Nízkoenergetické domy

Celosvětová spotřeba, resp. další stupňování spotřeby neobnovujících se energetických surovin vede k řadě negativních důsledků. Přestože krátkodobá prognóza vývoje nákladů je obtížná, budou náklady na energie ze střednědobého i z dlouhodobého hlediska stoupat.

Vydatné, levné a ekologické zdroje energetických surovin nejsou v dohledu. Z tohoto důvodu není možno se vyhnout střednědobému a dlouhodobému zdražování energie. Východiskem je snížení spotřeby energie všech druhů. Úspora neobnovitelných energetických surovin je vlastně nejúčinnější, cenově nejvýhodnější a nejekologičtější metodou ke zvládnutí výše uvedených problémů. Z dlouhodobého hlediska musí nevyhnutelně být čerpání klasických zdrojů energie podstatně omezeno.

S narůstajícími nároky na spotřebu energie rostou i nároky na stavby. Např. německá norma se vyvíjí a od roku 1985 zaznamenala několik změn v požadavku na součinitele prostupu tepla U pro neprůsvitné obvodové konstrukce:

1985: U = 0,45 W/(m²K)
1995: U = 0,22 W/(m²K)
2002: U = 0,17 W/(m²K)

Vývoj v tomto směru spěje k tzv. pasivním až nulovým domům, které nevyužívají pro temperování vnitřního prostředí energii z veřejných sítí.

Veličiny, které mají vliv na spotřebu energie k vytápění

Tato spotřeba se stanoví z bilance mezi tepelnými toky opouštějícími budovu (ztráty vedením a větráním) a tepelnými zisky (sluneční záření procházející okny, tzv. »pasivní solární energie«) a vnitřními zdroji tepla osob a domácích přístrojů (Rouvel 1983).

Skutečná výše těchto tepelných toků je ovlivňována vlastnostmi konstrukcí obklopujících obestavěný prostor. Jsou to:

Vlivy stavební

• kvalita tepelné ochrany (izolační standard);
• poměr povrchu k objemu (kompaktnost);
• podíl oken, jejich nasměrování a stavební provedení; využití a její tepelná kapacita (pasivní solární energie).

Vlivy klimatu.

Vlivy systému vytápění a větrání

• četnost výměny vzduchu;
• možnost zpětného získávání tepla;
• regulovatelnost předávání tepla;
• efektivita rozvodu tepla;
• specifické využívání energie výrobce tepla.

Vlivy určované užíváním (topná kázeň).

Dům s téměř nulovou spotřebou energie

Bez mimořádných technických výdajů a především bez újmy na komfortu je možné při důsledné kombinaci všech možností úspory energie i ve střední Evropě realizovat dům s nulovou energetickou spotřebou, jak prokazují zveřejněné práce »Super - iglu - důslednost ve stavbě slunečního domu«.

Energetická bilance tepelné izolace

Důležitá je otázka spotřeby energie na výrobu tepelně izolačního materiálu. Často se v literatuře setkáváme se záporným postojem vůči tepelným izolacím s odvoláváním se na údajné vysoké energetické výdaje na jejich výrobu, což platí pouze o izolantech na bázi minerálních vláken.

V zemích EU je nejčastěji používán izolant z expandovaného pěnového polystyrenu (EPS) v rozsahu 70 – 80 % všech izolací. Izolace EPS o tloušťce 12,5 cm vyžaduje na 1 m² plochy stavebního díla cca 66 kWh primární energie na výrobu. V nejnevýhodnějším případě uspoří taková izolace ročně nejméně 77 kWh/m² provozní energie. Dobře provedená izolace z EPS vydrží minimálně 40 let. Spotřeba energie na výrobu izolantu může být v porovnání s úsporami docílenými při provozu zanedbána.

Žádným jiným opatřením nelze dosáhnout tak dobré amortizace energie jako tepelnou izolací z EPS.

S nízkoenergetickou stavbou souvisí i další opatření pro úspory energií:

• Rekuperace tepla: zpětné získávání tepla je hodno doporučení - částečně vzhledem k úsporám energie a hlavně pro zlepšený komfort a zvýšenou kvalitu vzduchu.
• Tepelná čerpadla: dnes již běžně používané vytápění, které jako jedno z mála má podporu MŽP.
• Sluneční kolektory: používají se v ČR již více než patnáct let a nikdo nepochybuje o jejich vhodnosti při ohřevu teplé užitkové vody, při použití vhodných akumulátorů to jsou pomocníci i při vytápění.

Tyto principy výstavby, ve světě již běžné, se u nás teprve rozbíhají. Současně platná verze ČSN 73 0540 – »Tepelná ochrana budov« je, v porovnání s požadavky norem zemí s obdobnými klimatickými podmínkami, velmi benevolentní. (V současné době probíhají intenzivní práce na její revizi - pozn. red.). Přesto jsou v ČR firmy, které se tomuto tématu a praktické realizaci věnují.

Obvodová konstrukce

Jedním z rozšířených materiálů s parametry nízkoenergetické stavby je stavební systém »ztraceného« bednění vyrobený z EPS. Tyto prvky se vyrábějí již přes 50 let a přispívají k výraznému zkvalitnění tepelných hodnot stavby. V kombinaci s doplňky jako jsou okenní rolety, tepelná čerpadla, sluneční kolektory apod. dokáží provozní energie dostat na úroveň hodnoty nízkoenergetického domu.

Obvodové zdi tvoří tvarovky z pěnového polystyrenu 25×30×125 cm, které se vyplňují betonem. Tvarovky se mezi sebou spojují zámky na sucho a tím vzniká naprosto kompaktní stěna bez tepelných mostů s izolantem na obou stranách. Izolant v interiéru usnadňuje rychlé zvýšení vnitřní povrchové teploty při vytápění, venkovní zabraňuje prostupu chladu v zimě a přehřátí v létě. Při tloušťce obvodové zdi pouhých 25 cm vykazuje stěna bez oken hodnotu tepelného odporu R = 3,59 m².K/W (U = 0,279 W/(m²K)).

Po vybetonování spolu s monolitickým stropem vzniká kompaktní tuhá konstrukce s vysokými tepelně-izolačními vlastnostmi. Jako příklad může sloužit vyzrálý a propracovaný MED - SYSTEM původem z Německa aplikovaný v ČR od r. 1994.

Střecha

Je přirozené, že pro celkovou energetickou bilanci domu je rozhodující tepelná ochrana střechy. Tloušťka izolantu s výpočtovými hodnotami součinitele tepelné vodivosti λ = 0,04 W/(m.K) již dnes ve střeše překračuje 20 cm. Pro pasivní domy je třeba počítat se střešní izolací v tloušťce minimálně 30 cm při použití izolantů, které trvale vykazují hodnotu λ = 0,035 W/(m.K)a u kterých vlhkost neovlivňuje znatelně tepelnou vodivost).

U šikmých střech s dřevěnou konstrukcí krovu vyžaduje velká vrstva izolantu nový konstrukční přístup. Velkou vrstvu izolace je třeba rozdělit na část vkládanou mezi krokve a rozhodující část umístit nad krov. Tímto postupem se nezvyšuje spotřeba dřeva nad rámec stanovený statickým výpočtem a plnoplošná izolace nad krovem do značné míry snižuje vliv tepelných mostů, které krokve vždy tvoří. Tloušťka izolace nad krovem je volitelná a nezmenšuje obestavěný prostor.

Dodatečné zateplení střechy

Navíc je princip zateplení nad krovem vhodný k dodatečnému přidání izolace na střechu, která vykazuje špatné tepelné hodnoty, aniž se zasahuje do interiéru podkroví. V takovém případě se skládaná střešní krytina postupně v pruzích po spádu střechy širokých cca 1 m odloží stranou, na stávající latě se položí např. integrovaná izolace THERMO, která plní funkce pojistné hydroizolace, tepelné a zvukové izolace. Dílce THERMO z EPS jsou vybavené závěsy pro zpětné položení krytiny.

Tento velice progresivní způsob zateplení integrovanou izolací THERMO je původem z Německa, kde s ním pracuje firma THERMODACH od roku 1967. V ČR se aplikuje od r. 1995.