Energeticky efektívne domy využívajú na zníženie svojej prevádzkovej náročnosti niekoľko stratégií. Pokiaľ ide o energiu na vykurovanie, základom je zníženie tepelných strát domu (nielen prestupom cez obalové konštrukcie, ale aj vetraním), dopĺňa ho využitie energie prostredia, a to v prvom rade "pasívne" využitie slnečnej energie prostredníctvom stavebných konštrukcií v zime. V lete sa naopak snažíme solárne zisky obmedziť, aby sme zbytočne nemrhali energiou na chladenie.

Energiu z prostredia môžeme využiť aj na ohrev vody a čiastočne aj na prevádzku techniky a spotrebičov. Práve pri nich je však dôležitejšie využívanie úsporných technických riešení, napríklad kondenzačných kotlov, žiariviek namiesto žiaroviek či LCD panelov miesto klasických obrazoviek. Obalové konštrukcie stavby, niekedy nazývané aj obvodový plášť či tepelnoizolačná obálka, súvisia so všetkými týmito stratégiami šetrenia a v rozhodujúcej miere ovplyvňujú prevádzkovú náročnosť budovy.

Definovanie a funkcie "obalu" stavby
Obalové konštrukcie stavby tvoria nepriehľadné konštrukcie (obvodové steny a strecha, steny susediace s iným objektom či medzipriestorom, podlaha a suterénne steny v styku so zeminou, vstupné dvere a iné nepriehľadné výplne otvorov), priehľadné konštrukcie (okná a zasklené steny) a rôzne typy medzipriestorov (zimné záhrady, zasklené lodžie, pristavané nevykurované pomocné priestory). Pri všetkých konštrukciách sa snažíme minimalizovať prestup tepla cez ne či už vedením alebo nekontrolovanou infiltráciou. Pri priehľadných konštrukciách navyše zohľadňujeme potreby prirodzeného osvetlenia, prípadného prirodzeného vetrania a solárne tepelné zisky - v zime užitočné, v lete nežiaduce. Medzipriestory zmenšujú rozdiel teplôt (a tým aj stratu tepla) medzi interiérom a "exteriérom" a ak sú zasklené, podporujú využitie slnečnej energie.
Na jednotlivé časti obalu stavby kladieme rôzne (a neraz protichodné) požiadavky: popri "tepelnej ochrane" od nich často očakávame prevzatie nosnej funkcie, tlmenie výkyvov vnútornej teploty... Pri oknách to znamená v zime veľké a v lete malé solárne zisky... Zosúladenie týchto požiadaviek je základom efektívneho návrhu domu a obzvlášť dôležité je pri nízkoenergetických a energeticky pasívnych domoch, kde "univerzálne" riešenia prestávajú vyhovovať a v konštrukciách oddeľujeme jednotlivé zložky optimalizované pre tú-ktorú funkciu. A ak chceme k návrhu pristúpiť aj z ekologického hľadiska, k množstvu premenných nám pribúda zabudovaná energia, pôvod materiálu a jeho recyklovateľnosť - tu už hovoríme o "riadení životného cyklu" budovy.

Kritériá energetickej efektívnosti
Pri definovaní energeticky efektívnych budov vychádzame spravidla z mernej potreby tepla na vykurovanie. Keď to trochu zjednodušíme, naše bežné domy potrebujú vyše 100 kWh na m2 úžitkovej plochy ročne, nízkoenergetickým domom by malo stačiť menej než 50 kWh/m2 na rok (tým lepším, tzv. trojlitrovým, dokonca menej než 30) a pasívne domy potrebujú na vykurovanie menej než 15 kWh/m2 za rok.
Treba si však uvedomiť, že toto nie je celá strata tepla, pretože iba časť z nej pokrývame vykurovaním. Zvyšok pokryjú "vnútorné" a solárne tepelné zisky, ktorých veľkosť sa s kvalitou obalu stavby príliš nemení. A takisto to nie je celá potreba energie, pre ňu musíme zohľadniť prípravu teplej vody, spotrebu technických zariadení, účinnosť domácich spotrebičov a v neposlednom rade efektívnosť prípravy a distribúcie energie. Celková potreba tzv. primárnej energie je ďalším kritériom energetickej efektívnosti (napr. pre pasívne domy má byť nižšia než 120 kWh/m2.a).
Stratu tepla ovplyvňuje v prvom rade tepelnoizolačná schopnosť obalových konštrukcií, ale musíme dbať aj na ich neprievzdušnosť. Zbytočne máme hrubé izolácie, ak nám studený vzduch prefukuje cez škáry. Pri nízkoenergetických domoch sa strata tepla hygienicky nevyhnutným vetraním blíži súčtu ostatných tepelných strát. Ak chceme zlepšiť parametre domu, musíme túto stratu zmenšiť použitím vetracieho systému so spätným získavaním tepla z odpadového vzduchu (rekuperácia) a obmedzením nekontrolovateľnej infiltrácie cez netesnosti obalu domu.

Obvodové steny
Steny domu tvoria spravidla najväčšiu časť jeho "obalu" a nachádzame tu veľkú variabilitu konštrukčných a materiálových riešení. Nie všetky sa hodia pre nízkoenergetické či pasívne domy - požadovanú izolačnú schopnosť by sme pri niektorých materiáloch dosiahli len neprimerane hrubými stenami alebo za prehnanú cenu. Často tu preto využívame viacvrstvové konštrukcie, či už v podobe viac-menej klasických murovaných stien doplnených tepelnou izoláciou alebo v podobe ľahkých (spravidla drevených) konštrukcií, kde takmer celú hrúbku steny zaberá tepelná izolácia.

Jednovrstvové konštrukcie
To najkonzervatívnejšie riešenie domu s murovanými stenami bez ďalšej izolácie je u nás stále obľúbené. Moderné murovacie materiály umožňujú splniť požiadavky našich teplotechnických noriem (aj keď spravidla až po zarátaní izolačnej omietky), pre dobrý nízkoenergetický dom to však nestačí. Ale hoci aj pre takéto domy ponúkajú výrobcovia murovacích materiálov riešenia, môžeme tvrdiť, že pre nízkoenergetické a pasívne domy sú charakteristické viacvrstvové skladby obvodových stien, v ktorých nosnú a tepelnoizolačnú funkciu zabezpečujeme rôznymi materiálmi namiesto zložitého hľadania kompromisných vlastností jediného materiálu na hranici technologických možností.
Tehlové bloky s dutinami vyplnenými tepelnou izoláciou kombinujú výbornú únosnosť s dobrou tepelnoizolačnou schopnosťou v smere kolmo na stenu. Ich jedinou nevýhodou je privysoká cena.
Pórobetónové bloky alebo panely s výbornými izolačnými vlastnosťami (pravda, na úkor únosnosti) sú riešením, ktoré v niektorých prípadoch môže nahradiť oveľa zložitejšie viacvrstvové konštrukcie.
Expandované minerály a zeminy (Liapor, Keramzit, Perlit) umožňujú v kombinácii s vhodným pojivom (spravidla cementom) vytváranie dobre izolujúcich a zároveň únosných tvaroviek, z ktorých môžeme vyhotoviť steny obdobne ako z pórobetónových blokov a stretávame sa aj s použitím veľkoplošných panelov z týchto materiálov.

Masívne konštrukcie
Pri nízkoenergetických a pasívnych domoch sa často uplatňujú viacvrstvové "sendvičové" konštrukcie obvodových stien s masívnym nosným (a prípadne aj tepelnoakumulačným) múrom, prednostne na vnútornom líci konštrukcie, a vrstvou tepelnej izolácie chránenou vrstvami fasádneho plášťa. Patria sem klasické "zateplené" murivá aj netradičné riešenia betónových konštrukcií so strateným debnením.
Tehla či pórobetón, doplnené o tepelnú izoláciu sú najbežnejším riešením nízkoenergetických domov. Hrúbku izolácie určujeme výpočtom a spravidla volíme riešenie s tenším nosným múrom a väčšou hrúbkou izolácie - požadované parametre tak dosiahneme pri menšej hrúbke steny a menších nákladoch. Riešenie treba overiť aj z hľadiska rizika kondenzácie vodných pár. Výhoda týchto konvenčných riešení je dostupnosť materiálu, s ktorým vie pracovať takmer každý murár. Problémom sú väčšie hrúbky izolácií a náročnejšie zabezpečovanie neprievzdušnosti domu najmä pri použití dutinových tehlových blokov.
Vápennopieskové tehly sú v Európe veľmi obľúbeným materiálom. Pri nízkej "zabudovanej energii" ponúkajú vynikajúcu únosnosť a akumuláciu tepla. Umožňujú navrhovať veľmi subtílne nosné múry s hrúbkou okolo 17 cm, a tým udržať aj pri veľmi dobrej izolácii hrúbku steny v prijateľných hraniciach. Popri bežných "tehlových" rozmeroch sú dostupné aj ako väčšie bloky, čo umožňuje podstatne zrýchliť a zefektívniť výstavbu, pravda, za cenu použitia malej mechanizácie na stavbe. Podobne ako pri betónových a tehlových konštrukciách tu musíme riešiť prerušenie tepelného mosta v styku so základmi.
Betónové tvarovky sú alternatívou tradičných murovacích materiálov. Vo vyľahčenom tenkostennom vyhotovení so zníženým obsahom cementu sú aj pomerne "ekologickým" murivom a predstavujú finančne výhodné riešenie. Treba si však uvedomiť, že oslabenie tenkých stien, napríklad drážkami na elektroinštalácie, je tu neprípustné.
Pri tomto materiále sa stretávame aj s odporúčaním vnútornej izolácie z penového polystyrénu. U nás je to netradičné riešenie. Pri viacpodlažných stavbách je to spojené s tepelnými mostami v napojení stropov na obvodové steny a s vylúčením tepelnoakumulačnej schopnosti obvodových stien. Teplotnú stabilitu zvnútra izolovaných domov musíme zabezpečovať pružne reagujúcim vykurovacím a chladiacim systémom. Ošetrenie tepelných mostov je základný problém aj pri viacvrstvových stenách z betónových tvaroviek, a to okolo polystyrénového jadra.
Liaty železobetón či veľkoplošné železobetónové panely sú bežným konceptom pre mnohopodlažné objekty, niekedy sú však vhodným riešením aj pre rodinný dom. Tenká, no veľmi pevná nosná časť steny umožňuje realizovať veľkoryso otvorené fasády či atypické tvary objektu. Riešenie tepelnej izolácie je obdobné ako pri murovaných stavbách.
Stratené debnenie z cementotrieskových dosiek alebo tvaroviek (Velox, Durisol) sa udomácnilo aj u nás. Umožňuje veľmi jednoducho zrealizovať železobetónové steny. Funkčne ani vlastnosťami sa takáto stena od liateho betónu príliš nelíši. Vďaka cementotrieskovému plášťu sa jednoduchšie riešia rozvody aj povrchové úpravy, ťažšie sa však zabezpečuje neprievzdušnosť. Vloženie tepelnej izolácie do tohto strateného debnenia je elegantné riešenie, ktoré vylúči potrebu dodatočného "zateplenia" steny, no treba ho overovať aj z hľadiska možného vzniku tepelných mostov (nielen v rámci steny, ale aj k základu).
Polystyrénové tvarovky sú tiež využívané ako stratené debnenie pre masívnu železobetónovú konštrukciu. Ich systémy pre obvodové steny predstavujú jednoduchú skladačku so železobetónovým jadrom, s hrubšou vrstvou penového polystyrénu zvonka a tenšou zvnútra. Nájdu sa medzi nimi aj systémy certifikované pre pasívne domy, treba si však uvedomiť, že súčasťou týchto systémov je i založenie na doske v styrodurovej vani a riešenie strechy z polystyrénových tvaroviek.
Pri konvenčnom použití len na obvodové steny máme problém s ošetrením tepelných mostov. Pravda, pri bežnom nízkoenergetickom dome nás to nemusí trápiť, vďaka vnútornému polystyrénovému plášťu nehrozí studený povrch stien. Na druhej strane si ním však "odstavíme" akumulačnú hmotu stien (niektorí výrobcovia kvôli tomu alternatívne ponúkajú tvarovky pre vnútorný plášť z nepálenej hliny). Neprievzdušnosť by sme mali zabezpečovať, podobne ako pri iných masívnych konštrukciách, súvislou vnútornou omietkou, tesne napojenou dole na hydroizoláciu a hore na parozábranu či inú tesnú konštrukciu strechy.

Tepelné izolácie masívnych konštrukcií
Dopĺňajú masívne múry, ktorých tepelnoizolačná schopnosť nie je dostačujúca na dosiahnutie parametrov nízkoenergetického či pasívneho domu. Najčastejšie používame "kontaktný" izolačný systém z tuhých dosiek a s fasádou z tenkovrstvovej omietky. Ako izolácia slúži spravidla penový polystyrén, zriedkavejšie sa používa tuhá minerálna vlna, extrudovaný polystyrén či Neopor. Zatiaľ len výnimočne sa stretávame s doskami z rozvlákneného dreva, korku, lisovanej slamy či trstiny, dopyt po týchto prírodných izoláciách však rastie.
Minerálne izolačné dosky sa najčastejšie vyrábajú z ľahkého pórobetónu alebo z penového skla. Alternatívou tuhých izolačných dosiek priamo prichytených k nosným múrom je mäkká izolácia vložená do pomocnej konštrukcie a zakrytá tuhým opláštením s možnosťou omietnutia alebo zakrytia prevetrávanou fasádou. Izolácia môže byť z mäkkej minerálnej vlny, rastlinných vlákien či pod tlakom nafúkanej celulózy.
Špecifickým problémom pre masívne konštrukcie je tepelný most medzi slabo izolujúcim nosným múrom a základovou konštrukciou. Jeho optimálnym riešením je izolovanie základu "zvonka", teda založenie domu na železobetónovej doske vo "vani" z extrudovaného polystyrénu alebo na násype zo zhutneného penového skla. Druhým dobrým riešením je prerušenie tepelného mosta v päte múru vložením pásu tvrdej a únosnej izolácie: penového skla, purenitu či špeciálnych tvaroviek. Oboma týmito spôsobmi vieme zabezpečiť neprerušený tepelnoizolačný obal domu. Takéto dôsledné riešenie však používame spravidla len v dobrých nízkoenergetických a pasívnych domoch. V bežnej stavbe sa uspokojíme s obmedzením tepelných strát zaizolovaním základovej konštrukcie zvonka.

Ľahké konštrukcie
Takmer pri všetkých ľahkých konštrukciách nízkoenergetických a pasívnych domov využívame ako nosný materiál drevo. Jeho výhodou je popri vysokej pevnosti aj to, že nespôsobuje výraznejšie tepelné mosty. Zároveň ide o bežne dostupný materiál z domácich obnoviteľných zdrojov, recyklovateľný a s priaznivou ekologickou bilanciou. Popri masívnom rezive a lepených nosníkoch využívame aj aglomerované dosky (OSB, DTD, MDF), preglejky či viacvrstvové doskové panely.
Klasický drevený skelet je konštrukčne náročnejší, niekedy ho priznávame v interiéri a stenu riešime ako samonosnú za ním. Zabudovanie mohutnejších drevených stĺpov dovnútra steny musíme overiť zo stavebno-fyzikálneho hľadiska. Popri tepelnom moste tu hrozí kondenzácia vlhkosti. Skladbu stien používame obdobnú ako pri stĺpikových konštrukciách.
Stĺpikové konštrukcie poznáme najmä z Ameriky (tzv. "two by four" systém). Štíhle drevené stĺpiky sú v stene rozmiestnené pomerne nahusto (cca po 60 cm) a pevne spojené s opláštením steny. V našich podmienkach používame väčšie hrúbky stĺpikov, často s obmedzením tepelného mosta (napríklad náhradou plného prierezu I - nosníkom či "rebríčkom"), vnútorné opláštenie steny z OSB dosiek sa podieľa na statike steny a ak prelepíme styky dosiek, pôsobí ako parobrzda. Keďže je výhodné riešiť tieto steny ako difúzne otvorené (s možnosťou odparenia vlhkosti do exteriéru), vonkajší plášť zvykneme robiť z mäkkých či stredne hustých drevovláknitých dosiek a paropriepustnej omietky alebo odvetrávaného obkladu. Niekedy namiesto vonkajšieho plášťa postačí paropriepustná fólia pod obkladom.
Časté riešenie s masívnymi stĺpikmi, vonkajším aj vnútorným plášťom z OSB, parozábranou na vnútornej strane a kontaktným zateplením z penového polystyrénu na vonkajšej strane je konštrukčne a ekonomicky výhodné, no prináša riziko zavlhnutia steny pri porušení parozábrany. Na vnútornej strane steny niekedy riešime inštalačnú predstenu, aby sme elektrickými či zdravotechnickými rozvodmi nenarúšali rovinu neprievzdušnosti a parotesnosti. Požiarnu bezpečnosť obvykle zaisťujeme sadrokartónovým obkladom, rovnako však poslúži hrubá hlinená omietka či tehlová obmurovka.
Steny stĺpikovej konštrukcie môžeme postaviť na stavbe ich postupným budovaním na mieste alebo realizáciou "naležato" na dočasnom montážnom stole a potom vztýčením na potrebnom mieste. Často sa tu však uplatňuje prefabrikácia. Stenové panely sa zmontujú v hale a samotná výstavba domu je potom otázkou niekoľkých dní. Vonkajšie opláštenie nemusí byť súčasťou prefabrikátov. Zjednoduší to montáž stien a kvalita realizácie tepelných izolácií sa dá na stavbe ľahko skontrolovať.
Drevené stenové konštrukcie poznáme v tradičnom vyhotovení ako zrubovú konštrukciu, pre nízkoenergetické domy upravenú komplikovaným vložením tepelnej izolácie do zdvojenej zrubovej steny. Modernejšie riešenie využíva drevené steny vytvorené z niekoľkých vrstiev navzájom spojených dosiek - dom sa z nich poskladá a zvonku obloží potrebnou vrstvou tepelnej izolácie. Zaujímavý je spôsob realizácie okenných a dverných otvorov, pretože sa vyrežú do hotovej steny.
Na trhu sú aj špeciálne drážkované stenové panely, ktoré zjednodušujú montáž inštalácií do steny. Ďalším typom sú "murované" steny z dutých drevených tvaroviek vyplnených izoláciou. Predstavujú originálne riešenie, oproti konvenčným dreveným konštrukciám však majú menšiu tuhosť a množstvo škár vyžaduje použitie fóliovej parozábrany či parobrzdy.
Panely s tuhým izolačným jadrom sú trochu neobvyklým riešením. Stenu tvorí izolácia (pur-pena či penový polystyrén) pevne spojená s opláštením (dosky z aglomerovaného dreva alebo plech), uloženým do tuhého nosného celku. Tieto panely vyžadujú veľkosériovú továrenskú výrobu, preto sa s nimi stretávame viac pri opláštení veľkých halových objektov než pri nízkoenergetických domoch.
Stavby zo slamených blokov sú u nás tiež exotikou. Spravidla ide o drevený skelet, kde je slama len izolačnou výplňou, no slamené steny môžu byť aj nosné. Slamené bloky chránime proti ohňu a škodcom hrubou hlinenou omietkou, ktorá môže byť zvonku prekrytá prevetrávaným obkladom.

Tepelné izolácie a akumulácia pri ľahkých konštrukciách
Tepelné izolácie sú väčšinou z mäkkých izolačných materiálov, ktoré dobre vypĺňajú dutiny konštrukcie. Bežne je to mäkká minerálna či sklená vlna alebo pod tlakom nafúkaná celulóza, no používa sa aj rozvláknené drevo, ľanové či konopné vlákna alebo vlna. Konštrukciu prednostne navrhujeme ako difúzne otvorenú, aby v prípade vniknutia vlhkosti do steny bolo možné jej rýchle odparenie.
Doplnenie akumulačnej hmoty je pri "ľahkých" stavbách žiaduce, no nemusíme ho riešiť v rámci obalu domu. Poslúžia aj masívne vnútorné steny či podlahy. A aj v obvodových stenách môže drevo či niektoré "masívnejšie" tepelnoizolačné materiály akumulovať teplo. Reálnu potrebu teda treba overiť výpočtom. Ak sa však rozhodneme zlepšiť akumulačnú schopnosť ľahkých obvodových stien, jednou z možností je ich obklad nepálenými tehlami z vnútornej strany alebo masívna hlinená omietka na drevenom rošte.

Strešné konštrukcie
Na zastrešenie nízkoenergetických a pasívnych domov používame v zásade rovnaké konštrukcie ako pri bežných stavbách, rozdiel je len v hrúbke tepelnej izolácie. Aj z toho však vyplývajú určité špecifiká.
Ploché strechy pri tradičných masívnych stavbách sú vcelku bezproblémové, ak sa dodržia všetky zásady ich správneho návrhu a realizácie. Treba však dbať na vylúčenie tepelných mostov pri atike či rímse alebo pri prestupoch cez strechu. Osobitnú pozornosť vyžadujú vnútorné zvody dažďovej kanalizácie. Pri drevenej konštrukcii plochej strechy môžeme použiť difúzne otvorené dvojplášťové riešenie alebo jednoplášťovú strechu, ktorá má na vnútornej strane "vario" fóliu s premennou paropriepustnosťou.
Šikmé strechy využívajú priehradové alebo I - nosníky s výškou podľa potrebnej hrúbky izolácie či klasickú konštrukciu s krokvami bežnej výšky. V druhom prípade musíme pridať ďalšiu tepelnú izoláciu pod krokvy alebo do pomocnej konštrukcie nad ne. Skladby týchto striech sú obdobné ako skladby ľahkých obvodových stien.
Strešné krytiny používame rovnaké ako pri bežných stavbách. S výhodou možno použiť vegetačné strechy a novinkou krytín pre strechy v sklone je použitie solárnych kolektorov konštrukčne spojených so strešnou krytinou. Zvyčajnejším riešením je integrácia "bežných" solárnych kolektorov do roviny strešnej krytiny. Ich prednosťou je ekonomická úspora (pod kolektorom netreba krytinu ani špeciálne nosné prvky) a krajší vzhľad, na druhej strane však vyžadujú precíznu remeselnú prácu pri osadení.

Podlaha a suterén
Teplota zeminy pod domom nekolíše tak veľmi ako teplota vzduchu, je však nižšia než optimálna teplota v interiéri, a preto aj podlahu (či steny vykurovaného suterénu) musíme v nízkoenergetickom dome kvalitne izolovať. V pasívnom dome je bežná hrúbka izolácie podlahy okolo 20 cm. Pri masívnych konštrukciách je dôležité aj vylúčenie tepelných mostov pri styku základovej dosky so stenami či stĺpmi. Okrem tepelnej izolácie musíme na podlahe a suterénnych stenách riešiť aj hydroizolácie a ochranu proti radónu. Tu však nízkoenergetické a pasívne domy nemajú nijaké špecifiká.

Okná a zasklené steny
Ďalšou dôležitou súčasťou tepelnoizolačného obalu budovy sú priehľadné výplne otvorov, čiže okná a prípadne aj iné zasklenia otvorov v izolačnom plášti. Zasklenia dvojsklom alebo trojsklom s pokovovanými povrchmi skiel a plnené vzácnymi plynmi sú pri nízkoenergetických a pasívnych domoch štandardom. Rámy môžu byť z dreva, plastu či drevohliníkové (hliníkové okná vyhovejú len výnimočne). Podmienkou je ich vysoká kvalita a samozrejmosťou dokonalá tesnosť.
V zasklených stenách spravidla používame zasklenie predsadené pred nosnú konštrukciu. Niektoré systémy umožňujú nenápadne kombinovať takéto riešenie s otváravými okennými krídlami. Okná majú izolačnú schopnosť (vyjadruje ju súčiniteľ prechodu tepla oknom Uw), určenú kvalitou rámu (Uf), kvalitou zasklenia (Ug) a hodnotami tepelných mostov v osadení skla do rámu a celého okna do steny.
Vplyv jednotlivých parametrov na vlastnosti celého okna závisí aj od jeho tvaru, členenia a veľkosti. Preto pri presných výpočtoch nepracujeme s obvykle udávanou hodnotou Uw, ale vlastnosti každého okna vypočítame z jeho základných parametrov, rozmerov a spôsobu osadenia.
Obdobne počítame solárne zisky okien. Tie okrem súčiniteľa G zasklenia určuje jeho orientácia a sklon, šírka okenných rámov, hĺbka ostení a tienenie časťami budovy, okolitou zástavbou, zeleňou či pohyblivými tieniacimi prvkami. V presných výpočtoch pasívnych a nízkoenergetických domov berieme do úvahy všetky tieto parametre.
Ak treba, posudzujeme aj ďalšie vlastnosti okien, najmä prirodzené osvetlenie a útlm hluku. Tesnosť je samozrejmosťou a v prípade riadeného vetrania vždy používame rámy bez mikroventilácie. Certifikát výrobcu potvrdzuje aj odolnosť voči hnanému dažďu a ďalšie parametre okna.
Pri nízkoenergetických domoch obvykle požadujeme Uw okolo 1, pri pasívnych domoch pod 0,85 W/m2K. Kvalitné rámy (či už drevené, drevohliníkové alebo plastové) majú Uf okolo 0,75 a pre pasívne domy vhodné trojsklá (či dvojsklá s vloženou fóliou) majú Ug 0,5 až 0,7 W/m2K. Na zmenšenie vplyvu osadenia skla používame plastové či antikorové dištančné rámiky namiesto bežných hliníkových a hlbšie zapustenie skla do rámu. Účinok tepelného mosta v osadení okna zmenšuje umiestnenie okna do roviny tepelnej izolácie.
Ak máme v objekte mechanické vetranie, môžeme použiť vo väčšom rozsahu aj pevné zasklenia, no v každej miestnosti odporúčame nechať aspoň jedno okno otváravé, a to nielen z psychologických dôvodov a kvôli údržbe, ale aj pre zachovanie možnosti prirodzeného vetrania, napríklad v prechodných obdobiach roka či pri výpadku elektriny.
Vstupné dvere sú prevažne nepriehľadné, preto tu neriešime otázku solárnych ziskov a prirodzeného osvetlenia (ak majú veľkorysé zasklenie, počítame ich ako okno). Popri tesnosti treba dbať aj na dôsledné odstránenie tepelných mostov (prah, výstužné kovové profily v krídle) a na to, aby vplyvom rôznej teploty na interiérovej a exteriérovej strane dverí nedochádzalo v zime k ich deformácii, a tým aj narušeniu tesnosti konštrukcie.

Medzipriestory
Tepelnoizolačný obal domu nie je vždy aj jeho vonkajším ohraničením. Niekedy sa na jeho hranici nachádzajú ďalšie stavebné konštrukcie - nevykurované a bez podstatnejšej tepelnej izolácie, no predsa ovplyvňujúce fungovanie domu. Keďže sú na pomedzí interiéru a exteriéru, nepatriac jednoznačne ani dnu ani von, nazývame ich medzipriestormi.
Zasklené medzipriestory sú napríklad zimné záhrady, zasklené verandy či lodžie, presklené átriá či dvojité fasády. Extrémom je obalenie celého domu do "skleníka". Všetky tieto prvky fungujú v zásade rovnako. Slnko s využitím skleníkového efektu medzipriestor ohrieva. Profitujeme potom zo zníženia rozdielu teplôt medzi interiérom a vonkajším lícom obvodového plášťa. V zle izolovaných konštrukciách nám pomáha aj priamy ohrev stien v medzipriestore a častým riešením je využitie ohrevu vetracieho vzduchu v ňom.
Popri energetickej úlohe má medzipriestor aj architektonickú funkciu, či už v rovine estetickej alebo ako rozšírenie obytného priestoru, ktorý môžeme využívať aj v "nehostinnejšom" počasí skorej jari či neskorej jesene. V letnom období pred prehrievaním chránime medzipriestor účinným tienením a intenzívnym vetraním. Najvýhodnejším typom je zasklená veranda či lodžia, ktorá nie je zhora zasklená, takže sa v lete menej prehrieva. Pri komunikačných priestoroch (átriá, zasklené pavlače) sa zmierime s nie celkom komfortnými teplotami. Primárnou funkciou je tu ochrana pred dažďom, snehom či hlukom.
Pri pasívnom využívaní solárnej energie sa stretávame s ďalšími riešeniami, ktoré fungujú podobne ako zasklené medzipriestory. Ide o Trombeho steny a transparentné izolácie. Tieto konštrukcie zužitkujú v zime slnečné žiarenie, počas leta ich však musíme tieniť. Temperované steny fungujú podobne ako transparentná izolácia. Namiesto slnečného tepla využívajú teplo zo zeme na zlepšenie izolačnej schopnosti steny. Sú však konštrukčne a prevádzkovo náročné a chúlostivé. O ich efektívnosti nás môžu presvedčiť až dlhodobejšie skúsenosti.
Pristavané pomocné priestory (garáž, suterén) sú vlastne nezasklené a nevykurované medzipriestory. Neumožňujú intenzívne využitie slnečnej energie, ale zmenšujú teplotný rozdiel medzi interiérom a vonkajšou stranou tepelnoizolačnej "obálky" domu, a tým aj jeho tepelnú stratu. Dôležité je, aby tepelná izolácia medzi interiérom a takýmto "nárazníkovým" priestorom nebola príliš oslabená a aby v styku konštrukcií nevznikali výrazné tepelné mosty.
Otvorené medzipriestory (balkóny, terasy) majú význam len v rámci architektonického konceptu, pre teplotechniku sú irelevantné (s výnimkou prípadného tienenia zasklených plôch) a obal domu takmer neovplyvňujú. Ale istý súvis tu existuje. Kotvenie ich konštrukcie k nosným konštrukciám objektu by v nízkoenergetickom či pasívnom dome nemalo vytvárať významnejšie tepelné mosty. Charakteristickým prvkom takýchto stavieb sú preto napríklad predsadené samonosné konštrukcie balkónov, len bodovo stabilizované uchytením do steny domu.

Neprievzdušnosť obalových konštrukcií
Tesnosť "obálky" domu je dôležitá najmä pri nízkoenergetických a pasívnych domoch s riadeným vetraním s rekuperáciou tepla. Výmena vzduchu má prebiehať cez vetrací systém a nie cez netesnosti obalových konštrukcií. Meriame ju kalibrovaným ventilátorom, tesne osadeným do dverného či okenného otvoru (odtiaľ je názov "blower-door test" - BDT) ako množstvo vzduchu, ktoré treba do domu "natlačiť" (či pri podtlakovom meraní odsať) na udržanie požadovaného tlakového rozdielu oproti exteriéru. Požadovaná hodnota n50, vztiahnutá k vnútornému objemu domu pri pretlaku resp. podtlaku 50 Pa (čo zodpovedá tlaku silného vetra), je pri nízkoenergetickom dome pod 1,0 a pri pasívnom dome pod 0,6 h-1. Čiže za hodinu sa pri takomto tlakovom rozdiele nesmie v PD netesnosťami vymeniť viac než 0,6-násobok objemu domu. Vidíme, že o skutočnej vzduchotesnosti tu nie je reč. Ide o výmenu rádovo desiatok až stoviek m3 za hodinu, no dosiahnutie požadovaných parametrov vôbec nie je jednoduché.
Základom zabezpečenia neprievzdušnosti je správna montáž kvalitných a tesných okien. Nestačí bežná montážna pena, ale používame "i3-systém" s prelepením škár medzi oknom a konštrukciou špeciálnymi páskami. Pri drevostavbách používame podobné pásky na prelepenie stykov vnútorného opláštenia, obvykle OSB-dosiek s funkciou parobrzdy (alternatívou je súvislá fóliová parozábrana s dôkladne prelepenými stykmi).
Pri masívnych konštrukciách tvorí rovinu tesnosti spravidla vnútorná omietka. Dôležité je, aby sme cez túto rovinu tesnosti mali čo najmenej prestupov a keď sa im už nemôžeme vyhnúť (napríklad pri elektroinštaláciách), musíme ich realizovať ako vzduchotesné. Pri kozuboch či kachliach musíme zvoliť tesné vykurovacie teleso (čo je pri ponuke nášho trhu problém), riešiť prívod spaľovacieho vzduchu z exteriéru a použiť tesný komín (teda nie bežný murovaný s odvetrávanou medzerou) alebo ho umiestniť mimo domu.

Tepelné mosty
Pre nízkoenergetické a pasívne domy je charakteristické obmedzenie tepelných väzieb a tepelných mostov, teda miest, kde je dodatočný tepelný tok (v porovnaní s typickou plochou konštrukcie). Pri správnom návrhu sú tepelné mosty v obalových konštrukciách také malé, že ich môžeme aj v pomerne presných výpočtoch pasívnych domov zanedbať.
V bežných stavbách sa tepelnými mostami zaoberáme len z hľadiska odstránenia rizika kondenzácie vody a vzniku plesní, dbáme na dodržanie minimálnych povrchových teplôt konštrukcie. V nízkoenergetických a pasívnych domoch máme vyššie ambície a snažíme sa minimalizovať dodatočnú tepelnú stratu tepelnými väzbami, pretože čím lepšie je dom izolovaný, tým výraznejší je vplyv prípadných tepelných mostov.
Geometrické tepelné mosty, teda rohy a kúty konštrukcie, na "normálnom" dome nemožno odstrániť (obmedzí ich málo členitý tvar objektu), no ak počítame s vonkajšími rozmermi obalovej konštrukcie domu, nezväčšia celkovú tepelnú stratu. Izolácia nízkoenergetických a pasívnych domov je však taká účinná, že pokles povrchových teplôt stien pod "rizikovú" hranicu ani v kútoch miestností nehrozí.
Konštrukčné tepelné mosty sa snažíme odstrániť. Riešenia pri päte masívnych stien nad základom sme už spomenuli a obdobne sa snažíme postupovať všade, kde tepelne vodivá konštrukcia (napríklad balkónová doska) prechádza cez rovinu tepelnej izolácie. Ak sa to dá, snažíme sa takýmto detailom vyhnúť, napríklad využitím odsadenej samonosnej konštrukcie balkónov či pavlačí. Ak to nie je možné, prerušíme tepelný most vložením tepelnej izolácie do prvku tak, že ňou prechádza len staticky nevyhnutná konštrukcia z materiálu s čo najnižšou tepelnou vodivosťou. Príkladom sú tzv. "isokorby", prerušenia tepelného mosta pre balkónové dosky, kde je v rovine izolácie namiesto betónu penový polystyrén a všetky ťahové aj tlakové sily prenáša antikorová výstuž prvku. Obloženie vystupujúceho prvku tepelnou izoláciou je menej vhodným, no niekedy jediným možným riešením.
Oslabenie izolácie prvkami "skrytými" do fasády tiež vytvára tepelný most, ten však môžeme eliminovať použitím účinnejšej tepelnej izolácie. Príkladom je doplnenie zapusteného žalúziového boxu vákuovou izoláciou. Obdobne pôsobia prvky zasahujúce do izolačného obalu domu zvnútra (napríklad železobetónový strop do pórobetónovej steny) či zmeny materiálu v konštrukcii (napríklad betónový nadokenný preklad). Tento problém bežne riešime pridaním účinnej izolácie z vonkajšej strany.
Špeciálnym problémom je osadenie okien. Pri ňom obmedzujeme tepelný most optimálnou polohou okna v ostení a technologicky správnym zaizolovaním a utesnením jeho pripojovacej škáry.
Bodové tepelné mosty sú v porovnaní s bežnými lineárnymi tepelnými väzbami malé, no aj tak sa snažíme zmenšiť ich vplyv. V kotviacich prvkoch používame antikor namiesto vodivejšej bežnej ocele, kovové prvky nahrádzame konštrukčnými plastmi, mechanické kotvenie nahrádzame plošným lepením.
Na výpočet tepelných mostov slúžia špeciálne 2D či 3D programy využívajúce metódu konečných prvkov. Niekedy však tepelné mosty vzniknú chybou pri realizácii stavby. Na ich odhalenie používame termovízne snímkovanie.

Optimalizácia riešenia
Pri návrhu obalových konštrukcií sa snažíme zvoliť parametre konštrukcií podľa požiadaviek kladených na dom tak, aby boli efektívne a vyvážené. Nemá zmysel vynikajúco zaizolovať stenu a osadiť do nej mizerné okná (alebo naopak). Je mrhaním peniazmi použiť 30 cm izolácie a pritom mať takú deravú konštrukciu, že riadené vetranie stráca zmysel. Energetický prínos istej hrúbky doplnenej izolácie s jej narastajúcou celkovou hrúbkou klesá. Efektívnosť riešenia (ako minimálny súčet prevádzkových a investičných nákladov) je preto najlepšia pri nízkoenergetických domoch (okolo 30 kWh/m2a) a pasívne domy sú takto výhodné za predpokladu, že zmenšenie tepelných strát cez obalové konštrukcie umožní zjednodušiť techniku v dome. Pri "nulových" domoch už musíme šetriť "za každú cenu" a za bežných okolností sa takéto riešenie sotva oplatí.
Optimálne riešenie domu hľadáme overovaním viacerých alternatív. Vo vhodnom výpočtovom softvéri (PHPP alebo simulačné programy) zadávame rôzne parametre obalových konštrukcií (vrátane riešenia okien a vetrania) a posudzujeme vzťah úspory energie k zvýšeniu investičných nákladov. Heslom je tu "minimax" - minimálne náklady pre maximálny úžitok. Ten úžitok však chápeme v dlhodobom časovom horizonte so zohľadnením pravdepodobného cenového vývoja, a to nielen v ekonomickej rovine, ale aj z hľadiska kvality prostredia v dome, kým za náklady berieme na spoločného menovateľa uvedené zvýšenie investičných nákladov ako aj náklady prevádzkové.
Obalové konštrukcie nízkoenergetických a pasívnych domov sú evolučným pokračovaním riešení určených pre bežné stavby. Odlišujú sa podstatne lepšou tepelnoizolačnou schopnosťou, vyššou kvalitou a tesnosťou, podporou využitia slnečnej energie.
Nespomenuli sme tu revolučné riešenia (napríklad vákuové izolácie stien či okná plnené aerogélmi). Pre bežné nasadenie sú zatiaľ nedotiahnuté či pridrahé, ale to platilo ešte nedávno aj o selektívnych zaskleniach dnes bežných okien, či o hrúbkach izolácie nad 10 centimetrov. Aj v tejto oblasti však ide vývoj dopredu, popri konzervatívnych riešeniach obvodových stien tu máme na výber mnoho alternatív a ich ponuka sa stále rozširuje. A to, čo bolo pred rokmi experimentom či špičkovým riešením, je dnes štandardom. Mali by sme preto robiť stavby najlepšie, ako vieme, nech na ne po čase nepozeráme tak, ako dnes hľadíme na starý panelák...

Ing. arch. Henrich Pifko

Literatúra:
Pifko, H.: Nízkoenergetické a pasívne domy. Učebná pomôcka, FA STU, Bratislava, 2009.
Energeticky pasívny dom. iEPD, Bratislava, 2008.
Pasivní dům II. Veronica, Brno, 2008.
Pifko, H., Špaček, R. a i.: Efektívne bývanie. Eurostav, Bratislava 2008.
Zborníky z konferencií Energeticky pasívny dom (Bratislava 2006, 2007) a Pasivní domy (Brno 2006, 2007, 2008).
www.iepd.sk, www.ekodomy.sk, www.ateliersea.com, www.greenbuilders.com