Energeticky pasívny rodinný dom ukazuje možnosti súčasného stavu stavebníctva v oblasti nízkoenergetickej (pasívnej) výstavby. Tá je dôležitá, pretože už dnes musíme myslieť na potreby ďalších generácií. Mali by sme viac využívať prírodné a lokálne zdroje stavebných materiálov, ktoré nezaťažujú životné prostredie v podobe emisií CO2 a ďalších škodlivín. A nielen to.
Ďalej si pri výbere materiálov treba všímať, či majú nízku hodnotu zabudovanej energie a tiež spotrebu energie na ich dopravu. Malo by totiž platiť heslo: „Pasívny, a napriek tomu lacný.“

Zámer
Investor projektu si pre rodinné bývanie zvolil výstavbu energeticky pasívneho domu. Základnou požiadavkou bolo navrhnúť dom s vnútornou tepelnou pohodou v zimnom i letnom období s čo najnižšími prevádzkovými a tiež obstarávacími nákladmi, a tým aj s najnižším zaťažením životného prostredia (najmenšou ekologickou stopou).
Ďalšou zásadou bolo nenavrhovať nadmerné množstvo technických zariadení. Zmyslom toho bolo, aby užívateľ nebol obťažovaný neustálou kontrolou a reguláciou, ale aby bol dom „pasívne inteligentný“ a fungoval správne aj bez stálej obsluhy a dozoru.
Z tejto zásady okrem iného vyplynul návrh decentrálneho núteného vetrania so spätným získavaním tepla, čo je ďalší bod na splnenie energetickej pasivity domu. Pri spätnom získavaní tepla v zimnom období sa nejavil efektívny ani zemný výmenník, preto nebol v projekte navrhnutý. Taktiež tepelné čerpadlo predstavovalo zbytočne veľkú investíciu pri takých malých stratách, ako má tento pasívny dom. Nehľadiac na to, že celkový výkon by bol predimenzovaný oproti stratám objektu – životnosť zariadenia nie je neobmedzená.

Popis projektu
Pre rodinu najvhodnejší typ domu, ktorý bol zvolený, bolo treba nadimenzovať na energeticky pasívny štandard. Dom bol pracovne nazvaný Referenčný energeticky pasívny dom – „REP-HOUSE“. V súčasnej dobe sa dostáva na trh množstvo nových stavebných materiálov a zariadení pre pasívne domy, a preto sa projekt nedal definitívne uzavrieť.
Túto skutočnosť bolo poznať počas samotnej realizácie, keď dochádzalo k prehodnocovaniu navrhnutých postupov a technológií výstavby, ktoré boli nahradené novými a lepšími. Navrhol sa vyšší stupeň zateplenia stien (U = 0,1), podlahy a strechy, ako aj extrémne dobré okná, utesnené izoláciami s tepelne izolačnými vlastnosťami rámu (Uf = 0,7) a zasklením s Ug = 0,3.
Pre efektívnejšie pasívne využitie slnečného žiarenia bolo treba navrhnúť väčšiu plochu okien a zväčšiť priepustnosť slnečnej energie cez zasklenie (g = 0,7) na južnej strane a zároveň navrhnúť vonkajšie vodorovné, veľmi efektívne tienenie proti letnému prehrievaniu. Obvodové tehlové steny domu majú plniť funkciu pasívnej klimatizácie, t. j. dom ma byť bez klimatizačnej jednotky a ďalších výdajov za chladenie. Na severnej strane je okno prispôsobené na nočné chladenie v lete cez južnú, veľkú obytnú miestnosť. Spálne sú kvôli riziku prehrievania orientované na severovýchod a severozápad.
Objekt je jednopodlažný, murovaný z tehál a steny, strop i podlahy (135 m2) sú zateplené. Úložný pôjdový priestor má plochu 30 m2. Dom je založený na pásoch z prostého betónu s vystuženým podkladovým betónom. Pôdorys má tvar písmena L, pričom terasa je orientovaná na južnú stranu. Strecha má konštrukciu z drevených väzníkov a krytina z pálených škridiel. Okná a dvere sú plastové so zasklením s dvojitou fóliou Heat Mirror.

Získavanie tepla
Klasická vykurovacia teplovodná sústava bola zamietnutá a nahradená doplnkovým podlahovým vykurovaním v podobe elektrických vykurovacích fólií Ekofilm pod laminátovou podlahou, rohožami pod dlažbou a tiež stropnými fóliami nad sadrokartónovým obkladom.
Vďaka malej tepelnej strate domu (3 kW ) je možné použiť nízkoteplotný zdroj tepla – vykurovaciu fóliu s výkonom 60 W/m2 a pri povrchovej teplote priemerne 25 °C, čo by v klasickej stavbe nebolo možné pre nedostatočnú veľkosť vykurovacej plochy. Z rovnakých dôvodov je možné tento pasívny dom vykurovať elektrickou energiou, a to lacnejšie, než napr. zemným plynom aj vďaka výhodnej sadzbe pre túto formu vykurovania. Spotreba začína narastať používaním rozmanitých elektrospotrebičov, hoci sú aj úsporné. Lacnejšie vykurovanie elektrinou (oproti zemnému plynu) je možné len v pasívnych domoch (do 3 MWh/rok), ale nie v nízkoenergetických. V realizovanom projekte domáca elektrina presahuje svojím objemom elektrinu na vykurovanie.
Vykurovacia podlahová fólia je zo spodnej strany mierne izolovaná, ale napriek tomu sa počas vykurovacích dní naakumuluje veľké množstvo tepelnej energie do podkladového betónu, ktorý je zo spodnej strany od zeminy dobre tepelne izolovaný. Objekt tak získa tepelnú stabilitu na niekoľko ďalších dní i pri prerušovanom vykurovaní, čo zodpovedá silnému využitiu nízkej tarify.
Dobrú tepelnú stabilitu zaisťujú aj hmotné obvodové steny, ktoré vďaka dobrému zatepleniu z vonkajšej strany udržia v celej svojej hrúbke a tiež na vnútornom povrchu takmer izbovú teplotu. Dobré zateplenie zaisťuje kvalitu vnútorného prostredia a eliminuje riziko rastu plesní či vznik povrchovej kondenzácie. V konštrukcii nie sú žiadne tepelné mosty.

Vzduchotesnosť
Vzduchová tesnosť obálky budovy je zaistená použitím klasického murovaného systému s dvojvrstvovými omietkami až pod úroveň podlahy a aj ošetrením pripojovacích škár, a to nielen okenných konštrukcií, kde je použitý systém paropriepustných a parotesných pások tzv. 3D systém. Stropná konštrukcia obsahuje dostatočne vzduchovo tesnú parozábranu a všetky prestupy a chráničky káblov budú na okraji zapenené, a to aj vo vonkajšom zateplení, kde vo vzduchových dutinách môže dochádzať k nežiaducemu prúdeniu vzduchu a k tepelným stratám. Všetko je preverované Blower-Door testom s možnosťou nápravných opatrení.

Obnoviteľné zdroje
Využitie obnoviteľných zdrojov energie je v podobe solárnych teplovodných článkov, poprípade hybridných s doplnkovou výrobou elektrickej energie (napr. pre obehové čerpadlá, aby nedošlo pri výpadku k prehriatiu a zničeniu kolektoru). Solárna energia bude akumulovaná do zohriatej vody v 500-litrovej vodnej nádrži na prípravu teplej úžitkovej vody a využívaná takmer po 2/3 roka. Na túto nádrž je tiež napojená kogeneračná jednotka, ktorá bude vyrábať elektrinu a zároveň teplo na ohrev TUV najmä v zimných mesiacoch, keď nebude solárna energia dostatočná.
Ako záložná jednotka elektrickej energie bude v budúcnosti slúžiť vodíkový článok alebo akumulátor na báze polymérov, ktorý bude schopný pokryť až jednodennú elektrickú spotrebu domu, čo môže vo väčšom meradle (napríklad v celých dedinách alebo mestách) nahradiť jednu prečerpávaciu elektráreň. Odberateľ dostane impulz, aby začal nabíjať svoje akumulátory a táto nadbytočná, v tú chvíľu ťažko využiteľná energia (napr. v noci) bude potom následne využitá v špičke. Podľa expertov to môže byť cesta pre výstavbu a  energetickú stabilitu v budúcnosti.

Tepelná bilancia
Pri spočítaní všetkých vnútorných tepelných ziskov v dome – od užívateľov, slnka, domácich spotrebičov a osvetlenia sa predpokladá, že dom bude takmer sebestačný, t. j. pasívny (preverené štúdiou publikovanou na medzinárodnej konferencii „Udržateľná výstavba budov v strednej Európe 2007“ s názvom „Energetická bilancia okien, solárne zisky a tepelné straty v pasívnom dome“).
Ak sa však bude opakovať teplá zima z predchádzajúcich rokov, bude dom takmer nulový, samozrejme, za predpokladu dobrej tepelnej stability v letnom období, t. j. bez nutnosti chladenia, ktoré v súčasnosti hrozí na celom svete. Napr. spálňa má pri vonkajšej teplote vzduchu –15 °C výpočtovú tepelnú stratu 200 W, a tak by na jej kompenzovanie postačili iba vnútorné zisky napr. 100 W osvetlenie a 100 W užívatelia. Pri vonkajšej teplote vzduchu 0 °C je strata približne polovičná a obvykle sa pár stupňov nad touto teplotou pri bežnej slnečnej aktivite nemusí v pasívnom dome kúriť. Vykurovacia sezóna sa tak skracuje a potrebné množstvo energie  znižuje, ale hrozí nutnosť letného strojového chladenia.

Hodnotiace kritériá
Cieľom projektu energeticky pasívneho rodinného domu je preukázať možnosti výstavby  nízkoenergetických (pasívnych) domov v súčasnosti. Užívatelia pri bývaní nemusia spotrebovávať nadmernú energiu. Treba využívať prírodné a lokálne zdroje stavebných materiálov, ktoré nezaťažujú životné prostredie v podobe emisií CO2 a ďalších škodlivín.
Projekt obsahuje nové aspekty, ktoré vyžadujú nový spôsob výstavby domov, aby boli energeticky pasívne. Predovšetkým ide o väčšiu prepracovanosť stavebných detailov v napojeniach jednotlivých vrstiev konštrukcií alebo celých konštrukcií objektu. Menia sa tým zažité technologické štandardy v podobe tradičného zhotovovania stavieb a sú tu aj vyššie požiadavky na kvalitu jednotlivých prác. Použitá technológia sľubuje veľké zníženie spotreby energií v objekte.
Ďalším veľmi pozitívnym a žiadaným aspektom je zvýšenie užívateľskej pohody v objekte z hľadiska teploty a vlhkosti vzduchu, výmeny vzduchu bez diskomfortu spôsobovaného jeho zvýšeným prúdením a aj z hľadiska kondenzácie a rastu plesní na vnútorných povrchoch konštrukcií.

Ekonomická efektívnosť
Cena stavby sa oproti susednému štandardnému domu príliš nelíši. Zvýšenie dosiahlo asi 9 % z celkovej ceny domu. Niektoré konštrukcie boli navrhnuté inak, a preto boli lacnejšie než štandardné. V každom prípade úžitkové vlastnosti tejto technológie výstavby ako aj vybavenie objektu odstraňujú najčastejší problém súčasnej i rekonštruovanej tradičnej výstavby – utesnením okien i celého domu sa zastavuje následný rast plesní a vlhkosti v objekte.
Tento pasívny dom by mal mať podľa výpočtov spotrebu na vykurovanie 14 kWh/m2.a a celkovú energetickú náročnosť 95 kWh/m2.a (vrátane TUV, ventilácie, atď.). Náklady na vykurovanie, by sa mali pohybovať okolo 6 - 7 tisíc Kč za rok, pri súčasných cenách energií. Vyššia cena na realizáciu domu by sa mala vrátiť za 6 rokov pri päťpercentnom ročnom náraste cien energií. Solárne kolektory by mali pokryť 60 % energie na ohrev TUV (predovšetkým v letnom období). Ich samostatná návratnosť je približne 10 rokov.

Ďalšie použitie projektu
Veľkou výhodou a tiež výzvou tohoto projektu je možnosť aplikácie pri stavbe každého rodinného domu. To bol vlastne cieľ tohoto referenčného pasívneho domu. Vzhľadom na to, že záujemcov o nízkoenergetický dom obvykle odradí tvrdenie, že taký dom bude veľmi drahý. Rovnako sa k tomuto problému stavia aj väčšina stavebných firiem a zhotovenie takejto stavby zvyčajne zbytočne nadhodnotí. Preto je treba, aby sa takýchto projektov zrealizovalo viac a technológia sa stala bežnou praxou, ako je to v zahraničí.

Šetrenie životného prostredia
Stavba sa líši od bežných svojou neškodnosťou pre životné prostredie, nízkymi emisiami, čím chráni  klímu Zeme. Usporí 90 % tepelnej energie a súčasne aj emisií CO2 pri vykurovaní. V rámci udržateľnosti výstavby je tento typ – „energeticky pasívny dom“ ukážkou možností  výstavby. V budúcnosti bude podľa vývoja cien energií pasívny dom zrejme nutnosťou.

Doc. Ing. Miloš Kalousek, PhD.
milos@kalousek.tk
Snímky: autor