• Boříme mýty - zkouška požáru v dřevostavbě
• Vytápění dřevostaveb
• Dřevěný dům přežil povodně
• Výhody dřevostaveb
• Vyplatí se stavět nízkoenergeticky
• Stavba krok za krokem
• Certifikace panelových dílců pro výrobu dřevostaveb
• Dřevostavby - ekologické a energeticky úsporné bydlení
• Jak vybrat architekta a co má obsahovat projektová dokumentace?
• Zásady návrhu a umisťování pasivních domů
• Stavba rodinného domu
• Měření konstrukcí
• Pasivní domy
• Filosofie práce-poradíme s projektem

• Konference O STAVBĚ A ZDRAVÉM BYDLENÍ 24.-25.5.2013
• Nová zelená úsporám
• Novostavby čeká ekologická revoluce

Zejména v posledních letech se neustále zvyšují ceny za energii a s tím je spojeno i výběr vhodného vytápění. V neposlední době je i aktuální slovní spojení „Úspora energie“. Není to pouze výsledkem neustále vzrůstajících cen energií. Začínáme si také uvědomovat jak výroba energií má neblahý dopad na životní prostředí jako nebezpečí požáru, změna krajiny, negativní vliv vysokého napětí na lidské zdraví způsobeno elektromagnetickým zářením. U „Nízkoenergetických staveb“, je účelem snížit spotřebu energie při výrobě stavebních materiálu, jakožto i při samé likvidaci těchto materiálu.

        Směřování bytové i jiné výstavby k „nízkoenergetickým“ budovám není českým specifikem, je to celosvětový trend. Je to přirozené. S rostoucí cenou energie, s blížícím se vyčerpáním světových zdrojů tradičních paliv, s rostoucím důrazem na snižování emisí a s prosazováním politiky trvale udržitelného rozvoje nutně roste tlak na snižování energetické náročnosti budov, zejména na nejvýznamnější součást celkové energetické bilance budovy, kterou je spotřeba energie na vytápění.

        Tento trend se odráží v zásadních dokumentech mezinárodních i evropských organizací.

  

Základní legislativní podmínky

         Rostoucí důraz na tuto oblast potvrdil zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, který zdůraznil a sankcemi podpořil povinnost tepelně technického a energetického hodnocení budov (která již dříve platila z vyhlášek MMR č. 137/1998 Sb., a č. 132/1998 Sb., avšak bezzubě, bez sankcí). Zároveň uvedený zákon č. 406/2000 Sb. a jeho prováděcí vyhlášky vytvořily novou situaci pro stavební úřady, kterým umožňují pro hodnocení projektové dokumentace (PD) budov z hlediska jejich energetické náročnosti účinně využívat spolupráci se Státní energetickou inspekcí (SEI). Nastolená struktura naznačuje možnost obdobného zprostředkovaného systému kontroly plnění tepelně technických a energetických požadavků v PD prostřednictvím specializované organizace státní správy (SEI), jaký se uplatňuje při kontrole plnění požadavků požární ochrany budov a plnění hygienických požadavků. Zpřísňováním požadavků na energetickou náročnost stavebního řešení budovy je zřejmé z vyhlášky MPO č. 291/2001 Sb., která platí od ledna roku 2002.

         Od počátku prosince 2002 platí nově revidovaná ČSN 73 0540 - 2:2002 Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky. Ve které je uvedený trend postupného zpřísňování požadavků, a odráží se i v požadavcích na jednotlivé konstrukce. Kromě zpřísnění požadavků norma významně směřuje k navrhování budov s nízkou a velmi nízkou potřebou energie nově koncipovanou přílohou A. Zaměření na snadnou kontrolovatelnost požadovaných údajů podporuje příloha B normy. V příloze C je nově zařazen energetický štítek budovy, který využívá vyjádření měrné potřeby tepla prostřednictvím stupně energetické náročnosti SEN - obdobný "labelling" budov je v současné době oficiálně zaváděn v Dánsku, v jednodušší formě se využívá v Rakousku.

        V rámci EU byla v listopadu 2002 přijata Směrnice evropského parlamentu k energetické náročnosti budov, ve které se mimo jiné zdůrazňuje potřeba zpřísňování požadavků na stavebně energetické vlastnosti budov a jejich částí a na rozšiřování záběru hodnocení. Zejména je deklarována nutnost změn vedoucích k výraznější ochraně klimatu před emisemi C02, snižování rizikového dovozu paliv a energií, zvyšování motivace k úsporám zdůrazněním jejich příznivého multiplikačního efektu a v neposlední řadě naplňování zásad udržitelné výstavby (provozní energie uvolňovaná v místě zdroje a energie svázaná s existencí budovy). Je zřejmé, že všechny tyto trendy se nutně projeví v novelách našich vyhlášek, popř. zákonů.

 

Co to znamená nízkoenergetický objekt ?

          Určujícím parametrem těchto staveb je celkové množství energie potřebné k dosažení požadovaných parametrů v objektu. V tomto ohledu není žádným problémem stavbu jednoznačně posoudit. Pro posuzování energetické náročnosti stavby existují tři významnější hodnoty, které definují rozhraní mezi jednotlivými kategoriemi objektů. Ty udávají kolik energie na vytápěný objekt ročně potřebuje v přepočtu na jeden čtvereční metr.

        (Pro zajímavost: V závěrečné studii o "Možnostech zvýšení energetické účinnosti z roku 1994 byla zveřejněna spotřeba tepla na vytápění budov v ČR vztažená na 1 m2 hrubé podlahové plochy vytápěné části, ve výši 170 - 240 kWh/rok).

 

Maximální hodnota spotřeby energie na vytápění pro jednotlivé kategorie objektu:

• Energeticky úsporné objekty          > 70 kWh/(m2.rok)
• Nízkoenergetické objekty               > 50 kWh/(m2.rok)
• Pasivní objekty                             > 15 kWh/(m2.rok)
• Kvazinulové objekty                      >   0 kWh/(m2.rok)

 

Postavit nízkoenergetický dům není díky moderním stavebním materiálům a dlouholetým zkušenostem velkým technickým oříškem. K dosaženi skutečně nízké energetické spotřeby objektu většinou postačí rozumně zvolit celý koncept stavby a dodržet několik základních technických pravidel jako je:

• kvalitní tepelně izolační obálka stavby
• eliminace tepelných mostů - zajištění vzduchotěsnosti obvodových konstrukcí
• využití tepelné akumulace a pasivních solárních zisků
• použití účinných a energetických úsporných technických zařízení
• dokonalé provedení veškerých stavebních prací

 

        Dosáhnout i extrémně nízké spotřeby energie přitom rozhodně nemusí znamenat významné navýšení finančního rozpočtu stavby, zejména při použití sendvičových tepelně-izolačních konstrukcí. U obvodových stěn, které jsou tepelně dokonale zaizolovány, není nutné pří použití moderního vytápění do stěny zapracovávat akumulační prvky. Na celkovou spotřebu tepIa mají akumulační vlastnosti obvodové konstrukce zanedbatelný vliv. Praxe ukazuje, že maximální denní pokojové teploty se u dobře izolovaných dřevostaveb téměř neodchylují od maximálních pokojových teplot v masivních zděných domech.

        Významné investiční úspory je také možno dosáhnout vyloučením nákladných zařízení tradičních otopných systémů, které v budově s minimální spotřebou mohou střídat alternativní technologie jako například tepelná čerpadla nebo nucená ventilace s rekuperací tepla, solární kolektory a podobně. Ta vše se přitom děje při nezanedbatelném zvýšení vnitřní pohody stavby, včetně pohody tepelné.

 

Pasivní dům

        Za pasivní dům je považován dům, který má v našich podmínkách spotřebu energie na vytápění nižší než 15 kWh/m²/rok. Je to méně než nízkoenergetický dům.

        V pasivním domě se využívá a rekeperuje i odpadní teplo. Celý dům je výborně vzduchotěsně a tepelně izolován od vnějšího prostředí a využívá teplo produkované obyvateli a elektrospotřebiči a spolu s využitím tepla slunce (dům je orientován na jih). Tím se dosahuje velmi nízkých ročních provozních nákladů a teplo na celý dům.

        Díky velmi kvalitní tepelné izolaci teplo neuniká a většinou postačí k zajištění příjemné vnitřní teploty po celou topnou sezónu. Při dosažení standardu pasivního domu stačí vytápění pouze vzduchem k zajištění požadované kvality vnitřního prostředí a lze se obejít bez klasického zdroje tepla (kotel + radiátory). Vytápění objektu je zajištěno teplovzdušným větráním.

        Standardu pasivního domu lze dosáhnout dodržením základních zásad při navrhování a kvalitním provedením vlastní stavby. Používají se běžně dostupné technologie a materiály. V podstatě lze mluvit o upřesnění a zdokonalení standardu nízkoenergetického domu.

Některé prameny udávají rozdělení spotřeby energií v běžném domě:

• 56 % na teplo

• 24 % na ohřev vody

• 20 % na ostatní spotřebiče.

Úspora energií v pasivních domech je uváděna takováto:

• vytápění – úspora až 90%

• na ohřev vody – úspora až 80%

 

Co odlišuje vytápění dřevostaveb od klasických staveb?

         Je ta vlastnost stavebního materiálu - AKUMULACE TEPLA.

Dřevostavby mají na rozdíl od klasických staveb z principu nižší akumulaci tepla. Jak tento problém řešit:

1. Co nejpružnější regulací výroby tepla tak, aby potřeba tepla a výroba tepla byly vždy v rovnováze

2. Akumulací tepla do umělého akumulátoru tepla

 

ad 1) Vyžaduje obvykle velmi pružný zdroj tepla s velkým rozsahem použitelného okamžitého tepelného výkonu; zvláště při použití tohoto zdroje i pro přípravu teplé užitkové vody (TUV) - obvyklý rozsah pro běžný výkon kotle RD od 4 do 25 kW.

ad 2) se problém v běžném řešení rozpadá opět do dvou větví: a) akumulace do stavebního materiálu

• akumulační podlaha

• akumulační stěna

 

b) akumulace do vody v teplovodním akumulátoru

 

ad a) Akumulace do stavebního materiálu může být v některých speciálních případech výhodná, aIe je poměrně obtížně regulovatelná a hůře reaguje na skokové změny teploty při prudké změně počasí.

 

ad b) Teplovodní akumulátor umožní distribuci akumulování tepla otopnou soustavou právě na místo potřeby tepla a toto zásobované místo (prostor) může být i velmi omezené. Dále akumulátor umožní přípravu TUV průtočným způsobem, a to instalací výměníku v horní části akumulátoru.

Akumulační nádrž shromažďuje tepelnou energii do vody, která cirkuluje do otopných těles.

Přirozená stratifikace (vrstvení) vody podle její teploty umožňuje jednoduché připojení různých zdrojů tepla na akumulátor. Do akumulátoru vstupuje zdroj vysokopotenciálního tepla (např. kotel na fosilní paliva, teplovodní výměník krbu atd.) i zdroje nízkopotenciální jako tepelná čerpadla, kotle s kondexizační částí atd. Akumulátor může jednoduše pracovat i s akumulačňím elektrickým teplem či-slunečními kolektory. Proto si myslím, že problémem akumulace tepla do vody je dobré se u dřevostaveb zabývat. Vyšší náklady na akumulátor a akumulaci tepla jsou vyrovnány nižšími náklady na regulaci, nižšími náklady na zdroj; neboť, jeho instalovaný výkon může být nižší (špičky odběru jsou pokryty z akumulace) a možností operativní změny typu zdroje při změně ceny paliva.

 

 

 Obr. 1 Tepelné ztráty objektu

 

 Tepelná pohoda vnitřního prostředí budovy

        Tepelnětechnické parametry stavebních konstrukcí a budov jako celku, se do určité míry odráží na stavu jejich vnitřního prostředí a mají proto významný vliv na podmínky výměny tepla mezi organizmem člověka a jeho okolím. Úkolem architekta je tedy navrhnout a nechat zrealizovat stavbu na základě požadavků, které musí zohlednit celoroční účinek vnějšího prostředí, včetně možného nepříznivého vlivu vyvolaného slunečním zářením v letním období. Za hlavní kritérium těchto požadavků na stav užívaného prostředí je považována tepelná pohoda člověka.

        Pojem tepelná pohoda vnitřního prostředí budov, charakterizuje stav spokojenosti uživatele s prostředím interiéru, ve kterém nepocit'uje ani chlad ani zvýšenou teplotu. Pohodu tedy ve všeobecně chápeme jako souhrn podmínek, kdy si člověk neuvědomuje stav daného prostředí a tudíž si nepřeje ani jeho změnu.

        Prvním nevyhnutelným předpokladem tepelné pohody je rovnováha tepelného režimu člověka, nezbytná na udržení stálé teploty těla. Tepelná rovnováha je tedy stav, při kterém okolí odnímá nebo dodává lidskému tělu právě tolik tepla, kolik člověk produkuje, resp. přijímá.

        Lidské tělo je ochlazované vedením, prouděním, sáláním, vypařováním potu a dýcháním. Největší část tepla je odváděna konvekcí ≈ 35 % a radiací ≈ 40 % [2], přičemž nastává suché ochlazování těla. Druhým předpokladem tepelné pohody člověka je tedy dosažení tepelné rovnováhy při suchém ochlazování těla bez nadměrného pocení.

        Konvekce je přenos látky a energie prouděním nebo proudění.

        Radiace je šíření energie prostorem. Jeho charakter je dán jeho vlnovou délkou a intenzitou amlitudy. 

 

            Hranice tepelné pohody se budou u jednotlivých lidí lišit. Tepelná pohoda závisí na fyzikálních podmínkách a na činnosti člověka. Pokud člověku nemá přiliš velké teplo a nepočiťuje chlad, lze říci, že se nachází ve stavu tepelné pohody. Základní podmínkou tepelné pohody je přiměřená teplota vzduchu v místnosti, avšak to není podmínka jediná. Důležitá je teplota vybavení místnosti, stěn místnosti a vlhkost vzduchu. Je-li teplota vzduchu např. 20^oC, povrchová teplota stěn by neměla klesnout pod 18^oC. Při povrchové teplotě nižší by se musela zvýšit teplota vzduchu, tím by se vodní páry kondezovaly na stěnách a teplelná pohoda by se zhoršila. Nedostatečná tepelná izolace stěn má za následek nízkou povrchovou teplotu. Relativní vlhkost v místnostech se doporučuje 30 až 50%.

        Při vlhkosti nižší se zvyšuje odpařování z našeho těla, které se tím ochlazuje, při vyšších hodnotách vlhkosti se naopak voda z těla odpařuje špatně, proto se pak potíme. Při větrání se relativní vlhkost zvýší ochlazením vzduchu. Ohříváním vzduchu se relativní vlhkost snižuje, je proto vhodné ji zvýšit např. pomocí zvlhčovačů. Rozdíl povrchové teploty (stěn, podlah, oken, dveří a vybavení místnosti) a teploty vzduchu by neměl být vyšší, než 4^oC

 

 

 Tab. 1 Doporučené teploty ve vytápěných místnostech

 

 Základní rozdělení:

 

Zdroje vytápění

- je látka, která předává teplo teplonosné látce.

• elektrická energie

   

• tuhá paliva - uhlí - hnědé, černé uhlí, koks

• plyn - zemní plyn, propan,

• tepelné čerpadlo

• sluneční energie

• biopaliva

• LTO

• vítr

 

Tepelné ztráty

- místa ve stavbě, kterými uniká nejvíce tepla z interiéru

• okna

• dveře

• střecha

• obvodové stěny

• podlaha

• ostatní

 

Tepelné zisky

• solární zisky

 

Základní druhy vytápění

• elektřina

• tuhá paliva – uhlí

• plyn

• tepelná čerpadla

• sluneční energie

• bio paliva

• oleje

• energie větru

 

 Obnovitelné zdroje

- jsou zdroje, které se mohou pravděpodobně vytvořit (obnovit) během následujících let (stovky,tisíce) např. uhlí, ropy či plynu.

• sluneční energie

• biomasa

• energie větru

 

 Tab. 2 Nejpoužívanější druhy paliv, jejich výhody a nevýhody

  

 Tab. 3 Energetická náročnost některých stavebních materiálů

  

 Tab. 4 Emise uhlíku a jeho oxidů, vznikající při výrobě stavebních materiálů

 Závěrem:

         Dřevěné konstrukce jsou mnohdy používány na budovy odlišné tvarem, účelem, režimem vytápění i použitým zdrojem než je tomu u budov běžných z klasických materiálů. Nízká tepelná akumulace obvodových stěn a často i přerušované užívání mohou být výhodou. Lze využít pouze při vhodně voleném systému vytápění. Uvedené nejzákladnější principy a hodnocení otopných ploch jsou pouze námětem při používání a rozhodně neplatí univerzálně. Tepelná pohoda byla zpracována velmi pečlivě a kvalitně. Různé typy dřevěných staveb je proto třeba podrobněji posuzovat používání různých systémů, dále je rozpracovávat především ve smyslu dosažení energetických úspor.

 

Autor:    Tomáš Hroch, DiS

               hroch.t@seznam.cz