Nízkoenergetická dřevostavba v horských podmínkách (II) - TZB

Základní tepelné charakteristiky budovy

délka domu	m	17,5
šířka domu	m	7,3
zastavěná plocha	m2	127,75
obytná plocha vytápěná	m2	151,4
ostatní plochy nevytápěné	m2	58,4
výpočtová tepelná ztráta (-21°C)	kW	4,5
vytápěná plocha	m2	151,4
výpočtová spotřeba tepla (TZB-info)	MWh/a	7,4
měrná spotřeba tepla	kWh/m2.a	48,9
výpočtová spotřeba dřeva na vytápění (TZB-info)	kg/a	2429
výpočtová spotřeba dřeva (TZB-info)	prm/a	8,7

Poznámka:
a označuje rok
prm prostorový metr dřeva

Koncepce řešení vytápění

Vytápění objektu je řešeno kombinovaným systémem teplovzdušného vytápění a řízeného větrání firmy ATREA, doplněným o nízkoteplotní sálavé plochy v koupelně (podlaha) a kuchyň (pec). Větrací jednotka DUPLEX RD 1500/500 je umístěna v technické místnosti. Vedle jednotky je umístěn integrovaný zásobník tepla, jehož součástí je průtočný modul pro ohřev teplé vody (TUV). Dodávku tepla pro zásobník zajišťuje kotel na dřevo o výkonu 15 kW. Pro temperování v době nepřítomnosti nebo pro letní ohřev vody je možno vodu v zásobníku ohřívat elektrickým topným tělesem o výkonu 4,5 kW. Dále jsou obě koupelny (přízemí i podkroví) vybaveny topnými žebříky zapojenými do samostatného topného okruhu.

Hydraulické schéma topné soustavy

Legenda ke schématu:

1 kotel na dřevo 15 kW
2 integrovaný zásobník tepla
3 větrací a vytápěcí jednotka ATREA Duplex RD 1500/500
4 tlaková expanzní nádoba
5 topná smyčka v desce pece
6 topná smyčka v podlaze koupelny přízemí
7 topný okruh koupelnových žebříků (přízemí i patro)
8 termostatický směšovací ventil s ručním nastavením pro výměník jednotky Duplex
9 termostatický ventil pro ochranu kotle proti nízkoteplotní korozi - automaticky udržuje minimální teplotu zpátečky 60°C
10 pružinový pojistný ventil

Poznámka:
Uvedené názorné hydraulické schéma je zjednodušené a nemá zakresleny některé prvky, které by schéma příliš komplikovaly. Jsou to např. odvzdušňovací ventily, zpětné klapky a další funkčně méně podstatné prvky.

Způsob regulace soustavy

Při návrhu regulace jsem vycházel ze základní podmínky, aby byla co nejjednodušší z pohledu obsluhy i náchylnosti na případné poruchy. Základem je tedy standardní regulace větracího a vytápěcího režimu dodávaná s jednotkou Duplex. Ta má pět nastavitelných režimů vytápění a větrání. Její obsluha je jednoduchá a příjemná.
Druhým regulačním prvkem je prostorový termostat, který zapíná a vypíná oběhové čerpadlo dodávající topnou vodu pro výměník větrací jednotky Duplex. Teplota vody je pevně nastavena podle projektu (např. 38 °C) na termostatickém ventilu při základním zaregulování a uvedení do provozu servisním technikem firmy ATREA. Prostorový termostat udržuje teplotu v celém objektu podle nastavené požadované teploty v místnosti, kde je termostat umístěn. Volba té správné (referenční) místnosti je důležitá; podle mé zkušenosti je výhodné zvolit tu nejchladnější místnost. V našem domě je touto místností ložnice v přízemí. Zkušenost z topného období je ta, že se při nastavené teplotě v ložnici 18 °C teplota v ostatních místnostech stabilně udržuje v rozmezí 21-22°C. V letním období je přirozeně vyšší. Ale ani při venkovních teplotách, které letos i na Šumavě na několik dnů vystoupaly na 32°C ve stínu, teploty v podkrovních místnostech nepřekročily 27 °C. V těchto dnech jsem pochopitelně trochu zalitoval, že jsem při stavbě zavrhl zemní výměník tepla.
Požadovaná teplota v koupelně (např. 24 °C) je nastavitelná podle potřeby druhým termostatem, umístěným v chladnější koupelně v přízemí. Ten v letním provozu ovládá oběhové čerpadlo okruhu koupelnových žebříků, v topném období pak podlahové vytápění. Topná smyčka v desce kuchyňské pece je zatím ovládána ručně. Později, po důkladnějším "osahání" vlastností asi doplním nějakou regulaci - např. časovým spínačem nezávislým na teplotě. I když regulace vypadá při popisu složitě, její obsluha je relativně jednoduchá. Stačí si prakticky odzkoušet a na každém ze dvou termostatů nastavit 2 programy - pobytový a temperovací pro dobu nepřítomnosti delší než 1 den. V temperovacím režimu není k dispozici teplo z kotle na dřevo a potřebné teplo pro větrací jednotku zajišťuje elektrická topná vložka v integrovaném zásobníku vody. Tu je samozřejmě možné používat i v letním období. Kvůli přebytkům palivového dřeva jsme ale i během letošního léta používali ohřev zásobníku kotlíkem na dřevo.

Šumavská "pec" pro podmínky nízkoenergetického domu

Jedním z přání při plánování stavby bylo mít v domě opravdovou šumavskou pec. Dost jsem se s tím natrápil a nakonec jsem se rozhodl pec nestavět. Důvodem byly jednak vysoké nabídkové ceny té "opravdové" pece od kamnářských firem, jednak obava z umístění pece jako zdroje tepla v nízkoenergetickém domě. Rozhodnutí se ukázalo jako správné. Sálavý zdroj tepla v klasické kamenné šumavské chalupě je, jak jsem si měl možnost vyzkoušet, velmi příjemné zařízení. Tepelné zisky od této skutečné pece by ale zcela jistě zvedaly teplotu v kuchyni nad příjemnou hodnotu a její využití by tudíž bylo velmi nízké.

Jako náhrada pece byla zvolena upravená, vzhledově podobná "pec". Postavil jsem ji velmi jednoduše v podobě armované betonové desky posazené na soklu z plynosilikátových příčkovek. V desce je zalita jedna topná smyčka z plastové trubky pro podlahové topení (REHAU Ø16 mm) protékaná topnou vodou z akumulačního zásobníku tepla. Pod deskou je ze strany zádveří umístěn kotel na dřevo, ze strany kuchyně pak jsou v soklu vytvořeny dvě niky. Ta vlevo pro elektrickou troubu, pravá bude po dokončení sloužit jako sušárna (houby, ovoce, starý chléb apod.). Ve spodní části této niky je vidět růžek výústky teplovzdušného vytápění. Tuto falešnou "pec" dnes ještě čeká dokončení doplňků jako je dřevěná lavice v čele pece se schůdkem pro snadnější výstup, zákryt komínku od kotle, nebo dvířka k sušárně. Pak bude jistě i estetickým doplňkem interiéru kuchyně. Snad jednou (až bude čas) bude sloužit i k svému původnímu historickému účelu - k lenošení.

Ohřev teplé vody

Teplá voda pro kuchyň a koupelny je ohřívána v integrovaném zásobníku tepla, ve kterém je vložen průtočný výměník o objemu asi 60 l. Tento objem ohřáté vody je okamžitě k dispozici a dalších 60 - 150 l (v závislosti na stupni nahřátí zásobníku) se dohřeje při odběru. Vzhledem k tomu, že zásobník je převážně ohříván kotlem na dřevo, je před vstupem teplé vody do rozvodů zcela nezbytné zařadit termostatický směšovací ventil pro omezení maximální teploty vody. Armatura, v mém případě značky DUCO funguje při odběru teplé vody dobře. Nastavená teplota je spolehlivě dodržena. Směšování bohužel už správně nefunguje, když teplá voda není odebírána a ventilem protéká jen malé množstvím vody dopravované cirkulačním čerpadlem okruhem cirkulace a poté zpět do zásobníku. Takže když je zásobník nahřát na vyšší teplotu a zapnuta cirkulace vody, začne po otevření výtokové baterie vytékat voda opravdu horká o teplotě blízké teplotě akumulované vody v zásobníku. Teprve po vypláchnutí potrubí teplé vody začne téci teplá voda o teplotě nastavené na směšovacím ventilu. Cirkulace teplé vody je vůbec problém. Možná právě díky této chybě (směšovacího ventilu nebo jeho zapojení) jsem zjistil, že spotřeba tepla pro tuto cirkulaci je velmi vysoká a prakticky ji, prozatím nepoužíváme. Určitě je možno ji snížit časovou, teplotní, nebo jinou (viz diskuze TZB-info) regulací chodu čerpadla. Časem na ni asi dojde, zatím ale zjišťujeme, že i bez cirkulace "lze žít".

Voda a kanalizace

Zásobování domu vodou je z vlastní vrtané studny o hloubce 15 m. Studna je vybavena ponorným čerpadlem, jehož instalace, zapojení i dosavadní provoz byl zatím bez jakýchkoliv problémů. Pro odpadní vody byla v podmínkách stavebního povolení uložena vyvážecí jímka. Zvolil jsem plastovou jímku, kterou lze po vyřízení příslušných (!) povolení přestavět na domovní čističku. Vnitřní rozvody vody jsou provedeny z měděných trubek spojovaných měkkým pájením. Vnitřní i venkovní kanalizace pak z hrdlových plastových trubek těsněných pryžovými kroužky.

Co bych udělal jinak?

Kdybych řešil rozvody teplé vody znovu, použil bych asi namísto cirkulace teplé vody ohřev potrubí teplé vody samoregulačním topným kabelem pro krátký úsek od zásobníku do koupelen a dále malý 5 l zásobníkový elektrický ohřívák pod kuchyňským dřezem pro vzdálenější kuchyň. Ten by bylo možné napojit na přívodu na potrubí teplé vody. Popř. bych "cirkulaci" úplně vypustil.

Řešení vytápění a větrání bych koncepčně asi nijak neměnil. Teplovzdušné vytápění spojené s přívodem ohřátého teplého vzduchu je uživatelsky velmi příjemné a jeho doplnění o nízkoteplotní sálavou plochu pece a podlahové vytápění v koupelně vytváří opravdu luxusní vnitřní prostředí pro bydlení. Možná trochu nadbytečné jsou koupelnové žebříky. Pro letní sušení ručníků by jistě bylo možné najít jiné řešení.

Zařízení, které bych docela uvítal v horkých letních dnech, je zemní výměník tepla. Pokud by se zahrnul do projektu a jeho instalace skloubila s výkopovými pracemi - např. přípojkou vody od studny, byly by investiční náklady poměrně nízké. Všem doporučuji realizovat při stavbě a nenechávat "na pozdější dobu".

Dům umístěný prakticky uprostřed lesů má svoje specifikum v tom, že se přímo nabízí využití dřeva jako zdroje energie pro vytápění a ohřev teplé vody. Příprava dřeva, rozdělání a udržování ohně jsou totiž práce, které mne baví a obohacují daleko víc, než třeba návštěva posilovny. Znovu bych asi volil tuto koncepci - nízkoenergetický dům - kotel na dřevo - akumulační zásobník tepla - teplovzdušné vytápění a doplňkové nízkoteplotní sálavé vytápění.

V případě, že bych ale nestavěl v těchto specifických podmínkách, zcela jistě bych dnes volil nikoliv nízkoenergetický ale pasivní dům. V porovnání s dnešním nízkoenergetickým domem by se zvýšené náklady na solární kolektory, zemní výměník tepla, lepší okna a jen o něco lepší izolační vlastnosti obvodových konstrukcí jistě z části kompenzovaly sníženými náklady na zdroj tepla (např. malé elektrické topidlo, malá krbová kamna na dřevo nebo peletky) a zjednodušením celé vytápěcí soustavy. Hlavní předností pasivního domu oproti NED jsou pak ale nižší provozní náklady po celou dobu životnosti domu.
To je ale názor, který mám dnes, po zkušenostech s vlastní stavbou a získání informací o pasivních domech. Ještě před 2 - 3 lety jsem pasivní dům považoval ze určitý módní výstřelek architektů a nadšenců. Tak jako ho dnes posuzuje a ještě dlouho bude posuzovat většina stavebníků i projektantů.