Základem řešení každého domu, tím spíše domu pasivního nebo nízkoenergetického, by měla být promyšlená stavebně energetická koncepce, zpracovaná v rané fázi projektové přípravy.
Stavebně energetická koncepce
Podle ČSN 73 0540, část 2, se za nízkoenergetické stavby považují budovy s účinnou topnou soustavou, jejíž potřeba tepla na vytápění nepřekročí 50 kWh/m2 za rok.
Specifickou a dobře dle normy popsanou skupinu tvoří pasivní domy, u kterých roční potřeba tepla na vytápění nepřekročí 15 kWh/m2.a. Současně nemá celkové množství primární energie spojené s provozem budovy (tj. vytápění, ohřev teplé užitkové vody a elektrická energie pro spotřebiče) překračovat hodnotu 120 kWh/m2.a.
Základní strategie při návrhu koncepce nízkoenergetické stavby je jasná:
minimalizace tepelných ztrát prostupem tepla obvodovými konstrukcemi (díky velmi nízké hodnotě součinitele prostupu tepla vlastní obvodové stěny a také díky "střízlivému" a kompaktnímu tvaru budovy),
využití nuceného větrání budovy se systémem zpětného získávání tepla z odváděného vzduchu s vysokou účinností a kvalitní regulací a s předřazeným zemním výměníkem tepla,
optimalizace velikosti využitelných pasivních tepelných zisků v budově,
přednostní volba obnovitelných energetických zdrojů.
PŘEHŘÍVÁNÍ INTERIÉRU
Energetickou bilanci budovy značně ovlivní zpětné získávání tepla z odváděného vzduchu. Použití vodního zásobníku tepla řeší problém velikosti energetického zdroje a jeho optimální nastavení provozního režimu přispívá k velmi malé potřebě tepla pro vytápění.
Problém přehřívání interiéru souvisí především s velikostí solárních zisků prosklenými plochami a velikostí vnitřních tepelných zisků (od osob, domácích elektrických spotřebičů a jiné techniky), což nemá s volbou konstrukčního systému žádnou spojitost.
Střízlivě volenými velikostmi prosklených ploch a jejich účinným cloněním a stíněním lze zpravidla stavbu bezpečně navrhnout.
Principiálně odlišná metoda znamená zapojení zemní masy ve prospěch budovy. V období velmi nízkých teplot vesměs pod 8 °C není čerstvý vzduch na vstupu do vzduchotechnické jednotky nasáván na fasádě, ale je přiváděn přes zemní výměník tepla. Tím je zpravidla potrubí v hloubce přibližně dvou metrů pod okolním terénem, kde je celoročně téměř stálá teplota. Obdobně se vzduch nasává přes zemní výměník tepla i v období vysokých letních teplot přes 25 °C, kdy dokáže chladnější větrací vzduch značnou část tepelných zisků eliminovat.
MINIMUM KONSTRUKČNÍCH SPÁR
Parametry navrhovaných obvodových konstrukcí musí odpovídat nebo se alespoň blížit hodnotám doporučeným podle ČSN 73 0540 (viz tabulka).
Dosažení očekávaných energetických parametrů pasivních domů THERMHAUS je v praxi nutně spojeno se zvýšením kvality provedení, než je dosud u běžné výstavby obvyklé. To se také týká obvyklých tepelných mostů, které musí být eliminovány. U nízkoenergetických a pasivních domů musí být vše konstrukčně vyřešeno již v projektové dokumentaci tak, aby se ve stavbě vyskytovalo co možná nejmenší množství konstrukčních spár. Ty musí být při provádění důkladně, účinně a trvale utěsněny, jinak mají často charakter konvektivního tepelného mostu.
OBVODOVÉ ZDIVO
Masivní obvodové zdivo omezuje znatelně tepelné ztráty, neobjevují se v něm žádné tepelné mosty ve formě pracovních spár a zdivo tak vytváří slinutou stavební konstrukci. Ke stavbě je použita tepelně izolační liaporová tvárnice, která je speciálně vyplněna a rovinně broušena (viz Stavitel č. 11/2004). Tvárnice se k sobě slepují. Na vnitřní straně obvodového zdiva se nachází instalační vrstva, ve které jsou vedeny vnitřní rozvody. Instalační vrstva je ještě znovu tepelně izolována.
EXPERIMENTÁLNÍ MĚŘENÍ
V rámci diplomové práce byly provedeny testy a experimenty s tradiční obvodovou stěnou. U té byl jako základ aplikován obklad vnitřní strany stěny zhotovený podle THERMHAUS - sanačního konceptu (viz schéma).
- Tepelný zářič produkoval relativně konstantní povrchovou teplotu na vnitřní straně obvodové stěny (T1): asi 51 0,2 °C.
- V dodatečně tepelně izolovaném pouzdře byla měřena teplota zpětného záření na vnitřní straně obvodové stěny (T2): 52 až 55 °C.
- Teplota vzduchu (T4) v prostoru - vně obvodové stěny činila průměrně: 24 °C.
Povrchová teplota na vnější straně obvodové stěny (T3) se odchýlila pouze v desetinách od vnější teploty.
Tento pokus potvrzuje vysoký tepelně reflexní stupeň speciální bublinkové tepelné izolace, neboť téměř žádná tepelná energie neprostupuje do obvodové stěny. Díky zpětnému záření je zapotřebí ještě méně tepelné energie pro dosažení individuální pokojové teploty. Tím odpadají vyšší náklady na vnější tepelnou izolaci a také není omezena přirozená regulace vlhkosti vnější obvodové stěny.
Termografická analýza domu měla zjistit problémové zóny u THERMHAUS - vnější obvodové stěny. Celková intenzita výměny vzduchu n50 byla 0,2 (průvzdušnost obvodového pláště budovy).
Měřilo se v únoru 2004 v 7.00 hod. ráno, sníh ležel na střeše i kolem domu, vnější teplota nad sněhem byla 0 °C, vnější teplota ve výšce dvou metrů 2 °C. Dům měl nevytápěný sklep a půdní prostor, vnitřní teplota ve vytápěném přízemí byla 22,5 °C.
Snímek ukazuje konstantní barevný odstín v celé oblasti obvodové stěny nezávisle na vytápěných nebo nevytápěných vnitřních prostorách. (Barva odpovídá teplotě 2,1 °C.)
V oblasti okenních rámů a ostění jsou světlejší barvy a tím jsou zřejmé i vyšší teploty. (Barva odpovídá teplotě 3,7 °C.) Vlastní zasklené plochy se barevně neliší od plochy obvodové stěny anebo téměř nepatrně.
Podle normy DIN 4108-2 vzniká tepelný most v případě, že vypočítaný teplotní faktor má hodnotu fRsi < než 0,7.
Platí:
fRsi = (t1 - t3)/ (t2 - t4) >= 0,70, kde
t1 - teplota vnitřní stěny
t2 - teplota vnitřního vzduchu
t3 - teplota vnější stěny
t4 - teplota vnějšího vzduchu
Z výše uvedených hodnot vyplývá:
fRsi = (22,5 - 3,7)/(22,5 - 2,1) = 0,92 > 0,70
Podle výpočtu vychází, že THERMHAUS odpovídá jakostní normě provedení stavby bez tepelných mostů.
Nízkoenergetické stavby tvoří stabilně stále vyšší podíl v běžné výstavbě. Zaručují zdravé a úsporné bydlení vhodné i pro alergiky. K vytápění nepotřebují žádný plyn ani olej, větrání domu zajišťuje vzduchotechnický systém s předřazeným zemním výměníkem tepla, vzduchotechnika spolehlivě zabezpečuje výměnu použitého vzduchu a zamezuje růstu plísní. Pečlivý výběr materiálů a efektivní využívání energie šetří peníze i životní prostředí.
AUTOR: Ing. MIROSLAV MATOUŠEK
Orientační přehled tepelné vodivosti vybraných materiálů
Součinitel prostupu tepla U [W/m2K]
konstrukce hodnota požadovaná hodnota doporučená THERMHAUS dům THERMHAUS
normou normou nízkoenergetický pasivní dům
obvodová stěna 0,38 0,25 0,19 0,07
šikmá střecha 0,24 0,16 0,14 0,07
strop pod půdním
prostorem 0,24 0,16 0,14 0,07
podlaha na terénu 0,6 0,4 0,18 0,14
okno včetně rámu 1,8 1,2 1,1 0,8
rám okna 2
Specifickou a dobře dle normy popsanou skupinu tvoří pasivní domy, u kterých roční potřeba tepla na vytápění nepřekročí 15 kWh/m2.a. Současně nemá celkové množství primární energie spojené s provozem budovy (tj. vytápění, ohřev teplé užitkové vody a elektrická energie pro spotřebiče) překračovat hodnotu 120 kWh/m2.a.
Základní strategie při návrhu koncepce nízkoenergetické stavby je jasná:
minimalizace tepelných ztrát prostupem tepla obvodovými konstrukcemi (díky velmi nízké hodnotě součinitele prostupu tepla vlastní obvodové stěny a také díky "střízlivému" a kompaktnímu tvaru budovy),
využití nuceného větrání budovy se systémem zpětného získávání tepla z odváděného vzduchu s vysokou účinností a kvalitní regulací a s předřazeným zemním výměníkem tepla,
optimalizace velikosti využitelných pasivních tepelných zisků v budově,
přednostní volba obnovitelných energetických zdrojů.
PŘEHŘÍVÁNÍ INTERIÉRU
Energetickou bilanci budovy značně ovlivní zpětné získávání tepla z odváděného vzduchu. Použití vodního zásobníku tepla řeší problém velikosti energetického zdroje a jeho optimální nastavení provozního režimu přispívá k velmi malé potřebě tepla pro vytápění.
Problém přehřívání interiéru souvisí především s velikostí solárních zisků prosklenými plochami a velikostí vnitřních tepelných zisků (od osob, domácích elektrických spotřebičů a jiné techniky), což nemá s volbou konstrukčního systému žádnou spojitost.
Střízlivě volenými velikostmi prosklených ploch a jejich účinným cloněním a stíněním lze zpravidla stavbu bezpečně navrhnout.
Principiálně odlišná metoda znamená zapojení zemní masy ve prospěch budovy. V období velmi nízkých teplot vesměs pod 8 °C není čerstvý vzduch na vstupu do vzduchotechnické jednotky nasáván na fasádě, ale je přiváděn přes zemní výměník tepla. Tím je zpravidla potrubí v hloubce přibližně dvou metrů pod okolním terénem, kde je celoročně téměř stálá teplota. Obdobně se vzduch nasává přes zemní výměník tepla i v období vysokých letních teplot přes 25 °C, kdy dokáže chladnější větrací vzduch značnou část tepelných zisků eliminovat.
MINIMUM KONSTRUKČNÍCH SPÁR
Parametry navrhovaných obvodových konstrukcí musí odpovídat nebo se alespoň blížit hodnotám doporučeným podle ČSN 73 0540 (viz tabulka).
Dosažení očekávaných energetických parametrů pasivních domů THERMHAUS je v praxi nutně spojeno se zvýšením kvality provedení, než je dosud u běžné výstavby obvyklé. To se také týká obvyklých tepelných mostů, které musí být eliminovány. U nízkoenergetických a pasivních domů musí být vše konstrukčně vyřešeno již v projektové dokumentaci tak, aby se ve stavbě vyskytovalo co možná nejmenší množství konstrukčních spár. Ty musí být při provádění důkladně, účinně a trvale utěsněny, jinak mají často charakter konvektivního tepelného mostu.
OBVODOVÉ ZDIVO
Masivní obvodové zdivo omezuje znatelně tepelné ztráty, neobjevují se v něm žádné tepelné mosty ve formě pracovních spár a zdivo tak vytváří slinutou stavební konstrukci. Ke stavbě je použita tepelně izolační liaporová tvárnice, která je speciálně vyplněna a rovinně broušena (viz Stavitel č. 11/2004). Tvárnice se k sobě slepují. Na vnitřní straně obvodového zdiva se nachází instalační vrstva, ve které jsou vedeny vnitřní rozvody. Instalační vrstva je ještě znovu tepelně izolována.
EXPERIMENTÁLNÍ MĚŘENÍ
V rámci diplomové práce byly provedeny testy a experimenty s tradiční obvodovou stěnou. U té byl jako základ aplikován obklad vnitřní strany stěny zhotovený podle THERMHAUS - sanačního konceptu (viz schéma).
- Tepelný zářič produkoval relativně konstantní povrchovou teplotu na vnitřní straně obvodové stěny (T1): asi 51 0,2 °C.
- V dodatečně tepelně izolovaném pouzdře byla měřena teplota zpětného záření na vnitřní straně obvodové stěny (T2): 52 až 55 °C.
- Teplota vzduchu (T4) v prostoru - vně obvodové stěny činila průměrně: 24 °C.
Povrchová teplota na vnější straně obvodové stěny (T3) se odchýlila pouze v desetinách od vnější teploty.
Tento pokus potvrzuje vysoký tepelně reflexní stupeň speciální bublinkové tepelné izolace, neboť téměř žádná tepelná energie neprostupuje do obvodové stěny. Díky zpětnému záření je zapotřebí ještě méně tepelné energie pro dosažení individuální pokojové teploty. Tím odpadají vyšší náklady na vnější tepelnou izolaci a také není omezena přirozená regulace vlhkosti vnější obvodové stěny.
Termografická analýza domu měla zjistit problémové zóny u THERMHAUS - vnější obvodové stěny. Celková intenzita výměny vzduchu n50 byla 0,2 (průvzdušnost obvodového pláště budovy).
Měřilo se v únoru 2004 v 7.00 hod. ráno, sníh ležel na střeše i kolem domu, vnější teplota nad sněhem byla 0 °C, vnější teplota ve výšce dvou metrů 2 °C. Dům měl nevytápěný sklep a půdní prostor, vnitřní teplota ve vytápěném přízemí byla 22,5 °C.
Snímek ukazuje konstantní barevný odstín v celé oblasti obvodové stěny nezávisle na vytápěných nebo nevytápěných vnitřních prostorách. (Barva odpovídá teplotě 2,1 °C.)
V oblasti okenních rámů a ostění jsou světlejší barvy a tím jsou zřejmé i vyšší teploty. (Barva odpovídá teplotě 3,7 °C.) Vlastní zasklené plochy se barevně neliší od plochy obvodové stěny anebo téměř nepatrně.
Podle normy DIN 4108-2 vzniká tepelný most v případě, že vypočítaný teplotní faktor má hodnotu fRsi < než 0,7.
Platí:
fRsi = (t1 - t3)/ (t2 - t4) >= 0,70, kde
t1 - teplota vnitřní stěny
t2 - teplota vnitřního vzduchu
t3 - teplota vnější stěny
t4 - teplota vnějšího vzduchu
Z výše uvedených hodnot vyplývá:
fRsi = (22,5 - 3,7)/(22,5 - 2,1) = 0,92 > 0,70
Podle výpočtu vychází, že THERMHAUS odpovídá jakostní normě provedení stavby bez tepelných mostů.
Nízkoenergetické stavby tvoří stabilně stále vyšší podíl v běžné výstavbě. Zaručují zdravé a úsporné bydlení vhodné i pro alergiky. K vytápění nepotřebují žádný plyn ani olej, větrání domu zajišťuje vzduchotechnický systém s předřazeným zemním výměníkem tepla, vzduchotechnika spolehlivě zabezpečuje výměnu použitého vzduchu a zamezuje růstu plísní. Pečlivý výběr materiálů a efektivní využívání energie šetří peníze i životní prostředí.
AUTOR: Ing. MIROSLAV MATOUŠEK
Orientační přehled tepelné vodivosti vybraných materiálů
Součinitel prostupu tepla U [W/m2K]
konstrukce hodnota požadovaná hodnota doporučená THERMHAUS dům THERMHAUS
normou normou nízkoenergetický pasivní dům
obvodová stěna 0,38 0,25 0,19 0,07
šikmá střecha 0,24 0,16 0,14 0,07
strop pod půdním
prostorem 0,24 0,16 0,14 0,07
podlaha na terénu 0,6 0,4 0,18 0,14
okno včetně rámu 1,8 1,2 1,1 0,8
rám okna 2
Zdroj:STAVITEL
Sdílet článek na sociálních sítích
