Úvod do problematiky:

Relevantní odkazy:

Vybrané odpovědi:

Rekuperace tepla a slunce

Vstup pro poradce

© Topinfo s.r.o. 2001-2008

Zásady výstavby nízkoenergetických domů

Nízkoenergetický dům s kombinací tradičních a moderních materiálů.

Trendem moderního stavění je stále větší rozvoj nízkoenergetických a pasivních, případně tzv. nulových domů. Pasivní domy se vyznačují velmi nízkou spotřebou energie na vytápění, tzv. nulové domy mají spotřebu blízkou nule, nebo dokonce i zápornou (dodávají energii do veřejné sítě). Zdá se, že pasivní ani nulový dům není pro každého, ale vyžaduje od svých obyvatel určité chování - dalo by se říci, že bydlení v takovém domě je jisté hobby.

Naproti tomu nízkoenergetický dům se pozvolna stává standardem, podobně jako kompaktní zářivky pro osvětlení. Svou roli hrají i stále se zpřísňující předpisy. I "obyčejné" domy stavěné podle současných požadavků, spotřebují polovinu až čtvrtinu tepla na vytápění, než domy dvacet roků staré. Nízkoenergetické domy jsou ještě asi dvakrát lepší než standard.

Škála energetické náročnosti domů.

Volba místa

Často se lze setkat s požadavkem, aby dům stál na jižním svahu. I když je takové místo žádoucí, není nezbytné.

Důležitým prvkem nízkoenergetického domu jsou velká jižní okna (nebo jiné prosklení), kterými v zimě dopadá dovnitř dostatek sluneční energie. Pozemek by tedy měl na této straně poskytovat dost soukromí a současně nesmí být stíněn (lesem, okolní zástavbou). Orientovat prosklení na východ či západ je nevhodné. Letní slunce má i nízko nad obzorem dost síly, takže by i ráno a večer dům přehřívalo. Jižní zasklení však lze před vysokým sluncem snáze zastínit (např. markýzou) a paprsky dopadající pod ostrým úhlem se z větší části odrážejí ven.

Jižní a západní zasklení.

Tvar a dispozice domu

Je vždy lepší, aby dům měl kompaktní tvar. Není to však nezbytné - jsou-li stěny dostatečně izolovány, není už tolik důležité, jak velká je jejich plocha. Není tedy nutno stavět domy kulové; je ale rozhodně lépe vyvarovat se rozlehlých přízemních rozpláclin nebo domů s mnoha výčnělky a výstupy.

Není ani nutno, aby nevytápěné prostory (garáž, sklad, komora aj.) vytvářely nárazníkovou zónu na severní straně domu. Příčky k těmto prostorám musí totiž být izolovány skoro stejně dobře jako venkovní stěny; efekt "nárazníkové zóny" je tedy nevelký.

V některých případech je požadováno, aby vzduch ohřátý sluncem přirozeně cirkuloval v celém domě. To už je složitější zadání, které lze řešit třeba schodištěm na severní straně pro klesající vzduch a zimní zahradou probíhající přes dvě patra na jižní straně. Nevhodně navržená zimní zahrada však může působit jako chladič a zvyšovat tak spotřebu domu.

Typické parametry stavebních konstrukcí.

Konstrukce domu

Jedním ze základních prvků nízkoenergetického domu jsou důkladné tepelné izolace, v síle až 50 cm. Izolovány musí být nejen venkovní zdi, ale i vnitřní konstrukce mezi vytápěným a nevytápěným prostorám (garáž, sklep, půda aj.). Rovněž i podlahy a stěny přilehlé k terénu musí mít důkladnou izolaci; chránit dům jenom zapuštěním do země by bylo nedostatečné. V hloubce cca 3 m pod terénem je teplota celoročně cca 4 až 10 °C, takže dům by se musel vytápět nejen v zimě, ale i v době, kdy sousedům topná sezóna dávno skončila.

Stěny

Požadavku na dostatečnou izolační schopnost (při tloušťce do 0,5 m) jen stěží vyhoví zeď z jakýchkoli cihel či tvárnic. Taková zeď může snad vyhovět požadavkům normy, to ale pro nízkoenergetický dům nestačí. Proto je rozumné použít nosné zdivo co nejtenčí - tak, aby bylo dostatečně únosné (okolo 30 cm u dutinkových cihel) a doplnit ho izolací. Ta může být provedena jako vnější kontaktní zateplení se stěrkovou omítkou, či keramickým, dřevěným nebo jiným obkladem. Lze použít i sendvičovou konstrukci, kde je izolace mezi dvěma vrstvami zdiva, nebo mezi zdivem a lehkou vnější fasádou.

U rodinných domů je oblíbeným řešením nosná dřevěná konstrukce, vyplňovaná izolací libovolné síly. Hmota pro akumulaci tepla je tvořena masivními podlahami a vnitřními příčkami a rovněž poměrně tenkou přizdívkou obvodových stěn z plných cihel (někdy nepálených). Venkovní fasáda je ze dřeva, omítnutých desek nebo z cihel.

Příklady stěn nízkoenergetických domů se součinitelem prostupu tepla U < 0,2 W/m².

Okna

Protože nízkoenergetický dům je bohatě prosklen kvůli solárním ziskům, musí být toto zasklení kvalitní, aby ztráty nebyly vyšší než tyto zisky. Okna s trojitým zasklením (resp. izolačním trojsklem) jsou již překonána. V současnosti se používá dvojsklo, kde je mezi skly napjata průhledná fólie, která tak nahrazuje třetí sklo (případně dvě fólie jako ekvivalent čtyřnásobného zasklení). Výhodou je hmotnost stejná jako u běžného dvojskla, takže nejsou nutné masivnější rámy. Samozřejmostí je tzv. selektivní vrstva, tedy pokovení, které funguje jako polopropustné zrcadlo. Sluneční záření propustí do interiéru, kde se přemění na teplo. Tepelné záření však již sklem neprojde a odráží se zpět do místnosti.

Dalším prvkem je mezera mezi skly plněná argonem nebo kryptonem, který izoluje lépe než vzduch. Tzv. "vakuová" skla, kde byl mezi skly zředěný vzduch, se již nepoužívají.

Protože jedním ze základních požadavků je těsnost domu a protože dům má často nucené (strojní) větrání, nemusí být okna otevíravá. To jednak sníží jejich cenu a jednak zvětší plochu prosklení. Z psychologických důvodů i pro případ výpadku vzduchotechniky se však v každé místnosti nechává nejméně jedno okno otevíravé.

V roční bilanci musí oknem dopadnout dovnitř několikrát více energie, než jím unikne ven.

Tepelné mosty

Vzhledem k mimořádným izolačním schopnostem použitých konstrukcí mají na spotřebu tepla relativně velký vliv tepelné vazby (místa, kde se stýkají dvě konstrukce a tvoří kout) a tepelné mosty (místa, kde je konstrukce či izolace zeslabena). Tepelná ztráta těmito místy může mít velikost i několik desítek procent celkové tepelné ztráty prostupem tepla.

Proto je třeba věnovat velkou pozornost konstrukčnímu řešení detailů a zejména dbát na dodržování technologických postupů při stavbě. Důležité je například správné napojení tepelné izolace a okenních rámů, izolace pásu zdi nad terénem, napojení izolace svislých stěn a střechy, izolace krokví atd.

Těsnost budovy

Poměrně novým požadavkem je těsnost budovy - do domu nesmí pronikat nežádoucí vzduch spárami ve stěnách, okolo oken, ze sklepa atd. Jinak by spotřeba energie zbytečně a zcela nekontrolovatelně rostla.

Těsnost se ověřuje zkouškou při dokončení stavby (tzv. blower-door test. Může být i jednou z podmínek převzetí stavby investorem. Je to jeden ze způsobů, jak prověřit opravdu kvalitní a pečlivé provedení stavby. Po uzavření všech oken a dveří, případně komínových průduchů a jiných otvorů se do otvoru vstupních dveří instaluje ventilátor a zbytek prostoru se zakryje fólií. Ventilátor dům "napumpuje" vzduchem a měří se rozdíl tlaků uvnitř a venku. Netěsnostmi vzduch uteče stejně jako dírou v pneumatice - najít je je však velmi obtížné.

Větrání

Spotřeba energie na ohřev větracího vzduchu tvoří u běžných domů zhruba 30% celkové spotřeby. Čím je dům lépe izolován, tím je tento podíl vyšší.

Pro větrání rodinných domů a bytů neexistují závazné předpisy. Obvykle se větrání navrhuje tak, aby se buď splnil požadavek intenzity výměny vzduchu 0,3 až 0,5 h^-1, respektive aby přívod čerstvého vzduchu byl 30 až 50 m³/h na osobu. V době, kdy v domě nikdo není, by měla být intenzita větrání cca 0,1 h^-1 kvůli odvodu vlhkosti a případných škodlivin (např. těkavé látky uvolňující se z nábytku). Nízkoenergetické domy mají proto často nucené (strojní) větrání. Lidé v domě tak mají zaručen vždy dostatečný přívod čerstvého vzduchu a na rozdíl od větrání okny se nemusí o nic starat. Vzduch může být filtrován, což sníží prašnost v domě - to ocení zejména alergici. Vzduch je možno i zvlhčovat, což dále zvýší komfort v domě.

Strojní větrání často slouží i pro odvedení přebytečného tepla z jižních místností do chladnějších (neosluněných) částí domu. Je-li větrací jednotka vybavena dohřevem (např. plynovým kotlem), může zajišťovat i vytápění. V domě pak nenajdeme radiátory ani jiná topná tělesa, což pro investora znamená snížení nákladů.

Schéma větrání s rekuperací tepla.

Hlavním důvodem pro strojní větrání je však možnost využít teplo z odváděného vzduchu. Nejčastěji se používá rekuperační výměník, kde znečištěný vzduch odváděný zevnitř předává teplo čerstvému vzduchu přiváděnému zvenčí. V zimě se přiváděný vzduch ohřívá, v létě ochlazuje.

Rekuperace může být nahrazena tepelným čerpadlem, které odebírá teplo z odpadního vzduchu a ohřívá vzduch přiváděný. Výhodou je vyšší účinnost, nevýhodou vyšší cena.

Dostatek čerstvého vzduchu dělá bydlení příjemným a uživateli je vesměs vysoce ceněn. Nesprávný návrh větracího systému však může být zdrojem hluku, což je vždy vnímáno jako zásadní problém.

Zimní zahrady

Zimní zahrada je prvkem, kterým mnohý dům dává najevo své nízkoenergetické vlastnosti. Přitom správný návrh zimní zahrady je velmi nesnadný úkol, protože na tento prostor jsou kladeny protichůdné požadavky. Má-li sloužit pro bydlení, nelze čekat výrazný energetický přínos, spíše naopak (obyvatelé mají tendenci zahradu vytápět i v zimě). Má-li sloužit k získávání energie, snižuje se její obytná funkce (v solárním kolektoru se bydlí nepohodlně). Má-li sloužit k výhledu do okolí, nemůže zde být mnoho květin (skla se vysokou vlhkostí rosí).

Architekt musí tedy vždy navrhovat zimní zahradu "na tělo" obyvatelům domu a jejich individuálnímu vkusu. Protože se ale ukazuje, že zimní zahrady nejsou pro nízkoenergetický dům nezbytné, upouští se od nich.

Vytápění

Pro domy s tepelnou ztrátou nižší než 10 kW nabízí trh jen málo vhodných zdrojů tepla. Kotle na plyn nebo na dřevo se většinou nabízejí s výkonem několikrát vyšším. U tepelných čerpadel je nabídka lepší; vůbec žádné problémy pak nejsou s elektrickým topením. Výroba elektřiny však silně zatěžuje životní prostředí, takže mnozí lidé odmítají "pálit ji v kamnech".

Trendem tedy je začlenit do vytápěcího systému akumulační nádrž, která je nahřívána kotlem (u kotle na dřevo je to téměř nevyhnutelné). Z ní se pak odebírá teplo do ústředního topení (případně pro ohřev vzduchu ve větrací jednotce), nezávisle na výkonu kotle. Výhodou je, že kotel může pracovat vždy v optimálním režimu, s nejnižšími emisemi a dobrou účinností - nemusí se "škrtit". To mimo jiné zvyšuje jeho životnost. Další výhodou je možnost nahřívání akumulační nádrže solárním systémem - využívají se tak přebytky energie na jaře a na podzim.

Akumulační nádrž může současně sloužit i pro ohřev teplé užitkové vody, např. v plovoucím bojleru.

Solární systém pro ohřev vody

Spotřeba energie na přípravu teplé užitkové vody nezávisí na vlastnostech domu, ale jeho obyvatel. Přesto jsou solární kolektory obligátním atributem nízkoenergetických domů.

Teplo pro ohřev vody může tvořit více než třetinu spotřeby nízkoenergického domu. Solární systém, který může bez problémů ohřát více než 3/4 celoroční spotřeby teplé vody je tedy důležitý. Lze ho použít i pro přitápění, např. v kombinaci s podlahovým či stěnovým vytápěním. Jinou možností je nahřívání akumulační nádrže.

Fotovoltaické systémy

Regulace vytápění, čidla teploty, oběhová čerpadla, ventilátory a další prvky zabezpečující správnou funkci vytápění, jsou závislé na dodávce elektřiny. Pro zvýšení bezpečnosti a spolehlivosti systému může mít proto dům vlastní zdroj - fotovoltaický panel pro přeměnu slunečního záření na elektřinu.

Šedá energie

Výroba a doprava stavebních hmot potřebuje energii. U starší výstavby byla tato energie malá ve srovnání s tím, co dům spotřeboval na vytápění během svého života. U nízkoenergetických domů to již zanedbatelné není - může to být více než 10 % spotřeby domu za 50 roků. Proto je stále větší pozornost věnovaná i materiálům, nenáročným na energii. Největší oblibě se těší dřevo a výrobky z něj. Začíná se vracet nepálená hlína, která má také příznivý vliv na mikroklima v budově. Pro izolaci se může použít izolace z ovčí vlny, bavlny, korku i slámy, případně z recyklovaného papíru či skla.

Domy s nízkou spotřebou energie preferují lidé se vztahem k životnímu prostředí, z čehož vyplývá i stále širší nabídka "přírodních" a snadno recyklovatelných materiálů.

Bezpečnost a nezávislost

Dům s nízkou spotřebou energie je méně zranitelný výpadkem energie. Díky silným izolacím a solárním prvkům je do značné míry energeticky soběstačný a svým obyvatelům tak zaručuje větší bezpečnost.

Malá spotřeba je pojistkou vůči růstu cen - obyvatelé snáze zaplatí i velmi drahou energii, pokud ji spotřebují málo.

Spolu se vztahem k životnímu prostředí jsou to právě tyto důvody, které motivují lidi ke stavbě nízkoenergetických domů.

Legislativa

Pro nízkoenergetické domy platí stejné předpisy, jako pro běžnou výstavbu. Doporučení pro parametry nízkoenergetických domů lze najít v ČSN 730540.

Splnění určitých hodnot může být i jedním z kritérií ve smlouvě mezi investorem a stavební firmou. Může to být i energetická náročnost budovy, kterou definuje norma tzv. energetickým štítkem.

Energetický štítek budovy dle ČSN 730540-2.

Použitá a doporučená literatura

[1]	Macholda, F., Srdečný, K.: Úspory energie v domě. Grada, Praha, 2004
[2]	kol.: Spotřebitelské otázky a odpovědi ekologických poraden, STEP, 2001.
[3]	Šála, J.: Zateplování budov. Grada 2000.
[4]	Nagy, E.: Nízkoenergetický ekologický dům. Jaga Group, 2002.
[5]	Ladener, H. a kol.: Jak pořídit ze staré stavby nízkoenergetický dům. HEL, 2001.
[6]	Haller, A., Humm, O., Voss, K.: Solární energie - využití při obnově budov. Grada, 2001.

Převzato z publikace, kterou vydal EkoWatt - středisko pro obnovitelné zdroje a úspory energie. Publikace byla zpracována díky podpoře České energetické agentury a Evropské unie.
Autoři textů: Jiří Beranovský, František Macholda, Karel Srdečný, Jan Truxa

Hledání v dotazech: