Reklama

Pasivní domy. Jaké jiné?

10.8.2009

Prof. Ing. Jan Tywoniak, CSc.

Fakulta stavební ČVUT v Praze

Recenzovaný

Dřevostavby obhájí dosavadní náskok jen díky dalšímu a systematickému zlepšování svých vlastností. S tím do určité míry souvisejí způsoby výpočtového posuzování stavebně-energetické kvality. Po energetických výpočtech se však chce v podstatě nemožné - měly by být současně výstižné i rychlé, zahrnovat veškeré energetické děje v budově a přitom být použitelné všemi.

Reklama

Vzhledem k celkově rostoucímu zájmu o energeticky úsporná řešení obhájí dřevostavby svůj určitý dosavadní náskok jen díky dalšímu a systematickému zlepšování svých vlastností. S tím do určité míry souvisí i způsoby výpočtového posuzování jejich stavebně-energetické kvality [1]. V nedávné době byly zpracovány nové podklady sloužící zpřesnění postupu výpočtů a jednoduchému zatřídění dosažené úrovně řešení.

Výpočty energetických bilancí budov

Po energetických výpočtech se vlastně chce nemožné - měly by být současně výstižné i rychlé, zahrnovat veškeré energetické děje v budově a přitom být použitelné všemi. S určitým nadhledem je možné výpočty podle účelu rozdělit do následujících skupin:

optimalizační (slouží k hledání nejlepšího řešení),
deklarativní (slouží k zatřídění dosažené úrovně řešení podle smluveného klasifikačního schématu),
analytické (především pro rekonstrukci skutečných dějů v budově, pro porovnání s naměřenými hodnotami).

Bohužel je k nim možné přiřadit i skupinu další:

spekulativní (slouží k oklamání zákazníka, k oklamání poskytovatele dotace z veřejných prostředků apod.)

Metodika výpočtu a hodnocení

Metodika výpočtu, která byla pro rodinné domy nedávno publikována ve formě TNI 73 0329 [2] (viz tabulka) a která je ve finálním stavu přípravy pro domy bytové (TNI 73 0330) [3], patří do kategorie b) výše uvedeného rozdělení metod. Jedná se o zjednodušený výpočet za smluvních podmínek. Takový výpočet nemusí (nesmí) být příliš komplikovaný, důležitější je jednoznačnost.

Tepelné ztráty a zisky

V bilanci tepelných ztrát a zisků se obecně jeví jako snazší stanovení ztráty prostupem tepla (závisí na velikosti ploch, součinitelích prostupu tepla, venkovních teplotách). Potíže přetrvávají ve stanovení míry, jak zahrnovat vlivy vícerozměrného vedení tepla v oblastech tepelných mostů a tepelných vazeb (metodika k tomu dává vodítko) a v zodpovědnosti při užití hodnot tepelné vodivosti materiálů. Se smluvním způsobem užívání již do značné míry souvisí hodnoty tepelné ztráty větráním.

Výrazně komplikovanější situace je při stanovení tepelných zisků: Tepelné zisky od osob a elektrických spotřebičů významně souvisí s chováním osob. Pasivní solární zisky závisí na mnoha parametrech (skutečná velikost transparentních ploch vystavených Slunci, s uvážením vlivu stínění a clonění vlastní budovou, včetně okenních ostění, okolními budovami a zelení, okolním terénem). Jsou navíc vzhledem k pohybu Slunce v průběhu roku proměnlivé. Publikované tabelované hodnoty pak nemusí být dostatečně přesné pro budovy s výrazně kratším otopným obdobím. Další zásadní komplikací je nemožnost skutečně kvalitní předpovědi do budoucna - při možné změně okolní zástavby a vzrůstu zeleně.

Model a zatřídění výsledků

TNI 73 0329 a TNI 73 0330 záměrně nepopisují žádný nový výpočetní model. Shromažďují pravidla pro provedení výpočtu, připomínají některá z nich, která jsou rozmístěna po různých technických normách, doplňují chybějící. Vychází se ze souboru technických norem, zejména ČSN 73 0540:4, ČSN EN ISO 13790 (měsíční výpočet), ČSN EN ISO 13789, ČSN EN ISO 13370, ČSN EN ISO 6946.

Pro zatřídění hodnocené budovy se pak použije soubor kriterií, počínaje požadavkem na hodnotu součinitele prostupu tepla a konče požadavkem na hodnotu měrné primární energie potřebné na vytápění, přípravu teplé vody a pomocnou elektřinu. Využívá se v nejvyšší možné míře schématu hodnocení pasivních domů v modelu PHPP [4] užívaném především v Německu a Rakousku. Shodně s ním se využívá výpočtu energetické bilance podle ČSN EN ISO 13790.

Rodinné a bytové domy

Nejprve byla zpracována metodika pro rodinné domy. O pasivní rodinné domy byl dosud mezi projektanty a investory největší zájem, a přitom je zde při poctivém výpočtu dosažení (možná) vysněné hodnoty 15 kWh/(m²a) v českých podmínkách extrémně obtížné až nedosažitelné, při oprávněně konzervativním přístupu k reálné velikosti vnitřních tepelných zisků a pasivních solárních zisků, i dalším faktorům - viz výše. Za energeticky pasivní rodinný dům se pak považuje takový, který splní celý soubor kriterií, včetně potřeby tepla na vytápění do 20 kWh/(m²a) [2].

U bytových domů jsou odlišnosti zřejmé: Je třeba se podrobněji (a pokud možno jednoznačně) vypořádat s možnou přítomností nebytových podlaží v bytovém domě (vytápěný parter, sloužící často obchodům a službám, někdy ale také po delší období prázdný a nevytápěný), dát návod, jak co nejlépe zohlednit přítomnost nevytápěných prostorů, schodišť apod. Obtížnější je také formulovat zjednodušené stanovení potřeby pomocné energie na provoz energetických systémů v budově (vytápění a příprava teplé vody). U bytových domů vzhledem k jejich velikosti a přirozeně výhodnějšímu poměru mezi ochlazovanou obálkou budovy a velikostí celkové podlahové plochy již nebude tak obtížné dosahovat hodnoty měrné potřeby tepla na vytápění ve výši 15 kWh/(m²a) jako u domů rodinných.

Závěrem

Popsaná metodika pro rodinné domy se již stala součástí běžně užívaného software pro hodnocení energetické náročnosti budov (program ENERGIE 2009 [5]. Uživatel může použít jedenkrát připravených datových vstupů popisujících posuzovanou budovu a poté softwarovým tlačítkem zvolit typ výpočtu. Dobrý předpoklad k obdobnému doplnění má jistě i česká verze software PHPP [4]. Ne každý výpočtový program užívaný v ČR je dostatečně citlivý, aby mohl věrohodně hodnotit stavební kvalitu domu se skutečně velmi nízkou energetickou náročností.

Tlak na nízkou energetickou náročnost budov je jistě i impulzem pro intenzivní hledání efektivních řešení dřevěné konstrukce. Potřebujeme subtilní prvky v obvodovém plášti, aby nebránily umisťování tepelné izolace při přijatelné celkové tloušťce konstrukce, jen s minimálním narušením celistvosti. Potřebujeme taková řešení, která umožní vytvářet obálku budovy s velmi nízkou průvzdušností. I s ohledem na ambiciozní cíle nízkoenergetického stavění potřebujeme celkově velmi racionální (a levnější) nosnou konstrukci, založení atd. Vytvoříme-li takto "finanční prostor", můžeme bez nárůstu celkových nákladů do stavby umístit větší množství tepelných izolací, nejlepší dostupné výplně otvorů i pokročilé systémy technického zařízení budov.

Krátce: Pasivní domy ano, v co největším počtu, ale velmi racionálně řešené a také věrohodně výpočtem ověřené.

Literatura

[1] Tywoniak, J. a kolektiv: Nízkoenergetické domy 2. Principy a příklady. Grada 2008
[2] TNI 73 0329 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění - Rodinné domy. ÚNMZ, únor 2009
[3] TNI 73 0330 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění - Bytové domy. (předpoklad: duben 2009)
[4] PHPP2007. Passivhausprojektierungspaket. Passivhaus Institut Darmstadt, 2007
[5] ENERGIE 2009, software Svoboda
[6] Novák, J.: Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov. GRADA 2008

Jako energeticky pasivní rodinný dům se označuje dům, který splňuje požadavky č.1a, 1b, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Jako nízkoenergetický rodinný dům se označuje dům, který splňuje požadavky č.2, 5, 6. Požadavky 1a, 1b, 3 a 4 jsou u těchto domů doporučené. Požadavek 7 se nehodnotí. Základní požadavky ČSN 73 0540-2 musí být pochopitelně splněny také.

Č.	Jev, veličina	Značka	Jednotka	Požadavek	Způsob prokázání	Poznámka
Prostup tepla
1a	Součinitel prostupu tepla jednotlivých konstrukcí na systémové hranici	U	W/(m²K)	Doporučené hodnoty podle ČSN 730540- 2, pokud není výjimečně a zdůvodněně jinak.	Výpočet v souladu s ČSN 73 0540-4	Podle konkrétních podmínek se doporučuje splnění hodnot na úrovni 2/3 až 3/4 hodnot doporučených normou ČSN 73 0540-2 (2007).
1b	Střední hodnota součinitele prostupu tepla	U_em	W/(m²K)	U_em ≤ 0,22 pro energeticky pasivní domy U_em ≤ 0,35 pro nízkoenergetické domy	Výpočet v souladu s ČSN 73 0540-2	Podle konkrétních podmínek se pro energeticky pasivní rodinné domy doporučuje: U_em ≤ 0,15 # 0,18
Kvalita vzduchu a tepelná ztráta výměnou vzduchu
2	Přívod čerstvého vzduchu do všech pobytových místností	-	-	Zajištěn.	Kontrola projektové dokumentace, slovní hodnocení.
3	Účinnost zpětného získávání tepla z odváděného vzduchu	η	%	η ≥ 75	Podle ověřených podkladů výrobce technického zařízení (rekuperátoru)	V energetických bilančních výpočtech se užije hodnota snížená o 10 procentních bodů.
4	Neprůvzdušnost obálky budovy A. ve fázi přípravy stavby	n₅₀	[1/h]	n₅₀ = 0,6 pro energeticky pasivní rodinný dům, n₅₀ = 1,5 pro nízkoenergetický rodinný dům.	Kontrola projektové dokumentace, zejména úplné celistvosti vzduchotěsnicíh o systému.	Projektový předpoklad
4	B: po dokončení stavby	n₅₀	[1/h]	n₅₀ ≤ 0,6 pro energeticky pasivní rodinný dům n₅₀ = 1,5 pro nízkoenergetický rodinný dům	Měření metodou tlakového spádu a výpočet n₅₀ v souladu s ČSN EN 13829, metoda B.	Alternativně vyhodnocení pomocí vzduchové propustnosti budovy q₅₀. [6]
Zajištění pohody prostředí v letním období
5	Nejvyšší teplota vzduchu v pobytové místnosti	θ_i	°C	≤ 27	Výpočet podle ČSN 73 0540-4. Strojní chlazení se nepředpokládá.	Ve výpočtu se nezahrnuje chladicí efekt zemního výměníku tepla.
Potřeba tepla na vytápění
6	Měrná potřeba tepla na vytápění	E_A	kWh/(m²a)	≤ 20 pro energeticky pasivní dům, ≤ 50 pro nízkoenergetický rodinný dům	Výpočet podle ČSN EN ISO 13790 a dalších norem.	Doporučená hodnota pro energeticky pasivní dům: ≤ 15
Potřeba primární energie
7	Potřeba primární energie z neobnovitelných zdrojů na vytápění, přípravu teplé vody a technické systémy budovy	PE_A	kWh/(m²a)	≤ 60 pro energeticky pasivní rodinný dům, pro nízkoenergetický rodinný dům se nehodnotí	Výpočet podle [2]	Pozn.: Odlišně od výpočtu PHPP se sem nezapočítává elektrická energie pro domácí spotřebiče.