Postupným, avšak veľmi pomalým rastom ekologického vnímania pôsobenia ľudstva na planétu Zem, sa mení náhľad širokých más obyvateľstva na riešenie jednej zo základných existenčných podmienok, a tou je bývanie. Pre návrh domu, či už rodinného alebo bytového sa stáva rozhodujúcim energetické kritérium.

Energetické kritérium pre návrh domu je vyjadrené potrebou energie na vykurovanie, prípravu teplej vody a osvetlenie. Bývanie teda predstavuje najväčšieho spotrebiteľa a zároveň aj najväčšieho znečisťovateľa životného prostredia. Energetické kritérium užšie spája jednotlivé stavebné profesie a zásadne určuje celé architektonické a stavebné riešenie stavby, od návrhu tvaru, statiky budovy až po návrh farby vonkajších a vnútorných povrchov a zariadenie interiérov.
Pri navrhovaní a realizácii stavieb určených na bývanie je nevyhnutné dodržiavať minimálne kritériá a požiadavky vyplývajúce z platnej legislatívy SR. Východiskovým podkladom je Vyhláška Ministerstva životného prostredia SR č. 532/2002 Z. z., ktorou sa ustanovujú podrobnosti o všeobecných technických požiadavkách na výstavbu.
Stavba (uvádza sa vo vyhláške) sa musí navrhnúť a postaviť tak, aby bola počas užívania energeticky hospodárna vzhľadom na klimatické podmienky a predpokladaný účel užívania. Budova, ktorá má spĺňať požadované kritériá na vnútorné prostredie, sa navrhuje a zhotovuje tak, aby sa zaručili ustanovené požiadavky na tepelnotechnické vlastnosti stavebnej konštrukcie, hygienické podmienky a požiadavky na výmenu vzduchu v miestnosti. Stavebná konštrukcia a priestor s požadovaným stavom vnútorného prostredia sa musia navrhnúť tak, aby sa pri zohľadnení tvaru budovy, jej orientácie, tepelných ziskov zo slnečného žiarenia a z vnútorných zdrojov zaručila nízka spotreba tepla na vykurovanie.
Z tejto všeobecnej citácie je zrejmé, že rodinný dom nie je "jednoduchá" stavba a pri jeho návrhu sa musí venovať veľká pozornosť skladbe konštrukcií z pohľadu energetických strát.

Požiadavky na stavebné konštrukcie
Vyhláška 532/2002 Z. z. určuje základné požiadavky na jednotlivé časti stavby alebo objektu - stavebnej konštrukcie. Ako najdôležitejšie možno označiť požiadavky na obal stavby.
Obvodové steny stavby (opäť citát z predmetnej vyhlášky) musia zabezpečiť ochranu stavby pred vonkajšími klimatickými vplyvmi, ktoré majú nepriaznivý účinok na tepelnú a akustickú pohodu a zvyšujú spotrebu tepla na vykurovanie.
Tepelný odpor obvodovej steny je teda prvým a najdôležitejším ukazovateľom energetickej náročnosti budovy. Výrobcami uvádzaná hodnota tepelného odporu stavebných materiálov a konštrukcií z nich vyskladaných platí vlastne pre fragment konštrukcie, napríklad pre rovnú, súvislú stenu bez otvorov a kútov. Platí tu úmera - čím väčší tepelný odpor, tým menšia potreba tepla na kúrenie.
Kvalita steny má zásadný vplyv aj na ďalšie dôležité parametre interiéru bytu. Tými sú tepelná stabilita a dodržanie hygienických kritérií! Tepelná stabilita znamená toľko, že dom sa nebude v lete prehrievať a v zime príliš rýchlo ochladzovať. Z tohto hľadiska najlepšie vyhovujú masívne (akumulačné) konštrukcie. Ich použitie spolu s vysokým tepelným odporom je zárukou splnenia hygienických kritérií.
Najzávažnejším hygienickým kritériom je riziko vzniku plesní na vnútornom povrchu stien. Tieto vznikajú, ak je stena silno ochladzovaná, nenaakumuluje (neudrží) teplo a jej povrchová teplota sa pohybuje okolo 12,6 °C a nižšie. Vtedy povrch steny navlhne z pár, ktoré sú a aj budú v interiéri izby. Veď človek už len dýchaním vylučuje paru a čo potom varenie, pranie... Všetci vieme, že vlhko je živná pôda pre plesne.
Pri posudzovaní kvality konštrukčnej skladby stien si všímame aj možnosť využitia prerušovaného kúrenia, ktoré predstavuje potenciál veľkých úspor energie na kúrenie. Tento potenciál však nebudeme môcť využiť pri stenách s malou akumulačnou schopnosťou a nízkym tepelným odporom spravidla menším ako 4 m2.K/W.

Úspora energie a akumulačná schopnosť
Obytné priestory využívame rôzne, máme určité návyky a režim dňa či noci. Väčšina z nás pracuje, pričom je dom či byt 8 - 10 hodín prázdny. Kotol ústredného kúrenia však o tom nevie a kúri rovnomerne. Ak však bude v čase našej neprítomnosti pracovať v inom (slabšom) režime, ako keď sme doma, spálime menej plynu a ušetríme peniaze. Tento režim sa však dá uplatniť len pri už spomínaných vyšších akumulačných vlastnostiach stien. V tomto prípade vnútorná teplota obytného priestoru nekolíše veľmi prudko - rádovo o 2 - 5 °C, pritom počas našej neprítomnosti ušetríme až 12 - 25 % energie.
Ak pri drevodomoch prerušíme kúrenie na 8 hodín, klesne teplota interiéru na menej ako 10 stupňov, keď už dochádza ku kondenzácii vodnej pary v celom interiéri, a preto v takýchto domoch musíme kúriť 24 hodín denne. V lete teplota vnútorného vzduchu však môže dosiahnuť aj viac ako 35 °C. A tak musíme obytné priestory klimatizovať.
Toto je však len prvá časť správneho návrhu stien (obalu) stavby. Už z uvedeného je však zrejmé, že tepelná ochrana obalu stavby je pre interiér veľmi dôležitá a zásadne ovplyvňuje výšku prevádzkových nákladov na vykurovanie.

Tepelné mosty
Ak je v stene otvor alebo je ochladzovaná z dvoch či viacerých strán (napr. roh miestnosti), jej tepelnoizolačné vlastnosti sa menia. Kritickými miestami sú miesta styku zvislej konštrukcie so stropom alebo priečkou či preklady nad otvormi, ktoré zásadne ovplyvňujú potrebu tepla na kúrenie. Tieto miesta nazývame tepelné mosty.
Tepelné mosty rozdeľujeme na tzv. geometrické, materiálové a kombinované.
Geometrické tepelné mosty sú napr. vodorovné a zvislé kúty miestností či ostenia okien.
Kombinovaným tepelným mostom s obrovskými tepelnými stratami je napr. okno v kúte miestnosti.
Materiálové tepelné mosty v tehlových a pórobetónových domoch sú betónové stužujúce vence, preklady nad oknami a dverami...
V drevených domoch sú to drevené hranoly vo vnútri stien.
V jednom rodinnom dome to môžu byť aj stovky metrov takýchto tepelných mostov. Okrem tepelných strát spôsobujú zle riešené tepelné mosty aj závažné hygienické problémy súvisiace s rizikom vzniku plesní, lebo miesta tepelných mostov sú silne ochladzované a môže dôjsť ku kondenzácii vzdušnej vlhkosti na ich povrchu.

Prídavná tepelná strata
So snahou o čo najväčšiu úsporu energie na vykurovanie sa zlepšujú tepelnoizolačné vlastnosti obalových konštrukcií budov. Pri výpočte potreby tepla zisťujeme zdanlivo paradoxne, že čím lepšie sú tepelnoizolačné vlastnosti konštrukcií, tým je relatívne väčší vplyv tepelných mostov na potrebu tepla. Vplyv tepelných mostov sa vyjadruje tzv. prídavnou tepelnou stratou.
Aby sme si mohli urobiť predstavu o zásadnom vplyve tepelných mostov na potrebu tepla na kúrenie, ukážeme si malý príklad:
Tehlová stena s tepelným odporom R = 3 m2.K/W (U = 0,33 W/(m2.K)) má prídavnú tepelnú stratu odpovedajúcu zhoršeniu tepelného odporu až na úroveň R = 2,3 m2.K/W.
Toto je dôvod, prečo sa môžeme stretnúť s názorom, že zlepšovanie tepelnoizolačných vlastností konštrukcií vlastne nemá význam. Áno, do určitej miery je to tak a platí to prakticky pre všetky staré konštrukčné systémy. Aby dom dosiahol úroveň energetickej triedy "A", potrebujeme tepelný odpor obalových konštrukcií väčší ako desať. Ale ak by sme neriešili vplyv tepelných mostov, samotné zväčšenie hrúbky tepelnej izolácie by bolo veľmi málo efektívne.

Eliminácia vplyvu tepelných mostov
Vidíme, že dodatočným pridávaním tepelnej izolácie - zatepľovaním, môžeme dosiahnuť len veľmi obmedzené výsledky, ak problém neriešime komplexne a aj napriek relatívne veľkej hrúbke izolácie, takýto dom len veľmi ťažko bude môcť byť zaradený do energetickej triedy lepšej ako "C".
Moderné konštrukčné systémy, ako je napr. stavebný systém MGU, atď. sú riešené ako viacvrstvové a ich hlavnou výhodou je praktické vylúčenie vplyvu tepelných mostov. V správne navrhnutých viacvrstvových konštrukciách majú tepelné mosty minimálny vplyv na potrebu tepla.

Na obrázkoch z počítačových simulácií je znázornená časť steny s napojením na strop. Dnes bežné riešenie s tehlovou stenou a železobetónovým stropom nezabraňuje úniku tepla, čo vidieť na priebehu izoteriem.

Pri stavebnom systéme MGU sú izotermy prakticky neporušené, čo znamená, že vplyv tepelného mosta na potrebu tepla je minimálny až zanedbateľný. A to je prvý krok na dosiahnutie takej potreby tepla na kúrenie, aby mohol byť dom zaradený do energetickej triedy "A".

Transparentné obalové konštrukcie - okná, dvere, zasklené steny
Kvalita okien - ich konštrukcií a materiálov má veľký vplyv na potrebu tepla, ale aj potrebná veľkosť transparentných plôch a ich orientácia vzhľadom na svetové strany. Dôležité sú tiež hygienické riziká spôsobené kondenzáciou vodnej pary na konštrukcii okien alebo v ich blízkosti.
Vplyv okien na potrebu tepla sa od ostatných stavebných konštrukcií odlišuje, pretože okrem tepelných strát prispievajú do celkovej bilancie aj solárnymi ziskami.
Tepelnotechnické vlastnosti okien sú v porovnaní so stenami veľmi zlé, aj viac ako 10-krát horšie. Z tohto hľadiska sa snažíme navrhovať minimálne plochy okien. Na druhej strane, okná svojimi tepelnými ziskami zo slnečnej energie - využitím tzv. skleníkového efektu, môžu výrazne ovplyvniť potrebu tepla. Z tohto pohľadu sú dobré veľké plochy okien. Je na projektantovi, aby zladil kvalitu a veľkosť plochy okien tak, aby sa dosiahla čo najnižšia potreba tepla v zime a čo najmenšie prehrievanie interiéru v lete.

Na obrázkoch je rodinný dom s veľkou plochou okien, čo je dobré z hľadiska ziskov energie zo slnka. Na príklade tohto domu si ukážeme potrebu dôsledného a zodpovedného prístupu k návrhu okien.
Kvôli tomu, aby sme našli optimálne riešenie, bolo urobených viacero výpočtov potreby tepla na kúrenie s rôznou kvalitou okien. Z tabuľky môžeme vyčítať zaujímavý a na prvý pohľad paradoxný fakt - pri použití okien s izolačným trojsklom je vyššia potreba tepla na kúrenie, hoci izolačné trojsklá majú oveľa lepšie izolačné vlastnosti. Je to spôsobené tým, že izolačné trojsklá prepúšťajú omnoho menej slnečnej energie.
Čiastkový záver je asi taký, že pri navrhovaných veľkých presklených plochách môže byť paradoxne lepšie, ak sa použije zasklenie nižšej kvality. Cez veľké zasklené plochy však počas obdobia bez slnečného svitu dochádza k oveľa väčším stratám tepla ako cez steny, preto musíme zvážiť, čo je optimálne.
Prax ukázala, že rozmerné zasklené steny presadzované v začiatkoch návrhov "pasívnych domov" nie sú dobrým riešením a spôsobujú problémy aj v lete, keď sa dom neúmerne prehrieva a keď je skleníkový efekt na škodu. Dnes sa projektanti snažia navrhovať plochy okien primerane potrebám presvetlenia a oslnenia domu a používajú radšej menšie plochy okien a trojsklá, hoci tieto prepustia menej slnečnej energie dovnútra, ale na druhej strane lepšie izolujú.
Veľmi záleží aj na konštrukčnom systéme, z ktorého je dom postavený. V tabuľkách sa stretávame s technickými termínmi, ako sú "vzostup vnútornej teploty", ktoré exaktne kvantifikujú vplyv tepelnotechnických vlastností konštrukcií na vnútornú klímu a spôsob vykurovania. Ak je v zime veľký pokles vnútornej teploty, nemôžeme napr. využiť prerušované vykurovanie.
Okná a ich uloženie treba posudzovať aj z hygienického hľadiska. Zle osadené okno môže spôsobovať kondenzáciu vodnej pary na jeho povrchu a v jeho blízkosti, a tým vytvoriť podmienky na vznik plesní. S týmto problémom sa často stretávame aj v novostavbách. Už pri projektovaní je preto nutné zohľadniť aj tzv. hygienické kritérium (napr. pri dnes veľmi obľúbených oknách v kútoch miestností nie je toto kritérium vôbec dodržané).

Palivo, vykurovacie sústavy a energetická trieda budovy
Stručne sa dá povedať, že čím kratšia je cesta od zdroja energie po miesto jej využitia, tým sú menšie aj straty, ako aj obstarávacie náklady na potrubia, izoláciu, pomocné zariadenia (čerpadlá) a na energiu na ich pohon... V energetickej certifikácii budov sa používajú tri zásadné termíny: 1. potreba tepla, 2. dodaná energia, 3. primárna energia.
Potreba tepla je energia, ktorú potrebujeme na pokrytie strát budovy po odrátaní ziskov zo slnka a vnútorných ziskov. Toto však nie je všetko, energie musíme dodať viac.
Dodaná energia je tá, ktorú potrebujeme na pokrytie všetkých strát budovy - vyššie spomínaná potreba tepla plus energia na pokrytie strát pri odovzdávaní a distribúcii energie, to znamená v rozvodoch, zásobníkoch, v cirkulačných čerpadlách...
Primárna energia je dodaná energia plus straty pri jej ťažbe, výrobe, skladovaní, pri predaji medzi distribútormi, až po transport k miestu "odberu", ktorým je konkrétna budova.
Správnym návrhom budovy - tvar, stavebný systém, môžeme ovplyvniť potrebu tepla o 30 až 80 %. Voľbou vykurovacej sústavy ovplyvníme - zvýšime množstvo potrebnej, teda dodanej energie v rozsahu 20 - 50 % pri radiátoroch, podlahovom vykurovaní alebo len o 6 - 8 % pri elektrických konvektoroch, lokálnych vykurovacích telesách...
Správnou voľbou zdroja tepelnej energie, hlavne jeho účinnosťou, môžeme ovplyvniť aj množstvo primárnej energie. Môžeme ho znížiť o 2/3 pri použití tepelných čerpadiel alebo, ako je to v prípade fotovoltaických panelov, budova môže mať aj prebytok získanej energie, ktorú môžeme so ziskom predať.

Obstarávacie a prevádzkové náklady
Zbytočné náklady predstavujú dlhé rozvody od kotla k miestu odovzdávania tepla. Pri budovách s priemernou úrovňou izolácie volíme ako palivo najčastejšie plyn, pretože je relatívne najlacnejší a prípadné straty pri distribúcii tepla v dlhých rozvodoch sú potom v cenovom vyjadrení "len" zdanlivo malé: 15 - 50 %.
V prípade tzv. pasívnych a nulových domov môžeme uvažovať, na prvý pohľad o drahších vykurovacích médiách, ako je elektrina (zľavy z ceny však rozdiel eliminujú), pretože ich spotreba je minimálna a obstarávacie náklady na vykurovaciu sústavu, ako aj náklady na prevádzku sú malé (príkladom môžu byť lokálne napr. elektrické konvektory). Najmä v domoch s minimálnou potrebou tepla (pasívne, nulové domy) môžeme zvážiť investíciu do obnoviteľných zdrojov, ktorých obstarávacia cena je síce aj 2- až 3-krát vyššia ako najdrahšieho ústredného alebo podlahového vykurovania, ale dom sa môže stať "energeticky nezávislým".
Investície do kvalitného stavebného systému, kvalitných okien a vhodnej vykurovacej sústavy sú už pri dnešných cenách energií investíciami lepšími ako investície do "super konzervatívnych a zaručene návratných investičných fondov".

Zatriedenie budovy do energetickej triedy
Na základe dodanej energie sa budovy zatrieďujú do energetických tried. Projektantovi prikazuje Zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov urobiť projektové hodnotenie navrhnutej budovy a zatriediť ju do príslušnej triedy A - G už v štádiu projektu. Projektové hodnotenie sa predkladá stavebnému úradu pri stavebnom konaní.
Po zrealizovaní budovy sa vypracuje energetický certifikát, v ktorom bude uvedená spotreba energií ako aj CO2 a budova bude zatriedená do energetickej triedy podľa skutočne zabudovaných konštrukcií, použitých vykurovacích systémov…
Energetický certifikát sa predkladá stavebnému úradu pri kolaudácii stavby. Stavebný úrad pri posudzovaní projektu predloženého na stavebné konanie skúma splnenie povinností, aby projekt obsahoval samostatnú prílohu o energetickom posúdení budovy - Projektové hodnotenie. Všetky nové a obnovované budovy musia spĺňať minimálne kritériá pre triedu B.
Energetická certifikácia je skutočný prínos pre stavebnú prax, hlavne pre investorov, hoci dnes to pri zrealizovaných stavbách pociťujú skôr opačne. Uvediem príklad: Som autorizovaný inžinier s oprávnením vykonávať energetickú certifikáciu. Posudzoval som veľa stavieb rodinných domov s výsledným hodnotením "C" až "D". Investori boli veľmi nespokojní. No keďže projekty boli vypracované pred prijatím zákona č. 555/2005 Z. z., nemuseli mať vypracované Projektové hodnotenie, a preto ani projektant nemohol budovu zatriediť do energetickej triedy. Príčinou zlého zatriedenia starších budov, samozrejme, boli hlavne nevhodné konštrukčné skladby obalových konštrukcií, a to nie vždy len z dôvodu hľadania čo najnižšej ceny. Často sa nerešpektovala ani konštrukcia navrhovaná projektantom.
Z tejto skúsenosti vychádza zásada, ktorú by mali rešpektovať obe strany investičného procesu, a síce, že najdôležitejším momentom energetickej certifikácie je povinnosť vypracovať energetické posúdenie stavby už v projekte! Je to už spomínané Projektové hodnotenie, ktoré je povinnou súčasťou každého projektu predkladaného na stavebné konanie. Takto má každý investor možnosť dozvedieť sa, do akej triedy môže byť zatriedený jeho dom už pri jeho plánovaní. A naopak, projektant sa vyhne prípadným budúcim obvineniam z "celoživotného" doplácania investora na zlý projekt z dôvodu vysokých nákladov na vykurovanie.

Prečo stavať domy triedy "A"
Projektové hodnotenie energetickej náročnosti budovy vychádza z údajov uvedených v projekte na stavebné povolenie. Výhodou projektového hodnotenia je možnosť vypracovať alternatívne riešenia tej istej budovy napr. z rôznych druhov materiálov, izolácií alebo okien, ich veľkostí a orientácie. Projektant môže už v tomto štádiu budovu predbežne zatriediť do energetickej triedy.
Súčasťou hodnotenia je aj finančné porovnanie rôznych alternatív, čo môže činiť počas 30 rokov pri rodinnom dome až 2 - 4 mil. korún. Tu je doslova morálnou povinnosťou projektanta ponúknuť investorovi všetky riešenia a upozorniť na výber vhodného stavebného systému. Dostupný softvér umožňuje projektantovi vyhodnotiť takýmto spôsobom každú budovu.
Veľa sa hovorí a aj píše o nízkoenergetických, pasívnych či nulových domoch. Používanie týchto pojmov sa už pomaly začína udomácňovať, ale spôsobuje to dosť veľké problémy. Naša legislatíva totiž tieto pojmy nepozná. Odcitujem z jednej tlačovej správy MVRR SR o pripravovaných podporných nástrojoch pre výstavbu: "Definícia nízkoenergetickej a pasívnej budovy nie je v žiadnom legislatívnom predpise," uviedla pre TASR Linda Vaškovičová z oddelenia masmediálnej komunikácie MVRR SR. Podľa jej názoru nie je v SR v súčasnosti finančný nástroj na podporu výstavby. "Odborníci sa rôznia v definovaní ich parametrov. Pri hodnotení energetickej hospodárnosti považujeme za nízkoenergetickú budovu, ktorá spĺňa minimálne požiadavky energetickej triedy B," vysvetlila L. Vaškovičová. Preto si myslím, že bude lepšie, ak by odborná verejnosť začala viac pracovať s terminológiou zákona č. 555/2005 Z. z., t. j. označovať domy triedami A - G..
Navrhnúť a postaviť dom energetickej triedy A znamená použiť konštrukcie stien, podláh a stropov s čo najvyšším tepelným odporom a veľkou akumulačnou kapacitou, čo umožní naplno využívať aj výhody prerušovaného vykurovania a zároveň garantuje splnenie hygienických kritérií. Odporúčaný je tepelný odpor viac ako 11 m2.K/W, pričom sú optimálne masívne materiály s mernou hmotnosťou väčšou 2000 kg/m3, ktoré dokážu už dodané teplo dlhodobo akumulovať, atď. Takisto treba používať kvalitné okná či výplne otvorov, dobre izolovať strechy a na získavanie tepla využívať obnoviteľné zdroje energie.
Ceny energií môžu v blízkej budúcnosti spôsobiť, že dnes bežne stavané domy energetickej triedy B a C sa nebudú dať dlhodobo a plnohodnotne prevádzkovať kvôli vysokým nákladom na vykurovanie. Energetická certifikácia ponúka investorom kontrolu nad budúcimi prevádzkovými nákladmi. Jej dôsledné uplatnenie im môže priniesť veľké úspory. Toto je najsilnejší argument, prečo stavať domy energetickej triedy A.

Ing. Igor. Niko
Snímky: autor a archív redakcie