Pojemność cieplna ścian

Pojemność cieplna ściany to podstawowa jej właściwość zaraz po jej nośności oraz właściwościach izolacyjnych. Pojemność cieplna ścian idzie mniej więcej w parze z jej izolacyjnością akumulacyjną: grube ściany z ciężkich materiałów mają większą pojemność cieplną a wąskie ściany z lekkich materiałów wykazują się niską pojemnością cieplną.

Lepsza mała czy duża pojemność cieplna?

Na początku zastanówmy się z jakimi wartościami pojemności cieplnych mamy do czynienia? Załóżmy, że posiadamy dom ze ścianami zewnętrznymi z cegły pełnej o grubości 50 cm. A wewnętrzne ściany na jedną cegłę. Jest to grubość częściej spotykana w kamieniach niż w budownictwie jednorodzinnym. Zakładać, że nasze pomieszczenie ma 3m wysokości a przypada na nie 9 mb ścian zewnętrznych oraz 9 mb ścian wewnętrznych (których grubość musimy podzielić na dwa bo dzielimy je z innymi pomieszczeniami) to pojemność cieplna ścian przypadająca dlatego pomieszczenia byłaby tak duże, że aby ogrzać ściany z 0 do 20 stopni Celsiusza trzeba by doprowadzić do nich 140 kW energii. To dużo. Biorąc pod uwagę, że takie pomieszczenie jest przeciętnie wyposażone w grzejnik o mocy 2 kW (przy parametrach 70/55/20˚C) aby wygrzać ściany z zera do 20 stopni Celsiusza trzeba by ogrzewać bez przerwy przez 3 dni i to nie uwzględniając bieżących strat ciepła! Należy tu jednak uwzględnić bieżące straty ciepła. Zależą one od temperatury zewnętrznej i ocieplenia budynku ale średnio można przyjąć, że będą one wynosiły mniej więcej połowę mocy grzewczej. Ogrzanie ścian takiego pomieszczenia do stabilnej temperatury trwałoby prawie tydzień!

Dla porównania: ściany domu wybudowanego z betonu komórkowego z możliwie wąskimi ściankami zewnętrznymi (30 cm) cechowałyby się 4 krotnie mniejszą pojemnością cieplną.

Należy jednak pamiętać, że podczas codziennego użytkowania, gdy w domu są i tak utrzymywane temperatury z zakresu 19 – 24 stopni nawet potężna pojemność cieplna jest ogromną zaletą: dom dłużej trzyma ciepło „gdy wygaśnie w piecu”, nie panuje potworny upał gdy rozpalimy w kominku ani nie rozgrzewa się jak samochód na pustym parkingu gdy jest upał.

Oceniając pojemność cieplną całego budynku nie zapominajmy również o pojemności cieplnej stropów, wylewek i materiałów wykończeniowych.

Zagrzanie samego powietrza trwałoby dosłownie moment, gdyż jego objętościowa pojemność cieplna wynosi zaledwie 0,001211 więc na pokój o powierzchni 20 m2 i objętości 60 m3 byłoby to zaledwie 24220 J, czyli zalewie 6,7 Wh.

Kiedy duża pojemność cieplna jest zaletą?

Duża pojemność cieplna ścian jest korzystna latem. Gdy przez kilka lat panują upały grube, masywne mury chłodzą dom by oddać potem zmagazynowane ciepło podczas chłodniejszych dni. Dlatego w krajach afrykańskich często spotykamy grube masywne mury, które nagrzewają się w ciągu dnia a oddają swoje ciepło w nocy.

Duża pojemność cieplna jest dobra także zimą, gdy przez kilka dni panują siarczyste mrozy grube masywne mury pozwalają odłożyć w czasie zapotrzebowanie na moc cieplną budynku przez co łatwiej jest zapewnić stabilną temperaturę nie posiadając nawet termostatów pokojowych.

Generalnie duża pojemność cieplna budynku jest zaletą. I generalnie – przy regularnym użytkowaniu – wpływa na obniżone rachunki za energii. Obecnie, nawet przy budowie nowoczesnych domów energooszczędnych i pasywnych dąży się do zwiększania pojemności cieplnej budynku. Głównie ze względu na brak konieczności instalowania klimatyzacji by zachować komfort cieplny.

Kiedy duża pojemność cieplna jest wadą?

Gdy nieruchomość jest używana weekendowo a dodatkowo głównie zimą: duża pojemność cieplną potężną wadą. Dlatego większość górskich domków letniskowych jest budowana z drewna: materiału o stosunkowo niskiej pojemności cieplnej. Jednak gdy już dom używany jest jako letni dom weekendowy duża pojemność cieplna jest zaletą podczas upalnych weekendów: przynajmniej przecież spać w temperaturze 22 stopni niż 30 stopniowym upale.

Silikaty a pojemność cieplna

Dziś nikt nie buduje domów z kamienia ani z cegły pełnej. Nowoczesnym materiałem wykazującym się dużą pojemnością cieplną są materiały silikatowe. Są to bloki kamienno-piaskowe, czyli bardzo zbliżone składem do muru z kamienia wapiennego z zaprawą wapienną. Mury budowane z silikatów cechuje wysoka gęstość. Dodatkowo z silikatów buduje się mury o dużej grubości.

Pojemność cieplna budynku a ogrzewanie

Przy budynkach o dużej pojemności cieplnej warto zainstalować w domu dodatkowe źródła ciepła: kominki, piece kaflowe, elektryczne ogrzewanie podłogowe. Bądź założyć większe bądź dodatkowe grzejniki i wyposażyć instalację centralnego ogrzewania w dodatkowe źródło ciepła. To wszystko po to by skrócić okres rozgrzewania się domu po jego ewentualnym wyziębieniu. To wszystko oczywiście jeśli planujemy regularne wyjazdy zimą.

Nie warto natomiast posiadając jeden kocioł na paliwo stałe kupować specjalnie kotła o zwiększonej mocy: nie warto by kocioł „męczył się” na niskiej mocy gdy budynek będzie już nagrzany. Dotyczy to szczególnie kotłów zasypowych.

1 Comment

  1. Janek fachowiec od klimatyzacji

    W polskim klimacie, w budynku użytkowanym regularnie nie ma czegoś takiego jak zbyt duża pojemność cieplna. Domy, nawet te z pełnej cegły podczas kilkudniowych upałów przegrzewają się. Największym dziwactwem obecnych czasów są poddasza mieszkalne i umieszczanie tam sypialni. Poddasze z racji tego, że dach jest drewniany a warstwa ocieplenia umieszczona jest POD konstrukcją cechuje się wyjątkowo mała pojemnością cieplną. Spanie w takich warunkach latem to istna męczarnia. Przy dzisiejszej technologii budowlanej na poddaszach powinny być pomieszczenia tylko i wyłącznie używane okresowo (np. salony), które nie są nie zbędne do funkcjonowania codziennego. Sypialnie powinny być zlokalizowane na parterze.

    Reply

Leave a Comment

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.