Obalové konštrukcie stavby, nazývané aj obvodové plášte, v rozhodujúcej miere ovplyvňujú prevádzkovú náročnosť budovy. Na jednotlivé časti obalu stavby kladieme rôzne (a neraz protichodné) požiadavky - popri tepelnej ochrane od nich často očakávame aj nosnú funkciu či tlmenie výkyvov vnútornej teploty... Zosúladenie týchto požiadaviek je základom efektívneho návrhu domu.

Stratu tepla ovplyvňuje v prvom rade tepelnoizolačná schopnosť obalových konštrukcií, ale musíme dbať aj na ich neprievzdušnosť. Je zbytočná kvalitná izolácia, ak 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 stratu zmenšiť použitím vetracieho systému so spätným získavaním tepla z odpadového vzduchu (rekuperáciou) a obmedzením nekontrolovateľnej infiltrácie cez netesnosti obalu domu.

Obvodové steny
Nie všetky konštrukčné a materiálové riešenia sa hodia pre nízkoenergetické či pasívne domy Využívajú sa najmä viacvrstvové konštrukcie, či už v podobe klasických murovaných stien doplnených tepelnou izoláciou alebo v podobe ľahkých (spravidla drevených) konštrukcií, kde takmer celú hrúbku steny zaberá tepelná izolácia.

Jednovrstvové konštrukcie
Moderné murovacie materiály umožňujú splniť požiadavky našich teplotechnických noriem (spravidla až po zarátaní izolačnej omietky). Pre nízkoenergetický dom to však väčšinou nestačí, hoci aj pre takéto typy domov ponúkajú výrobcovia murovacích materiálov riešenia. 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 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.

Viacvrstvové riešenia
Pri nízkoenergetických a pasívnych domoch sa často uplatňujú viacvrstvové "sendvičové" konštrukcie obvodových stien s masívnym nosným múrom, prednostne na vnútornom líci konštrukcie a vrstvou tepelnej izolácie chránenou fasádnym plášťom. 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. 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.
Betónové tvarovky sú alternatívou tradičných murovacích materiálov. Vo vyľahčenom tenkostennom vyhotovení so zníženým obsahom cementu sú aj "ekologickým" murivom a predstavujú finančne výhodné riešenie. Liaty železobetón či veľkoplošné železobetónové panely sú bežným konceptom pre mnohopodlažné objekty, niekedy môžu byť vhodným riešením aj pre rodinný dom. Tenká, no veľmi pevná nosná časť steny umožňuje realizovať veľkoryso otvorené fasády či atypické tvary objektu. 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 vylúči potrebu dodatočného "zateplenia" steny, no treba ho overovať aj z hľadiska možného vzniku tepelných mostov.
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.

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 penový polystyrén alebo 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.

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. 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. Stĺpikové konštrukcie predstavujú štíhle drevené stĺpiky rozmiestnené v stene pomerne nahusto (cca po 60 cm) a pevne spojené s plášťom steny. V našich podmienkach používame väčšie hrúbky stĺpikov, vnútorný plášť 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 odparovaním vlhkosti do exteriéru), vonkajší plášť zvykneme robiť z mäkkých či stredne hustých drevovláknitých dosiek a paropriepustnej omietky alebo odvetrávaného obkladu.
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 býva niekedy inštalačná predstena, aby sa elektrickými či zdravotechnickými rozvodmi nenarušila rovina neprievzdušnosti a parotesnosti. Požiarna bezpečnosť sa obvykle zaisťuje sadrokartónovým obkladom, rovnako však poslúži hrubá hlinená omietka či tehlová obmurovka.
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. Na trhu sú aj špeciálne drážkované stenové panely, ktoré zjednodušujú montáž inštalácií.
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. Stavby zo slamených blokov sú u nás zatiaľ 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.

Izolácie ľahkých konštrukcií
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.

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 už štandardom. Rámy môžu byť z dreva, plastu či drevohliníkové. 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 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 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 aj orientácia a sklon okna, šírka okenných rámov, hĺbka ostení a tienenie budovou, okolitou zástavbou, zeleňou či pohyblivými tieniacimi prvkami. V presných výpočtoch pasívnych a nízkoenergetických domov berieme do úvahy všetky tieto parametre.
Pri nízkoenergetických domoch obvykle požadujeme Uw okolo 1, pri pasívnych domoch pod 0,85 W/m2K. Kvalitné rámy (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.
Ak máme v objekte mechanické vetranie, môžeme vo väčšom rozsahu použiť aj pevné zasklenia. V každej miestnosti však 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.

Optimálne riešenie
Pri návrhu obalu objektu sa snažíme zvoliť parametre konštrukcií podľa požiadaviek kladených na dom tak, aby boli vyvážené, pretože nemá zmysel vynikajúco zaizolovať stenu a osadiť do nej nekvalitné okná (alebo naopak). Je mrhanie peňažnými prostriedkami, ak použijeme 30 cm hrubú izoláciu a pritom je konštrukcia "deravá", takže riadené vetranie stráca zmysel. Energetický prínos určitej hrúbky izolácie s jej narastajúcou celkovou hrúbkou klesá.
Efektívnosť riešenia (ako minimálny súčet investičných a prevádzkových nákladov) je preto výhodná najmä pri nízkoenergetických domoch (okolo 30 kWh/m2a), 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.
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.
Aj v tejto oblasti ide vývoj dopredu a popri konzervatívnych riešeniach obvodových stien máme na výber mnoho alternatív, pričom sa ich ponuka sa stále rozširuje.

(mez)
Snímky: Ing. arch. Henrich Pifko, www.lepd.sk
spracované podľa publikácie Nízkoenergetické a pasívne rodinné domy, Verso spol. s r.o.