Zkušenosti s provozem pasivního domu - dřevostavby v České republice (I)

Po mnoha letech získávání zkušeností a obdivování energeticky pasivních domů, realizovaných hlavně v Rakousku a Švýcarsku, nastal čas zrealizovat domy těchto parametrů i v naší republice. A to nejen proto, aby i naši odborníci - projektanti a architekti - z praxe nebo studenti středních a vysokých škol mohli na vlastní oči spatřit podobný objekt, získat praktické zkušenosti z provozu a opustit letité zaběhlé stereotypy v návrzích i realizacích. Dalším výrazným stimulem pro snižování energetické náročnosti objektů je i růst cen energií, potřebných nejen pro temperování objektů v zimě, ale také pro chlazení (klimatizování) v letním období. Projekt a výstavba energeticky pasivního domu (EPD) v Rychnově u Jablonce nad Nisou, mimo výše zmíněné požadavky, vznikl také pro odzkoušení vzduchotechnického a topného systému, který je v České republice hromadně uplatňován při výstavbě nízkoenergetických domů, v realizaci domu energeticky pasivního. Na základě zkušeností budou tyto systémy upravovány a připraveny pro další následovníky stavění v rámci trvale udržitelného rozvoje.

západní pohled

jižní pohled

EPD v Rychnově je pokračovatelem experimentálního nízkoenergetického domu (dřevostavby) s měrnou spotřebou 18 kWh/m².a, který byl realizován v roce 2001 v Koberovech u Turnova. Převzal základní koncepci dispozice, potřebný teplovzdušný vytápěcí a větrací systém s rekuperací tepla z odpadního vzduchu, upravený dle požadavků na energetickou náročnost EPD. Zde je např. požadavek na rekuperaci (znovuzískávání tepla z odváděného vzduchu z objektu) s účinností pohybující se kolem 90 %!! Výrazně byly upraveny konstrukce objektu. Stavební část obou objektů realizovala stejná firma, výrobce dřevostaveb na bázi plošné prefabrikace, RD Rýmařov. V podlaze přízemí (bez vyobrazení) byla použita izolace z polystyrenu o celkové tl. 200 mm. Skladby obvodových konstrukcí jsou patrné z následujících obrázků 1-3:

Obr. 1 - Řez konstrukcí obvodové stěny

Legenda: 8 - kontaktní termofasáda 7 - vnější izolační vrstva - skelná izolace 6 - I profil vnější izolační vrstvy 5 - minerální izolace nosné části stěny 4 - parozábrana 3 - hranol nosné rámové konstrukce 2 - sádrovlákno 1 - sádrokarton

Obr. 2 - Řez stropem podkroví

Legenda: 8 - skelná izolace 7 - záklop stropu 6 - skelná izolace 5 - minerální izolace 4 - nosník stropního elementu 3 - parozábrana 2 - rošt sádrokartonu 1 - sádrokarton

Obr. 3 - Řez šikmým stropem podkroví

Legenda: 7 - difusní folie 6 - skelná izolace 5 - krokev 4 - parozábrana 3 - hranol samonosné konstrukce šikmého stropu 2 - sádrovlákno 1 - sádrokarton

V následující tab. 1 jsou uvedeny hodnoty součinitelů prostupu tepla (U) obvodových konstrukcí obou objektů v porovnání s požadavky ČSN:

Jedním z kritérií EPD je nepřekročení hodnoty 15 kWh/m².a specifické spotřeby tepla na vytápění (vztaženo na jednotku podlahové plochy a rok). Záleží ale také samozřejmě na lokalitě umístění domu. EPD Rychnov má teoretickou (výpočtovou) spotřebu na úrovni cca 14 kWh/m².a. Tato hodnota je vypočtena na základě tepelné ztráty domu (cca 1900 W vč. větrání s rekuperací), venkovní výpočtové teploty (pro Jablonec je to ‑18 °C), délky topné sezóny (259 dní) a průměrné teploty v topném období (+3,4 °C). Pokud bychom přemístili tento dům např. do Brna (-12 °C, 232 dní, Ø teplota +4 °C), pak je výpočtová spotřeba tepla na úrovni cca 12,9 kWh/m².a (tep. ztráta 1700 W). Nelze proto srovnávat EPD realizovaný v teplejších oblastech s domem postaveným např. v horských a podhorských regionech. Výpočtově stejných parametrů specifické spotřeby dosáhne dům v nížině s konstrukcemi s horší hodnotou součinitele prostupu tepla U! Naši sousedé v Rakousku pro srovnání různých objektů stanovili referenční stanoviště 2523 Tattendorf. Ukazatel spotřeby energie za "normovaných podmínek" pak slouží k přiznání výše finančního příspěvku stavebníkům. Např. základní příspěvek Dolního Rakouska pro EPD je ve výši 36 400 €. Stav, který v našich zemích pravděpodobně hodně dlouho nebude následován.

Graf tepelných ztrát domu v závislosti na venkovní výpočtové teplotě

Energeticky pasivní dům v Rychnově u Jablonce nad Nisou - popis a dispozice domu
Jedná se o samostatně stojící rodinný dům o dvou podlažích, zastřešený sedlovou střechou sklonu 38°. V domě je pět obytných místností (obývací pokoj, pracovna a tři ložnice), kuchyň s jídelním prostorem (volně spojeným s obývacím pokojem), plně vybavená koupelna, oddělené zádveří a technická místnost. Zastavěná plocha základního domu je 87,8 m², obestavěný prostor 320 m³. Dům je nepodsklepený a byl realizován jako lehká dřevostavba na bázi plošné prefabrikace. Přistavěná garáž a sklad byl realizován k základnímu domu jako přístavba v systému Two by Four (montáž na stavbě bez prefabrikace).Tloušťka obvodových konstrukcí (479 mm) se již blíží "klasické výstavbě mokrým procesem". Někteří zájemci o prohlídku objektu proto byli překvapeni, že se nachází v dřevostavbě. I na základě tohoto vjemu se následně rozhodli znovu uvažovat o výstavbě domů tohoto provedení - dřevostavby.

Obr. 4 - Půdorysy objektu EPD Rychnov

Temperování a větrání objektu
Pro vytápění a větrání objektu byl zvolen kompletní systém fy. ATREA s.r.o. Jako zdroj tepla je použit integrovaný zásobník tepla o objemu 615 l, který zajišťuje i průtočný ohřev TUV. Toto řešení vylučuje vznik a rozmnožování bakterií Legionely. Potřebná energie je získávána ze solárního systému. Dle simulace přinesou kolektory s aktivní plochou 3x1,78 m² roční energetický zisk 2 800 kWh. Vzhledem k tomu, že 3/4 ročního úhrnu dopadne v letním období, dokáže tento solární systém zabezpečit z cca 60 % požadavky 4 členné rodiny na ohřev TUV. Při využití IZT 615 i jako zdroje tepla pro topný systém se bude vyrobené teplo dělit mezi TUV a ÚT. Tím se celková výtěžnost ještě zvýší. Skutečné energetické zisky budou sledovány a měřeny po dobu min. jedné sezóny a následně zveřejněny. Jako záložní zdroj pro letní a přechodové období, pro zimní období jako hlavní zdroj, jsou instalovány 3 elektrické topné spirály o celkovém příkonu 10 kW. V reálném provozu při využití 8 hodinové akumulační sazby D 25 bylo využíváno téměř celé topné období nabíjení o příkonu 6 kW (jedna instalovaná spirála byla trvale vypnuta).

Vzhledem k nízké tepelné ztrátě domu byla pro rozvod tepla vzduchem a pro větrání s rekuperací odpadního tepla zvolena centrální vzduchotechnická jednotka DUPLEX RB s max. topným výkon 3,5 kW (při teplotě topné vody 55 °C). V EPD Rychnov je přívodní teplota topné vody do jednotky nastavena na hodnotu 42 °C (!), takže se skutečně jedná o nízkoteplotní otopný systém. Teplovzdušně jsou vytápěny všechny obytné prostory s výjimkou koupelny v podkroví a technické místnosti v přízemí, kde jsou instalovány otopné žebříky (předpisy ČR neumožňují přímé teplovzdušné vytápění těchto prostor).

Obr. 5. Energetické schéma IZT 615 s akumulačním elektroohřevem, solárními kolektory a průtočným ohřevem TUV

Zvolený vytápěcí systém udržuje teplotu v objektu na základě informací dvou prostorových termostatů. Prvním (TR1) je ovládáno temperování obytného prostoru teplovzdušným systémem, druhým (TR2) je ovládáno topení teplovodní části (koupelna, tech. místnost). Řídicí systém jednotky DUPLEX RB v současné době neumožňuje oddělené ovládání obou topných částí. Buď je na základě TR2 spuštěno topení teplovodní části, nebo na základě TR1 systém spouští jak teplovzdušnou tak i teplovodní část. Vzhledem k nepatrným požadavkům na přívod tepla do koupelen (a následnému velmi pomalému poklesu teplot) dochází k výraznému přetápění těchto prostorů - i nad 27 °C. Při projekční přípravě stavby byla mezi koupelnou a ložnicí v podkroví zvolena příčka tl. cca 110 mm (tepelná izolace 50 mm). Při požadované teplotě v ložnici < 20 °C a teplotě v koupelně cca 26-28 °C pak tato příčka slouží jako velkoplošný radiátor o povrchové teplotě na straně ložnice 20,7 °C a "topném výkonu" cca 38 W. Tato hodnota se sice může jevit jako zanedbatelná, ale při špičkovém požadavku ložnice na vytápění 140 W je velká část energie přiváděna neřízeně a dochází tak k přehřívání prostoru. I na tyto drobnosti je pak nutné pamatovat v celkové koncepci návrhu objektu.