Větrání a vytápění nízkoenergetických a pasivních obytných staveb (část 1.)
Nízkoenergetické (NED) a pasivní domy (PD) se v zemích EU postupně stávají standardem nové výstavby. Již to nejsou experimenty, ale zcela běžná masová produkce obytných sofistikovaných budov, kterých jen v pasivním standardu v Německu, Rakousku a Švýcarsku jsou již tisíce a jejich počet se každoročně zdvojnásobí.
Pořizovací náklady pasivních domů jsou přitom jen o 5 až 7 % vyšší než u běžné produkce, ale spotřeba energie na vytápění je až o 90 % nižší! Dalšími efekty z výstavby PD je možnost úplného vypuštění klasických topných systémů, výrazné navýšení komfortu bydlení, kvalitní řešené větrání bez průvanu, vyšší efekt využití obnovitelných zdrojů energií.
V několika dílech odborného textu vás podrobněji seznámíme se základními parametry nízkoenergetických a pasivních budov.
Parametry moderních nízkoenergetických a pasivních budov jsou uvedeny v tabulce č. 1.1:
| Parametr | jednotka | stará výstavba | nízkoenergetické (NERD) | energeticky pasivní (EPD) |
|---|---|---|---|---|
| spotřeba tepla na vytápění a větrání (RD 140 m2) |
kWh/rok | až 25 000 | až 9 800 | < 2 100 |
| měrný výpočtový příkon tepla pro vytápění a větrání | W/m2 | > 110 | 20 - 40 | < 10 |
| měrná spotřeba tepla - pro ÚT vytápění a VZT větrání |
kWh/m2/r | 170 - 220 | 30 - 70 | ≤ 15 |
| měrná spotřeba tepla - pro ohřev TUV |
kWh/m2/r | 35 | < 20 | 10 - 15 |
| měrná spotřeba elektrické energie - v domácnosti (El) | kWh/m2/r | 30 | < 20 | 10 - 15 |
| souhrnná měrná spotřeba (ÚT+VZT+TUV+El) |
kWh/m2/r | 235 - 285 | 70 - 110 | 35 - 45 |
| souhrnná spotřeba primárních paliv PEZ | kWh/m2/r | - | - | < 120 |
| minimální požadovaný součinitel prostupu tepla - stěnou | W/m2/K | - | < 0,18 | < 0,12 |
| minimální požadovaný součinitel prostupu tepla - okna | W/m2/K | - | < 1,0 | < 0,85 |
| vzduchotěsnost budovy podle n50 | h-1 | - | < 1,0 | < 0,6 |
CHARAKTERISTIKA TEPLOVZDUŠNÝCH A VĚTRACÍCH SOUSTAV
Ve výstavbě nízkoenergetických a pasivních domů, se dnes v Evropě uplatňují dva systémy:
- rovnotlaký větrací systém s rekuperací a ohřevem (většinou však doplňovaný dalším zdrojem tepla v místnostech)
- cirkulační systém teplovzdušného vytápění s řízeným podílem čerstvého vzduchu a rekuperací tepla
V tab. 2.1. jsou uvedeny charakteristické vlastnosti obou systémů z hlediska zajištění požadovaných funkcí a mikroklimatu v rodinném domě:
| požadovaná funkce | rovnotlaký větrací systém s rekuperací a dohřevem | systém cirkulačního teplovzdušného vytápění s řízeným větráním a rekuperací |
|---|---|---|
| vytápění obytných prostor | zajišťuje přívod teplého vzduchu (pro NED vždy s externí otopnou soustavou | zajišťuje přívod teplého vzduchu současně s větráním (v EPD přechází do rovnotlakého větrání s ohřevem) |
| větrání obytných prostor | čerstvý vzduch je přiváděn potrubním systémem do obytných místností | čerstvý vzduch je přiveden do cirkulačního vzduchu a do obytných místností (v EPD větrá bez cirkulace) |
| regulace teploty v místnostech | vyžaduje oddělenou regulaci externí otopné soustavy | zajištěna v určitém rozsahu snadnou regulací podlahových výústek |
| zajištění optimální relativní vlhkosti obytných prostor | problematické při plném dimensování větrání pro každou místnost (bez ohledu na obsazení) | vhodné při řízeném přívodu větracího vzduchu podle čidel rh, CO2, TVOC |
| odvětrání sociálních zařízení | odpadní vzduch je odsáván z WC, koupelny a kuchyně a přiváděn do jednotky | odpadní vzduch je odsáván z WC, koupelny a kuchyně a přiváděn do jednotky samostatným potrubím |
| dohřev větracího vzduchu | zajišťuje externí potrubní ohřívač (vodní, elektrický) | společně s cirkulačním vzduchem v teplovodním výměníku jednotky |
| dimenzování celkového množství větracího vzduchu | přívod nutno dimenzovat dle předpokládaného nejvyššího obsazení každé místnosti | vzhledem k vnitřní cirkulaci lze dimenzovat pouze na počet osob v celém domě |
| rozvod interních a externích zisků | neumožňuje přímý rozvod zisků bez současného větrání a vysoušení prostor | účinný rozvod při intensivní cirkulaci vzduchu v celém domě, s řízeným větráním |
| noční předchlazení obytných prostor | málo účinné při nízkém průtoku větracího vzduchu | účinné při intenzivním přetlakovém provětrání |
| využití zemního výměníku tepla | omezený chladící účinek při nízkém průtoku venkovního vzduchu | velmi účinné chlazení při cirkulaci vzduchu přes cirkulační zemní výměník s redukcí tvorby kondenzátu |
| využití VZT jednotky jako zdroje tepla/chladu | nutný externí potrubní ohřívač | dokonale umožňuje vestavěnými registry pro funkci vytápění i chlazení |
PŘEHLED SPOTŘEB ENERGIÍ V STANDARDNÍM PASIVNÍM RODINNÉM DOMĚ
Pro standardní velikost běžného rodinného domu s užitkovou plochou Fu = 150 m2, při obsazení 4 osobami, a standardním vybavením úspornými elektrospotřebiči lze uvažovat s následující celkovou roční spotřebou energií:
Vytápění a větrání (qn = 15 kWh/m2/r; vnitřní započítatelné zdroje q = 2,1 W/m2):
| ΣQÚT = Fu.qn = 150.15 = | ....................... | 2250 kWh/r |
Ohřev teplé užitkové vody (p = 40 l/den/os; ohřev na 50°C):
| ΣQTUV = n.p.c.Δt.10-3. 365 = 4.40.1,16.(50-10).10-3.365 = | ....................... | 2700 kWh/r |
Provozní energie (režie domácnosti):
| dle standardů EÚ (a ČEZ) je celková spotřeba ΣQR = | ....................... | 3500 kWh/r |
Z toho jednotlivé spotřebiče se podílí:
| - chladnička | 365 kWh/r |
| - mraznička | 620 kWh/r |
| - el. sporák, trouba | 225 kWh/r |
| - stand - by spotřebičů | 220 kWh/r |
| - rychlovarná konvice | 190 kWh/r |
| - myčka nádobí | 150 kWh/r |
| - žehlička | 120 kWh/r |
| - pračka (cca) | 560 kWh/r |
| - ostatní (TV, PC, osvětlení) až | 850 kWh/r |
| Souhrnná spotřeba energií v PD | ....................... | 8450 kWh/r |
V PŘÍŠTÍM DÍLE UKÁŽEME DIMENZOVÁNÍ VĚTRACÍHO SYSTÉMU NÍZKOENERGETICKÝCH A PASIVNÍCH DOMŮ
Low energy (LEB) and passive buildings (PB) are becoming standard for new constructions in EU countries. They aren't experiments anymore, but absolutely ordinary mass production of sophisticated residential buildings. Only in Germany, Austria and Switzerland there are already thousands of buildings that meet the passive standard and their number doubles every year. The cost of passive buildings is only 5-7 % higher than those of conventional ones, and yet, their consumption of energy and heating is up to 90 % lower!