|
Čo rozumieme pod pojmom pasívny či energeticky
pasívny dom (EPD)? Jednoducho vyjadrené
ide o nízkoenergetický dom, ktorý má takú
nízku potrebu tepla na vykurovanie, že nie
je potrebné zriaďovať osobitý vykurovací
systém (rozvody, radiátory, podlahové vykurovanie).
Stačí ohriať vetrací vzduch. V čom spočíva
takéto riešenie?
Predovšetkým
vo veľmi nízkej tepelnej strate objektu,
ktorá sa dosahuje prevažne "pasívnymi"
prostriedkami: výbornou tepelnou izoláciou,
kvalitnými oknami s dobrou izolačnou schopnosťou
i potenciálom využitia slnečnej energie.
Túto energiu tiež nazývame pasívnou, najmä
ak slnečné lúče využívame len bežnými stavebnými
konštrukciami bez osobitých zariadení.
V nízkoenergetickom dome však narastá dôležitosť
podielu tepelnej straty vetraním a infiltráciou.
Pri pasívnom dome je preto veľmi dôležitá
aj vysoká tesnosť obalových konštrukcií
a vetranie so spätným získavaním tepla z
odvádzaného vzduchu.
Prečo sú pasívne domy v súčasnosti také
populárne? Jedným z dôvodov je, že šetria
prevádzkové náklady domu, ďalším je komfort
vnútorného prostredia. Vďaka riadenému vetraniu
s filtráciou vzduchu ako aj optimálnym povrchovým
teplotám stien a okien sa človek v pasívnom
dome môže veľmi dobre cítiť. Pre mnohých
staviteľov zaváži, že PD je veľmi ohľaduplný
k životnému prostrediu. Svojou nízkou prevádzkovou
náročnosťou minimálne zaťažuje prostredie,
redukuje emisie CO2 a často sa stavia z
materiálov, ktoré sú obnoviteľné a recyklovateľné.
Presná
definícia
Pasívny dom je objekt, ktorý
na zabezpečenie tepelnej pohody (v zime
alebo v lete) nepotrebuje konvenčný vykurovací
či klimatizačný systém. Takýto dom musí
mať potrebu tepla na vykurovanie oproti
bežným domom zníženú o 90 %. Merná potreba
tepla (MPT v kWh na m2 úžitkovej plochy
za rok) je v bežnom modernom dome okolo
100, v starom paneláku v priemere 250, v
nízkoenergetickom dome pod 50 a v pasívnom
dome pod 15 kWh/m2 (v tzv. "nulovom"
dome je približne nulová. MPT pod 15 je
základnou charakteristikou pasívneho domu
a preukazuje sa výpočtom či počítačovou
simuláciou. Dôležitým vstupným údajom pre
výpočty je okrem parametrov obvodového plášťa
budovy a výpočtu vplyvu tepelných mostov
aj overenie tesnosti objektu (blower-door
test -BDT). Pre pasívny dom musí byť jeho
výsledok pod 0,6.
Prevádzka v dome však okrem kúrenia potrebuje
energiu aj na ohrev vody a pre elektrospotrebiče.
Získavame ju z rôznych zdrojov, a preto
na vyjadrenie efektívnosti celkovej energetickej
náročnosti domu používame potrebu primárnej
energie. Tá by pri pasívnom dome nemala
prekročiť 120 kWh/m2 za rok. Bez splnenia
týchto kritérií nemožno dom oprávnene nazvať
pasívnym. Aby sme ich dokázali splniť, mali
by sme rešpektovať isté odporúčania.
Pozemok
Základom úspešnej výstavby
pasívneho domu je voľba pozemku. V EPD totiž
približne tretinu spotreby tepla (mimo teplej
vody) pokrývame kúrením, ďalšiu tretinu
nám zabezpečia vnútorné tepelné zisky z
prevádzky spotrebičov a pohybu osôb a zvyšok
predstavujú pasívne solárne zisky (ohrev
interiéru domu cez okná). Aby sme solárne
zisky dosiahli, musíme mať nielen dostatočne
veľké okná so zasklením prepúšťajúcim aspoň
polovicu slnečného žiarenia, ale musia byť
aj vhodne orientované (najlepšie na juh).
Pre využitie Slnka v zime je tiež dôležité,
aby boli bez väčšieho zatienenia okolitými
budovami, terénom, zeleňou či konštrukciami
samotného domu. Samotný pozemok by teda
mal spĺňať tieto kritériá.
Architektúra
a materiály
Veľkosť
a tvar budovy a jej osadenie do terénu nám
určujú pomer vykurovanej plochy domu a ochladzovaných
stien obvodového plášťa tej časti objektu,
v ktorej zabezpečujeme tepelnú pohodu. Komplikované,
členité tvary predražujú dosiahnutie veľmi
nízkej spotreby tepla a riešenie veľmi malých
pasívnych domov je tiež náročnejšie. Kompaktný
tvar obmedzuje geometrické tepelné mosty
a riešenie by malo umožniť vylúčenie či
redukciu konštrukčných tepelných mostov.
Aj neveľký únik tepla dokáže pri malej spotrebe
tepla v EPD výrazne ovplyvniť celkovú energetickú
bilanciu. Môžeme tiež využiť medzipriestory
a teplotné zónovanie miestností. Ťažiskom
odporúčaní pre konštrukcie a materiály je
nadštandardná tepelná izolácia a obmedzenie
tepelných mostov.
Osobitým problémom v EPD je zabezpečenie
letnej tepelnej pohody. Snažíme sa ju dosiahnuť
"pasívnymi" prostriedkami, preto
je výhodná väčšia akumulačná hmota domu
v kombinácii s intenzívnym nočným vetraním,
pohyblivé tienenie okien zvonka (žalúzie,
okenice), ktoré minimalizuje nežiaduce solárne
zisky a zemný výmenník na ochladenie vetracieho
vzduch.
Nosné
konštrukcie
EPD
možno zrealizovať v každom bežnom konštrukčnom
systéme. Napríklad pri drevostavbe pre požadovanú
hrúbku tepelných izolácií (bežne aj vyše
30 cm) môžeme využiť takmer celú hrúbku
stien a dokážeme sa vyhnúť aj tepelným mostom.
Viac pozornosti tu však treba venovať zabezpečeniu
tesnosti domu, a to už počas realizácie.
Pri masívnych konštrukciách býva niekedy
problém prerušenie tepelného mosta od základov.
Môžeme to riešiť pásom penového skla v päte
steny či založením domu na doske z tepelnej
izolácie (napr. z XPS či zhutnenej drviny
z penového skla).
Pozornosť treba venovať aj konštrukčným
detailom, ako je styk obvodových stien a
stropov či napojenie konštrukcie strechy.
Osobitú dôležitosť má detail osadenia okien.
Jednovrstvová konštrukcia obvodového plášťa
zvyčajne parametre požadované pre EPD nezabezpečuje.
Riešením býva oddelenie nosnej a tepelnoizolačnej
funkcie (napríklad vnútorné stĺpy a ľahká
obvodová stena) alebo sendvičová konštrukcia.
Nosná časť tejto konštrukcie býva z pálených
tehál, vápennopieskových blokov, betónových
tvárnic či železobetónu (z betónu je aj
systém Durisol či MedMax). Ak chceme zlepšiť
akumuláciu tepla v dome, uprednostníme aj
vnútorné nosné steny a stropy z materiálov
s vyššou akumulačnou schopnosťou. Zaujímavým
prístupom je použitie nepálenej hliny.
Tepelné
izolácie
V
pasívnom dome sa hrúbka tepelných izolácií
pohybuje od 25 do 40 cm. Druhy materiálov
sa líšia ekologickými parametrami i stavebnofyzikálnymi
vlastnosťami. Neexistuje taká izolácia,
ktorá je vhodná do každej konštrukcie. Mäkké
minerálne vlny používame do dutín drevených
konštrukcií (ich alternatívou je celulózová
izolácia z recyklovaného papiera).
Drahšiu, no priamo omietnuteľnú tvrdú minerálnu
vlnu používame na zateplenie murovaných
konštrukcií. Polystyrén sa bežne používa
na izoláciu podláh, na steny i na strechu.
Niekoľko "alternatívnych" materiálov,
ako sú slama, korok i rastlinné vlákna,
sa v zahraničí tiež už bežne používa. Sú
certifikované a jednoducho dostupné.
Vo vlhkom prostredí (zemina, obrátená strecha)
sa uplatní extrudovaný polystyrén. Penové
sklo je vynikajúce na prerušenie tepelných
mostov pri základoch. V prefabrikátoch sa
stretávame s polyuretánovými penami a novinkou
sú komerčne dostupné vákuové izolácie. Sú
síce drahé, ale niekedy nám umožnia odstrániť
nepríjemné tepelné mosty.
Okná
a dvere
V
pasívnom dome používame okná zasklené trojsklom
či dvojsklom s vloženou fóliou, vyplnené
vzácnymi plynmi a s "teplým" dištančným
rámikom po obvode. Požiadavkou je U = 0,7
alebo menej. Rámy môžu byť drevené, drevohliníkové
alebo plastové (U rámu je odporúčané pod
0,8), s trojitým tesnením a obmedzením prestupu
tepla vloženou tepelnou izoláciou či väčším
počtom vzduchových dutín.
Veľmi dôležité je kvalitné osadenie okna
v stene. Kvôli obmedzeniu tepelného mosta
ho vysúvame do roviny tepelnej izolácie
a na zabezpečenie vzduchotesnosti škáry
medzi rámom a stenou používame tzv. i3 systém
- pur-pena nestačí. Často využívame pevné
alebo dokonca bezrámové zasklenia. Aj pri
dverách požadujeme dobrú izolačnú schopnosť
(U okolo 0,7) a perfektnú tesnosť.
Vylúčenie
tepelných mostov
Tepelný most je miesto, kadiaľ
uniká oveľa viac tepla než okolitou konštrukciou.
Spôsobuje nielen straty tepla, ale aj ochladenie
vnútorných povrchov, zrážanie vodných pár,
čoho dôsledkom môžu byť plesne. Preto sa
tepelným mostom vyhýbame aj v bežných stavbách,
úplne sa však vylúčiť nedajú. V EPD ich
overujeme výpočtom a zahŕňame do bilancie
tepelných strát. Aby ich však bolo čo najmenej,
používame špeciálne riešenia. Napríklad
balkóny neriešime ako konzolu vysunutú z
domu, ale ako samonosnú konštrukciu postavenú
vedľa tepelnoizolačného plášťa budovy. Masívne
(a teda tepelne dobre vodivé) konštrukcie
izolujeme od základov, okenné rámy niekedy
prekrývame tepelnou izoláciou. Tepelným
mostom je aj každý roh domu, preto uprednostňujeme
jednoduché architektonické formy.
Vetranie
a teplo
V EPD využívame mechanické
riadené vetranie s rekuperáciou tepla (s
odporúčanou účinnosťou aspoň 80 %) a ohrevom
vetracieho vzduchu. Týmto systémom môžeme
aj kúriť. Niektoré systémy umožňujú popri
vetraní aj cirkuláciu časti vzduchu, čo
ponúka istú rezervu vo vykurovacom výkone.
Vetranie často spájame s použitím zemného
výmenníka ("registra") na ohrev
alebo v lete na ochladenie vetracieho vzduchu.
Výkonovú rezervu nám zabezpečí aj doplnkový
zdroj tepla - spravidla kozubová vložka
či kachle. Ich použitie je dosť komplikované
z hľadiska zabezpečenia tesnosti domu (komínom
nesmie unikať teplo) i kvôli potrebe fungovania
v súlade s vetracím systémom. Preto sa využívajú
aj iné riešenia: málo výkonné podlahové
či stenové vykurovanie alebo piecky na lieh,
ktoré môžu byť prevádzkované bez komína.
Vetrací systém umožňuje nastaviť požadovanú
výmenu vzduchu, teplotu i režim vetrania
(v kuchyniach, kúpeľniach a WC podtlakové,
inde spravidla rovno-tlakové). Zároveň zabezpečuje
filtráciu privádzaného vzduch a je základom
nadštandardného komfortu bývania v pasívnom
dome.
Zdroj
tepla pre TÚV a solárne systémy
Základným zdrojom tepla v EPD
sú často kotly na spaľovanie dreva (drevnej
štiepky, peliet) v kombinácii s akumulačnou
nádržou ako neutrálne riešenie z hľadiska
produkcie CO2, využívajúce obnoviteľné zdroje.
Môžeme však použiť akýkoľvek kotol. Najjednoduchšie
zabezpečenie tepla a teplej vody predstavuje
elektrický ohrev priamo v akumulačnej nádrži,
výrazne však zvyšuje potrebu primárnej energie.
Tepelné čerpadlo je elegantným, aj keď pomerne
drahým riešením. Alternatívou čerpadla na
prípravu teplej vody je solárny systém,
ktorý je pomerne rýchle návratnou investíciou,
ale v zime (pri bežných plochách kolektorov)
nám príliš nepomôže. Fotovoltaické panely
na výrobu elektriny zo slnečného žiarenia
sú síce čoraz lacnejšie, ale bez štátnej
podpory sa uplatnia na bežných pasívnych
domoch len ako "zelené" gesto.
Ostatné
rozvody
Vodovod,
kanalizácia či elektrické rozvody sa v pasívnom
dome riešia obdobne ako v bežných stavbách.
Pri rozvodoch teplej vody sa snažíme o minimalizáciu
ich dĺžky a výbornú izoláciu. Straty z cirkulácie
v bilancii EPD už nie sú zanedbateľné. Špecifikom
je aj potreba dôkladného utesnenia všetkých
prestupov vedení cez vzduchotesnú rovinu
obvodového plášťa. Popri zásuvkách či vypínačoch
nám nesmie "ťahať". Mnohé pasívne
domy sú však zároveň aj ekologické. V takom
prípade sa stretávame aj s opatreniami odpadových
vôd na mieste). Ak máme fotovoltaický solárny
systém, po úprave elektrických rozvodov
môžeme využívať aj energiu zo solárnych
panelov.
Projektovanie
Stavbe pasívneho domu predchádza
dôkladná projektová príprava. Riešenie otázok
dôležitých pre šetrenie pitnej vody (úsporné
armatúry, využitie dažďovej a "šedej"
vody, čistenie detailov) musí byť súčasťou
dokumentácie rovnako ako posúdenie energetickej
náročnosti budovy a posúdenie vplyvu prípadných
tepelných mostov.
Nemýľme si tieto výpočty s energetickou
certifikáciou. Tá musí pokrývať celé spektrum
kvality domov, vrátane tých najmenej úsporných
- na porovnanie kvality to úplne stačí.
Pri veľmi nízkych spotrebách energie však
aj malé nepresnosti výrazne ovplyvnia výsledok.
Príprava
koncepcie vykurovania a vetrania je integrálnou
súčasťou projektu. Výpočet zohľadňuje okrem
tradičných parametrov stavby (orientácia
objektu, tepelnoizolačné vlastnosti stavebného
materiálu, kvalita okien, konkrétne klimatické
dáta regiónu a podobne) aj precízne zrátanie
solárnych ziskov so zohľadnením zatienenia,
vzduchotesnosti obalu budovy, vplyvu tepelných
mostov, účinnosti rekuperácie a zemného
výmenníka či strát v rozvodoch.
Na posúdenie potreby primárnej energie sa
berie do úvahy spôsob získavania tepla,
využitie solárnej energie či množstvo a
kvalita spotrebičov (vrátane prevádzky TZB).
Posudzuje sa tiež zabezpečenie letnej tepelnej
pohody. Výsledkom je vysoká kvalita vnútorného
prostredia, spojená s nízkymi prevádzkovými
nákladmi na dosiahnutie tepelnej pohody.
Výstavba
Neoddeliteľnou súčasťou výstavby
pasívnych domov je kontrola kvality ich
realizácie. Tak ako pri výpočtoch, kde aj
malé nepresnosti môžu viesť k veľkým chybám,
aj pri realizácii musíme zabezpečiť dodržanie
a overenie projektovaných parametrov. Základom
tohto overovania je meranie neprievzdušnosti
(tzv. blower-door test - BDT), ktoré je
nevyhnutné na potvrdenie, že dom spĺňa kritériá
EPD a že bude dobre fungovať. Tento test
často dopĺňame kontrolou pomocou termovíznej
kamery, ktorá odhalí skryté chyby konštrukcie.
Prevádzka
Aj prevádzka pasívnych domov
má svoje špecifiká. Ak nechceme zbytočne
mrhať energiou, nesmieme dom prekurovať
a vetranie oknami v zime by malo byť len
výnimočné. V lete zase nesmieme zabúdať
na zatienenie okien, ináč sa nám v najväčších
horúčavách nepodarí bez klimatizácie udržať
príjemné vnútorné teploty. Skúsenosti z
prevádzky identických pasívnych domov ukazujú,
že aj keď sa priemerná spotreba energie
takmer presne zhoduje s vypočítanou, individuálne
odchýlky sú dosť veľké.
Ing. arch. Henrich
Pifko, PhD.
Snímky: autor
|