Foto: MimaCZ, Shutterstock
Přidat na Seznam.cz Přidat na Google News

Když dům, tak zděný a pasivní. Novostavby mohou pokrýt většinu spotřeby z vlastních zdrojů

Ukazuje se, že pasivní dům je dnes už minimum. Zájem probouzí spíše dům, který je energeticky soběstačný, sám si vyrábí elektřinu a její letní přebytky „ukládá“ do rozvodné sítě, aby je v zimě „odebral“. Nové domy jsou plánovány i tak, aby bez větších omezení pokryly i zimní energetiku z vlastních zdrojů. Při jejich výstavbě se dobře uplatní přesná tepelněizolační staviva na silikátové bázi, jejichž hlavním představitelem je pórobeton.

Pasivní dům (PD) byl diskutován v souvislosti s evropskou legislativou z roku 2008, která stanovila pokles emisí CO2 o 20 %, zvýšení podílů obnovitelné energie o 20 % a zvýšení energetické účinnosti o 20 % do roku 2020. Dnes se ale nikdo nezajímá, byl-li tento cíl splněn. Dotčené úřady nevydaly žádná hlášení. Lidé ale hledají cesty k vlastní energetické nezávislosti.

Energetika staveb

Uvedená výzva 20-20-20 řešila jen výrobu a spotřebu energie. Nevšimla si ale, že je energie na světě dost: za necelé dvě hodiny dodá totiž Slunce na Zemi v podobě záření víc energie, než lidstvo vytěží a vyrobí za celý rok. Pro lidstvo je to velká výzva: Nehoňme se křečovitě za úsporami. Stavějme domy, které co nejvíce využívají energii Slunce. To je i cesta k energetické svobodě až na úrovni jedince či rodiny.

Pasivní domy

Pasivní domy mají v ČR za sebou asi 15 let existence. Ohlasy jejich uživatelů a majitelů jsou vesměs kladné, oceňována je hlavně kvalita vnitřního prostředí, tzn. rovnoměrná vnitřní teplota a v případě tzv. těžkých staveb i jejich vysoká teplotní stabilita. Masivní pasivní stavby vykazují i stabilní vnitřní vlhkost, jejíž optimum je kolem 45 %.

Nejvíc diskuzí bylo a je kolem řízeného větrání. Původní řešení neotevíravých oken, které pasivní dům celoročně izolují od vnějšího světa, bylo odmítnuto. Milovníci pasivních domů většinou zbožňují přírodu tak, že by ji nejraději vtáhli až do kuchyně. Hermeticky utěsněná okna a „čerstvý vzduch“ z trubek vzduchotechniky často nelákají, i když „chrání“ proti prachu, pylu, hmyzu apod.

Okna

I ta fungují v praxi jinak, než říkají učebnice a přednáší se na seminářích. Například se říká, že okny se součinitelem prostupu tepla 0,7 W/(m2K) uniká asi 5× víc tepla, než stěnou se součinitelem 0,16 W/(m2K). Tento mylný argument vedl až „vynálezu“ neotevíravých oken.

Jak tedy okna v praxi fungují? Tabulka 1, jejíž údaje plynou přímo z měření v rámci tzv. referenčního klimatického roku (v tomto případě pro Hradec Králové), říká, že sluneční impakt na okno je až na prosinec větší, než je tepelná ztráta okna. K tomu dvě poznámky:

a) Když jen polovina slunečního záření, jež dopadá na okno, přímo vstoupí do budovy, jsou až na listopad, prosinec a leden tato okna aktivní.

b) Asi 40 % dopadajícího slunečního záření okno absorbuje, následkem čehož se ohřeje jeho vnitřní povrch, který pak sálá - podle Stefanova - Boltzmannova zákona - další teplo do místnosti.

Suma sumárum jsou asi 3/4 slunečního záření, které dopadá na okno, zužitkovány jako tepelný zdroj. Okna jsou ztrátová jen jeden až dva měsíce v roce, ta s trojskly navíc významně chrání proti vnějšímu hluku, což mnozí ocení také.

Asi 3/4 slunečního záření, které dopadá na okno, jsou zužitkovány jako tepelný zdroj. Foto: Bangkok Click Studio, Shutterstock

Těžké pasivní domy

Pasivního stavitelství se jako první „chopily“ dřevostavby, kterým patří dík za to, že tato výstavba vešla v ČR ve známost a byla zpopularizována. Pod jejich taktovkou byl rozvoj této výstavby ale zpomalován opičí láskou ke dřevu a ekologickou ideologií.

Brzy se ale ukázalo, že hodnoty pasivního domu nemají souvislost s jejich materiálovou podstatou. Do hry tak vstoupily i tradiční „české“ stavební hmoty a jednou z prvních byl bílý pórobeton, tradiční český materiál na vápenopískové bázi. Ten pak na poli pasivní výstavby udělal velký kus práce a na jeho příkladě vznikl i tento text.

Pasivního stavitelství se jako první „chopily“ dřevostavby. Brzy se ale ukázalo, že hodnoty pasivního domu nemají souvislost s jejich materiálovou podstatou. Do hry tak vstoupily i tradiční „české“ stavební hmoty a jednou z prvních byl pórobeton. Foto: elmar gubisch, Shutterstock

Měrná potřeba na vytápění 20 kWh/(m2·rok)

Titulek uvádí českou definici pasivního domu. Jeho celoroční provoz a při obytné podlaze 100 m2 by neměl přesáhnout 10 tis. Kč (v cenách roku 2020). Dodržení tohoto požadavku však úřady nehlídají, i když byla na stavbu PD čerpána dotace.

Pravdy a nepravdy

Dobře postavený pasivní dům je dobrý dům pro život. Skeptici, často z řad nezkušených lidí, ale stále vidí problémy: například, že se v pasivním domě nesmí větrat okny.

Toto tvrzení není opodstatněné. Stavitelé těžkých pasivních domů, např. z pórobetonu, naopak říkají, že větrání okny je zde velmi výhodné, zejména pak v létě a v nočních hodinách.

Naproti tomu představa účinného a nepřetržitého „ručního“ větrání okny je mimo realitu. To by vyžadovalo pravidelně, hodinu co hodinu, ve dne v noci na pět minut otvírat a poté opět zavírat všechna okna v domě. Jinak řečeno, bez větrací soustavy nezajistíme efektivní a pohodlný provoz domu a zhoršíme jeho energetickou bilanci. Dům bude střídavě podchlazován, resp. přetápěn. Jiným efektem bude střídání vlhkého a suchého vzduchu a celkové nepohodlí.

Úřední překážky

První úskalí, na které budoucí majitel vysněného domu naráží, je výběr stavební parcely. Výstavba se totiž musí řídit územní studií, přičemž některé jsou tak špatně zpracovány, že na většině pozemků nelze pasivní dům vůbec postavit. To je dáno nejen nevhodnou orientací parcel vůči okolí, ale také situací, která neumožňuje čerpání slunečních zisků. Jiným problémem jsou předpisy o tvaru střechy, směru hřebene, velikosti vikýřů ap. Územní studie by se měly zbavit puntičkářství a ulehčit stavebníkům jedno z nejvíc komplikovaných a zdlouhavých stavebních řízení na světě.

Materiál pro hrubou výstavbu

Když máme pozemek a architekta na „naší vlně“, musíme vybrat materiál pro hrubou stavbu. To si zaslouží velkou pozornost a snaha po úsporách by tu neměla vítězit. Tato položka většinou nepřevyšuje ani 10 % nákladů na celou stavbu, je ale pro dům, kvalitu bydlení a pro budoucí úpravy a opravy doslova klíčová. Materiál vybíráme i tak, aby byla stavba snadno realizovatelná a ekonomicky výhodná, přívětivá k životnímu prostředí a umožňovala snadnou údržbu a opravy.

U výběru by měl být zkušený projektant. Pro svépomocného stavebníka je pak ideální systém jednovrstvého zdění. Ten je jednoduchý, rychlý a široce odzkoušený. Vápenosilikátový stavební systém, o kterém je řeč, zahrnuje řadu tepelněizolačních tvárnic, které umožňují dosáhnout hodnot pasivní výstavby jednoduchým jednovrstvým zděním. S ním vyloučíme i rizika tepelných mostů a dalších chyb vznikajících v případě nejrůznějších improvizací.

Systém jednovrstvého zdění je jednoduchý i pro svépomocné stavebníky. Zdroj: archiv Xella

Flexibilita pórobetonu

Při tloušťce obvodového zdiva 500 mm je součinitel prostupu tepla U = 0,076 W/(m2K), což s rezervou stačí pro PD. Pokud se čtenář ptá, proč se zaměřujeme právě na pórobeton, je to hlavně proto, že jde o dokonale izotropní materiál.

To znamená, že originální tvárnici můžeme jakkoli rozřezat na díly a ty pak ve zdivu různě natáčet (doprava, doleva, nahoru, dolů) a skládat, aniž bychom měnili vlastnosti zdiva. Jinými slovy, když tloušťka této různě orientované skladby dosáhne 500 mm, má výsledná zeď U = 0,076 W/(m2K) při zachování původní tuhosti a pevnosti.

Popsané možnosti se hodí hlavně při svépomocné výstavbě. Vítají to ale i profesionálové, třeba při realizaci otvoru pro okno; tento detail nelze řešit bez odřezků ze systémové tvárnice. Jinou výhodou je minimální odpad při hrubém zdění z těchto tvárnic. Byl zaznamenán případ, kdy se odpad po realizaci hrubé stavby domu z pórobetonu vešel do jediného stavebního kolečka.

Pórobeton je izotropním materiálem, díky čemuž lze tvárnici jakkoli rozřezat na díly a ty pak různě natáčet či skládat, aniž bychom měnili vlastnosti zdiva. Zdroj: archiv Xella

Akumulace tepla a stálá teplota

Popisované vápenopískové pasivní domy nabízejí nejen vysokou tepelnou ochranu domu a nízké výdaje za vytápění. Jejich relativně nízká hmotnost, kombinovaná s vysokým tepelněizolačním účinkem stačí i na to, aby účinně odolávaly letnímu přehřívání bez energeticky náročného chlazení.

S nástupem lehkých staveb z desek, mezi nimiž je silná vrstva tepelné izolace, byl ale zapomenut význam tepelné kapacity, chcete-li akumulace domů. Říká se, i mezi odborníky (!), že tlustá tepelná izolace nevpustí dovnitř ani zimu ani horko. Jenže tak příroda nefunguje.

Tepelná izolace sice brání prostupu tepla, ale teplotu stabilizuje jen a právě tepelná akumulace. Ukažme si to na konkrétním příkladě: Nechť je souhrnná tepelná izolace nadzemní obálky domu (střecha, stěny a okna) na úrovni U = 0,2 W/(m2K). Při rozdílu vnitřní (27 °C) a venkovní teploty (19 °C) prochází nadzemní obálkou domu o ploše 220 m2 tepelný výkon 352 W, který musíme kompenzovat chladicím zdrojem o výkonu -352 W. Zvedněme nyní skokově venkovní teplotu na 35 °C. Rozlišujeme dva případy:

a) Kdyby obálkové konstrukce domu a veškerá jeho hmota uvnitř vůbec neakumulovaly teplo, vnitřní teplota by bezprostředně opsala venkovní teplotu. Aby se tomu zabránilo, museli bychom bezprostředně otočit režim vytápění na režim chlazení o výkonu -352 W. Jinými slovy, nebýt tepelné akumulace, museli bychom realizovat velmi rychlou otopně - klimatizační jednotku, která okamžitě a přesně reaguje na změnu venkovní teploty.

b) Reálné stavební konstrukce ale teplo akumulují. To znamená, že při změně venkovní teploty (včetně silných sálavých impaktů, zejména slunečního záření) se nejdříve ohřívají/chladí venkovní povrchy obálkových konstrukcí domu, následně jejich vnitřní povrchy a nakonec i vnitřní vzduch. Čím těžší jsou obálkové konstrukce, s tím delším zpožděním a větším útlumem dorazí teplotní vlna do interiéru.

K ještě větší stabilizaci vnitřní teploty napomáhá tzv. tepelně aktivovaná konstrukce základové desky, se kterou přišel Ytong. Celá hmota desky leží, na rozdíl od klasického založení na pasech, uvnitř tepelné obálky budovy. Tím je možno využívat tepelnou kapacitu celé základové desky pro stabilizaci vnitřní teploty.

Otopná soustava pracuje s teplotami vody do 35 °C a díky minimálním tepelným ztrátám udržuje teplotu vnitřních povrchů konstrukcí na cca. 22 až 23 °C.

Zděné pasivní domy nabízejí vysokou tepelnou ochranu domu a nízké výdaje za vytápění. Jejich relativně nízká hmotnost, kombinovaná s vysokým tepelněizolačním účinkem stačí i na to, aby účinně odolávaly letnímu přehřívání bez energeticky náročného chlazení. Foto: Serhii Krot, Shutterstock

Protisluneční ochrana

Časopis Stavebnictví a interiér je jediným časopisem v ČR, který se slunečním zářením, za slunných dní významným a určujícím zdrojem tepla, systematicky a více než dvě desítky let pracuje. Chceme-li, aby se dnešní teplovzdušná stavební fyzika více přiblížila realitě, musíme fasády a střechy budov po jižanském způsobu opatřit nízkoemisivním, tzn. světlým či bílým nátěrem, který odráží sluneční záření. Tmavé a černé barvy toto záření pohlcují, a tím se ohřívají až nad 70 °C na přímém slunci. Pak ale musíme dosazovat do vzorce U·(θEθI) nikoliv teplotu venkovního vzduchu θE, ale teplotu rozpáleného povrchu.

Rekuperace tepla

Samozřejmostí těžkých pasivních domů, které popisujeme, je větrání s rekuperací tepla. Toto řešení zařídí, aby odcházející vydýchaný vnitřní vzduch předal teplo přicházejícímu čerstvému vzduchu, a nikoliv do venkovního prostředí.

Vnitřní nosné zdivo a příčky

Pro vnitřní zdi, nosné i nenosné, má popisovaný stavební systém k dispozici kromě standardních lehčených tvárnic i speciální a po léta osvědčené těžké tvárnice pro použití v prostorách se zvýšenými požadavky na akustický útlum nebo k posílení tepelné akumulace. Jde o hutné vápenopískové cihly a tvárnice Silka. Ta vykazují pevnost až 20 MPa, a lze je použít pro velmi štíhlé, staticky namáhané konstrukce. Zároveň, díky své extrémní tepelné kapacitě, přispívají i k vysoké teplotní stabilitě vnitřního prostředí.

Další jejich pozoruhodnou vlastností je vysoká schopnost pohlcovat zvuk. Příčka z materiálu Silka o tloušťce pouhých 75 mm má akustický útlum 42 dB. Volba štíhlých konstrukcí Silka přináší i významnou úsporu užitné plochy domu, která může obnášet až 1 m2 v jednom podlaží (za metr čtvereční v Praze 1 dnes zaplatíte v průměru 134 667 Kč).

Pro atypicky řešené domy jsou pórobetonové tvárnice optimální pro svou opracovatelnost a současně lehkost. Zdroj: archiv Xella

Strop a střecha

Střecha je tepelně velmi namáhanou konstrukcí. U rodinného domu už jen tím, že je vzhledem k ploše fasády často nejvíc vystavena slunečnímu záření, chladnému sálání oblohy a povětrnostním vlivům. Česká obliba černých střech tento atak umocňuje. Postavíme-li kvalitní přízemní zděný dům a na něj posadíme lehkou střechu, opláštěnou zevnitř sádrokartonem, nemůžeme čekat, že vznikne podkroví s příjemným pobytovým klimatem. Letní teploty v takových místech šplhají vysoko nad 30 °C a nejsou vhodná k pobytu.

Proto byla vyvinuta montovaná střecha Ytong Komfort o tloušťce 200 mm pro montáž těžkých střešních plášťů. Jde o osvědčený žebírkový strop Ytong Ekonom, aplikovaný při realizaci střech šikmo. Stejně jako strop je i tato střecha koncipována bez dodatečné nadbetonávky. Její plošná hmotnost 230 kg zásadním způsobem přispívá k tepelné stabilitě vnitřního prostoru v podkroví a podílí se na vysoké odolnosti proti letnímu přehřívání. K dosažení potřebných tepelně technických vlastností je doplněna izolačními deskami Multipor. To je pojmenování pro extrémně lehký materiál Ytong s funkcí tepelné izolace. Nepodléhá hnilobě ani plísním a je absolutně nehořlavý.

Strop Klasik a Ekonom - systém těžkého stropu, který se skládá z trámečků a stropních vložek. Zdroj: archiv Xella

Blower door test

Pasivní dům musí být velmi těsný, aby skrze jeho netěsnosti neunikal vnitřní vzduch ven (a venkovní dovnitř) a s tím i významné množství tepla. Zkouška, která prokazuje dostatečnou těsnost, se nazývá Blower door test a provádí se po dokončení vnitřních omítek a obkladů před provedením hrubých podlah. Aby mohl být dům pasivní, nesmí míra jeho netěsnosti překročit 0,6 h–1. Tím se myslí, že při přetlaku nebo podtlaku 50 Pa v prostoru celé měřené budovy nesmí za jednu hodinu pronikat vzduch o větším objemu, než je 60 % objemu budovy. Dobrou zprávou je, že domy postavené z popsaného jednovrstvého pórobetonového zdiva mají netěsnost jen 0,2 až 0,22 h–1. Tento výjimečný výsledek (ve srovnání s dřevostavbami) má „na svědomí” také homogenní struktura materiálu Ytong.

Autor: RNDr. Jiří Hejhálek, Ing. Petr Mareček
Foto: Shutterstock, archiv firem