Zapotrzebowanie cieplne – czyli co i po co?
Zapotrzebowani cieplne budynku to po prostu ilość energii jaka jest potrzebna do utrzymania stałej temperatury wewnątrz budynku. Wyrażana jest ona w watach w odniesieniu do powierzchni, na przykład 100W/m^2. Oznacza to, że do ogrzania 1 metra kwadratowego potrzebujemy tyle energii elektrycznej lub jej zamiennika ile pobiera 100-watowa żarówka. W ten sposób projektuje się systemy centralnego ogrzewania – oblicza się uchodzące przez ściany, okna, drzwi, dach ciepło i zapewnia taki zapas mocy urządzeń grzewczych aby zagwarantować komfort nawet w najtrudniejszych warunkach zimowych.
Co jeśli źle określimy zapotrzebowanie?
W mniej groźnym, chyba że dla portfela przypadku, przeinwestujemy. Skończymy z wielką pompą ciepła na bezpieczniku C63 albo z piecem gazowym wielkości pokaźnej szafy czy co najmniej starego komputera ‘ODRA’.
W tym gorszym wypadku – będziemy marznąć. Instalacja grzewcza i system dociepleń okażą się niewystarczające. Innymi słowy, więcej ciepła ucieknie w zimie przez ściany niż piec dostarczy. W praktyce, w nowym budownictwie nie powinno się to w ogóle wydarzyć. Systemy projektowane są bardzo bezpiecznie, z odpowiednią rezerwą mocy nawet na największe mrozy.
Jak się do tego zabrać?
Zapotrzebowanie cieplne budynku zależy od wielu zmiennych:
- temperatury wewnątrz; obecnie przyjmuje się około 21-22*C wobec dawnych 24*C
- temperatury na zewnątrz; najczęściej badane dla -20*C; aczkolwiek doświadczenia zeszłej zimy pokazały, że przez doby było -26,5*C w powiecie tureckim
- wielkości: powierzchni, kubatury
- zastosowanych materiałów
- nasłonecznienia, wiatrów,
- systemu wentylacji,
- ilości drzwi i okien,
- bryły – np. dom kopuły można określić jako ten o najmniejszej możliwej ucieczce ciepła
- mostków termicznych
Zmienne te można grupować, przedstawiać na różne metody – nie tym jednak chcemy się zająć. Chodzi tylko o to, żeby jasno pokazać, iż czynników mających wpływ na budynek jest mnóstwo. Proszę też nie myśleć, że zapotrzebowanie cieplne zmienia się w zależności od ilości osób, zwierząt czy inwentarza. Otóż raczej jest ono stałe – tutaj mieszkańcy będą źródłem ciepła, które można uwzględnić w obliczeniach, jednak błędem jest myślenie, że wieloosobowa rodzina=niższe zapotrzebowanie cieplne. Paradoksalnie, jeśli z jakiegoś powodu lokatorzy przyczynią się np. do wzrostu wilgotności, to wtedy parametry izolacyjne spadają i potrzebujemy więcej ciepła.
Zapotrzebowanie cieplne budynków od strony obliczeniowej
Od strony praktycznej procedura wyliczenia zapotrzebowania na ciepło jest dość skomplikowana. Składają się na nią ogromne ilości szczegółów. Wszystkie te szczegóły są uwzględnione w komputerowych, złożonych projektach pieczołowicie tworzonych w specjalnych programach. Najwygodniej jest stworzyć odwzorowanie – model trójwymiarowy uwzględniające wszystkie newralgiczne punkty, zastosowane materiały z uwzględnięniem ich grubości i współczynników przenikania ciepła (czyli jakimi są izolatorami) a także parametrów przepuszczania pary wody. Dla przykładu: inna jest izolacja z wełny, inna z piany PUR, inna z celulozy mikrokrystalicznej a inna ze styropianu. Każda z nich inaczej izoluje i lepiej lub gorzej zachowuje się w kontakcie z wilgocią. Inne parametry mają okna drewniane, metalowe czy plastikowe. Każda decyzja po stronie inwestora ma później odzwierciedlenie w kosztach utrzymania. Nawet jeśli wedle obliczeń zapotrzebowanie cieplne budynku jest bardzo niskie, to może się okazać, że sama dystrybucja ciepła zawodzi – czyli dobranie grzejników i ich właściwe rozmieszczenie jest nie mniej ważne.
Jeżeli potrzebujesz informacji co jest przeszkodą w utrzymaniu ciepła to spójrz co wyświetla wyszukiwarka google po wpisaniu domu pasywnego – są to najczęściej gramotne, jednolite bryły. Żadnych wystających elementów, masywna elewacja, będąca efektów nieraz kilkudziesięciocentymetrowego docieplenia, okna od strony południowej z automatycznym systemem zasłaniania po zajściu słońca. Obserwując takie modele łatwo dość do wniosku co wzmaga a co obniżenia zapotrzebowanie cieplne.
Klasa energetyczna budynków
Aby swobodnie poruszać się w temacie używamy zapotrzebowania rocznego na energię w kWh na każdy m^2. Od 1999 roku jest wymóg aby budynki mieściły się w 150 kWh/m^2 rocznie. Tak zwane budynki pasywne mają zapotrzebowanie poniżej 20 kWh/m^2, co może oznaczać brak konieczności montowania instalacji grzewczej w cieplejszym klimacie.
