Konference Tepelná ochrana budov 2011 o aktuálních tepelnětechnických požadavcích a trendech

Pozornost diskutujících se soustředila především na zabezpečení tepelně-technických vlastností stavebních konstrukcí, na teoretické problémy související s uplatňováním výpočtových metod. Přednášející nabízeli příklady výstavby nových budov, obnovy stávajících budov v úrovni nízkoenergetických staveb s možností dalšího snižování spotřeby energie. Přestože byla konference určená převážně pracovníkům výzkumu, vývoje a vysokých škol, nechyběla ani odborná veřejnost, projektanti, realizátoři staveb, energetici, přímí účastníci procesu výstavby, správci bytových domů a bytových družstev a společenstev vlastníků bytů, soudní znalci a odborně způsobilé osoby na energetickou certifikaci budov. "Máme radost zejména z velkého počtu mladých lidí," poznamenala v rozhovoru pro TZB-info prof. Ing. Zuzana Sternová, PhD., odborný garant konference. Ve svém úvodním projevu se krátce zmínila o historii konference a o dalším vývoji české a slovenské revize norem, která se od roku 1993 uskutečňuje samostatně, nikoli však odlišně, ale v rámci jednotného systému výpočtových metod, které jsou dány evropskými normami souvisejícími se směrnicí č. 2002/91/ES.

"Společně řešíme povinnost implementace přepracovaného znění směrnice 2010/31/EU o energetické náročnosti budov. Ustavujeme další požadavky na snižování a skutečnou spotřebu energie při užívaní budov. V návaznosti na přepracované znění vydala Evropská komise v prosinci roku 2010 Mandát M/480 EN pro CEN na vypracování a přizpůsobení norem pro výpočet integrované energetické hospodárnosti a podporu energetické efektivnosti. Činnost v oblasti tepelné ochrany budov není tedy jen pouhou deklarací zařazení budovy do energetické třídy, souvisí také s dimenzováním stavebních konstrukcí, se součinností všech stavebních konstrukcí a zabudovaných materiálů ve vzájemné interakci, se zohledněním klimatických podmínek a podmínek v užívaném vnitřním prostředí tak, aby byla zabezpečena nízká spotřeba tepla a podmínky tepelné pohody. Akceptujeme změny jako skutečnou výzvou pro zodpovědný přístup ve využívání poznání daných vědních disciplín a jejich aplikací v navrhování budov a potvrzování principů v reálných podmínkách užívání budov," uvedla na úvod prof. Sternová.

1. tematický okruh: právní a technické předpisy související s požadavky na tepelnou ochranu a energetickou hospodárnost budov

V prvním tematickém okruhu mohli návštěvníci vyslechnout celou řadu příspěvků na dané téma. Za všechny přednášky, které budeme dále na našem serveru publikovat, je třeba zmínit souhrn a hodnocení stavu implementace na Slovensku od Ing. Aleny Ohradzanské z Ministerstva dopravy, výstavby a regionálneho rozvoja Slovenskej republiky, odboru stavebníctva. Připomněla kromě jiného i bariéry a slabá místa související se zabezpečením nastíněných úloh. "Porovnáme-li text zákona a přepracované znění směrnice, lze říci, že většina článků je už zapracovaná ve znění platného zákona. Je třeba pracovat hlavně na výpočtu nákladově optimálních úrovní minimálních požadavků na energetickou úsporu a na ustanovení článku souvisejícího s budovami s téměř nulovou spotřebou energie. Úkoly a požadavky potřebují nejen řádnou úpravu, ale také aktualizaci ve vládní Koncepci energetické hospodárnosti budov do roku 2010 s výhledem do roku 2020. Nestačí pouhé promítnutí požadavků do právních předpisů, stejně jako nestačí stanovit pouze technické parametry, které mají splňovat budovy s téměř nulovou spotřebou energie, abychom dosáhli toho, že nová výstavba bude po roce 2020 v tomto standardu," uvedla ve své příspěvku Alena Ohradzanská.

Podobné hodnocení za Českou republiku nabídl dále ve svém příspěvku Ing. Petr Kučera z pražského Centra stavebního inženýrství a dodal navíc informace o Národním akreditačním orgánu, který spustí nový systém s platností od července tohoto roku. Akreditaci bude provádět ve správním řádu v souladu s požadavky evropské akreditace. K tomuto aktu je zpracován metodický pokyn NAO, který vychází z ČSN EN 16001 Systémy managementu hospodaření s energií. Tato norma je aplikovatelná v jakékoliv organizaci, která chce zajistit soulad s energetickou politikou a potřebuje tento soulad prokázat dalším stranám.

Z obsáhlého příspěvku prof. Zuzany Sternové, který tento blok ukončil a předznamenal další odborné debaty, je třeba uvést alespoň návrh na doporučené požadavky tepelné ochrany, které se týkají změn stavebních konstrukcí s dopadem na tepelnětechnické vlastnosti. Týká se to veškerých stavebních konstrukcí a budov. Nutné je zohlednit především tvar budovy (i různé kategorie budovy), podíl jednotlivých stavebních konstrukcí, tepelnětechnické vlastnosti otvorových konstrukcí s možnou změnou vlastností rámů a zasklení, včetně prostupnosti slunečního záření, tepelnětechnických vlastností obvodového a střešního pláště či vnitřních konstrukcí a podlahy. Podle prof. Sternové bude ale třeba zavést i další kritéria: například součinitel přestupu tepla U_pr, doporučené hodnoty faktoru tvaru jednotlivých kategorií budov (zavedení pojmu referenční budovy), poměru tepelných zisků a tepelných ztrát, teplotní faktor f_Rsi, vliv sálavé složky (emisivity) na přestupové veličiny.

2. tematický okruh: nové stavební materiály a konstrukce na zlepšení tepelné ochrany budov

Informačně nabitý program druhého tematického okruhu zahájil doc. Dr. Ing. Zbyněk Svoboda svým příspěvkem s názvem Anizotropní tepelná vodivost zdiva z dutinových tvarovek. Keramické tvarovky s vertikálně orientovanými dutinami totiž patří k velmi často používaným. Doc. Svoboda hovořil o tom, že výrobci standardně uvádějí pouze ekvivalentní tepelné vodivosti ve vodorovném směru kolmo na povrch stěny, což ve většině běžných případů postačuje, protože tepelný tok přes zdivo je obvykle orientován právě takto. Při posuzování řady tepelných vazeb (např. atik, založení stěn, ale i běžných rohů) je nicméně potřebné znát i ekvivalentní tepelné vodivosti zdiva ve zbylých dvou směrech, protože k šíření tepla dochází i ve svislém směru a ve směru rovnoběžném s povrchem stěny.

"Uvažuje-li se tepelná vodivost zdiva shodná ve všech směrech, mohou výsledky posouzení podobných detailů vykazovat citelné chyby. Struktura dutinových tvarovek je totiž optimalizována pro šíření tepla kolmo k povrchu stěny a zdivo proto vykazuje ve zbylých směrech obvykle horší tepelné vlastnosti. Příčinou jsou sice především přímo probíhající stěny voštin, ale svou roli sehrává i konvekce ve větších svislých vzduchových dutinách," vysvětloval doc. Svoboda, aby pak v závěru potvrdil, že na základě výsledků detailního CFD výpočtu modelového i skutečného zdiva lze očekávat, že tepelná vodivost zdiva z dutinových tvarovek typu Therm se bude pohybovat zhruba kolem dvojnásobku tepelné vodivosti uváděné výrobcem. Z hlediska praktických výpočtů má toto zjištění ovšem význam pouze pro nezateplené stěny - jakmile je na stěnu aplikováno vnější zateplení, význam anizotropie je prakticky zanedbatelný.

Na téma nové české technické normy pro připevňování ETICS vystoupil dále předseda představenstva Cechu pro zateplování budov ČR Ing. Milan Machatka. Upozornil na nesprávné postupy, připomněl, že správné upevnění ETICS na podkladu je zásadním předpokladem pro zajištění zdraví a bezpečnosti lidí a dlouhodobé životnosti stavebního díla. Upozornil, že v roce 2009 skončila platnost soustavy českých norem pro stanovení zatížení a navrhování stavebních konstrukcí. V současné době platí už jen normy řady EN 1990 (Eurokódy). Tato změna ovlivňuje i upevňování ETICS, a to konkrétně požadavky normy ČSN EN 1991-1-4 - Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem. Cech pro zateplování budov ČR proto inicioval řešení nové technické normy ČSN 73 2902 Vnější tepelně izolační kompozitní systémy (ETICS) - Navrhování a použití mechanického upevnění pro spojení s podkladem. V současné době je norma již platná a její účinnost byla stanovena od 1. května 2011. Svým příspěvkem rozpoutal Ing. Machatka debatu o nových možnostech zateplování hlavně mezi zástupci bytových družstev. Hovořil o přesném navrhování mechanického upevnění ETICS hmoždinkami s postupem podle existujících technických specifikací a se zjednodušeným postupem podle tabulek v ČSN 73 2902.

3. tematický okruh: tepelná ochrana stavebních konstrukcí a budov - výpočtové metody

Výpočtové metody mají své pevné místo na každé vědecké konferenci. Vstupní přednáška tohoto bloku seznámila přítomné s metodami výpočtu energetické náročnosti budov ve vazbě na směrnici EP a RADY 2010/31/EU. Ing. Jaroslav Šafránek z pražského Centra stavebního inženýrství ukázal na příkladech nástrahy při dosahování pasivního a nulového standardu. Z provedeného hodnocení bylo patrné, že při dodržení výpočtového postupu podle současné metodiky hodnocení energetické náročnosti budovy je dosažení pasivního standardu a "nulového" standardu technicky těžko dosažitelné. Je to dáno podle Ing. Šafránka jednak vysokou energetickou náročností vytápění a osvětlení a vnějšími výpočtovými teplotami. "Protože další zvyšování tlouštěk tepelněizolačních vrstev je z hlediska snižování tepelných ztrát nereálné, nabízí se jediné řešení, a to je pokrytí energetických požadavků na vytápění budov netradičními formami energií, například tepelných čerpadel s fotovoltaickými systémy apod.," uvedl.

Tématem k diskusi nad výpočty byl i příspěvek Ing. Romana Šubrta ze sdružení Energy Consulting, jehož příspěvek se věnoval stacionárnímu a nestacionárnímu vedení tepla hmoždinkami v ETICS a jejich vlivu na rozdílné povrchové teploty zateplovacích systémů a na tepelně izolační vlastnosti ETICS. Výpočet prováděl programem QuickField 5.7 v souřadnicovém systému r, z. Daný postup zvolil proto, že při výpočtu může dle jeho interpretace vlivem drobných nepřesností v numerickém modelu dojít k mírně rozdílným tepelným tokům, což by mohlo ovlivnit přesné stanovení bodového činitele prostupu tepla. Příspěvek vyvolal velkou diskusi zejména o vstupních hodnotách systému. Informace lze najít na internetových stránkách společnosti.

4. tematický okruh: tepelnětechnické vlastnosti stavebných konstrukcí a budov, spotřeba energie, hygienické problémy - měřící metody

Informačně bohatý byl i další tematický okruh. Stejně jako v ostatních případech zaujala přítomné celá řada příspěvků. Za všechny snad připomenutí výsledků experimentálního měření průběhu teplot ve skladbě střechy s opačným pořadím vrstev, kde byla v první fázi nainstalována teplotní čidla v jednotlivých vrstvách střechy nad hydroizolací a teplotní čidla na měření teploty venkovního vzduchu a srážek. Ve druhé fázi byla nainstalována teplotní čidla na vnitřní povrch střešní konstrukce. Na základě získaných dat z měření popsal Ing. Vladimír Vymětalík ve vybraných časových intervalech reálný vliv proudění vody mezi tepelnou izolací z extrudovaného polystyrenu a hydroizolační vrstvou jak na vnitřní povrchové teploty, tak na tepelněizolační schopnost střešní konstrukce. Spoluautorem textu, který vám na našich stránkách nabídneme, byl doc. Ing. František Kulhánek, CSc. "Při navrhování střech s opačným pořadím izolačních vrstev je třeba vždy k součiniteli prostupu tepla střechy použít korekci součinitele prostupu tepla zohledňující vliv proudění vody mezi tepelnou izolací a hydroizolační vrstvou dle ČSN EN ISO 6946," upozorňuje Ing. Vladimír Vymětalík.

Rizikům při určování skutečné hodnoty součinitele přechodu tepla stavebních konstrukcí (U) v podmínkách in situ se věnoval doc. Ing. Marián Flimel, CSc., z košické FVT TU. Rizika konkretizoval pro nedestruktivní metodu měření tepelného toku, ze které výpočtem určil hodnotu U. Výstupem byl návod na postup na optimálního určování hodnoty U. Samotná metoda ovšem není aplikovatelná po celý rok, není vždy možné zabezpečit podmínky pro měření v doporučeném postupu. Doc. Flimel ji doporučuje pouze pro laboratorní podmínky. Komplexní výsledky lze najít v časopise Vytápění, větrání, instalace (4/2010, 166-169s).

5. tematický okruh: nízkoenergetické a pasívní budovy - příklady technických řešení

Favoritem pátého tematického bloku byl příspěvek profesora Jana Tywoniaka. Nebyl sice přednesen osobně, ale objevil se ve sborníku. Profesor Tywoniak upozorňuje na to, že nyní připravená revize základní tepelnětechnické normy ČSN 73 0540-2 reaguje mimo jiné na novou směrnici o energetické náročnosti budov (2010/31/EU - EPBD II). Předběžně definuje nulové domy a domy blízké nulovým. Je současně koncipována tak, aby v oblasti požadovaných hodnot součinitele prostupu tepla nedošlo k žádným skokovým změnám, a přitom aby ukazovala předpokládaný budoucí vývoj. Rozšířena je dále informativní kapitola s definicí pasivní budovy a pokyny pro navrhování.

Za zmínku jistě stojí i praktické realizace, které přednesli další účastníci. Zajímavým počinem je například obnova základní školy v okrese Spišská Nová Ves. Tepelnětechnický výpočet tady prokázal, že spotřeba tepla činila původně 174,15 kWh/(m².a). Prezentované změny byly zaměřené na zlepšení tepelné ochrany stavebných konstrukcí a návrh řádného větrání s rekuperací. Podle výpočtu bylo dosaženo snížení měrné potřeby tepla na vytápění o 157,59 kWh/(m².a). Měrná potřeba tepla na vytápění pro navrhovaný stav tedy činí 16,56 kWh/(m².a). Úspora v takovémto případe představuje vzhledem na mimořádně nepříznivý původní stav budovy 91 %.

Své řečníky měli na konferenci i zástupci Facility Managentu, kteří mají velký vliv na prostředky dosažení předpokládaných energetických úspor. Poukázali na důležitost regulační techniky řízení a vyhodnocování spotřeby energie. Konstatovali, že pouze zvyšování úrovně izolačních schopností budovy nezajistí automaticky snížení její energetické spotřeby.

Závěr

Závěrečné hodnocení konference proběhlo za účasti organizátora a přímých účastníků konference. Ocenili úsilí všech přednášejících a vyjádřili potěšení, že mladá generace bere úspory jako samozřejmost a je připravena hledat detaily a dílčí vylepšení. Ing. Jiří Šála, CSc., vyzdvihl kromě jiného i to, že s účinností od 1. 5. 2011 byla vydána s podporou CZB technická norma ČSN 73 2902 Vnější tepelně izolační kompozitní systémy (ETICS) - Navrhování a použití mechanického upevnění pro spojení s podkladem. Norma navazuje na ČSN 73 2901 Provádění vnějších tepelně izolačních kompozitních systémů (ETICS) a podrobně specifikuje postup při navrhování a použití mechanického upevnění ETICS hmoždinkami pro systémy s charakteristickou plošnou hmotností vnějšího souvrství nejvýše 20 kg m^-2.

Některé přednášky z konference Tepelná ochrana budov 2011 (Vysoké Tatry dne 5. a 6. května) vám postupně nabídneme v recenzované části rubriky Stavba.