými systémy chlazení i vytápění
Minimální náklady na údržbu
Možnost využití akumulačních schopností konstrukce pro noční předchlazování
Na druhé straně jsou však i zřejmé nevýhody:
Vysoká tepelná setrvačnost (nelze rychle měnit vnitřní teplotu)
Omezená možnost regulace v jednotlivých místnostech
Nízký chladicí výkon vzhledem k malému rozdílu teplot chladicího média na vstupu a výstupu
Nutnost instalovat doplňkové systémy pro vytápění a chlazení v některých prostorách
Vyšší pořizovací náklady, vysoké nároky na koordinaci prací
Využití akumulačních vlastností betonu v kombinaci s tepelně aktivovaným betonovým jádrem je určitě správnou cestou ke snižování provozních nákladů budov. Nelze ho ale aplikovat plošně. Základní podmínkou je však vždy energeticky úsporné řešení objektu jako celku.
TEXT: Ing. Jiří Šrámek
FOTO: LAFARGEHOLCIM
