Často čítame, že v lete rastú teploty v obydliach aj nad 30 °C, alebo že sa vo vetranej medzere pod krytinou zráža voda aj keď to „teplovzdušná” stavebná fyzika vylučuje.
Vykurovacie sústavy sa realizujú tak, aby vykurovacie telesá alebo podlaha ohrievali vzduch, ktorý stúpa a ohrieval tak miestnosť. Nie je to chyba, len strácame čas dlhým nábehom žiadanej teploty.
Vzduch hreje len z 1/3, zvyšok obstará sálanie povrchov
Buďme v nevykúrenej miestnosti o teplote vzduchu a stien 10 °C. Ak má povrch nášho odevu teplotu 30 °C, potom naše telo (o povrchovej ploche 2 m2) stráca cca 130 W tepelného výkonu v dôsledku chladenia vzduchom, v ktorom sme „ponorení”.
Keď ohrejeme vzduch na 20 °C, ale steny zostávajú ešte chladné (10 °C), strata vedením a prúdením klesne na 51 W. Tým sa znížia celové straty človeka na necelých 290 W. Keď sa aj steny prehrejú na 20 °C, stráca človek už len 175 W. Pri teplote stien a vzduchu 25 °C stráca človek len 85 W, z toho 20 W (24 %) pripadá na vedenie a prúdenie.
Pozn. Uvedené čísla vychádzajú z metodiky podľa euronormy ČSN EN ISO 6946 v časti vedenie a prúdenie tepla. Pre sálavé deje sme vychádzali zo Stefanov-Boltzmannovho zákona z roku 1879..
Pocit príjemnej tepelnej pohody je daný hlavne veľkosťou tepelnej straty tela, ktorá u dospelého človeka robí asi 100 W. Pri vyššej tepelnej strate cítime chlad, pri nižšej teplo až horko.
Keď vetranú medzeru rieši sálanie
Pozrime sa na otvorenú medzeru pod strešnou krytinou. Úradná poučka znie, že A) vďaka vetraniu sa teplota v medzere drží na úrovni vzduchu. A že B) vetranie odvedie von všetku vlhkosť difundujúcu z interiéru, takže je strecha trvalo suchá..
A) Keď počas bezvetria praží do strechy letné slnko, rozpáli krytinu až nad 80 °C, a to aj na strane mieriacej do medzery. Sálanie krytiny ohreje poistnú hydroizoláciu (opäť až k 80 °C) a to podstatne zmení okrajovú podmienku: tou už nie je vonkajšia teplota 30 °C, ale teplota poistnej hydroizolácie, tzn. 80 °C. Tá potom zniekoľkonásobí prestup tepla do podkrovia.
B) V zime a v prechodnom období môže za jasných nocí a v bezvetrí teplota krytiny a poistnej hydroizolácie naopak klesnúť až pod rosný bod. Keď sa na tráve, autách, strechách ap. objaví rosa alebo námraza, je možné ju očakávať (pri strechách s vysokou tepelnou izoláciou) aj vo vzduchovej medzere, tzn. na poistnej hydroizolácii a hlavne na rube krytiny. Ochladzovanie krytiny sa deje vtedy, keď sála k oblohe viac energie, než ju vracia chladná obloha (o teplote len cca –40 °C) a vzduch (vedením a prúdením tepla). Ak zasvieti neskôr ráno na strechu slnko a ohreje ju, jav zmizne.
Ako ustrážiť tepelné žiarenie
Všetky telesá, vrátane stavebných konštrukcií, emitujú tepelné tzn. elektromagnetické žiarenie, ktorého energetickú intenzitu v roku 1879 presne určil rakúsky Slovinec Jožef Stefan. Zákon nesie meno aj jeho žiaka Ludwiga Boltzmanna, ktorý roku 1884 definíciu svojho učiteľa ešte rozšíril.
Stefanov Boltzmannov zákon má jednoduchý tvar:
I = σ·(273,15 + t)4 [W/m2]
kde t je teplota ve °C a σ = 5,67·10–8 je Stefanova-Boltzmannova konštanta. Zákon stanoví intenzitu tepelného žiarenia, ktoré vyžaruje povrch absolútne čierneho telesa a ktoré závisí iba na teplote telesa. Čiernym telesom sa myslí teleso pohlcujúce všetko žiarenie, ktoré na neho dopadne.
Pokiaľ teleso časť žiarenia odráža, hovoríme mu šedé alebo reflexné. Stefanov-Boltzamnnov zákon pre takéto teleso znie:
I = εσ·(273,15 + t)4 [W/m2]
kde ε je emisivita telesa. Číslo r = 1– ε reflektancia alebo odrazivosť telesa.
Pre stavebníctvo je dôležité, že lesklé a odrazivé telesá odrážajú tepelné žiarenie vrátane slnečného, čím sa menej zahrievajú. A nielen to: tieto telesá, ak sú zahriate, tak vyžarujú menej energie.
Príklad
Keď slnko rozpáli matnú tmavú strešnú krytinu na 80 °C, tá potom do odvetrávanej medzery sála s intenzitou 882 W/m2.
Obyčajná difúzna fólia pod odvetrávanou medzerou sa v dôsledku toho zahreje tiež až k 80 °C. To je stav, ktorý norma ČSN EN ISO 6946 síce nechce, ale umožňuje. Keď použijeme reflexnú difúznu fóliu s r→1, tá tepelné žiarenie od krytiny odráža, zostáva chladná a s ňou aj vzduch v medzere.
Keď aj spodnú plochu krytiny vybavíme reflexným náterom, krytina, aj keď horúca, nesála teplo. Tým ešte viac priblížime teplotu vo vzduchovej medzere k teplote vonkajšieho vzduchu.
Fotogaléria
