Vplyv klimatických pásiem na kúrenie

Článok je na 10 min čítania

Napriek tomu, že Slovensko nie je rozľahlá krajina, vidíme relatívne veľké rozdiely v priemerných ročných teplotách medzi jednotlivými regiónmi, čo je snáď najdôležitejším ukazovateľom pri vplyve klímy na vykurovanie domácnosti, či už v bytovom alebo rodinnom dome. Ani z ďaleka to však nie je jediný faktor, ktorý má významný vplyv.

Posudzovanie vplyvu klimatických pásiem na vykurovanie konkrétnej domácnosti, je teda relatívne individuálne a v mnohých prípadoch náročné. Nižšie sa pokúsime uviesť, akým spôsobom by ste mali uvažovať o výbere nehnuteľnosti vhodnej na rekonštrukciu, ak vám záleží na tom, aby ste vykurovaciu sezónu mali, čo najkratšiu, respektíve energeticky čo najefektívnejšiu.

Klíma na Slovensku

Dlhodobé prejavy počasia na konkrétnom mieste, so všetkými výkyvmi a pestrosťou označujeme pojmom klíma. Pri analýze klímy Slovenskej republiky vychádzame z geografickej polohy územia v Európe a z nej vyplývajúcej príslušnosti ku klimatickému pásmu a klimatickej oblasti. Slovensko patrí do severného mierneho klimatického pásma, kde dochádza k pravidelnému striedaniu štyroch ročných období a premenlivému počasiu s nerovnomerným rozložením zrážok počas roka.

Prevaha západného prúdenia vzduchu v miernych šírkach medzi Azorskou tlakovou výšou a Islandskou tlakovou nížou ovplyvňuje podnebie Slovenska najvýraznejšie, takýto vzduch prináša atmosférické zrážky a zmierňuje teplotné amplitúdy, teda výkyvy teplôt počas dňa aj celého roka. Okrem toho je nutné brať do úvahy aj členitosť, teda morfológiu samotnej krajiny, ktorá v spojení s vyššie opísanými klimatickými vplyvmi vytvára na Slovensku rôzne klimatické pásma.

Klimatické pásma

Klimatické pásma vyjadrujú priestorové rozdiely najdôležitejších klimatických ukazovateľov, teploty a zrážok, v ich závislosti od nadmorskej výšky. Na Slovensku teda klímu delíme na tri základné oblasti:

Chladná oblasť – priemerná teplota v júli je nižšia ako 16 ̊C, priemerné ročné teploty sa pohybujú na úrovni -3 až +4 ̊C, priemerný úhrn zrážok je 1300 až 2000 mm:
a, Chladná až studená oblasť
b, Mierne chladná oblasť
Mierne teplá oblasť – počet letných dní v roku je menej ako 50, priemerná ročná teplota je 4 až 8 ̊C, priemerný úhrn zrážok 800 až 1200 mm:
a, Mierne teplá, vlhká oblasť
b, Mierne teplá, mierne vlhká oblasť
Teplá oblasť – počet letných dní je nad 50, priemerná ročná teplota 8 až 10 ̊C, priemerný úhrn zrážok je 550 až 750 mm:
a, Teplá, mierne vlhká oblasť
b, Teplá, mierne suchá oblasť
c, Teplá, suchá oblasť

Obr. 1: Klimatické oblasti Slovenska (zdroj: https://cloud-4.edupage.org/cloud/3.Podnebie_SR.pdf?z%3AthOubWreIA6eTmFAZnESB%2B4IgJ4X3BftL7XhZ7rXMtJZoMQ2nBslf7bsT2Jw0t5y)

Rozdiely medzi jednotlivými podnebnými pásmami majú samozrejme priamy vplyv na vykurovanie, a to najmä v podobe dĺžky vykurovacej sezóny a minimálnych teplôt počas zimného obdobia, čo má priamy dopad na množstvo potrebnej energie na vykúrenie obytného priestoru. Vo výsledku tak vykurovacia sezóna v Oravskej kotline môže pokojne v rodinnom dome začínať počas septembra a končiť v máji, zatiaľ čo v bytových domoch v Bratislave môže trvať len niekoľko týždňov.

Samozrejme, ak chcete žiť napríklad pod Tatrami, či už Nízkymi alebo Vysokými, musíte akceptovať fakt, že priemerné teploty počas roka neovplyvníte, môžete však brať do úvahy ostatné faktory a z klimatickej situácie regiónu vyťažiť čo najviac.

Klimatické faktory vplývajúce na vykurovanie domácnosti:

Radiácia slnečného žiarenia

Globálne žiarenie predstavuje súčet priameho a rozptýleného slnečného žiarenia, ktoré dopadá na horizontálnu plochu. Toto žiarenie je najviac ovplyvňované dĺžkou trvania slnečného svitu a oblačnosťou. Priemerné ročné hodnoty globálneho žiarenia dosahujú najvyššie hodnoty v nížinách, kde sa pohybujú v rozmedzí 1200 až 1300 kWh.m-2. V horách s najvyššími polohami na východnej strane Tatier sa tieto hodnoty pohybujú v rozmedzí 1100 až 1200 kWh.m-2.

V stredných horských polohách a na severozápade Slovenska je hodnota globálneho žiarenia nižšia, v rozmedzí 1050 až 1100 kWh.m-2, a to prevažne vplyvom vyššej oblačnosti. V kotlinách sú hodnoty globálneho žiarenia ovplyvnené inverziami a nízkou oblačnosťou, a pohybujú sa v intervale 1100 až 1200 kWh.m-2.

Ako je vidieť, medzi jedntolivými oblasťami Slovenska dochádza aj k viac ako 25 % rozdielu medzi priajtým žiarením na štvorcový meter, čo v preklade znamená, že práve týchto 25 % musíte suplovať z vlastných zdrojov.

Množstvo slnečného svitu a oblačnosť

Najslnečnejšou oblasťou Slovenska je juhovýchodná časť Podunajskej nížiny, kde sa počet hodín slnečného svitu za rok pohybuje v rozmedzí 2 000 až 2 200 (teoretické maximum pre túto oblasť je 4 447 hodín za rok). Trvanie slnečného svitu je tiež výrazne dlhšie v horách, najmä vo vrcholových polohách vysokých pohorí. Napríklad vrcholy východnej časti Vysokých Tatier majú priemerné hodnoty slnečného svitu až 1800 hodín za rok, čo je spôsobené voľným obzorom a nízkou oblačnosťou v týchto nadmorských výškach počas zimy.

Naopak, v horských dolinách a kotlinách severného Slovenska a na krajnom severozápade Slovenska je doba trvania slnečného svitu oveľa kratšia, pohybuje sa v rozmedzí 1 400 až 1 500 hodín za rok.

Vedeli ste, že...

Miesto s najvyšším priemerným počtom hodín slnečného svitu je Hurbanovo s približne 2190 hodinami, naopak najmenej, len 1052 je na Orave, konkrétne v Trstenej, mestská časť Ústie nad Priehradou.

Veternosť a zrážky

Aj iné faktory, ako slnečný svit, majú vplyv celkovú klímu v regióne. Primárne môžeme hovoriť o zrážkach a veternosti. Ich vplyv sa však už sekundárne odráža v predchádzajúcich metrikách, keďže úhrn zrážok je nevyhnutne spojený s oblačnosťou, a tým pádom aj s množstvom slnečného svitu, hoc táto úmera nie je priama. Rovnako tak aj v prípade veternosti, ktorej prúdenie, rýchlosť a teplota sa menia s nie len s ročným obdobím ale aj morfológiou krajiny a jej vplyv je možné pozorovať v rozložení celkových priemerných teplôt na našom území.

Solárna architektúra – spôsob zmiernenia dopadov klimatických vplyvov

S vyššie uvedených informácií je zrejmé, že hlavným klimatickým faktorom ovplyvňujúci vykurovanie je prístup k samotnému slnečnému žiareniu. Základné princípy využívania pasívnej slnečnej energie nazývame pojmom solárna architektúra. V slovenských domácnostiach smeruje v priemere až 78 % energie na vykurovanie a dodržaním niekoľkých základných princípov pri rekonštrukcii, môže domácnosť zredukovať svoje náklady na vykurovanie až o 15 %.

Vedeli ste, že...

Už v 6. storočí nášho letopočtu, na územi dnešného Talianska, Justiniánsky kódex hovoril o “práve na Slnko”, aby bol zabezpečený prístup každého jednotlivca k slnečnému žiareniu.

Prvky solárnej architektúry

Nosnými prvkami solárnej architektúry je umiestnenie nehnuteľnosti na pozemku, orientácia okien, vnútorná dispozícia a tepelná kapacita použitých materiálov a izolácie. Všetky tieto prvky by mali byť navrhované súčasne.

Umiestnenie budovy a dispozícia pozemku

V prípade nížin nehrá dispozícia pozemku až taký veľký vplyv. Tá naberá na význame od pahorkatín a je kľúčová v prípade vrchovín a hornatín. Ak plánujete rekonštrukciu v oblasti, kde priemerná nadmorská výška okolitého terénu presahuje 300 m, dbajte na to, aby bol pozemok orientovaný na juh, prípadne juhovýchod, respektíve juhozápad. Takéto umiestnenie má najväčší dopad v zime, kedy priamy slnečný svit trvá medzi 9 – 15 hodinou. Už orientácia pozemku na juhozápad môže spôsobiť, že ranné slnko na vašu nehnuteľnosť svietiť nebude.

Obrovský dopad má aj umiestnenie budovy na pozemku samotnom. Štúdie ukazujú že v ideálnom prípade, môže byť rozdiel v nákladoch na energie potrebných na vykurovanie aj chladenie až 25 %. Hlavným faktorom v tomto prípade majú najmä vysoké dreviny. Treba si uvedomiť že už niekoľko nevhodne umiestnených stromov (aj listnatých) dokáže blokovať až 50 % slnečného svitu práve počas jesenných a zimných mesiacov, kedy slnečné lúče dopadajú na zem pod ostrejším uhľom ako počas letných mesiacov.

Orientácia okien a ich tienenie

Hlavnou zásadou ostáva, že všetky veľké okná by mali byť orientované na juh. V porovnaní s nehnuteľnosťami so severnou alebo východno-západnou orientáciou majú tie s oknami na juh o 10 – 20 % nižšie energetické potreby na vykurovanie. Ďalším dôležitým prvkom solárnej architektúry je tienenie okien, ktoré významne ovplyvňuje teplotechnickú funkciu okien. Vysvetlime si to na 3 príkladoch:

Ak máme otvorené okná bez tienenia, slnečné žiarenie s teplotou 5 500 °C a intenzitou až 1 100 W/m² sa dostáva priamo do interiéru a zvyšuje teplotu prostredia. Výmena vzduchu, ktorá s tým súvisí, má buď chladivý účinok (v zime a na jar), alebo naopak ohrevný účinok (v lete).
Ak sú okná zatvorené a nezatienené, dovnútra sa dostáva menej než polovica slnečného žiarenia (až 500 W/m²). Zvyšok sa odrazí späť von alebo sa absorbuje, čo zvyšuje teplotu okien, najmä okenných skiel. To predstavuje sálavý prenos tepla dovnútra, ktorý môže byť veľmi významný.
Okno s vonkajším tienením neprepustí priamo do interiéru žiadne svetlo, ale slnečné žiarenie, ktoré dopadá na vonkajšie tienenie, ho ohreje. Ohriaty tieniaci predmet potom pohltí polovicu slnečnej energie, zvyšok sa odrazí späť do prostredia. Teda v zime odporúčame cez deň netieniť, aby ste neredukovali množstvo slnečného svitu a tým aj prestup tepla do interiéru.

Zaujímavým prvkom solárnej architektúry sú sklenené terasy, alebo zimné záhrady, ktoré znižujú tepelnú stratu steny, na ktorej sú umiestnené až o 50 %.

POZOR !!!

Čierna vonkajšia roleta je v prehrievaní najúčinnejšia, keďže sa cez leto môže na priamom slnku ohriať aj nad 70 °C a potom sálavo vykurovať vnútro budovy až do bodu nepohodlia.

Vnútorná dispozícia

Efektívne rozloženie miestností sa podriaďuje rovnakým pravidlám ako umiestnenie veľkých okien. Obytné priestory by sme sa mali snažiť orientovať na južnú stranu domu, naopak neobytné priestory ako kuchyňa, chodby či technické miestnosti práve na tú severnú. Takáto dispozícia v kombinácii so správnou orientáciou okien dokáže znížiť celkové náklady na energetický chod budovy (nie len vykurovanie) až o 50 %.

Tepelná kapacita použitých materiálov a izolácia

Izolácia by mala byť umiestnená na vonkajšie povrchy budovy a byť vyrobená z teplo absorbujúcich materiálov s vysokou tepelnou kapacitou, aby sme dosiahli malé zmeny vnútornej teploty. Avšak, ak potrebujeme rýchly nárast vnútornej teploty, malá časť izolácie by mala byť umiestnená na vnútorné povrchy budovy a byť vyrobená z materiálov s nízkou tepelnou kapacitou. Ak teda rekonštruujete nehnuteľnosť na severe Slovenska, kombinácia betónu a drevenej fasády vám cez zimu vie ušetriť viac prostriedkov, ako napríklad pórobetónové riešenia s klasickou vápennou – cementovou omietkou, práve vďaka vyšším tepelným akumulačným kapacitám.

Správny výber izolácie a materiálov môže nielen ušetriť energiu, ale aj finančné náklady na materiály pre každú budovu. Solárna architektúra je vhodná pre kombináciu s aktívnymi slnečnými systémami, ako sú slnečné kolektory alebo slnečné články.

Odporúčania

Rozdiel v množstve slnečného žiarenia medzi Podunajskou nížinou a regiónmi severného Slovenska môže byť aj 700 hodín slnečného svitu za rok, čo samo o sebe môže spôsobiť aj 30 % rozdiel v potrebnej energii na vykúrenie domácnosti, ak do toho započítame aj ostatné faktory, náklady na vykurovanie domácnosti toho istého modelového domu môžu dosahovať v rôznych regiónoch Slovenska v extrémnom prípade aj 100 % navýšenie.

Dopady nepriaznivej klímy však môžete zredukovať následnými krokmi:

Výber nehnuteľnosti – pri kúpe nehnuteľnosti určenej na rekonštrukciu pozerajte nie len na stav nehnuteľnosti, ale aj orientáciu pozemku, južná orientácia dokáže výrazne zmeniť budúce energetické nároky na vykurovanie
Umiestnenie budovy – ak je na pozemku už narastená vegetácia, prispôsobte ju domu tak, aby vám slúžila. S takýmto rozhodnutím by vám mal pomôcť architekt, či projektant na základe návštevy pozemku a samozrejme aj arborista, aby zásahy neznížili potrebnú kvalitu tienenia cez leto.
Orientácia okien – veľké okná na južnej strane, minimum okien na severnej a hlavne správny výber farieb tienenia, ak plánujete nehnuteľnosť v chladnejších regiónoch, môže spôsobiť, že aj v inverzných kotlinách Slovenska zužitkujete maximum slnečného svitu
Stavebné materiály a farebnosť – vyberajte materiály s vyššou tepelnou kapacitou, takéto materiály môžu znížiť energiu potrebnú na udržanie teploty vo vykurovanom priestore, to platí aj o farbe fasády. Ak plánujete rekonštrukciu v chladnejších regiónoch mali by ste uvažovať nad tmavými odtieňmi, ktoré majú nižšiu reflexnú schopnosť a teda akumulujú vyššie množstvo energie vo forme tepla.