Nízkoenergetické domy

Michal Kos, redakce energeticky.cz

Sedím doma za počítačem. Už dlouho. Píšu totiž článek. Trochu mne zebou nohy, i když radiátor docela solidně hřeje. Je polovina listopadu pryč, přes Jeseníky se přehnal orkán a taky okna v mém pokoji svým klepáním naznačují, že se venku žení všichni čerti. Dnes ještě strčím mezi západku zavírání ventilačky a trn, za který se zachytává několikrát přeložený papír. Okno už tolik nebouchá, ale táhne od něj až hrůza. Zítra si musím zajít koupit alepoň to nalepovací těsnění.

Dům, ve kterém žiji, postavili němečtí obyvatelé našeho města někdy ve třicátých letech minulého století, a i přes jejich příslovečnou preciznost je za tu dobu v domě leccos rozviklané, opotřebované, zkrátka projevuje se zub času. Nízkoenergetický tenhle dům rozhodně není a vzhledem k jeho možnostem a celkové povaze nejspíš ani nebude, ale určitě by se dalo ledacos zlepšit. Mnohé domy se však na nízkoenergetické přestavět dají a ještě lepší je ten případ, kdy máme před sebou stavbu nového domu.

Co je nízkoenergetický dům

Pojem nízkoenergetický dům je v ČR definován normou ČSN 73 0540. Nízkoenergetické domy mají oproti standardním domům o třetinu až o polovinu menší spotřebu tepla na vytápění. Podle měrné potřeby tepla (roční spotřeba tepla na vytápění vztažená na 1m2 podlahové plochy vytápěné části budovy) můžeme rozlišovat tyto kategorie domů:

kategorie                 potřeba energie na vytápění v kWh / (m2 a)

- nulové domy              5 a méně

- pasivní domy             5 – 15                          

- nízkoenergetické domy   15 – 50

- obvyklá novostavba      80 – 140

- starší výstavba         často dvojnásobek i více vůči obvyklým novostavbám

Zdroj: EkoWATT

Nízkoenergetické i pasivní domy by měly vykazovat tyto základní znaky:
- důkladně propracovaný architektonický návrh
- kompaktní tvar
- orientace prosklených ploch na jih nebo na jihozápad
- velmi kvalitní zasklení
- maximální tepelná izolace
- efektivní řešení tepelných mostů
- regulace vytápění využívající tepelné zisky
- strojní větrání s rekuperací tepla
- spotřeba tepla na vytápění do 50 kWh / m²

Jednotlivé komponenty domu spolu musí vzájemně spolupracovat a doplňovat se. Dům by neměl být jen kumulací nejmodernějších technologií. Například volba způsobu vytápění zpravidla ovlivňuje konstrukční systém domu – nepřerušované vytápění nutně nevyžaduje akumulační schopnost konstrukcí, a umožňuje zvolit tzv. lehkou stavbu nebo stěny s vnitřní izolací či jiné možnosti.

Před stavbou

Ještě než se pustíme do stavby domu, měli bychom důkladně rozvážit, jaký dům vlastně chceme a jaký si můžeme dovolit. Zpravidla nikdo nechce utrácet více než musí, a proto se při stavbě nového domu snažíme, aby nás později na spotřebovaných energiích nevyšel zbytečně draze. Chceme-li nízkoenergetický dům, musíme jej tak stavět již od začátku. Parametrů nízkoenergetického domu však můžeme dosáhnout i rekonstrukcí domů již postavených.

Před stavbou nového nízkoenergetického domu bychom si měli položit tyto základní otázky:
- Chceme stavět ve městě, nebo na venkově?
- Jaké možnosti nabízí lokalita ohledně energií? Jak dostupná je elektřina, plyn, dřevo, zdroj vody pro tepelné čerpadlo atd.?
- Jak velký dům potřebujeme a jaké místnosti by měl mít?
- Jaký typ a tvar domu bychom si představovali? (srub, zděná stavba, přízemní dům, poschoďový dům…)
- Kolik peněz jsme ochotni investovat?

Lokalita

Spotřeba energií je závislá na lokalitě, kde je dům postaven. V České republice nejsou mezi klimatickými podmínkami jednotlivých oblastí zásadní rozdíly, roli zde hraje především to, v jaké nadmořské výšce se dům nachází, jaké jsou na místě povětrnostní podmínky a jaká je dostupnost slunečního svitu. Potřebné informace dodá buď Český hydrometeorologický ústav nebo encyklopedie Hestia, která je dostupná na internetu.

Přednost dáváme místu s příznivým mikroklimatem. Snažíme se vybrat lokalitu, která není příliš vystavena větru a která maximálně využívá možnosti slunečního záření, dům se tedy snažíme orientovat tak, aby jeho delší strana, kde je také nejvíce oken, byla orientována na jih nebo na jihozápad a aby byl dům v průběhu roku co nejméně zastíněn. V létě může být přemíra tepla dokonce na obtíž, snažíme se tedy minimalizovat plochu oken, která směřují na západ případně na východ.

Velikost domu

Jednoduše řečeno, dům by měl být veliký akorát tak, jak velký jej skutečně potřebujeme. Měl by tedy splnit naše prostorové nároky s maximálním využitím užitečného objemu.

Tvar domu

Tvar domu by měl být co nejkompaktnější, tedy jednoduchý s minimalizací ploch, kterými by mohlo docházet ke ztrátám (vyvarujeme se arkýřů a jiných vysunutých prvků, vížek ap.).

Graf spotřeby tepla za 50 let v závislosti na tvaru domu

Zdroje energií

Elektrická energie je dnes na dosah prakticky všude, plyn spíše ve větších obcích. Pokud jsou v okolí lokality lesy či provozy na zpracování dřeva, můžeme uvažovat o vytápění dřevem. Uvažujeme-li o tepelném čerpadle odebírajícím energii z vody, musíme vzít v potaz, zda je poblíž stavby potok, rybník, využitelná podzemní voda. Pro případ využití čerpadla pracujícího s energií odebranou ze země musíme prozkoumat možnosti uložení kolektorů.

Výbava nízkoenergetického domu

Vytápění

Nabízí se zde využití tepelných čerpadel, výborně se uplatní vytápění elektrické, avšak za cenu zátěže životního prostředí. Do vytápěcího systému zpravidla začleňujeme akumulační nádrž nahřívanou kotlem, z ní se teplo vede do ústředního topení nebo do větrací jednotky (pokud jde o ohřev vzduchu) – kotel může v tomto případě vždy pracovat v optimálním režimu (nízké emise, dobrá účinnost, větší životnost kotle). Akumulační nádrž můžeme nahřívat i solárním systémem, přičemž můžeme využít přebytky energie, které jsou na jaře a na podzim. Akumulační nádrž může posloužit i k přípravě TUV, např. pomocí plovoucího bojleru.

Poměrně velký vliv na spotřebu tepla nízkoenergetického domu (až několik desítek procent z celkové ztráty tepla prostupem) mohou mít místa, kde se stýkají dvě konstrukce a tvoří kout – tepelné vazby a dále místa, kde je konstrukce nebo izolace slabší – tepelné mosty. Zvýšenou pozornost bychom tedy měli věnovat správnému napojení izolace a okenních rámů, izolaci pásu zdi nad terénem, napojení izolace stěn a střechy, izolaci krokví aj.

Obecně bychom se měli vyvarovat netěsností. Jde o problém pronikání vzduchu spárami stěn, okolo oken, z prostoru sklepa apod. Těsnost domu se po jeho skončení ověřuje zkouškou (blower – door test) a může být jednou z podmínek převzetí stavby od stavební firmy.

Větrání

Ohřev větracího vzduchu spotřebuje cca 30 % celkové spotřeby energie. Řídíme se obvykle požadavkem, aby intenzita výměny vzduchu odpovídala hodnotě 0,3 až 0,5 h-1, tedy aby přívod čerstvého vzduchu na osobu představoval 30 až 50 m3 / h. Intenzita větrání může být v době nepřítomnosti osob v domě snížena, nicméně kvůli odvodu vlhkosti a případných škodlivin by se měla udržovat přibližně na úrovni 0,1 h-1.

V nízkoenergetických domech bývá často využíváno právě nucené (strojní) větrání – zaručuje vždy dostatečný přívod čerstvého vzduchu, možná je i filtrace, při které se vzduch zbaví prachu, a zvlhčování, navíc odpadají starosti s větráním oknem. Strojní větrání navíc umožňuje ochlazovat jižní místnosti a teplo převádět do místností chladnějších, dohřev vzduchu, kupříkladu plynovým kotlem, nabízí vytápění bez použití topných těles, což sníží celkové náklady.

Hlavní předností strojního větrání je však možnost využití tepla z odváděného vzduchu. Zpravidla bývá použit rekuperační výměník, pomocí kterého předává znečištěný vzduch z prostoru interiéru své teplo čerstvému vzduchu, který je přiváděn zvenčí. Uplatnit lze i tepelné čerpadlo – čerpadlo odebírá teplo z odpadního vzduchu a ohřívá přiváděný vzduch. Vyšší účinnost tohoto systému je však doprovázena vyšší pořizovací cenou.

Ohřev vody

Energie, která se spotřebuje na ohřev užitkové vody, tvoří až třetinu celkové energetické spotřeby nízkoenergetického domu. K ohřevu je vhodné využít například solární systém, který je schopný pokrýt až 3/4 energie, kterou za rok ohřev vody spotřebuje. Solární systém může pomoci i s podlahovým či stěnovým přitápěním, může ohřívat akumulační nádrž.

Okna

Pro zasklení nízkoenergetického domu se v současnosti používá dvojsklo, přičemž mezi jednotlivými skly je napnuta jedna či dvě průhledné fólie. Součástí skel pro nízkoenergetický dům je i selektivní vrstva (pokovení), která sluneční záření propouští dovnitř domu, teplo z interiéru však ven neuniká. Mezera mezi skly je vyplněna argonem nebo kryptonem, protože tyto plyny mají lepší izolační vlastnosti než vzduch. Jelikož nízkoenergetické domy mívají strojní větrání, nejsou nutná otevírací okna. Okna, která se nedají otevřít, však mohou leckomu vadit, z tohoto důvodu a také pro případ výpadku vzduchotechniky se vždy jedno z oken v každé místnosti nechává otevírací. Platí jednoduché pravidlo: oknem nízkoenergetického domu by se dovnitř mělo dostat více energie (několikanásobek) než jím odejde ven.

Zimní zahrada

Zimní zahrada je prvkem domu, který může plnit dvě základní funkce. Ty však jdou bohužel proti sobě. Buď si přejeme vybudovat zimní zahradu za účelem jejího obývání, a potom v ní často přitápíme, nebo pro získávání energie, což zase snižuje možnosti jejího obývání. Přejeme-li si, aby nám zimní zahrada poskytovala výhled do okolí, potom zase musíme omezit počet rostlin, protože vyšší vlhkost okna rosí. Zimní zahrady jsou možným, ale ne nutným prvkem nízkoenergetických domů a v současnosti se od nich spíše upouští.

Fotovoltaické systémy

Instalace fotovoltaického systému domu zajistí vlastní zdroj elektrické energie, který budou využívat prvky zařízení jako jsou regulace vytápění, oběhová čerpadla, ventilátory ad.

Materiály

V rámci spotřeby nízkoenergetických domů nepomíjíme ani výrobu a dopravu stavebních hmot. Je snaha používat energeticky nenáročné materiály, jakými jsou třeba dřevo, izolace z ovčí vlny, bavlny, korku, slámy, recyklovaného papíru a skla, vhodné mikroklima budovy podporuje použití nepálené hlíny.

Legislativa

Předpisy pro výstavbu nízkoenergetických domů jsou stejné jako pro běžnou výstavbu. Norma ČSN 73 0540 potom udává souhrn parametrů doporučených pro nízkoenergetické domy. Předem stanovené parametry se mohou vtělit i do smlouvy mezi investorem a stavební firmou. Jedním z výše zmíněných parametrů může být právě energetická náročnost budovy, kterou norma vyjadřuje tzv. energetickým štítkem.

Od 1. 1. 2009 je povinnou součástí dokumentace při výstavbě nových budov, eventuálně při energeticky významných změnách stávajících budov, také nový průkaz energetické náročnosti budovy.

Shrnutí

Výhody nízkoenergetických domů

- kratší otopná sezóna - vyšší životnost otopné soustavy
- nízká spotřeba energií - významné snížení závislosti na dodávkách energií od distributorů, úspora peněz, menší skladovací prostor pro palivo
- nenáročná obsluha vytápění
- tepelná pohoda (člověk ztrácí méně tepla sáláním – cítí se lépe, není studený průvan, není studená podlaha)
- izolace slouží též jako ochrana proti hluku
- snížení zátěže životního prostředí
- celkové investiční náklady nemusí být o mnoho větší než u běžných domů, na jednotlivá zařízení domu (tepelné čerpadlo, solární systém apod.) lze čerpat dotace – viz samostatné články Tepelná čerpadla, Solární systémy ad.

Nevýhody nízkoenergetických domů

- stavba nízkoenergetického domu je v několika ohledech náročná
a) projekt stavby musí být vypracován obzvlášť důkladně, je třeba počítat se všemi vlivy a jejich vzájemným působením
b) samotná stavba musí být prováděna perfektně ve všech detailech, každá chyba může mít zásadní vliv na celkový efekt stavby
c) stavba vyžaduje neustálou kontrolu investora
d) v ČR je zatím jen málo architektů a firem, které se specializují na stavby nízkoenergetických domů