Pasivní domy I.
Historický vývoj
I. Historický vývoj
II. Navrhování budov s nízkou energetickou náročností
III. Pravidla navrhování, koncepční přístup k řešení pasivních domů
IV. Opatření pro snížení energetické náročnosti
V. Provoz pasivního domu
VI. Příklady realizovaných domů s nízkou energetickou náročností
Nutnost minimalizovat svoji energetickou spotřebu provází lidskou společnost ve všech etapách svého vývoje. Souvisí se zachováním interiérového komfortu ve všech ročních obdobích (zejména v zimě a v létě) a v posledních desetiletích i s minimalizací energetické náročnosti staveb. Je na místě se zmínit o Sokratově domě (obr. 1), který svým dispozičním a konstrukčním řešení respektuje základní filozofii "pasivního využití solární energie".
Záměr využít alespoň částečně jako náhradu za nedostatkové dřevo sluneční energii, vyústil ve starém Řecku (kolem 4. stol. př.n.l.) u domů tzv. vyššího standardu v realizaci sloupových představeb s typickým trojúhelníkovým štítovým prvkem, zvaným tympanon. Hloubka sloupové haly byla navržena tak, aby v létě zastiňovala okna v jižním průčelí a naopak v zimě umožňovala pasivní využití slunečního záření. Podobný vývoj probíhal o několik století později v Římě. Římská architektura vycházela z řecké a dále rozvinula zásady využití solární energie. Důraz byl kladen na správnou orientaci vnitřních prostor a začalo se používat sklo. Většina budov měla zasklena jižní okna a prosklených ploch se také využívalo například k vyhřívání oblíbených lázní.
Chovat se energeticky úsporně však uměli lidé odedávna i u nás. Celodřevěné chalupy (tzv. dřevěnice) se stěnami z masivního dřeva tloušťky až 30 cm neměly téměř žádnou akumulační schopnost a akumulace tepla probíhala alespoň částečně do vnitřních omítek z nepálené hlíny (obr. 2 a 3).
Tepelnou pohodu (sálavou složku tepla) zajišťovala velká kachlová pec a funkci tepelné izolace z venku přebírala hranice palivového dřeva srovnaná kolem obvodových stěn, malá okna (drsné podmínky v horských údolích nedovolovaly příliš využívat solární energii), zásoba sena pro dobytek na půdě a stáj nebo chlév "vytápěné" živočišným teplem v těsném sousedství obytných místností. Dřevo na topení se začínalo odebírat z jižní strany a pokračovalo se stranou východní či západní podle toho, jak byla stavba situována ve vztahu k místním klimatickým podmínkám (převládající směr větrů, okolní zástavba apod.). Dalším příkladem mohou být sedlové střechy na usedlostech v alpských oblastech. Díky malému sklonu se na nich v zimě držela vysoká vrstva sněhu, která tak tvořila "tepelnou izolaci".
Tato opatření však nebyla realizována na základě cílevědomých vědeckých výzkumů, ale na základě postupně získávaných zkušeností, vyvolaných každodenní tvrdou životní realitou a předávaných z generaci na generaci.
Novodobá historie nízkoenergetické výstavby souvisí jednak s novými vědeckými poznatky a technickým vývojem a jednak s energetickou krizí v polovině 70. let minulého století. Ve Spojených státech byl zpočátku kladen důraz na využívání solární energie. První solární kolektor tu byl představen již v roce 1882 (Edward S. Morse), ale největší rozmach solárních domů přišel až v 70. letech minulého století. Nebyl však brán zřetel na tepelné ztráty objektů, podceňoval se vliv tepelných mostů a vliv vzduchotěsnosti budovy.
V Evropě a především v severských státech se zase více zaměřovalo na důkladné tepelné izolace obvodových konstrukcí. V roce 1975 vstoupila v platnost ve Švédsku stavební norma SBN 75, která je označována jako základ dnešního nízkoenergetického stavění. Požadované hodnoty součinitelů prostupu tepla byly pro stěnu 0,30 W.m-2.K-1, střechu 0,20 W.m-2.K-1, podlahu 0,30 W.m-2.K-1 a okna 2,0 W.m-2.K-1.
U pasivních domů je díky lépe tepelně izolovaným obalovým konstrukcím a řízenému větrání potřeba tepla na vytápění tak malá, že není nutná klasická otopná soustava a ke krytí tepelných ztrát obvykle postačí zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu (tzv. rekuperace), zisky z vnitřních zdrojů, solární zisky či energie získaná z netradičních obnovitelných zdrojů (tepelné čerpadlo, biomasa apod.). Specifickou kategorií jsou tzv. nulové domy, jejichž spotřeba "placené" energie se blíží nule: eA <= 5 kWh.m-2.a-1. Nulové domy si v létě vyrobí z obnovitelných zdrojů nadbytek energie (např. ve formě tepelné energie uchovávané v akumulačních zásobnících), který potom v zimě spotřebovávají.
Pro srovnání - požadovaná plošná měrná potřeba tepla na vytápění eA podle Vyhlášky MPO 291/2001 Sb. je pro běžné budovy v závislosti na jejich geometrických parametrech 80 až 145 kWh.m-2.a-1, přičemž skutečná měrná spotřeba tepla u většiny stávajících objektů se pohybuje v rozmezí 150 až 250 kWh.m-2.a-1.
Humm, Othmar: Nízkoenergetické domy. Grada, Praha 1999
Počinková, Marcela a kol.: Úsporný dům. ERA, Brno 2004
Internetový portál www.tzbinfo.cz: Stavíme enrgeticky úsporný dům
Řehánek, Jaroslav a kol.: 4x E - energetika, environment, ekonomika, efektivnost. Grada, Praha 2004
Technické specifikace a katalogy výrobků Porotherm, Supertherm, Ytong, Liapor, Velux, Rehau a další
Puškáš, Július: Slnko v urbanizme a architektúre. ALFA, Bratislava 1992
Puškár, Anton a kol.: Okna, dveře, prosklené stěny. Jaga, Bratislava 2000
Jindrák, Miroslav: Pasivní dům v Rychnově. TOB 1/2005
ČSN 73 0540, 1994, 2002, 2005. Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov.
Chmúrny, Ivan: Vplyv zvyšovania úrovne tepelnej ochrany na tepelnú pohodu budov v letnom období - přednáška na konferenci "Snižování energetické náročnosti staveb", Ostrava 2000
Internetový portál www.energieinstitut.at: CEPHEUS - Wohnkomfort ohne Heizung
Vaverka, Chybík, Mrlík: Stavební fyzika 2 - Stavební tepelná technika. VUTIUM, Brno 2000
Hrazdíra S.: Bioklimatický dům, Ostrata 1988.
Vaverka a kol.: Stavební tepelná technika a energetika budov, VUTIUM, Brno 2006 (vyjde v dubnu)
Stavební tepelná technika a energetika budov
Publikace svým tématem navazuje na knihu autorů Prof. Ing. Jiřího Vaverky DrSc., Doc. Ing. Josefa Chybíka CSc.a prof. Ing. Františka Mrlíka DrSc."Stavební fyzika 2 - Stavební tepelná technika", kterou vydalo nakladatelství VUTIUM v roce 2000.
Vzhledem k tomu, že v období 2001 až 2005 došlo v normové a legislativní úrovni tepelné techniky k výrazným změnám, které významně ovlivňují kvalitativní úroveň prvků a tím i změny v konstrukčních skladbách prvků, bylo žádoucí původní publikaci v tomto trendu přepracovat a respektovat nové trendy. Tento požadavek byl prezentován z řady odborné veřejnosti-stavebních projektantů, architektů, investorů, pracovníků správních aparátů, ale i uživatelů, kterým původní publikace byla pomůckou při jejich činnosti.
Odborná úroveň autorského týmu, lektoři i další spolupracovníci dávají záruku, že i tato kniha splní svoji funkci, to znamená, že bude dobrou vysokoškolskou učebnicí na fakultách stavebních a architektury v České republice a zahraničí a současně vhodnou pomůckou pro odbornou veřejnost mající vztah k problematice.
II. Navrhování budov s nízkou energetickou náročností
III. Pravidla navrhování, koncepční přístup k řešení pasivních domů
IV. Opatření pro snížení energetické náročnosti
V. Provoz pasivního domu
VI. Příklady realizovaných domů s nízkou energetickou náročností
Nutnost minimalizovat svoji energetickou spotřebu provází lidskou společnost ve všech etapách svého vývoje. Souvisí se zachováním interiérového komfortu ve všech ročních obdobích (zejména v zimě a v létě) a v posledních desetiletích i s minimalizací energetické náročnosti staveb. Je na místě se zmínit o Sokratově domě (obr. 1), který svým dispozičním a konstrukčním řešení respektuje základní filozofii "pasivního využití solární energie".
Záměr využít alespoň částečně jako náhradu za nedostatkové dřevo sluneční energii, vyústil ve starém Řecku (kolem 4. stol. př.n.l.) u domů tzv. vyššího standardu v realizaci sloupových představeb s typickým trojúhelníkovým štítovým prvkem, zvaným tympanon. Hloubka sloupové haly byla navržena tak, aby v létě zastiňovala okna v jižním průčelí a naopak v zimě umožňovala pasivní využití slunečního záření. Podobný vývoj probíhal o několik století později v Římě. Římská architektura vycházela z řecké a dále rozvinula zásady využití solární energie. Důraz byl kladen na správnou orientaci vnitřních prostor a začalo se používat sklo. Většina budov měla zasklena jižní okna a prosklených ploch se také využívalo například k vyhřívání oblíbených lázní.
Chovat se energeticky úsporně však uměli lidé odedávna i u nás. Celodřevěné chalupy (tzv. dřevěnice) se stěnami z masivního dřeva tloušťky až 30 cm neměly téměř žádnou akumulační schopnost a akumulace tepla probíhala alespoň částečně do vnitřních omítek z nepálené hlíny (obr. 2 a 3).
Tepelnou pohodu (sálavou složku tepla) zajišťovala velká kachlová pec a funkci tepelné izolace z venku přebírala hranice palivového dřeva srovnaná kolem obvodových stěn, malá okna (drsné podmínky v horských údolích nedovolovaly příliš využívat solární energii), zásoba sena pro dobytek na půdě a stáj nebo chlév "vytápěné" živočišným teplem v těsném sousedství obytných místností. Dřevo na topení se začínalo odebírat z jižní strany a pokračovalo se stranou východní či západní podle toho, jak byla stavba situována ve vztahu k místním klimatickým podmínkám (převládající směr větrů, okolní zástavba apod.). Dalším příkladem mohou být sedlové střechy na usedlostech v alpských oblastech. Díky malému sklonu se na nich v zimě držela vysoká vrstva sněhu, která tak tvořila "tepelnou izolaci".
Tato opatření však nebyla realizována na základě cílevědomých vědeckých výzkumů, ale na základě postupně získávaných zkušeností, vyvolaných každodenní tvrdou životní realitou a předávaných z generaci na generaci.
Novodobá historie nízkoenergetické výstavby souvisí jednak s novými vědeckými poznatky a technickým vývojem a jednak s energetickou krizí v polovině 70. let minulého století. Ve Spojených státech byl zpočátku kladen důraz na využívání solární energie. První solární kolektor tu byl představen již v roce 1882 (Edward S. Morse), ale největší rozmach solárních domů přišel až v 70. letech minulého století. Nebyl však brán zřetel na tepelné ztráty objektů, podceňoval se vliv tepelných mostů a vliv vzduchotěsnosti budovy.
V Evropě a především v severských státech se zase více zaměřovalo na důkladné tepelné izolace obvodových konstrukcí. V roce 1975 vstoupila v platnost ve Švédsku stavební norma SBN 75, která je označována jako základ dnešního nízkoenergetického stavění. Požadované hodnoty součinitelů prostupu tepla byly pro stěnu 0,30 W.m-2.K-1, střechu 0,20 W.m-2.K-1, podlahu 0,30 W.m-2.K-1 a okna 2,0 W.m-2.K-1.
SOUČASNÉ NORMATIVNÍ POŽADAVKY
Obvyklým kritériem pro rozdělení budov s nízkou energetickou náročností bez ohledu na její tvar je plošná měrná potřeba tepla na vytápění eA [kWh.m-2], vztažená na 1 m² podlahové plochy vytápěné části budovy a 1 rok. Budovy, které mají roční plošnou měrnou potřebu tepla na vytápění eA <= 50 kWh.m-2.a-1 jsou označovány jako nízkoenergetické, budovy s roční plošnou měrnou potřebou tepla na vytápění eA <= 15 kWh.m-2.a-1 jsou označovány jako pasivní.U pasivních domů je díky lépe tepelně izolovaným obalovým konstrukcím a řízenému větrání potřeba tepla na vytápění tak malá, že není nutná klasická otopná soustava a ke krytí tepelných ztrát obvykle postačí zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu (tzv. rekuperace), zisky z vnitřních zdrojů, solární zisky či energie získaná z netradičních obnovitelných zdrojů (tepelné čerpadlo, biomasa apod.). Specifickou kategorií jsou tzv. nulové domy, jejichž spotřeba "placené" energie se blíží nule: eA <= 5 kWh.m-2.a-1. Nulové domy si v létě vyrobí z obnovitelných zdrojů nadbytek energie (např. ve formě tepelné energie uchovávané v akumulačních zásobnících), který potom v zimě spotřebovávají.
Pro srovnání - požadovaná plošná měrná potřeba tepla na vytápění eA podle Vyhlášky MPO 291/2001 Sb. je pro běžné budovy v závislosti na jejich geometrických parametrech 80 až 145 kWh.m-2.a-1, přičemž skutečná měrná spotřeba tepla u většiny stávajících objektů se pohybuje v rozmezí 150 až 250 kWh.m-2.a-1.
Prof. Ing. Jiří Vaverka, DrSc.
Ing. Vladan Panovec - doktorand
Ing. Vladan Panovec - doktorand
Literatura
Nagy, Eugen: Nízkoenergetický ekologický dům. Jaga, Bratislava 2002Humm, Othmar: Nízkoenergetické domy. Grada, Praha 1999
Počinková, Marcela a kol.: Úsporný dům. ERA, Brno 2004
Internetový portál www.tzbinfo.cz: Stavíme enrgeticky úsporný dům
Řehánek, Jaroslav a kol.: 4x E - energetika, environment, ekonomika, efektivnost. Grada, Praha 2004
Technické specifikace a katalogy výrobků Porotherm, Supertherm, Ytong, Liapor, Velux, Rehau a další
Puškáš, Július: Slnko v urbanizme a architektúre. ALFA, Bratislava 1992
Puškár, Anton a kol.: Okna, dveře, prosklené stěny. Jaga, Bratislava 2000
Jindrák, Miroslav: Pasivní dům v Rychnově. TOB 1/2005
ČSN 73 0540, 1994, 2002, 2005. Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov.
Chmúrny, Ivan: Vplyv zvyšovania úrovne tepelnej ochrany na tepelnú pohodu budov v letnom období - přednáška na konferenci "Snižování energetické náročnosti staveb", Ostrava 2000
Internetový portál www.energieinstitut.at: CEPHEUS - Wohnkomfort ohne Heizung
Vaverka, Chybík, Mrlík: Stavební fyzika 2 - Stavební tepelná technika. VUTIUM, Brno 2000
Hrazdíra S.: Bioklimatický dům, Ostrata 1988.
Vaverka a kol.: Stavební tepelná technika a energetika budov, VUTIUM, Brno 2006 (vyjde v dubnu)
 |
Vzhledem k tomu, že v období 2001 až 2005 došlo v normové a legislativní úrovni tepelné techniky k výrazným změnám, které významně ovlivňují kvalitativní úroveň prvků a tím i změny v konstrukčních skladbách prvků, bylo žádoucí původní publikaci v tomto trendu přepracovat a respektovat nové trendy. Tento požadavek byl prezentován z řady odborné veřejnosti-stavebních projektantů, architektů, investorů, pracovníků správních aparátů, ale i uživatelů, kterým původní publikace byla pomůckou při jejich činnosti.
Odborná úroveň autorského týmu, lektoři i další spolupracovníci dávají záruku, že i tato kniha splní svoji funkci, to znamená, že bude dobrou vysokoškolskou učebnicí na fakultách stavebních a architektury v České republice a zahraničí a současně vhodnou pomůckou pro odbornou veřejnost mající vztah k problematice.
0 komentářů
přidat komentář
