Základní princip energeticky efektivního domu

Energeticky efektivní dům (EED) se vyznačuje podstatně nižší energetickou náročností, než byl odpovídající závazný požadavek stavebně-energetických předpisů na začátku 21. století. Princip EED vychází ze dvou základních myšlenek: „teplo, které z budovy neunikne, není zapotřebí doplňovat“ a „i to malé množství tepla obsažené v odpadním vzduchu, které z budovy uniká, lze efektivně zhodnotit ve prospěch domu“. Tyto dva koncepty představují cestu k EED: tepelnětechnické kvality obvodového pláště se vylepšují do takové míry, že jsou tepelné úniky tak nepatrné, že nahrazení tepelných ztrát zvládne i malé množství tepla dodané teplovzdušným nebo nízkoteplotním vytápěním (případně jejich kombinací).

Výsledkem zdokonalení obvodového pláště budovy (stěn, střech, podlah ve styku s terénem, oken), která jsou i tak přirozenou součástí jakéhokoliv domu, je kvalitativní skok, kterým je EED právě charakterizován – dodávka tepla do místností již nehraje podstatnou roli a v budově není třeba instalovat systém vytápění v tradičním pojetí. Tento fakt má praktický užitek ve dvou rovinách:

• investiční náklady ušetřené na systému vytápění mohou přesunout do zlepšení parametrů obvodového pláště a instalace inovativní techniky,
• provozní náklady na vytápění se redukují přibližně o 40 % (NED) až 80 % (EPD).

Definice různých energetických standardů budov
Nejrozšířenějším zástupcem konceptu energeticky efektivního domu je nízkoenergetický dům (NED), jehož zdokonalováním se dospělo ke standardu energeticky pasivního domu (EPD). Výjimkou nejsou ani energeticky nulové, energeticky nezávislé nebo plusenergetické domy. Jejich odlišnost spočívá především v řešení energetických soustav, protože jejich koncepční a stavebněkonstrukční řešení v principu odpovídá standardu EPD. Další vylepšování parametrů, např. tepelných vazeb konstrukcí nebo neprůvzdušnosti, nemá smysl – v praxi by to bylo i obtížně dosažitelné. Zvyšování tepelneizolačních tlouštěk nad rámec EPD by bylo rovněž nerentabilní. Při kategorizaci těchto budov se výpočtové postupy a dílčí požadavky na mezinárodní úrovni liší. Informace ze zahraničních zdrojů jsou často protichůdné – proto je nutné je rozlišovat a přebírat je velice opatrně.

Ve skutečném provozu budov různého energetického standardu může být spotřeba tepla na vytápění značně odlišná od předpokladů standardizovaného výpočtu, hlavně vlivem skutečného užívání, odchylek od výpočtové interiérové teploty 20 °C, aktuálního klimatu, odlišností stavební realizace apod. Zpravidla bývá složité oddělit ve výsledných energetických hodnotách složky jednotlivých spotřeb (vytápění, příprava teplé vody, spotřebiče), takže zpětné analýzy z odebrané energie není jednoduché provést a zevšeobecňovat.
V praxi se vyskytuje mnoho budov nacházejících se svými parametry někde mezi NED a EPD (E = 20 – 30 kWh/(m2 . a)). Konkrétní číselné vyjádření jejich spotřeby energie a jejich název není jednotně kategorizovaný. Pro jejich označení se může použít výraz „téměř EPD“ nebo „domy s velmi nízkou potřebou tepla“. Standardu EPD nelze vždy dosáhnout – tento typ budov ale rozhodně není podřadnou kategorií, protože za jistých okolností může znamenat nejracionálnější řešení (nevýhodné místní podmínky, finanční nebo jiná omezení).

Nízkoenergetický dům
Za nízkoenergetické domy (NED) jsou považovány budovy s potřebou tepla maximálně 50 kWh/(m2 . a) bez ohledu na tvar budovy. U výhodného kompaktního tvaru je toto kritérium snáze splnitelné než u tvaru členitějšího. Jiná kritéria NED jsou doporučována rámcově, nejsou však jednoznačně stanovena – základním východiskem je zejména koncepční přístup. V popředí je vysoký tepelněizolační standard a neprůvzdušnost obvodových konstrukcí, omezení vlivu tepelných mostů, zvýšené solární zisky, řízené větrání s rekuperací tepla, využívání obnovitelných zdrojů energie a účinný (obvykle nízkoteplotní) systém vytápění.

Energeticky pasivní dům
Nejnovějším vývojovým stupněm NED je energeticky pasivní dům, který se vyznačuje ještě výraznějším snížením energetické spotřeby budovy a jehož potřeba tepla na vytápění nepřevyšuje 15 kWh/(m2 . a). Tento parametr je uváděn nejčastěji, na rozdíl od NED je však pouze jedním z náročných požadavků. Základním principem EPD je tak výrazné omezení tepelných ztrát z budovy, že v ní již není nutný tradiční způsob vytápění. EPD charakterizuje základní a obvykle jediný zdroj externě dodávaného tepla – i v nejchladnějším období roku představuje malé množství zbytkové potřeby tepla ohřev vzduchu přiváděného systémem řízeného větrání. Termín EPD je pevně spojen s výpočtovým modelem a s jeho předpoklady nelze volně manipulovat. U mnoha projektantů u nás přetrvává představa, že každý dům, který je vytápěn teplovzdušným způsobem, a nemá tedy (dosud) běžnou otopnou soustavu, je EPD.

Energeticky nulový dům
Energeticky nulový dům (END), resp. dům s nulovou potřebou energie, je budova s potřebou tepla blízkou nule (tj. menší než 5 kWh/(m² . a)). Realizace takového objektu je možná pouze za mimořádně vhodných podmínek a vysoké investice do technického zařízení, proto se na rozdíl od EPD objevuje velmi zřídka. Prvořadá je snaha dosáhnout neutrálního výsledku bilance energie a emisí v období jednoho roku. Vlastní produkce elektřiny bývá zajištěna obnovitelným způsobem – fotovoltaickým (FV) systémem, kogenerační jednotkou nebo malou větrnou turbínou. Rozhodující roli při vyrovnávání energetické nabídky a poptávky v závislosti na sezonních klimatických výkyvech sehrává napojení na veřejnou elektrickou síť.
V této kategorii je třeba rozlišovat i dům s nulovou potřebou energie na vytápění. Celková potřeba tepla na vytápění je pokryta pasivním a aktivním využíváním sluneční energie – dům má zpravidla přiměřeně nadimenzovaný sezonní zásobník teplé vody (o objemu 3 000 až 10 000 litrů), který je v létě nabíjen velkoplošným fototermickým systémem.

Energeticky nezávislý dům
Energeticky nezávislý (autarktní) dům (EAD) pokrývá jakoukoli potřebu energie (na vytápění, přípravu teplé vody i provoz elektrospotřebičů) pouze z přímého slunečního záření, bez dodávek energie zvenku. Objekt není napojen na veřejnou elektrickou síť, proto má předimenzovaný energetický systém a zásobník energie musí dům zabezpečit kdykoli v průběhu roku. Ve srovnání s domem s nulovou potřebou energie na vytápění vyžaduje tento dům nutně FV systém jako zdroj elektrické energie. Efektivita domu je založena na maximálním redukování potřeby tepla v součinnosti s úsporou elektřiny (používají se pouze vysoce úsporné domácí spotřebiče). Tento dům má opodstatnění v odlehlých oblastech nebo ve vysokohorské poloze, kde nejsou k dispozici běžné energetické sítě.

Plusenergetický dům
Plusenergetický dům (PED) je v zásadě totožný s energeticky nezávislým domem. Rozdíl spočívá v tom, že plocha FV panelů je dimenzována nejen k pokrývání vlastní spotřeby, ale i k vytváření přebytku elektrické energie, dodávané do distribuční soustavy a odprodávané jejímu správci. FV panely jsou obvykle namontovány na površích obvodového pláště (fasádách, střechách). Hospodárnost tohoto domu ve srovnání s EPD závisí na tarifu odebíraného proudu a na využívání potenciálu energetických úspor (např. potřeba proudu na osvětlení může být redukována na 400 W).

Text: Zpracováno podle knihy Nagy, Eugen: Nízkoenergetický a energeticky pasivní dům. Bratislava: JAGA GROUP, 2009.
Foto: Dano Veselský