Teorie výpočtu tepelných ztrát objektu

21.1.2011



Teplo může z domu unikat různými způsoby. Nejčastější je vedení tepla (kondukce), dále proudění (konvekce) a sálání (radiace)

Šíření tepla vedením (kondukce)

Teplo se šíří hmotou z teplého místa do studeného. Mluvíme o tepelném toku. Pokud se jedná o místo, v němž je lokálně vyšší tepelný tok, mluvíme o tepelném mostu. Tyto mosty mohou být různého druhu. Podle tvaru bodové,
a nebo lineární, či podle místa výskytu. Pokud se jedná o tepelný most vzniklý v místě styku dvou různých konstrukcí (např. okno a stěna), mluvíme o tepelných vazbách. Jako tepelný most jsou označována všechna ostatní místa (např. maltové lože v cihelné zdi).

Šíření tepla prouděním (konvekce)

Zde dochází k pohybu plynů, či kapalin (obvykle vzduchu). Teplý vzduch proudí na studenější místa,
v nichž teplo předává svému okolí, a naopak studený vzduch proudí na teplejší místa, kde se ohřívá.

Šíření tepla sálání (radiace)

Protože teplo je pouze určitý druh elektromagnetického vlnění stejně jako například světlo, šíří se zářením. To je možné pouze v prostředí, které je pro příslušnou vlnovou délku prostupné.

Tepelný odpor konstrukce R [(m2.K)/W] záleží na síle materiálu
a jeho vlastnostech, tedy tepelné vodivosti l [W/(m.K)]. Hodnoty tepelné vodivosti l některých stavebních materiálů jsou uvedené v příloze 1. Čím je tepelný odpor větší, tím méně nám uniká tepla. Můžeme si to představit třeba jako tkaninu, skrz kterou prosakuje voda. Čím bude tkanina hustší a čím jí bude větší vrstva, tím pomaleji skrz ní bude voda téci. Pokud je těchto vrstev více, jejich jednotlivé tepelné odpory se sčítají. K tepelnému odporu jednotlivých vrstev je ještě nutné připočíst součinitele přestupu tepla na vnitřní a vnější straně, protože nepohyblivá vrstvička vzduchu na povrchu konstrukce představuje určitý tepelný odpor. Jeho velikost závisí na rychlosti proudění vzduchu okolo konstrukce.

Přesný postup výpočtu tepelné ztráty se děje podle ČSN EN ISO 13 789 a ČSN EN 832. Zde je definována potřeba tepla na pokrytí tepelné ztráty takto:

Ql = H.(qi - qe).t

kde H = HT + HV

Pro tento výpočet je však nutné znát podrobně příslušné normy a proto se pokusím o zjednodušenou odpověď na otázku, jak spočítat tepelné ztráty popsáním postupu. Pokud chceme spočítat tepelné ztráty, spočítáme převrácenou hodnotu tepelného odporu a dostáváme součinitel prostupu tepla U [W/(m2.K)].
(Dříve se označoval k.) Hodnoty součinitele prostupu tepla U pro některé stavební konstrukce jsou uvedeny v příloze 2. Součinitel prostupu tepla nám udává, kolik energie proteče jedním m2 konstrukce při tepelném rozdílu 1 K, nebo také 1°C. Z tohoto je logické, že pokud tento součinitel vynásobíme rozdílem teplot vevnitř a venku a plochou, dostaneme množství tepla, které uniká. Pokud tuto energii vynásobíme časovým obdobím, v němž nám energie uniká, získáme množství energie, kterou jsme ztratili.

Obdobným způsobem můžeme postupovat při výpočtu tepelné ztráty větráním. Pokud vyměníme vzduch v místnosti 1x za 2 hodiny (násobnost výměny vzduchu n = 0,5 [1/hod.]), lehce si můžeme spočítat, kolik energie nám uteklo, když víme, kolik energie je potřeba na ohřátí určitého objemu vzduchu o 1°C.

K těmto únikům je ještě nutné připočíst teplo, které nám uniká tepelnými mosty. To je možné realizovat například tak, že součinitel prostupu tepla U zvětšíme o DU = 0,1W/(m2.K).

Naopak při výpočtu celoročních tepelných ztrát můžeme připočíst energii,
jež nám do bytu dodá slunce a dále kterou získáme z vnitřních zdrojů, tedy od různých elektrospotřebičů, od pobytu osob a zvířat a podobně.

Při výpočtech domů se počítají vždy dvě hodnoty. Tou první je tepelná ztráta Q. Ta se udává ve W nebo kW, tou druhou pak roční potřeba tepla na vytápění Ero
a udává se v kWh/a, MWh/a nebo GJ/a.

Příloha č.1

Příloha č.2

Ing. Roman Šubrt, specialista na oblast energií, energetický auditor www.e-c.cz


Fotografie - Teorie výpočtu tepelných ztrát objektu