Dům a slunce

Podstatou solárního konceptu domu je pasivní využívání sluneční energie - tedy vyhřívání obytných místností přímým slunečním zářením. Nízkoenergetický dům (NED) při zohlednění poznatků tepelného chování materiálů, jimi ohraničených prostorů a místní klimatu využívají ve zvýšené míře zisky ze sluneční energie .Díky tomu je jejich spotřeba energie na vytápění o 10 až 20% nižší než u standardních budov.

1) Orientace

NED se hmotně i provozně otevírají k jihu.Větší plocha domu je na delší jižní fasádě, ke které jsou přiřazeny obytné místnosti. Při orientacích NED je nutno zohlednit místní podmínky, jako jsou svažitost terénu a jeho orientace. Nesmíme zapomenout na dostatečný odstup budovy od okolních stínících překážek, aby se nízké zimní slunce dostalo na jižní fasádu. Typickými znaky solárního domu jsou velká prosklení na delší jižní fasádě a malé okenní otvory na severní straně, poskytující jen nutné osvětlení vnitřních prostorů. Okna orientovaná na západ a východ přinášejí v zimě málo energie a v létě způsobují přehřívání místností.

2) Vytváření teplotních zón

Při výstavbě NED se solární koncept zónování prostorů používá hlavně z důvodu orientace obytných místností na slunečnou stranu, což má energetické i psychologicko-pohodové výhody. Obecně se místnosti v solárním domě orientují podle jejich náročnosti na teplo.
Severní (nárazníková) zóna - leží v ní vedlejší prostory s menší frekvencí využívání, jako např.. koupelna, záchod, odkládací a technické prostory, garáže, chodby a schodiště, kde stačí i malá okna
Jaderná (obytná) zóna - tvoří ji často používané místnosti. Bývají umístěny na sluneční straně domu a jejich velkoplošná zasklení umožňují dostatečné prohřívání domu v chladném období roku.
Jižní (akumulační) zóna - vytváří ji zimní zahrada přičleněna k obytné (střední) zóně

3) Akumulace tepla

Akumulace tepla - tedy shromažďování energie vzniká při dopadání slunečních paprsků na ozářené těleso z masivního materiálu. Krátkovlnné záření ze slunce se tak mění na dlouhovlnné, které se po určitém časovém posunu vyzařování opět odevzdává do okolí. Akumulační hmoty se využívají především pro tepelný příspěvek v době jeho deficitu, tedy zejména v noci, během zimního a přechodného období. Vyvážený poměr tepelně-akumulačních schopností budovy a velmi dobrých tepelněizolačních parametrů jejího obvodového pláště zároveň výrazně přispívá k vytvoření optimálního vnitřního klimatu. Akumulační schopnost budovy může zejména ve spojení s pasivním využitím sluneční energie snížit nároky na vytápění a chlazení. Konstrukce stěny, podlahy a stropu by měly být zhotoveny z materiálů s vysokou hustotou a specifickou tepelnou kapacitou jako beton, cihla, kámen a pod., aby mohly sloužit jako akumulační hmoty.

Typy akumulace podle způsobu uskladnění energie
Primární akumulace - Sluneční záření dopadá přes okna nebo zimní zahrady na povrch stěn a podlah, ty se postupně zahřívají a následně tuto energii vyzařují do místnosti v podobě tepla. Primární akumulace je přibližně čtyřikrát účinnější než sekundární akumulace.
Sekundární akumulace - Tato metoda je poněkud náročnější a vyžaduje i jistou technologii. Nejčastěji se děje ohříváním média (voda nebo vzduch) ve slunečních kolektorech. Z nich se ohřáté médium odvádí do záobníků, kde se získané teplo uskladní. Akumulovaná tepelná energie se v době potřeby dopravuje na místo využití (tj. do spotřebičů teplé vody nebo do topných těles) 
 
4) Pasivní solární prvky

Jsou konstrukce využívající teplo slunce, ve kterých energetický transport mezi kolektorem, zásobníkem a samotným spotřebitelem tepla je bez použití další mechanické energie. S jejich použitím třeba počítat již při samotném navrhování budovy.
Jsou dány orientací budovy.
Jsou závislé na koncepci domu, půdorysu (zónování), orientace budovy, tepelné izolace a konstrukce (akumulační hmota).
Nabízejí vedle získávání tepla další pobytové prostory (zimní zahrada) a lepší akustickou ochranu.

Okna - jsou nejdůležitějším prvkem na ohřívání domu solární energií. Optimální velikost oken závisí na akumulačních schopnostech celého systému. Celková plocha oken by neměla přesáhnout 25% plochy vnějších stěn a zároveň by neměla překročit čtvrtinu příslušné podlahové plochy.Větší okna mají smysl pouze v kombinaci se zásobníky, které se nabíjejí přebytečným teplem. Zvláštní pozornost z tepelnětechnického hlediska vyžadují okna osazená do střešní roviny (vikýře a střešní okna).

Zimní zahrady - přínos zimní zahrady k tepelným ziskům NED závisí na způsobu jejího budoucího provozu. V případě snahy o vytvoření celoroční příjemného klimatu je nutné ve skleníku vytápět resp. značnou část tepla odvětrat pryč, čímž se jeho energetická bilance stává více méně neutrální. Dobrý nevytápěný sluneční kolektor ve formě zimní zahrady je obyvatelný, ale během 40% denních hodin v roce. Zimní zahrada se umisťuje většinou na východní nebo západní stranu fasády, čímž jižní fasáda zůstane volná pro okna a zároveň místnosti na severu, východě a západě mohou být zásobovány teplým vzduchem ze zimní zahrady.
Zvláštními zařízením na pasivní získávání tepla je Trombeho stěna a transparentní izolace.

5) Ochrana před přehřátím vnitřních prostor

Prvořadým cílem letní tepelné ochrany je zabránění vnitřnímu přehřátí prostor. Stavebně-konstrukční prostředky na ochranu domu před přehřátím zajišťují příjemné vnitřní prostředí hlavně v letním období. Správným a dostatečně účinnými opatřeními se zároveň vyloučí potřeba instalace klimatizace.

Jak zabránit přehřívání domu v letním období:
Ochrana prosklených ploch před slunečním zářením - venkovní žaluzie, okenice, rolety, dostatečný přesah střechy hlavně nad jižní fasádou, účinná tepelná izolace střešních rovin a přirozené stínidla budovy jako listnaté stromy nebo treláže s popínavým zeleným porostem
Odvádění tepla akumulovaného v konstrukcích - příčné přirozené nebo mechanické větrání místností zejména v noci
Omezení produkce odpadního tepla - provozováním co nejmenšího množství spotřebičů

Energeticky pasivní dům
Co je energeticky pasivní dům?
Energetický pasivní dům zvyšuje kvalitu obytného prostředí při minimalizaci spotřeby energie. Díky teplým povrchům stěn a oken a neustálému přívodu čerstvého vzduchu máte v domě velmi příjemný pocit a minimální náklady na provoz.

Výjimečnost takového domu tkví v detailech
trojité zasklení s dobře izolovanými rámy
výborná tepelná izolace
minimalizace tepelných mostů v konstrukcích
vzduchotěsnost budovy
kontrolované větrání se zpětným získáváním tepla

Budova pro budoucnost:
Energeticky pasivní dům se navenek nijak neliší od běžných domů. Je zdokonalením nízkoenergetického domu. V zájmu vysoké kvality obytného prostředí klade vyšší nároky nejen na projekční přípravu - zejména pečlivé vypracování konstrukčních detailů s minimalizací tepelných mostů a netěsností, ale také na důslednou odbornou realizaci bez jakýchkoliv odchylek od projektové dokumentace.

Protože se teplo potřebné k vytápění v takovém domě získává pasivně (ze slunečního záření dopadajícího přes okna, z tepla vyzařovaného lidmi a domácími spotřebiči a z odváděného vzduchu), nazýváme jej pasivním. Na nezbytný přívod čerstvého vzduchu má v sobě zabudovaný systém nuceného větrání, který díky rekuperátoru dokáže snížit ztráty tepla větráním téměř na nulu a zároveň regulovat množství přiváděného vzduchu dle potřeby. Kromě nejchladnějších dnů v roce pasivní zisky celkem pokryjí malé tepelné ztráty, v mrazivých dnech stačí přivést chybějící množství tepla přihřátý čerstvý vzduch. Pro srovnání: na vytopení pokoje s plochou 20 m ˛ během studených oblačných dnů postačí tepelný příkon 200 wattů, to znamená, že by takový pokoj vytopily dvě 100W žárovky!

Budova v číslech:
Potřeba tepla pro stávající objekty se pohybuje v rozpětí 200 - 300 kWh/m2 za rok. Nové domy, zrealizované podle současně platných norem, mají spotřebu kolem 150 kWh/m2 za rok. Pasivní domy dosahují naproti tomu měrnou spotřebu tepla 15 kWh/m2.

To zároveň znamená, že takový dům nepotřebuje konvenční otopnou soustavu - např. plynový kotel s radiátory nebo s podlahovým vytápěním. Hodnotu 15 kWh/m2 za rok definoval Dr.. Wolfgang Feist, tvůrce konceptu energeticky pasivního domu a zakladatel Passivhaus Institut Darmstadt. Vycházel přitom z omezeného množství tepla, které dokáže vzduch do vnitřních prostor přivést. Naším cílem je zavést stejná kritéria i na Česku - proto za energeticky pasivní domy považujeme ty budovy, jejichž roční spotřeba energie na vytápění nepřekračuje výše uvedenou hranici.