Lidé chtějí bydlet ekonomicky, tedy nízkoenergeticky, s předpokladem, že nízký odpočet za celoroční spotřebu energie jim postupně vynahradí náklady spojené s náročnější stavbou rodinného domu. Zděné, montované dřevostavby, ale i kombinované stavby nízkoenergetických domů vyrostly v minulých letech i na české půdě.
Co je nízkoenergetický dům a pasivní dům?
Za nízkoenergetický dům je považován takový dům, který má spotřebu energie na vytápění v rozmezí 15-50 kWh/m² za rok. Pasivním domem je potom stavba, která má tuto hodnotu menší nebo rovnu 15 kWh/m²a. Pokud je tato hodnota menší než 5 kWh/m²a, hovoříme o nulovém domě, který se ovšem zatím vyskytuje pouze zřídka.
Pasivní dům je vysoce úsporný dům s minimálními provozními náklady, splňující vysoké nároky na komfort v zimě i v létě. Roční plošná měrná potřeba tepla na vytápění nepřesahuje 15 kWh/(m².a). Celková roční měrná potřeba tepla primární energie nemá být vyšší jak 120 kWh/(m².a).
Snížením spotřeby energie dochází současně ke snižování uhlíkové stopy, a tedy k šetření životního prostředí.
Klíčové parametry a součinitel prostupu tepla (U)
Tepelněizolační vlastnosti obalových konstrukcí charakterizuje součinitel prostupu tepla (U), který se mění jak v závislosti na tloušťce tepelné izolace, tak i na druhu použitého materiálu a jeho umístění v rámci konstrukčního systému (například hodnota je jiná u svislé stěny a jiná u vodorovné konstrukce). Čím je nižší hodnota U (W/m²·K), tím je větší předpoklad, že obvodová stěna nebude trpět vysokými tepelnými ztrátami.
Čtěte také: Vlastnosti asfaltových hydroizolací
Tento údaj se však musí propočítat a přizpůsobit skutečně použitým druhům a tloušťkám stavebních materiálů, druhu stavby a místu, které si stavebník vybral pro stavbu svého rodinného domu.
Kvalita zateplení stavebního objektu ovlivní spotřebu energie, teplotu vnitřních povrchů stěn, samotného vnitřního prostředí a je odpovědná za podíl kondenzace vodních par v konstrukcích zejména na rozhraní izolace a obvodové stěny.
Požadované hodnoty součinitele prostupu tepla U
- Požadovaná a optimální hodnota součinitele prostupu tepla plnou obvodovou stěnou nízkoenergetického domu by měla dosahovat maximální hodnoty 0,25 W/(m²·K) pro těžkou konstrukci a v případě lehké stěny dřevostavby 0,20 W/(m²·K).
- Minimální hodnoty prostupu tepla U pasivního domu pro vzpomínané dva případy jsou 0,17 W/(m²·K) a 0,13 W/(m²·K), optima jsou o 1/3 nižší.
- Pro jednotlivé konstrukce nízkoenergetického domu platí, že musí splňovat alespoň doporučené normové hodnoty součinitele prostupu tepla dle ČSN 73 0540 - 2.
- U pasivního domu jsou kladeny přísnější nároky na obalové konstrukce (stěny, střecha, okna, podlaha na terénu atd.). Hodnoty součinitelů prostupu tepla obvodových konstrukcí nesmí překračovat hodnotu 0,15 Wm⁻²·K⁻¹, u střechy 0,10 Wm⁻²·K⁻¹, okna mají mít výsledný součinitel prostupu tepla max. ve výši 0,75 Wm²·K⁻¹.
Typické hodnoty součinitele prostupu tepla pro pasivní domy:
- Podlaha: 0,15 W/m²K (asi 25 cm izolace)
- Stěna: 0,12 W/m²K (asi 30 cm izolace)
- Střecha: 0,10-0,08 W/m²K (asi 40 cm izolace)
- Okna: Uw (celého okna) max. 0,8 W/(m²K), což splňují zateplené rámy s použitím izolačních trojskel.
Běžné domy jsou navrhovány dle příslušné normy na požadované hodnoty součinitele prostupu tepla U. Nízkoenergetické domy na doporučené hodnoty a pasivní domy mají ještě lepší hodnoty součinitele prostupu tepla U než nízkoenergetické domy.
Konstrukční řešení a materiály
Tloušťka tepelné izolace se u montovaného nízkoenergetického domu v obvodové stěně pohybuje přibližně 250 mm a u pasivního 350 mm. V podlahách na terénu je 150 mm, ve stěnách v závislosti na technologii a skladbě je aplikováno cca 200-250 mm, v střešní konstrukci 300-350 mm tepelné izolace.
Ke stavbě nízkoenergetických domů se používají termoizolační cihly se vzduchovými mezerami. U některých typů cihel jsou z výroby mezery vyplněny polystyrénovými kuličkami, u jiných tepelněizolační vatou (vlnou). Kromě těchto cihel se pro stavbu nízkoenergetických domů používají i jiné materiály, např. bentonit.
Čtěte také: Cihly s tepelnou izolací
Důležitá je však snaha používat ekologické produkty vyrobené z obnovitelných zdrojů. Izolačních i stavebních materiálů je čím dál tím více a stále se zdokonalují už objevené nebo se vyvíjejí nové. Co platí dnes, nemusí platit zítra.
Pro splnění nízkoenergetických parametrů je možné využít například ETICS weber therm super. Na fasády se zvýšenými nároky na tepelnou izolaci a požární bezpečnost se hodí ISOVER Twinner. Izolační materiál je vždy součástí celého zateplovacího systému ETICS. Jako příklad můžeme uvést šedý EPS ISOVER GreyWall Plus s přídavkem grafitu a lambdou λ = 0,031 W/mK, který seženete i v tloušťce 300 mm.
Desatero parametrů pro splnění požadavků na energetickou náročnost (nZEB II)
Od 1. ledna 2022 platí podle vyhlášky č. 264/2020 Sb. přísnější požadavky na budovy s téměř nulovou spotřebou energie (nZEB II). Centrum pasivního domu sestavilo desatero parametrů, jejichž využití či optimalizace povedou ke splnění požadavků na energetickou náročnost. K dosažení úrovně nZEB II bude potřeba splnit alespoň šest z těchto bodů, pasivní dům už si žádá dodržení devíti až deseti parametrů. Obecně lze říci, že požadavky na nZEB II splní nízkoenergetické domy s větším důrazem na obnovitelné zdroje energie nebo téměř pasivní domy bez nutnosti využití obnovitelných zdrojů energie.
Základní a velmi užitečnou pomůckou je technická norma ČSN 73 0540 - 2 Tepelná ochrana budov, kde se v informativní příloze uvádí: " ... Základem návrhu je vyváženost všech složek ovlivňujících energetickou bilanci budovy. Dosaženou nízkou potřebu tepla na vytápění, díky vhodnému koncepčnímu i detailnímu stavebnímu řešení, je zpravidla možné s výhodou kombinovat vhodným uplatněním soustav využívajících v různé míře obnovitelných zdrojů energie."
Situování na pozemku
Ideální je mírně svažitý pozemek orientovaný jižním nebo jihozápadním směrem. Další zásadou je správné umístění stavby na pozemku. Ideální situování je u severní a východní hranice parcely, tak aby jižní a případně i západní průčelí bylo plně přístupno a vystaveno solárním ziskům.
Čtěte také: Rozměry a postup betonáže základu pro tepelné čerpadlo
Orientace ke světovým stranám
Tento parametr významně ovlivňuje solární tepelné zisky a prosvětlenost místností. Dispozice je tepelně zónovaná ve vztahu ke světovým stranám. Obytné místnosti jsou orientovány na osluněné strany, vstupní partie, komunikace, šatny a úložné prostory na stranu odvrácenou. "Mokré" provozy jsou soustředěny nad sebou, pokud možno na jednu stoupačku.
Optimalizace tvaru
Domy s jednoduchým půdorysem vykazují nižší tepelné ztráty. Mají totiž nízkou hodnotu A/V neboli poměr ochlazované plochy vnější obálky k vnitřnímu objemu budovy. Cílem je co nejkompaktnější, jednoduchý tvar domu, bez zbytečných výstupků. Co nejmenší povrch pláště vůči obestavěnému objemu. Ustálená podoba je ve formě ležatého kvádru delší stranou orientovaného k jihu.
Žádné navýšení vrstev izolace nemůže kompenzovat chybný koncept založený již na základě prvotních úvah na rozevláté a příliš členité hmotě domu.
Návrh obvodového pláště
Tento parametr významně ovlivňuje celkové tepelné ztráty objektu. Ochlazovaná obálka domu musí být vybavena dostatečnou vrstvou tepelné izolace s eliminací obvyklých tepelných mostů.
Vyloučení tepelných mostů
Zatímco u běžných staveb tvoří tepelné mosty cca 5-10 % tepelných ztrát, u pasivních domů to může být až 20 %. Vzniku tepelných mostů „přejí“ místa styku jednotlivých částí stavebních konstrukcí nebo i místa, kde se mění skladba použitých stavebních materiálů. Skutečně kdekoliv, kde je narušená konzistentnost obvodového pláště a kde zůstane bez povšimnutí nezaizolovaný teplovodicí prvek.
Jako u všech ostatních styků stavebních konstrukcí a odlišných materiálů hrozí nebezpečí vzniku tepelných mostů a možnost porušení vzduchotěsnosti obvodového pláště. Vzhledem k tomu, že nízkoenergetická stavba je náročná na vyhotovení detailů, které se liší od běžné praxe našeho stavitelství, musí architekt ještě v projektové přípravě detaily spojů a napojení konstrukcí podrobně rozkreslit a vysvětlit stavební firmě.
Důkladnou projektovou přípravu propracovanou do detailů, které zohlední zákonitosti stavební fyziky, vyžaduje i rekonstrukce staršího objektu, který by měl fungovat v nízkoenergetickém standardu. V tomto případě je třeba si kromě souvislé vrstvy izolace dát pozor i na umístění instalací. Dodatečné zasekávání do obvodových stěn nejen oslabuje nosnost svislých konstrukcí, ale v místech uložení instalací se zvětšuje pravděpodobnost tepelných ztrát. Obecně platí, že pokud se instalace musí vést podél obvodových stěn, potom je pro ně nutné zhotovit instalační předstěny.
Okna a jejich zasklení
Okna jsou většinou osazena třemi skly. Okna musí mít součinitel prostupu tepla U včetně rámů do 0,80 W/m²K. U pasivních domů se často využívá tzv. předsazená montáž, která eliminuje vznik tepelných mostů.
Důležitý je podíl plochy oken k ochlazované obálce domu. Až 40 % tepelných ztrát je způsobeno výplněmi otvorů. Plochou oken neplýtváme, pro normové oslunění a osvětlení stačí obvykle u obytné místnosti poměr 1/6. Velikost a plochu oken optimalizujeme vůči světovým stranám. Redukujeme otevíravé části s přihlédnutím k čistitelnosti oken. Klíčové je správné zabudování do konstrukce obvodového pláště - poloha oken vůči tepelné obálce, dodržení technologické kázně, umožnění dilatace okna v konstrukci.
U pasivního domu musí být měrná potřeba tepla na vytápění za rok menší než 15 kWh/m². Aby tomu tak bylo, je optimální kompenzovat energetické ztráty domu bezplatnými tepelnými zisky ze slunce. Právě v tom spočívá největší potenciál správného výběru skla pro okna. Pro pasivní rodinné domy jsou ideální taková skla, která do interiéru propouštějí maximum světla a tepla. Tato tepelně-izolační skla se hodí pro dvojité i trojité zasklení. Pro pasivní domy však primárně trojskla - tam, kde očekáváte úspory, patří jednoznačně trojité zasklení.
Další důležitou částí pasivního domu jsou okna, na kterých se nesmí šetřit. V ideálním případě by měla mít jižní fasáda prosklenou plochu do 40%, severní fasáda by měla být bez oken a západní a východní fasáda s omezenými okny. Jižní prosklenou fasádu je potom třeba chránit stíněním proti nadměrnému slunečnímu záření. Nejlepší a nejúčinnější je stínění z venkovní strany.
Průvzdušnost obálky
Celý vnitřní vytápěný prostor by měl být „obalený“ vzduchotěsnící vrstvou, aby se zabránilo tepelným ztrátám. Nízkoenergetický dům je pokud možno vzduchotěsný. Celková neprůvzdušnost n50 < 1,0 h'. Pro měření neprůvzdušnosti se provádí tzv. Blower-door test.
Neprůvzdušnost n50 je určujícím parametrem pro vzduchotěsnost obálky. Hodnota říká, kolik vzduchu se za hodinu vymění netěsnostmi při určitém tlakovém rozdílu (50 Pa). Po utěsnění obálky se provádí kontrola kvality provedení, tzv. Blowerdoor test neboli test neprůvzdušnosti. Ventilátor nainstalovaný do otvoru dveří vytvoří přetlak nebo podtlak a měřící jednotka vyhodnotí, kolik vzduchu prochází škvírami v obálce.
Experimentální ověření vzduchotěsnosti dle ČSN EN 13829 ("Blower-door" test) se doporučuje vždy provést ještě před úplným dokončením budovy, kdy jsou již osazené výplně otvorů, ale ještě obnažené parozábrany, a tedy možnost opravy.
I obvyklé ventilační průduchy pro kuchyňskou digestoř, spíž, krb, nebo garáž způsobují již dramatické tepelné ztráty.
Řízené větrání s rekuperací tepla
Toto řešení umožňuje vyhnout se tepelným ztrátám, ke kterým by docházelo při klasickém větrání. Budovy mají řízenou výměnu vzduchu nezávisle na momentálních vnějších klimatických podmínkách. Využívá se rekuperace tepla, přičemž účinnost samotného výměníku tepla v rekuperační jednotce by měla dosahovat min. 80 %.
K hospodárné výměně vzduchu slouží rekuperační jednotky. K výměně vzduchu v místnostech slouží vzduchovodné kanály, které do místností vyúsťují v přesně daných místech podle projektu pro zvýšení účinnosti výměny vzduchu a hospodaření s teplým vzduchem. Velikosti kanálů jsou různé podle potřeby konkrétního domu (většinou 30 x 6 cm) a pokud je to možné, vedou se do rohů pro úplné odvětrání.
Rekuperace neboli zpětný zisk tepla dokáže z odpadního teplého vzduchu zpětně využít až 90 % tepla. Nízkoenergetický dům obvykle používá klasickou otopnou soustavu o nižším výkonu. V pasivním domu nepotřebujeme klasickou otopnou soustavu. Obvykle stačí zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu.
Ačkoliv kvalitu vnitřního prostředí v nízkoenergetických a pasivních domech zajišťují především systémy řízeného větrání s rekuperací, přispět mohou i další materiály. Konkrétně sádrokartonové desky Rigips Activ'Air®. Pro optimální účinnost se doporučuje použít 1 m2 desky na 1 m3 vzduchu. Aktivní látky mají životnost až 50 let a svou účinnost neztrácí ani po úpravě povrchu běžnými prodyšnými nátěry.
Zdroj a distribuce tepla
Pokud jde o novostavby, bude novým nařízením vyhovovat kotel na pelety, tepelné čerpadlo i zemní plyn. Tradiční otopná soustava je stále častěji nahrazovaná teplovzdušným větráním a vytápěním s doplňkovým solárním ohřevem.
Dalším hospodárným a ekologickým zdrojem tepla v nízkoenergetických domech je tepelné čerpadlo. Tepelná čerpadla jsou na českém trhu léta podporována pomocí různých dotací. Nově je k dispozici také bezúročný úvěr. Velká tepelná čerpadla Viessmann umožňují ekologické vytápění pomocí obnovitelných zdrojů energie. Tepelná čerpadla jsou v povědomí lidí spojována hlavně s funkcí vytápění prostor a přípravou teplé užitkové vody. Tepelná čerpadla jsou v posledních letech čím dál oblíbenější. Jsou moderní, bezobslužná, využívají obnovitelné zdroje energie a dají se vzdáleně ovládat a monitorovat. Všechna tepelná čerpadla fungují na prakticky stejném principu. Vzduchová tepelná čerpadla se vyznačují tichým provozem.
Každý dům má buď na střeše, nebo na jižní straně horní části fasády připevněnu konstrukci pro osazení solárních panelů. Topení krbem patří již delší dobu k módním trendům. V některých z uvedených domů se používají krbová kamna opatřená teplovodní krbovou vložkou o výkonu 4-6 kW a během zimního období se využívají také (vedle solárních kolektorů) k ohřevu teplé vody.
Další aspekty nízkoenergetického domu
Dostatek tepelné izolace je jen jeden z faktorů ovlivňujících nízkoenergetičnost domu. Silná izolace minimalizuje riziko tepelných ztrát, ale každý centimetr tloušťky navíc zmenšuje velikost využitelné plochy uvnitř budovy.
Lidé chtějí bydlet ekonomicky, tedy nízkoenergeticky a s předpokladem, že nízký odpočet za celoroční spotřebu energie jim postupně vynahradí náklady spojené s náročnější stavbou rodinného domu. Stavba, vybavení a zařízení nízkoenergetických domů nejsou levnou záležitostí. Stavebníci se často zajímají o celkové pořizovací a provozní náklady. Z toho pak vyplývá hospodárnost bydlení jakožto ekonomický výsledek domu za dobu jeho používání.
Domy kryté zeminou jsou chráněny hlínou shora a dále většinou ze tří stran. Pouze jižní strana domů je „otevřená slunci“. Domy na volném prostranství nemají krytí stran ani střechy zeminou. Vzhledově vypadají stejně jako jiné domy. Mají kompaktní tvar bez zbytečných výčnělků a většina prosklených ploch je orientována na jih.
Přívod světla mají domy zajištěné světlovodnými tubusy. Jsou to trubky o průměru 30 až 40 cm, kterými do domu vniká venkovní světlo. Každý tubus horní částí vychází nad střechu a je zakryt průhlednou kopulí proti dešti a působení povětrnosti. Spodní část ústí ve stropě každé místnosti.
Příklad z praxe: Jižní Chlum na Zlínsku
V obci Jižní Chlum na Zlínsku byly postaveny již před 15 až 20 lety domy, které splňují kritéria pro zařazení k nízkoenergetickým stavbám. Všechny domy jsou kryté zeminou ze tří stran a na střechách je rovněž vrstva vodotěsné tepelné izolace a hlíny. Tepelná ztráta domů se pohybuje v rozmezí 5 až 7 kW.
Jako základní stavební materiál pro obvodové zdivo v obci Jižní Chlum byly u některých domů zvoleny termoizolační cihly, u jiných bentonit. Tento přírodní materiál se vyznačuje vysokou pevností, možností roztahování a velmi dobrými tepelněizolačními schopnostmi.
V domech se velmi aktivně hospodaří s teplem obsaženým ve vzduchu pomocí vzduchotechniky. K hospodárné výměně vzduchu slouží rekuperační jednotky.
Problémy a řešení
Problém není v nedostupnosti technologií a materiálů, ale spíše v nedostatku zkušeností na straně projektantů, ale i realizátorů. Všechno nekonvenční a neznámé je v určité míře zdrojem obav. Na architekta a řemeslníky je třeba vybírat podle zkušeností a referencí z předcházejících staveb. Ideální bude navštívit realizace, promluvit si s obyvateli už postavených domů. Důležitou věcí je výše a položky rozpočtu. Architekt, který má za sebou více úspěšných realizací, dokáže snadno propočítat reálnou cenu za metr čtvereční bez rizika budoucího nepřiměřeného navýšení.
Projekt pasivního domu je složitější, je zde kladen velký důraz na kvalitní návrh a optimalizaci, včetně zhodnocení konkrétních místních podmínek. Klíčovým nástrojem ke kontrole kvality stavby nízkoenergetického domu je důsledný autorský dozor projektanta, technický dozor stavebníka a organizace pravidelných kontrolních dnů na stavbě.
Někdy se setkáváme zejména ze strany klientů s poněkud zjednodušeným přístupem, a to při zadávání projektové dokumentace i při stavbě samotné. Občas z finančních důvodů s cílem ušetřit potřebné prostředky nerealizují před koncem stavby některé z prvků pomyslného desatera, které jsou v projektu zahrnuty. Po nastěhování jsou nemile překvapeni, že dům nefunguje optimálně a vyčítají to rovněž architektovi.
Jedná se například o vynechání vnějších stínicích prvků v podobě slunolamů, pergol, žaluzií, nebo rolet, kdy dochází v letním období k přehřívání zejména prostor v podkroví. Dalším takovým krokem může být změna parametrů oken - k horšímu - na základě "výhodné" nabídky známého dodavatele. Nebo vědomé trvání na neuzavíratelných otvorech v obvodovém plášti. Obvykle se týká odvětrání digestoře do fasády nebo klasického otevřeného krbu. Svoji negativní roli tu sehrávají i pracovníci stavebních úřadů, kteří, věřím, že z neznalosti, takto nedokončenou stavbu zkolaudují.
PHPP (Passive House Planning Package)
PHPP (Passive House Planning Package) je mezinárodně uznávaný výpočtový program používaný pro návrh pasivních domů. Díky němu lze prvky domu jednoduše přizpůsobit, aby ve výsledku vyhověl podmínkám pasivního standardu.
Standard MULTI KOMFORT
Skupina Saint-Gobain posunula komfort bydlení ještě o úroveň dál, když vytvořila standard udržitelného bydlení s názvem MULTI KOMFORT. Ten rozšiřuje parametry pasivního domu o další požadavky. Nejen, že Saint-Gobain stanovil nový standard bydlení, ale zároveň i vyvíjí a vyrábí řešení a systémy, které pomohou daných požadavků dosáhnout.
Pokud jde o konkrétní parametry, tak například vzduchová neprůzvučnost stěn a stropů musí být v Multi-Komfortním domě aspoň o 5 dB vyšší, než bývá český standard. Často ale rozdíl převyšuje 10 dB, čímž se hluk v interiéru sníží až o polovinu. První Multi-Komfortní dům vznikl nedaleko Pardubic.
tags: #tepelne #izolacni #hodnoty #nizkoenergetickeho #domu