Kako uz pomoć Trombovog zida možete smanjiti troškove grijanja i hlađenja

Francuski naučnik Felix Trombe 1973. godine patentirao je fasadni element koji koristi isključivo sunčevu energiju i fiziku materijala za grijanje unutrašnjeg prostora. Ovaj sistem, poznat kao Trombov zid, ne zahtijeva električnu energiju, nema pokretnih dijelova, ne proizvodi emisije i nema ograničen vijek trajanja. Navedeno rješenje omogućava efikasno grijanje prostora bez utroška električne energije, što je posebno značajno za stambene i pomoćne objekte u regionima sa dovoljnim brojem sunčanih dana. Istraživanja pokazuju da se primjenom Trombovog zida ostvaruju uštede toplotne energije do 30% tokom grejne sezone, a detaljni proračuni za tipske objekte u našem regionu potvrđuju ukupnu energetsku uštedu od 36,6%.

Sistem se postavlja na južnu fasadu objekta i sastoji se od masivnog zida (opeka, beton ili kamen, debljine 150 do 300 mm), vazdušne šupljine širine 20 do 100 mm i staklene površine visoke propusnosti postavljene ispred zida. Princip rada zasniva se na činjenici da staklo propušta kratkovalno sunčevo zračenje do površine zida, ali je nepropusno za infracrveno zračenje koje zagrijani zid emituje nazad. Na taj način stvara se jednosmjerni tok energije – sunčeva energija ulazi kroz staklo, pretvara se u toplotu na tamnoj površini zida, ali ne može izaći istim putem.

Spoljna površina masivnog zida tretirana je tamnim selektivnim premazom koji apsorbuje preko 95% sunčevog zračenja. Zahvaljujući visokoj toplotnoj masi materijala, zidu debljine 200 mm potrebno je 6 do 8 sati da propusti toplotu sa spoljne na unutrašnju stranu. Ovaj vremenski pomak znači da zid počinje da grije prostoriju upravo uveče, kada spoljne temperature padaju i kada je grijanje zaista potrebno. Unutrašnja površina zida pritom dostiže umjerenu temperaturu od 25 do 35°C, stvarajući ugodnu radijantnu toplotu bez propuha i buke, kvalitativno različitu od forsiranog vazduha iz konvencionalnih sistema grijanja.

Kroz masivni zid, pri vrhu i dnu, mogu se probiti ventilacioni otvori koji omogućavaju dodatni mehanizam grijanja. Topao vazduh iz šupljine ulazi u prostoriju kroz gornji otvor, dok donji otvor vuče hladniji vazduh natrag u šupljinu, gdje se ponovo zagrijava. Ovakva prirodna cirkulacija pruža trenutno grijanje tokom sunčanih sati, dok zid istovremeno akumulira toplotu za noćni period. Otvori se opremaju klapnama koje se zatvaraju noću, sprečavajući obrnuti tok vazduha koji bi hladio prostoriju. Sistem je takođe moguće izvesti bez otvora, pri čemu se toplota prenosi isključivo kondukcijom kroz masu zida.

Iznad staklene površine projektuje se horizontalna nadstrešnica čija dubina precizno odgovara geografskoj širini lokacije. Zimi, kada je sunce nisko na horizontu (ugao elevacije 20 do 35°), zraci nesmetano dopiru do stakla i sistem radi punim kapacitetom. Ljeti, kada je sunce visoko (60 do 75°), nadstrešnica baca potpunu sjenku na čitavu površinu. Ovakva konstrukcija omogućava da se sistem automatski isključuje tokom ljetnih mjeseci bez ikakve mehaničke intervencije, isključivo geometrijom sunca i nadstrešnice. U ljetnom režimu, otvori se mogu koristiti u obrnutom smjeru, stvarajući efekat dimnjaka koji izvlači topao vazduh iz prostorije napolje i time doprinosi pasivnom hlađenju.

Staklena konstrukcija montira se na aluminijumski ili čelični noseći okvir pričvršćen ankerima za masivni zid. Spojevi se hermetički zatvaraju silikonskim ili EPDM trakama radi sprečavanja gubitka toplote i prodora vlage, a na dnu se predviđaju drenažni otvori za odvod kondenzata. Materijali korišćeni za izvedbu su klasični i lako dostupni: opeka, beton, staklo i metalni profili. Proces izvedbe je jednostavan, a sistem nema pokretnih dijelova ni elemenata sa ograničenim vijekom trajanja, što praktično eliminiše potrebu za održavanjem.

Savremene modifikacije dodatno proširuju mogućnosti sistema. Ugradnja PCM materijala (materijala sa faznom promjenom) omogućava isti kapacitet skladištenja toplote uz 5 do 10 puta manju debljinu zida, što otvara mogućnost primjene na postojećim fasadama. Integracija fotonaponskih ćelija u staklenu površinu pretvara Trombov zid u hibridni fasadni element koji istovremeno proizvodi i toplotu i električnu energiju. Upotrebom dva stakla umjesto jednog dodatno se smanjuju toplotni gubici, dok nanomaterijali i selektivni premazi nove generacije povećavaju efikasnost apsorpcije i propusnosti.

Za područje Crne Gore, sa preko 240 sunčanih dana godišnje na primorju i rastućim cijenama električne energije, ovaj sistem predstavlja izuzetno primjenjivo rješenje za trajno smanjenje energetske potrošnje bez operativnih troškova. U individualnim stambenim objektima, Trombov zid se najčešće projektuje kao dio južne fasade dnevnog boravka, spavaće sobe ili pomoćnih prostorija. Masivni zid se izvodi u punoj visini etaže, a staklena površina integriše u fasadnu kompoziciju kao arhitektonski element. Kod novogradnje, Trombov zid se planira već u fazi idejnog projekta kao sastavni dio južnog zida, čime se izbjegavaju dodatni troškovi naknadne intervencije. Kod postojećih kuća, sistem se može naknadno dodati na južnu fasadu kao retrofit mjera – montažom stakla na noseći okvir ispred postojećeg zida, bez potrebe za rušenjem ili rekonstrukcijom. Vlasnik samostalno odlučuje o dimenzijama, materijalu i režimu rada (sa ili bez ventilacionih otvora), a investicija se vraća kroz smanjene račune za grijanje tokom narednih sezona.

U kolektivnim stambenim zgradama, primjena zahtijeva drugačiji pristup. Trombov zid se projektuje na nivou čitave južne fasade zgrade, pri čemu svaki stan dobija svoj segment sistema u visini etaže. Masivni akumulacioni zid najčešće se izvodi kao produžetak postojeće fasadne konstrukcije od armiranog betona ili pune cigle, dok se staklena površina montira kao kontinuirani fasadni element sa vidljivom podjelom po etažama. Ventilacioni otvori se dimenzionišu za svaku stambenu jedinicu posebno, omogućavajući nezavisnu regulaciju po stanu. Prednost kod kolektivnih objekata je velika površina južne fasade koja je često neiskorišćena, balkoni i prozori su obično na istočnoj i zapadnoj strani, dok južni zid ostaje pun i idealan za primjenu Trombovog sistema. U slučaju energetske sanacije postojećih zgrada, Trombov zid može zamijeniti klasičnu termoizolaciju južne fasade, pružajući istu funkciju smanjenja gubitaka uz dodatnu funkciju aktivne proizvodnje toplote. Odluka o ugradnji donosi se na nivou stambene zajednice, a investicija se dijeli proporcionalno po kvadraturi stanova, sa mjerljivim povratom kroz smanjene zajedničke i individualne troškove grijanja.