Wysoka temperatura w domu nie zawsze jest skutkiem wyjątkowo silnych upałów. Bardzo często wynika przede wszystkim z projektu budynku, położenia okien, braku skutecznego zacienienia oraz sposobu, w jaki mieszkańcy korzystają z wentylacji. Dwa domy stojące obok siebie mogą nagrzewać się zupełnie inaczej, mimo że zostały wykonane z podobnych materiałów i są wystawione na takie same warunki pogodowe.
W jednym wnętrze pozostanie przyjemnie chłodne przez większą część dnia, podczas gdy w drugim temperatura zacznie rosnąć już przed południem i utrzyma się długo po zachodzie słońca. Różnicy nie musi powodować klimatyzacja. Najważniejsze jest ograniczenie ilości ciepła, które dostaje się do środka, zanim budynek zdąży się przegrzać.
O komforcie latem nie decyduje więc jeden „chłodny” materiał, grubsza ściana ani szczególny rodzaj izolacji. Liczy się cały układ: orientacja domu względem stron świata, wielkość przeszkleń, zacienienie, konstrukcja dachu, możliwość nocnego przewietrzania, bezwładność cieplna i ilość ciepła wytwarzanego wewnątrz.
Najwięcej ciepła może wpadać przez okna
Ściany i dach nagrzewają się od słońca, ale prawdziwym problemem w wielu nowoczesnych domach są duże przeszklenia. Promieniowanie słoneczne przechodzi przez szybę, ogrzewa podłogi, meble i ściany, a następnie zostaje oddane do wnętrza w postaci ciepła.
Efekt przypomina działanie szklarni. Nawet dobrze ocieplony dom może się szybko przegrzewać, jeżeli przez kilka godzin dziennie słońce bezpośrednio oświetla duże okna. Szczególnie kłopotliwe bywają przeszklenia skierowane na zachód. Latem są wystawione na nisko położone, intensywne słońce w godzinach popołudniowych, gdy budynek jest już nagrzany po całym dniu.
Okna południowe łatwiej zabezpieczyć za pomocą odpowiednio zaprojektowanego okapu, balkonu lub poziomej osłony. Latem słońce znajduje się wysoko, więc przesłona może zatrzymać promienie. Zimą, gdy jest położone niżej, światło nadal może docierać do wnętrza i wspomagać jego ogrzewanie.
Duża ilość szkła nie zawsze jest więc zaletą. Building Science Corporation zwraca uwagę, że rozległe przeszklenia zwiększają zyski słoneczne i mogą prowadzić do większego zapotrzebowania na chłodzenie. Im większa powierzchnia szkła, tym bardziej potrzebna staje się kontrola promieniowania słonecznego.
Zacienienie zewnętrzne działa lepiej niż zasłona
Jednym z najczęstszych błędów jest próba zatrzymania upału za pomocą wewnętrznych rolet lub grubych zasłon. Pomagają one ograniczyć ilość światła i mogą poprawić odczuwalny komfort, ale nie zatrzymują całej energii słonecznej przed szybą.
Promienie najpierw przechodzą przez szkło, a następnie nagrzewają roletę, zasłonę i przestrzeń wokół okna. Część ciepła została już więc wprowadzona do budynku.
Znacznie skuteczniejsze są osłony zewnętrzne: rolety, żaluzje fasadowe, markizy, okiennice, pergole i prawidłowo dobrane okapy. Zatrzymują promieniowanie, zanim dotrze ono do powierzchni szyby. Dzięki temu nie tylko ograniczają nasłonecznienie pomieszczenia, ale również zmniejszają nagrzewanie samego okna.
Brytyjskie przepisy dotyczące ograniczania przegrzewania nowych budynków mieszkalnych wskazują kontrolę zysków słonecznych i zapewnienie możliwości odprowadzania nadmiaru ciepła jako podstawowe elementy ochrony budynku.
Dobrze zaplanowane zacienienie nie musi oznaczać całkowitego odcięcia światła. Żaluzje fasadowe można ustawić tak, aby ograniczały bezpośrednie promienie, a jednocześnie wpuszczały naturalne światło. Markiza może chronić tarasowe przeszklenie tylko w godzinach największego nasłonecznienia, a roślinność liściasta latem daje cień, natomiast zimą po utracie liści nie blokuje słońca.
Ocieplenie chroni również przed upałem, ale nie rozwiązuje wszystkiego
Izolacja cieplna jest kojarzona głównie z ograniczaniem strat energii zimą. Latem działa także w drugą stronę: spowalnia przepływ ciepła z rozgrzanego dachu i ścian do wnętrza.
Nie oznacza to jednak, że bardzo dobrze ocieplony dom nie może się przegrzewać. Jeżeli ciepło dostanie się do środka przez okna, urządzenia, gotowanie i samych mieszkańców, szczelna i izolowana przegroda utrudni jego późniejsze wydostanie się na zewnątrz.
Może więc dojść do paradoksu. Dom zużywa mało energii na ogrzewanie zimą, ale latem długo zatrzymuje ciepło zgromadzone w ciągu dnia. Problem staje się szczególnie widoczny wtedy, gdy nie da się bezpiecznie otworzyć okien nocą albo układ pomieszczeń nie pozwala na skuteczne przewietrzanie.
Dlatego projekt energooszczędny powinien uwzględniać zarówno zimowe straty ciepła, jak i letnie ryzyko przegrzewania. Sama grubość izolacji nie zastąpi zacienienia, właściwego układu przeszkleń i sprawnej wentylacji.
Dach może być największym grzejnikiem w domu
Latem powierzchnia dachu jest przez wiele godzin wystawiona na bezpośrednie działanie słońca. Największe problemy pojawiają się zwykle na poddaszu użytkowym, gdzie pomieszczenia znajdują się bezpośrednio pod połacią dachową.
Znaczenie ma jakość i ciągłość izolacji, szczelność warstw, kolor pokrycia oraz konstrukcja całego dachu. Ciemne materiały mogą pochłaniać więcej promieniowania słonecznego, choć nie oznacza to, że sam wybór jasnej dachówki rozwiąże problem.
Ważniejsze jest ograniczenie przenikania energii do wnętrza i prawidłowe wykonanie wszystkich warstw. Nieszczelności, zbyt mała grubość izolacji lub mostki cieplne mogą sprawić, że pomieszczenia na poddaszu będą nagrzewały się znacznie szybciej niż parter.
Pewne znaczenie może mieć również wentylacja przestrzeni dachowej, jednak nie należy przeceniać jej wpływu. Building Science Corporation wskazuje, że samo wentylowanie poddasza daje stosunkowo ograniczony efekt, jeżeli strop lub połać dachowa są prawidłowo zaizolowane.
W praktyce dobry dach chroniący przed upałem jest wynikiem poprawnego projektu i wykonania całej przegrody, a nie zastosowania jednego „cudownego” materiału.
Bezwładność cieplna może pomóc, ale pod pewnymi warunkami
Ciężkie materiały, takie jak beton, cegła, kamień czy grube tynki, potrafią pochłaniać znaczną ilość energii, zanim wyraźnie podniosą swoją temperaturę. Zjawisko to określa się jako bezwładność albo pojemność cieplną budynku.
W domu z ciężkimi stropami i murowanymi ścianami temperatura może rosnąć wolniej niż w lekkiej konstrukcji. Ciepło jest częściowo magazynowane w elementach budynku, dzięki czemu wnętrze nie reaguje natychmiast na każdy wzrost temperatury na zewnątrz.
Nie oznacza to jednak, że duża masa zawsze gwarantuje komfort. Po kilku kolejnych gorących dniach ściany, stropy i podłogi również się nagrzeją. Jeżeli nocą nie zostaną schłodzone, zaczną stopniowo oddawać zgromadzoną energię do pomieszczeń.
Bezwładność cieplna działa najlepiej wtedy, gdy temperatura na zewnątrz nocą wyraźnie spada i można intensywnie przewietrzyć budynek. Chłodne powietrze usuwa ciepło zgromadzone w konstrukcji, przygotowując dom na następny dzień.
Podczas długiej fali upałów, gdy także noce są gorące, możliwości pasywnego chłodzenia stają się znacznie mniejsze. Aktualne europejskie opracowania zwracają uwagę, że rozwiązania pasywne powinny być stosowane jako pierwszy etap ochrony przed przegrzewaniem, ale przy wielodniowych upałach mogą nie wystarczyć bez efektywnego chłodzenia aktywnego.
Wietrzenie w dzień może pogarszać sytuację
W czasie upału wiele osób otwiera wszystkie okna, zakładając, że ruch powietrza automatycznie ochłodzi dom. Jeżeli na zewnątrz jest jednak cieplej niż wewnątrz, do pomieszczeń napływa gorące powietrze.
W ciągu dnia rozsądniejsze może być zamknięcie okien oraz zasłonięcie nasłonecznionych przeszkleń. Wietrzenie warto rozpocząć dopiero wieczorem albo w nocy, gdy temperatura na zewnątrz spadnie poniżej tej panującej w budynku.
Najlepszy efekt daje przewietrzanie krzyżowe, czyli przepływ powietrza między otworami znajdującymi się po przeciwnych stronach domu. Znaczenie ma także różnica wysokości. Ciepłe powietrze unosi się, dlatego otwarcie okien lub świetlików na wyższej kondygnacji może wspomóc jego usuwanie.
Problemem bywa jednak bezpieczeństwo, hałas i jakość powietrza. Mieszkańcy parteru nie zawsze mogą pozostawić otwarte okna w nocy. Dom przy ruchliwej ulicy może być narażony na hałas i spaliny, a brak moskitier utrudnia wietrzenie latem.
Właśnie dlatego możliwość nocnego chłodzenia powinna być przewidziana już podczas projektowania, a nie traktowana jako rozwiązanie, które zawsze da się zastosować później.
Rekuperacja nie jest klimatyzacją
Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła bywa przedstawiana jako sposób na utrzymanie chłodu latem. W rzeczywistości jej podstawowym zadaniem jest wymiana powietrza, a nie chłodzenie domu.
Latem centrala może korzystać z obejścia wymiennika, zwanego by-passem. Gdy nocne powietrze jest chłodniejsze, trafia do pomieszczeń bez odzyskiwania ciepła z powietrza usuwanego. Pomaga to w przewietrzaniu, ale ilość transportowanej energii jest ograniczona przez stosunkowo niewielki przepływ powietrza.
Rekuperacja nie zastąpi więc klimatyzacji podczas intensywnego upału. Może natomiast wspierać komfort, zwłaszcza jeśli budynek został wcześniej zabezpieczony przed nadmiernymi zyskami słonecznymi.
Jeśli dom stale się przegrzewa, samo zwiększenie wydajności wentylacji zazwyczaj nie rozwiąże problemu. Najpierw należy ograniczyć źródło ciepła, na przykład przez zacienienie dużych przeszkleń.
Ciepło powstaje również wewnątrz domu
Na temperaturę pomieszczeń wpływa nie tylko pogoda. Każda osoba, komputer, telewizor, piekarnik i inne urządzenie elektryczne oddają ciepło. W niewielkim, szczelnym domu suma tych zysków może być zauważalna.
Największe znaczenie ma gotowanie, pieczenie i korzystanie z urządzeń o dużej mocy w najgorętszej części dnia. Ciepło wytwarzają również oświetlenie, sprzęt komputerowy, suszarki, zmywarki oraz instalacje z niezaizolowanymi przewodami.
Warto więc ograniczać niepotrzebne źródła ciepła, uruchamiać część urządzeń wieczorem i stosować energooszczędne oświetlenie. Nie są to działania, które zastąpią prawidłowy projekt, ale mogą pomóc utrzymać niższą temperaturę podczas upału.
Otoczenie budynku też ma znaczenie
Dom stojący na otwartej, nasłonecznionej działce będzie zachowywał się inaczej niż budynek otoczony drzewami i zielenią. Korony drzew ograniczają bezpośrednie promieniowanie, a roślinność pomaga zmniejszyć nagrzewanie powierzchni wokół domu.
Utwardzony podjazd, taras z ciemnych płyt i duża powierzchnia kostki mogą w ciągu dnia gromadzić energię, a wieczorem oddawać ją do otoczenia. Jeżeli takie elementy znajdują się bezpośrednio przed dużymi oknami, mogą dodatkowo pogarszać komfort.
Znaczenie ma także możliwość swobodnego przepływu powietrza. Gęsta zabudowa, wysokie ogrodzenia i źle ustawione budynki mogą ograniczać naturalne przewietrzanie działki.
Europejska Agencja Środowiska podkreśla, że ochrona przed przegrzewaniem powinna obejmować nie tylko sam budynek, ale również jego otoczenie, zieleń i sposób zagospodarowania przestrzeni.
Klimatyzacja powinna być uzupełnieniem, a nie naprawą projektu
Klimatyzacja może skutecznie obniżyć temperaturę, ale jej zastosowanie nie usuwa przyczyny przegrzewania. Jeżeli dom ma ogromne niezacienione przeszklenia, słabo wykonany dach i brak możliwości nocnego wietrzenia, urządzenie będzie musiało przez wiele godzin usuwać ciepło, któremu można było zapobiec.
Prowadzi to do większego zużycia energii, wyższych rachunków i konieczności zastosowania mocniejszego systemu. Podczas upałów wiele urządzeń pracuje jednocześnie, co dodatkowo obciąża sieć energetyczną.
Rozsądna kolejność jest odwrotna. Najpierw należy ograniczyć dopływ promieniowania słonecznego, zabezpieczyć dach, umożliwić nocne chłodzenie i zmniejszyć wewnętrzne źródła ciepła. Dopiero później warto ocenić, jakiej mocy chłodzenie aktywne jest rzeczywiście potrzebne.
Dobrze zaprojektowany dom może nadal wymagać klimatyzacji w czasie najcięższych fal upałów, ale urządzenie będzie pracowało krócej i zużyje mniej energii.
Chłodny dom zaczyna się na etapie projektu
O letnim komforcie często decydują rozwiązania, których później nie da się łatwo zmienić. Należą do nich orientacja budynku, rozmieszczenie pomieszczeń, wielkość okien, konstrukcja okapów i możliwość stworzenia przewiewu.
Już na etapie projektu warto sprawdzić, ile słońca dociera do przeszkleń o różnych godzinach, jak budynek zachowa się podczas kilku gorących dni oraz czy mieszkańcy będą mogli bezpiecznie przewietrzać go nocą. W bardziej wymagających obiektach można przeprowadzić dynamiczną symulację energetyczną uwzględniającą rzeczywiste warunki pogodowe, zyski wewnętrzne i sposób użytkowania.
Największym błędem jest ocenianie domu wyłącznie pod kątem zimy. Budynek może mieć bardzo niskie zapotrzebowanie na ogrzewanie, a jednocześnie zapewniać fatalny komfort w lipcu i sierpniu.
Dom, który nie zamienia się latem w piekarnik, nie musi być wyposażony w skomplikowaną technologię. Powinien przede wszystkim nie wpuszczać nadmiaru ciepła, a to, które już dostało się do środka, skutecznie usuwać. Najlepsze chłodzenie zaczyna się nie od klimatyzatora, lecz od właściwego projektu, zacienienia i rozsądnego korzystania z budynku.
