Plýtvání už není v módě

28. března 2011

Partneři sekce:

Globální oteplování, klimatické změny a zhoršování životního prostředí konečně nutí lidstvo nejen zamýšlet se, ale i dělat něco pro to, aby se tento stav neradikalizoval. Podobně jako v automobilovém průmyslu, kde se snižování spotřeby paliv a využívání alternativních zdrojů, které nezatěžují ovzduší, stalo prioritou vývojových středisek, vznikla i ve stavebnictví přirozená reakce na současný stav životního prostředí v podobě nízkoenergetické a ekologické výstavby.

Vsoučasnosti, vzdor všeobecné tendenci šetřit, je většina existujících i nově postavených budov energeticky, materiálově či technologicky ještě stále velmi náročná. Normy ve stavebnictví se u nás příliš nezabývají šetřením energií, a to i přesto, že oblast nízkoenergetické výstavby se prudce vyvíjí. Obytné stavby (a nejen ty) mohou člověku nabídnout stejný komfort i s několikanásobně nižší spotřebou energií a také s využitím surovin a zdrojů, které nezatěžují životní prostředí. Co vlastně znamená nízkoenergetické bydlení nebo nízkoenergetický dům?

Rozdělení rodinných domů z hlediska energetické náročnosti
Standardní rodinný dům – energetická spotřeba 100 až 195 kWh/m² za rok, postavený z běžně používaných materiálů běžnými stavebními postupy.
Energeticky úsporný dům – energetická spotřeba 50 až 70 kWh/m² za rok dosažená:

zvýšením tepelněizolačních hodnot obvodových konstrukcí a jejich styků,
využitím úsporného konvenčního systému vytápění (radiátory),
využitím solárních prvků.

Nízkoenergetický dům – energetická spotřeba 15 až 50 kWh/m² za rok dosažená:

použitím kvalitní masivní tepelné izolace obvodového pláště,
využitím mechanického regulovaného větrání s rekuperací tepla,
využitím nízkoteplotního vytápění,
využitím solárních prvků.

Energeticky pasivní dům – energetická spotřeba 5 až 15 kWh/m² za rok dosažená:

dokonalým tepelněizolačním obalem domu,
vzduchotěsností obalu domu,
využitím mechanického větrání s rekuperací tepla,
bez konvenčního vytápění (využití solárních prvků není podmínkou).

Nulový dům – energetická spotřeba 0 až 5 kWh/m² za rok.

Za spotřebu energie se v takovém domě neplatí nic, protože si výlučně z obnovitelných zdrojů v létě vyrobí takový nadbytek energie, že mu vystačí na celé zimní období. Tepelná energie se získává buď pomocí velkoplošných slunečních kolektorů a uchovává se v zásobníku teplé vody s objemem 3 000 až 10 000 litrů, nebo se využívají velkoplošné fotovoltaické panely napojené na veřejnou síť, která slouží jako sezonní zásobník (v zimě se odběrem elektrické energie ze sítě pokrývá zbytková potřeba tepla v domě).

Sedm zásad pro nízkoenergetický dům
Výstavba nízkoenergetického domu neznamená jen zateplení a instalování slunečních kolektorů či tepelného čerpadla, ale musí splňovat i několik dalších zásad, které výrazně přispějí ke snížení výsledné sumy na účtu za energii. Které to jsou?
1. Umístění domu s ohledem na místní klima, terén, jeho orientaci na světové strany a vegetaci.
2. Využití sluneční energie pomocí pasivních solárních prvků a systémů, jako jsou například velká jižně orientovaná okna, zimní zahrady, stěnové systémy, proměnlivá protisluneční ochrana a letní tepelná ochrana proti přehřívání budovy.
3. Vysoká tepelná ochrana obvodového pláště (podlahy, stěny, střechy, okna a dveře) a důsledná tepelněizolační opatření ve všech detailech (bez tepelných mostů).
4. Regulované větrání podle aktuálních potřeb, tj. mechanická výměna vzduchu spojená s odbouráním škodlivin ve vnitřním prostředí, s minimálními energetickými ztrátami a zpětným získáváním tepla z odváděného vzduchu a dostatečnou vzduchotěsností obvodového pláště.
5. Účinná, efektivní a k přírodním zdrojům šetrná výroba tepla, využití obnovitelných zdrojů energie, využití odpadního tepla, (pro nízkou spotřebu tepla nepotřebuje vysoce výkonná zařízení na vytápění, vhodná jsou například tepelná čerpadla).
6. Využití nízkoteplotního systému vytápění a přídavné využití sluneční energie prostřednictvím aktivních solárních a jiných alternativních zařízení pro úsporný ohřev teplé vody.
7. Správné užívání nízkoenergetického domu a efektivní využívání elektrického proudu (energeticky úsporné osvětlení a domácí spotřebiče).

Jak začít?
Úplně na začátku je výběr vhodného pozemku a lokality (především s ohledem na oslunění a možnou orientaci domu). Důležité je především směřování svahu na sluneční stranu a poloha domu na svahu. Teploty vzduchu v údolních polohách a na vrcholech kopců bývají nižší než v chráněných polohách a na jižných svazích. V údolních oblastech se mohou vlivem klesání studeného vzduchu hlavně v noci vytvářet jezera studeného vzduchu, která ovlivňují spotřebu energie na vytápění domu. V hustě zastavěných plochách sídel může být naopak teplota vzduchu až o 10 °C vyšší než ve volné krajině.

Následovat by měl kvalitní návrh domu, na němž hned od začátku spolupracuje architekt se stavebními inženýry, kteří se specializují na vytápění stavebních konstrukcí). To znamená vytvořit koncepci, v níž se propojí různá opatření na dosažení úspory energie. Důležitá je například tvarová jednoduchost a kompaktní forma domu s malým počtem výstupků, nik či vikýřů – na stejný objem domu, který se vytápí, tak připadá menší vnější ochlazovaná plocha, a tedy i menší ztráty prostupem tepla. Jednoduchá forma snižuje i počet kritických míst, kde by mohly vzniknout tepelné mosty.

Z čeho postavit nízkoenergetický dům?
Nízkoenergetický dům lze postavit různými stavebními systémy z téměř každého běžného stavebního materiálu.

U masivních konstrukcí je to například klasická pálená cihla, pórobeton, beton. K dosažení parametrů nízkoenergetického domu je nutné masivní konstrukci zateplit tepelnou izolací (její tloušťka se určuje výpočtem, orientačně však lze počítat s 15 až 25 cm).

Skladba obvodové stěny nízkoenerge-tického domu se dá vytvořit různými technickými řešeními, která lze shrnout do pěti konstrukčních druhů:

zdivo s kontaktním zateplovacím systémem (takzvaným tepelným obalem, vytvořeným vnější tepelnou izolací a ušlechtilou omítkou);
zdivo se zavěšenou fasádou (zdivo s vnější tepelnou izolací a s vnějším obkladem s provětrávanou vzduchovou vrstvou);
dvouplášťové zdivo (s tepelnou izolací umístěnou v mezeře mezi dvěma plášti);
lehká rámová konstrukce s výplní (dřevěná nosná rámová konstrukce s tepelnou izolací a oboustranným opláštěním);
lehká vrstvená stěna (na bázi vrstvených panelů vyrobených z několika vrstev desek a s přídavnou tepelnou izolací).

Současný trend výstavby energeticky nenáročných domů se však pomalu přesouvá k lehkým stavebním systémům, nejčastěji na bázi dřeva, s jednoduchou montáží. Lehký konstrukční systém s dřevěnou sloupkovou nosnou konstrukcí je schopen splnit náročné požadavky na tepelněizolační vlastnosti obvodového pláště při relativně malých tloušťkách konstrukce. Konstrukci z velké části tvoří tepelná izolace, proto je obvodová stěna užší a zároveň má výborné tepelněizolační vlastnosti. Důkazem výhodnosti dřevěných staveb je jejich široké uplatnění v klimaticky náročných podmínkách skandinávských zemí, lehké systémy jsou však poměrně náročné na správný návrh konstrukční skladby a důslednou realizaci.

Proč a čím tepelně izolovat nízkoenergetický dům?
Standardních, normou stanovených hodnot tepelněizolačních parametrů lze dosáhnout i jednovrstvým zdivem (například z pórovité cihly tloušťky 38 cm nebo z pórobetonu), avšak na obvodové konstrukce nízkoenergetických domů se kladou podstatně vyšší nároky, než požadují současné normy. Při výstavbě nízkoenergetického domu je třeba dosáhnout hodnoty součinitele prostupu tepla obvodovou stěnou U = 0,15 až 0, 25 W/(m² . K), což v praxi znamená navíc asi 15 až 25 cm tepelné izolace podle druhu konstrukce stěn. (Pasivní dům potřebuje za stejných podmínek tepelnou izolaci o tloušťce 30 až 40 cm.)

Jaký typ tepelné izolace zvolit, je otázkou celého konceptu domu a konstrukčního systému. Vybrat se dá z celé škály materiálů na přírodní bázi (keramzit, perlit, dřevovláknité desky, heraklit, celulóza, třtina, sláma, ovčí vlna, bavlna, len, kokosová vlákna, konopí či korek), které se stále více prosazují z ekologického hlediska, nebo z umělých izolačních materiálů (pěnový expandovaný polystyren – EPS, extrudovaný polystyren – XPS, polyuretan – PUR, minerální a skleněná vlna). Ať už si vyberete jakýkoliv tepelněizolační materiál, očekávaný účinek přinese pouze tehdy, aplikuje-li se správným způsobem.

K nízkoenergetickému domu se můžete dostat nejen použitím moderních stavebních materiálů a technologií při výstavbě. I rekonstrukce může posunout klasický rodinný dům do sféry nízkoenergetického bydlení, případně ho k ní alespoň přiblížit sníženými náklady na provoz. Stačí jen vědět, jak najít riziková místa a především jak se jich zbavit.

Asi není třeba zvlášť připomínat, že největší chybou starých domů je nedostatečná tepelná izolace většiny stavebních konstrukcí – stěn, stropů, střechy i základů, netěsnost styků stavebních konstrukcí a tepelné mosty (nesprávně navržené a zhotovené obvodové konstrukce se ochlazují tak, že se rosný bod dostává až na vnitřní povrch obvodových stěn). Tepelné mosty v prvé řadě ovlivňují tepelné ztráty budovy, tedy potřebu tepla na vytápění a náklady na něj, a zhoršují i hygienické podmínky v interiéru (mohou vést ke vzniku plísní na povrchu vnitřní konstrukce).

Tepelné mosty vznikají nejčastěji:

v místě napojení stěny a střešní konstrukce,
v místě styku konstrukce balkonu či stropu s obvodovými stěnami,
na nárožích,
na nezateplených železobetonových konstrukcích,
v osazovacích spárách a ostěních oken,
v místě okenních parapetů, nadokenních překladů a roletových boxů,
v prostupech pro otopná tělesa.

Nejlepším způsobem redukce tepelných mostů je kvalitní zateplení konstrukcí.

A co střecha?
Stejně jako u stěnových konstrukcí i u střechy nízkoenergetického domu musíme dosáhnout součinitele prostupu tepla U = 0,15 W/ (m² . K), což znamená asi 30cm vrstvu tepelné izolace. (Pro porovnání: u pasivního domu je to až 40 cm a více.) Zvláštní pozornost je nutné věnovat preciznímu a bezespárovému uložení tepelné izolace v místech napojení na obvodovou a štítovou stěnu, v místech osazení střešních oken či ve styku střešních rovin a důslednému provedení parozábrany s precizními detaily. Na celkovou energetickou bilanci má velký vliv i tvar a členitost střechy. Opět tu platí stejné pravidlo: čím jednodušší je tvar střechy, tím menší je pravděpodobnost vzniku tepelných mostů a tím menší je ochlazovaná plocha, čehož důsledkem je menší potřeba tepla. Nejčastěji se proto u nízkoenergetických domů využívá pultová a sedlová střecha bez vikýřů.

Jaká okna použít?
Pro nízkoenergetické domy je typický poměrně velkorysý přístup při návrhu prosklených ploch, vyžaduje to však správnou orientaci na světové strany, důsledné konstrukční řešení detailů osazení okenní konstrukce a použití kvalitních tepelněizolačních skel. Na celkovou energetickou bilanci okna má největší vliv zasklení, protože představuje největší plochu okna. Ideální je tepelněizolační dvojsklo nebo trojsklo s tepelněreflexní vrstvou a s tepelněizolačním plynem (převážně argon, krypton nebo xenon) mezi skly. Kromě dřevěných rámů oken se v nízkoenergetických domech využívají i okna na bázi plastů a slitin hliníku s komorami vyplněnými tepelněizolačním materiálem a s přerušením tepelných mostů.

Jak větrat?
V nízkoenergetickém domě je výhodné použít řízené větrání (pomocí větracího zařízení) se zpětným získáváním tepla – rekuperací. (V energeticky pasivních domech je toto větrání nutnou podmínkou.) Teplo získané z odváděného vzduchu ohřívá přiváděný vzduch, což přispívá ke snížení spotřeby energie na vytápění. Pokud například spotřebovaná energie na vytápění za otopnou sezonu bude stát 25 000 Kč, využíváním rekuperátoru s účinností 85 % se výsledná částka sníží asi o 4500 Kč. Nejmodernější rekuperační výměníky dosahují účinnosti až 95 %. Pro optimální využití výhod rekuperace je důležité zabezpečit co nejlepší vzduchotěsnost domu, aby k dosažení tepelné pohody nebylo třeba příliš dohřívat přiváděný vzduch. (Pro energeticky pasivní domy je těsnost nutnou podmínkou a musí splňovat přesně stanovené parametry.)

Jak dosáhnout v otopném období tepelné pohody?
V nízkoenergetických domech by se jako zdroj tepla měly využívat hlavně obnovitelné zdroje energie. Nejvhodnější je zabezpečit rozvod tepla nízkoteplotním systémem vytápění (například podlahovým nebo stěnovým vytápěním), přičemž teplo, potřebné na vytápění a přípravu teplé vody, se může získat z:

energie z biomasy (odpadové dřevo, sláma) – pomocí kotlů na biomasu nebo pomocí kachlových kamen a pecí na biomasu,
energie z prostředí – pomocí tepelných čerpadel a rekuperací,
sluneční energie – pomocí pasivních systémů (například velké zasklení a zimní zahrady) a aktivních systémů (solární kolektory a zásobníky tepla),
fosilních paliv a elektřiny – pomocí plynových (nejlépe kondenzačních) a olejových kotlů a elektrických konvektorů. Z ekologického hlediska by se tyto zdroje tepla měly využívat jen v ojedinělých případech, například na dohřev integrovaného zásobníku při použití větrací jednotky nebo krátkodobě při vytápění odlehlých částí domu.

Na závěr
Nízkoenergetické domy s nuceným větráním patří do kategorie inteligentních budov, které se chovají jako živé a rozumné organismy. Jestliže uživatel dostatečně nepochopí fungování a princip všech prvků, díky nimž je dům nízkoenergetický, může ho degradovat na běžný standardní dům. S takovým domem se musíte naučit žít – není to přetopené prostředí s nezdravým klimatem v místnostech, zde se nedá otočit regulátorem na radiátoru, který rychle změní teplotu vnitřního prostředí. Je to stabilní a pro člověka komfortní prostředí, jehož užívání nezatěžuje životní prostředí ani vaši peněženku.

Kamila Ďuríková
FOTO: archiv firem a redakce
Odborná spolupráce: Společnost EEB, s. r. o., která se zbývá výstavbou nízkoenergetických a pasivních domů.