Celosvetový vývoj v oblasti spotreby energií, a najmä znižujúce sa zásoby ropy a zemného plynu sú hlavnými príčinami nárastu cien komodít na výrobu tepelnej energie. Odpoveďou na tento vývoj je hľadanie variant stavieb, ktorých energetická náročnosť je čo možno najnižšia, ale samozrejme aj nachádzanie alternatívnych zdrojov, ktorých prevádzka nie je závislá na spaľovaní fosílnych palív alebo elektrickej energie.
V nízkoenergetických a pasívnych domoch môže byť krb alebo pec jediným alebo len doplnkovým zdrojom tepla. A samozrejme príjemnej atmosféry. Do kategórie nízkoenergetických domov radíme  stavby, ktoré na poskytnutie komfortných tepelných podmienok nespotrebujú na vykurovanie viac ako 50 kWh/m² energie za rok. Energeticky pasívne domy potom spotrebujú 5 až 15 kWh/m² a rok. Aké krby a kachľové pece sú teda vhodné na použitie v domoch s nízkou energetickou náročnosťou?
 

Klasický krb nie

Všeobecne najpoužívanejšou alternatívou tepelného zdroja v konvenčných domoch je teplovzdušný krb. Do priestorov nízkoenergetických a pasívnych domov však jeho základný variant nie je veľmi vhodný. Vysvetlime si prečo.
Dôvodov je viac. Prvým nedostatkom je, často želané, veľké zasklenie krbovej vložky, ktorá ponúka príjemný pohľad na horiace polienka. Krbová vložka cez predné sklo do priestoru vysála 30 – 60 % svojho tepelného výkonu. Predstavme si, že vaša obývačka má 40 m² a jej maximálne tepelné straty dosahujú 40 m² x 50 W/m², čiže spolu 2 000 W. Predpokladajme, že kozubová vložka inštalovaná v tomto priestore má výkon 10 kW a má stredne veľké zasklenie, cez ktoré vysála 40 % celkovej energie. Pri výkone 10 kW sa teda cez sklo dostane 4 000 W tepelnej energie. Keďže maximálne straty sú 2 000 W, máme k dispozícii 2-krát viac energie (len cez samostatné sklo) ako naša obývačka potrebuje. Ak by sa aj zvyšnú, teplovzdušnú zložku tepla, z kozuba podarilo ideálne rozviesť do ostatných častí domu, výkon 10 kW o 2,5 kW stále presahuje maximálne tepelné straty modelového domu (obytná plocha 150 m², maximálne tepelné straty 50 W/m²).
Možno si poviete, že výkon vložiek je regulovateľný. To je síce pravda, no ovládať výkon sa dá len v určitom rozsahu. Ak nám ide o atmosféru a pohľad na horiace polená, potrebujeme aspoň stredne veľké zasklenie, kde dolná hranica regulovateľného výkonu leží väčšinou na úrovni 6 - 7 kW. Z pohľadu celkovej energetickej bilancie to nevyzerá zle. Treba sa však pozrieť ešte na dva faktory. Prvým je, že podiel sálania zo skla vložky dosahuje i tak 2,4 - 2,8 kW, čo je viac ako vaša obývačka pri hraničných teplotách potrebuje. Druhým faktorom je, že výkon 6 -7 kW zodpovedá pri 70 % účinnosti spálenia dvom až 2,3 kilogramom dreva, čo sú zhruba dve, stredne veľké polienka. Ruku na srdce, koho takéto množstvo dreva v ohnisku a z toho vyplývajúci vzhľad ohňa uspokojí? Skúsenosti hovoria, že najobľúbenejšia veľkostná dávka paliva je na úrovni 5 kg a vyššie.
Toto sú podstatné dôvody, o ktoré sa opiera tvrdenie o nevhodnosti klasického základného variantu teplovzdušného kozuba pre nízkoenergetické stavby. Do úvahy v podstate prichádzajú len menšie vyhotovenia kozubových vložiek so zasklením, ktorého výkon zodpovedá veľkosti príslušnej vložky. Z tohto pohľadu teda obstavba v klasickom teplovzdušnom vyhotovení nie je dobrým riešením. Lepšie je zamerať sa na sálavé telesá bez teplovzdušného obehu. Pokiaľ predsa len nie ste pripravení stotožniť svoju predstavu s niečím iným ako je klasický kozub, poraďte sa v niektorej z odborných firiem o použiteľnosti tejto alternatívy v nízkoenergetickom dome.
 

Ideálne alternatívy pre nízkoenergetické domy

Dizajnové riešenie sálavej kachľovej pece s vykurovacou vložkou Brunner a šamotovým systémom akumulácie. Pec je vhodná najmä do nízkoenergetických domov, pretože hodinový výkon sa dá dimenzovať v rozpätí 1,2 až 4 kW. (foto: Brunner)

Trendy v oblasti alternatívnych zdrojov pre nízkoenergetické domy jednoznačne smerujú k použitiu sálavých akumulačných stavieb. Ide o akumulačné kachľové a omietané pece, ktoré sú riešené ako  hypokausty (čo je najstarší známy spôsob vykurovania pochádzajúci z čias starého Ríma) alebo hybridné kombinované varianty, kde je použitá špeciálna liatinová vložka do kachľovej pece a vyhotovenie akumulačnej časti je tiež formou hypokaustu. Hypokaustový kozub využíva cirkuláciu ohriateho vzduchu v uzatvorenom priestore, teda vnútri obstavby. Funguje to tak, že v konštrukcii uzavretý vzduch sa zohrieva o funkčné jadro a opláštenie pece sa zvonku ochladzuje, čo spôsobuje prúdenie vzduchu a tepelná energia sa tak prenáša na plášť telesa. Spaľovanie dreva v kachľových peciach prebieha dávkovo. To znamená, že každých 12 hodín (ráno a večer) sa priloží dávka dreva. Dvierka pece sú menšie, alebo v prípade väčších rozmerov sú riešené dvojitým sklom, ktoré výrazne obmedzuje množstvo vysálaného tepla. Dávka, ktorá sa prikladá, môže byť podstatne väčšia, keďže takáto pec nedodáva priestoru teplo okamžite, ale je rozložená na prikladací interval 8 respektíve 12 hodín.

Uveďme si príklad: Ak priložíme 8–kilogramovú dávku dreva, ktorá znamená pri 80 %-nej účinnosti a približne 3,2 kWh

Moderná akumulačná kachľová pec obložená veľkoplošnou keramikou. Systém tvorí vykurovacia vložka do kachľových pecí s veľkým zasklením Brunner a akumulačný systém Ortner KMS. (foto: Brunner)

výhrevnosti na 1 kg celkový využiteľný výkon 25,6 kW. Túto energiu získanú spálením uložíme do šamotovej masy pece. Odtiaľ sa postupne vysála. Výkon 25,6 kW rozdelený na 12 hodín znamená 2,13 kW uvoľnených na 1 hodinu, čo je podstatne bližšie želanej potrebe. Samozrejmosťou je výraznejšia regulácie výkonu vzhľadom na rozdelenie energie na dlhší interval – napríklad pri dávke 5 kg dreva a intervale prikladania 12 hodín dosiahneme hodinový výkon 1,33 kW. Pri dávke 8 kg spomínaných 2,13 kW a pri dávke 10 kg výkon 2,66 kW. V schopnosti rozloženia energie na dlhší časový interval tkvie jednoznačná výhoda a predurčuje kachľovú pec s akumulačnou masou byť ideálnym telesom pre nízkoenergetický a pasívny dom. Sú tu však ďalšie výhody, ktoré robia z kachľovej pece vhodné dielo pre takýto príbytok.
Ide o kvalitné teplo, bez nezdravého prúdenia vzduchu v interiéri, s možnosťou vykurovania niekoľkých miestností. Nevýhodou je vyššia cena, nutný odborný návrh a realizácia a dlhší čas rozkúrenia. Je vhodný do trvale obývaných domov. Takýto typ kozuba alebo pece možno postaviť aj cez dve poschodia, čím sa zabezpečí sálanie tepla do celého domu. Pri kúrení sa nevysušuje vzduch tak, ako pri klasickom kozube, vykuruje sa totiž nízkymi povrchovými teplotami. Pokiaľ sa rozhodnete pre hypokaust, mali by ste na to myslieť dostatočne včas – už pri projektovaní vášho domu. Ak totiž chcete naplno využiť jeho výhody, aj vzhľadom na jeho cenu, mali by ste mu pripraviť priestor v centrálnej časti domu.

Klasický variant kachľovej pece

Klasické riešenie kachľovej pece, ktorej súčasťou je ohnisko, obstavané akumulačným materiálom a keramikou je

Prierez akumulačnou pecou Brunner - Ortner, kde vidieť spalinové ťahy. Pri výbere vykurovacieho telesa vhodného do nízkoenergetického či pasívneho domu by ste mali dbať na to, aby mal certifikát akreditovanej inštitúcie na prevádzku v takomto dome. (foto: J&R Inpsire)

najstarší, no z pohľadu zdravotnej hodnoty doposiaľ neprekonaný variant pece. Až 80 % tepla sa distribuuje sálaním zo stien a len zvyšná časť, teda 20 %, tvorí teplý vzduch, ktorý vzniká prúdením okolo stien kachľovej pece. Takáto pec pozostáva z ohniska a spalinových ťahov. Na ich vyhotovenie sa používajú rôzne alternatívne materiály od šamotových tvaroviek až po špeciálne korduritové tvarovky COR 30, či jedinečný keramický modulový systém KMS od firmy Ortner ako top produkt pre spalinové ťahy.
V závislosti od kvality a množstva materiálu je kachľová pec schopná naakumulovať teplo a rozložiť jeho efekt na dlhší časový interval. Vďaka tomu možno spáliť dávku paliva naraz, no energiu dostávať do priestoru postupne. Tým vzniká aj hodnotný pohľadový oheň cez veľké dvierka s dvojitým zasklením, no zároveň je k dispozícii prebytok tepla v okamihu spaľovania väčšej dávky dreva. Dvojité presklenie dvierok výrazne obmedzuje sálanie cez sklo, a tak možno dosiahnuť pomerne veľké zasklenie bez nežiaduceho silného prehrievania interiéru s obmedzenou tepelnou potrebou. Klasický variant pece je vhodný najmä pre priestory, kde nie je potrebné vykurovanie ďalších miestností,  napríklad horného podlažia.
 

Hybridný variant kachľovej pece

V tomto prípade je oproti klasickej verzii výrazný rozdiel v ohnisku. Šamotové ohnisko tu nahrádza špeciálna liatinová vykurovacia vložka do kachľových pecí, nemýľme si ju s kozubovou vložkou. Vykurovacie vložky do kachľových pecí sú konštruované s dôrazom na čo najvyššiu výstupnú teplotu, aby množstvo napojiteľných spalinových ťahov bolo čo najväčšie. Hybridný variant pece má vďaka plášťu ohniska z liatiny väčší podiel teplovzdušnej zložky. Tá sa rozvádza systémom hypokaustových vzdušných prieduchov do ďalších miestností, čím dochádza ku kvalitnejšej distribúcii energie. Nejde pritom o klasický teplovzdušný rozvod, ale o cirkuláciu vzduchu v uzatvorených dutinách. Nahriaty vzduch odovzdáva v ďalších miestnostiach energiu sálavým plochám a následne sa vracia ochladený do telesa pece. Vo všetkých miestnostiach je potom prevažujúce teplo distribuované sálaním, čo významne prispieva ku kvalite klímy v priestore, a tým aj zdraviu obyvateľov.
Tieto varianty kachľových pecí nachádzajú uplatnenie v normálnych, aj v nízkoenergetických, či pasívnych domoch. V obidvoch prípadoch sa jedná o technicky náročnejšie diela, ktorých realizáciu je potrebné zveriť školeným kachliarskym odborníkom.
 

Krbová piecka

Ak však nechcete investovať do zložitej stavby, alternatívou sú špeciálne kozubové piecky s výkonom zodpovedajúcim parametrom nízkoenergetických a pasívnych domov. Ponúkajú nielen aktívne teplo pri minimálnej spotrebe energie, ale vysoko zatepleným stavbám sú prispôsobené aj konštrukčne. Je to najmä vzduchotesnosť pri prevádzke so špeciálnou konštrukciou dvierok. Pri kozubových pieckach pre nízkoenergetické a pasívne domy by sa dvierka mali zatvárať samy, čo na jednej strane minimalizuje zadymenie interiéru pri dokladaní paliva, na druhej strane sú dvierka vždy vzduchotesne uzavreté a piecka nenasáva vzduch z miestnosti. Potrebný prísun vzduchu na horenie zabezpečuje samostatný prívod zvonku. Práve v prípade pasívnych domov je toto kľúčový parameter, pretože pri vzduchotesne uzavretej konštrukcii by vo vnútri vznikal podtlak.
Ak pri výbere kozubovej piecky chcete myslieť aj dizajn, zamerajte sa na prírodné materiály, ako sú pieskovce, mastence a rôzne druhy vulkanických exotických hornín, ktoré poskytujú dvojakú výhodu: na jednej strane tvoria akumulačnú masu pece, na druhej dávajú možnosť vytvoriť z vykurovacieho telesa neprehliadnuteľnú dominantu domova. 

Ing. Robert Šalvata
konateľ J&R Inspire, s.r.o.
Prezident Medzinárodného zväzu VEUKO