Dům jako velký kolektor

Sluneční energii nemusíme zužitkovat jen s pomocí složitých zařízení. Způsobů, jak si poradit s energetickými zisky pasivně, a přitom účinně, je řada. Celý dům jako kolektor – to zní zajímavě.

Potenciál sluneční energie, která dopadá na zemský povrch, je nevyčerpatelný a o jejím využití lidé přemýšlejí odedávna. Na aktuálnosti tyto úvahy nabývají zvláště v době, kdy roste nutnost snižovat emise CO2 a zároveň se blíží doba, kdy klasické fosilní zdroje budou vyčerpány.
Zhruba 40 % roční spotřeby energie na Zemi se spotřebuje na vytápění domů v komunální oblasti. Je tedy jasné, že právě zde je velký potenciál úspor. Úvahy o nich se ale nemusejí ubírat jen směrem zateplování objektů. Mnoho energie lze uspořit, pokud se o ní začne uvažovat již ve fázi architektonického návrhu – jde o tzv. sluneční architekturu. Termín sluneční dům tedy znamená stavbu, která během celého roku využívá sluneční energii pasivně, ale přitom účinně.

Dům jako kolektor

Pasivní sluneční konstrukční systém domu zachycuje sluneční energii v první řadě celou stavbou, která musí mít vhodně umístěné a upravené prvky stavební konstrukce. Maximálně se využívá osluněné plochy na jižní a jihozápadní straně domu. Základním prvkem solární architektury je akumulační solární stěna využívající potenciál jižní strany domu, která plní funkci tepelného zásobníku. Ten zabraňuje přehřátí při slunečním svitu a následně uvolňuje teplo při poklesu teploty. Teplo se dovnitř budovy šíří sáláním.
Slunečnímu principu ale musí vyhovovat celá dispozice domu, musí se co nejvíce omezit nepříznivý vliv okolního prostředí, např. účinky větru, a na druhou stranu zase využít možných pozitiv. Při zasazení domu do krajiny se tedy musí počítat s tím, že jižní fasáda funguje jako účinný sběrač sluneční energie.

Teplo získat a udržet

Pracuje se maximálně se zisky sluneční energie v konstrukčně materiálových řešeních – využívá plně možností materiálů k budování transparentních konstrukcí, aby se v domě získaného tepla udrželo co nejvíce. Řešením jsou okna Heat Mirror nebo další izolační dvojskla nebo trojskla.
Okna a prosklené stěny slunečního domu jsou osazené na jižní fasádě tak, aby v zimním období se sníženou intenzitou záření přinášely domu co největší tepelné zisky. Na severní straně domu, kde jde o největší tepelné ztráty, jsou okna umístěna minimálně a v co nejmenších rozměrech. Další zásadou, která pomůže co nejlepšímu energetickému fungování budovy je minimální členitost její dispozice – kompaktní tvar.

Trombeho stěna topí zadarmo

Sluneční domy tedy patří do kategorie budov, které se v co největší míře snaží využívat sluneční energii pomocí čistě stavebních prostředků. Celá budova nebo některá z jejích částí se pak stává pasivním solárním systémem. Transport energie se přitom děje pouze přirozenou cestou, bez pomoci technických zařízení. Efektivita provozu takových domů pak spočívá v selektivní propustnosti tepelného záření transparentními materiály a na rozdílné pohltivosti krátkovlnného záření a na akumulaci tepla, která je podmíněna účinnou tepelnou izolací akumulačního jádra budovy.
Zajímavé řešení představuje tzv. Trombeho stěna. Většinou jde o masivní stěnu natřenou tmavou barvou ze strany exteriéru. Před tuto konstrukci je umístěna prosklená jižně orientovaná průčelní plocha ve vzdálenosti cca 10 cm. U podlahy a u stropu má stěna uzavíratelné průduchy. Teplo se šíří do místnosti radiací ze stěny (s příslušným fázovým zpožděním) a konvekcí přes průduchy ve stěně. Vytápění regulujeme zavíráním nebo otevíráním průduchů.

Energetické a transparentní fasády

Jiným způsobem pasivního využití sluneční energie je energetická fasáda. Ta se skládá z  jednoduchých vzduchových kolektorů, jejichž transparentní vrstvu tvoří skleněná deska a absorpční povrch normální fasáda. Systém umožňuje pomocí těchto kolektorů zásobovat teplem celou budovu. V zimě se teplo zachycené fasádou využije pro vytápění – ohřátý vzduch se rozvádí do jednotlivých místností, které vyhřívá buď pomocí radiace nebo konvekce. V letním období energetická fasáda dům chrání naopak před přehříváním – je schopná odvádět větší část v tomto období nežádoucího tepla a pracuje jako větrací šachta s přirozenou cirkulací vzduchu.
Další systém využívající solární energii je dvojitá transparentní fasáda. Tvoří ji vzduchový kolektor, který se sestává ze skleněných desek předsazených před obvodovou prosklenou konstrukcí. Ve vzniklé dutině jsou ještě umístěny stínící prvky a otvory umožňující regulaci vzduchu ve vnějším plášti. Tyto fasády nabízejí při vhodné koncepci větrání účinnou ochranu proti pouličnímu hluku, zlepšují funkci tepelné izolace, mohou se použít k ohřevu čerstvého vzduchu.

Foto: Sdružení Envic