Termalna masa za veću energetsku efikasnost objekta

'Termalna masa' je izraz koji predstavlja sposobnost materijala da apsorbuje, skladišti i postepeno otpušta toplotu. Voda i beton na primjer imaju izraženu termalnu masu jer su veoma pogodni za apsorbovanje toplote. Primjer materijala koji ima nisku termalnu masu bi bila izolaciona pjena jer ona nema izraženu sposobnost apsorbovanja i čuvanja toplote. 

Princip funkcionisanja termalne mase je sličan funkcionisanju baterije. Materijal se 'puni' toplotom koja potiče od okolne sredine sve dok ne apsorbuje maksimalnu količinu toplote koju može skladištiti. Toplota se otpušta kada okolni prostor postane hladniji. Brzina otpuštanja toplote zavisi od materijala ali i od razlike temperature između materijala i sredine. Što je veća razlika to će se toplota brže otpuštati. 

Koeficijent transfera toplote

Koeficijent transfera toplote opisuje sposobnost materijala da apsorbuje ili otpušta toplotu pri promjeni okolne temperature u određenom vremenu. Ovaj koeficijent može biti korisno sredstvo pri u ranoj fazi projektovanja objekata.

h = ΔQ / A x ΔT

h - koeficijent transfera toplote W/(m2K)

ΔQ - količina skladištene ili otpuštene toplote

A - površina preko koje se toplota prenosi

ΔT - razlika u temperature između materijala i okolnog prostora

Primjena termalne mase

Ukoliko se termalna masa primjenjuje na odgovarajućim mjestima, ima optimalnu površinu i ukoliko je izolacija objekta dobra, temperature može biti prijatna tokom čitave godine. Najjednostavniji oblik termalne mase je betonski pod. Osim betona, za pod se mogu koristiti keramičke pločice, opeka, nabijena zemlja i kamene ploče. Da bi materijal imao visoku termalnu masu tj. sposobnost apsorbovanja i skladištenja toplote mora zadovoljiti tri uslova:

• Da je kompaktan i težak. Ovakvi materijali imaju sposobnost apsorbovanje velike količine toplote. Drvo, kao relativno lak materijal, nema visoku termalnu masu
• Da bude dobar provodnik toplote
• Da mu je površina tamna i da ima izraženu teksturu. 

Kada tokom dana sunce obasjava unutrašnjost kuće, podovi, zidovi i ostale površine apsorbuju toplotu. Količina toplote koju će apsorbovati i koliko će je skladištiti zavisi od tipa materijala njegove debljine. Neki materijali imaju sposobnost upijanja velike količine toplote bez pretjeranog zagrijavanja, dok se drugi materijali zagriju prilikom apsorbovanja male količine toplote.

Betonski pod na primjer ima mogućnost apsorbovanja i skladištenja velike količine toplote koju kasnije polako otpušta. Sa druge strane, drveni pod ne može apsorbovati i skladištiti značajnu količinu toplote. I to toplote što upije, brzo otpušta što dovodi do povećanja toplote u prostoriji. 

Termalna masa tokom zime

Tokom zime treba dozvoliti sunčevoj svjetlosti da dopre do površine materijala kako bi je apsorbovao i skladištio. U večernjim satima kada se okolna temperature smanji materijal polako otpušta toplotu što povećava temperaturu tokom noći. 

Termalna masa tokom ljeta

Tokom ljetnjih mjeseci princip je suprotan. Prostoriju tokom noći treba provjetriti kako bi se iz materijala izvukla sva toplota. Tokom dana se blokira dopiranje sunčeve energije do površine materijala koristeći roletne, zavjese ili neke surge sisteme zaštite od sunca. Na ovaj način materijal koji je tokom noći ohlađen ima sposobnost da tokom dana apsorbuje toplotu iz prostorije i tako smanjuje temperature.