2. Nízkoenergetické a pasivní domy
Dříve než se začneme zabývat detailnější tématikou snižování spotřeby energie v rodinném domě, pojďme se podívat na dva termíny, které jsou v současné době skloňované snad ve všech pádech. Nízkoenergetické (NERD) a pasivní domy (PD) jsou čím dál tím více žádanějším produktem nejen díky rostoucím cenám energie, ale i většími požadavky na komfort uživatel. NERD má oproti běžným standardům o polovinu až třetinu nižší spotřebu tepla na vytápění. U pasivního domu může být spotřeba až 10 x menší oproti klasické výstavbě.
Všechny budovy lze zařadit podle stanovených pravidel do několika kategorií. Hodnoceným kritériem je měrná potřeba tepla na vytápění. To je množství tepla, potřebné na vytápění za rok, vztažené na 1 m2 podlahové plochy vytápěné části budovy.
kategorie potřeba energie na vytápění [kWh/(m2a)] nulové domy < 5 pasivní domy < 15 nízkoenergetický domy < 50 obvyklá novostavba 80 – 140 starší výstavba často dvojnásobek hodnot pro obvyklé novostavby a více Tabulka 1: Škála energetické náročnosti domů (pouze energie na vytápění). Zdroj: EkoWATT
Obrázek 1: Třídění domů dle potřeby tepla na vytápění
Kritérium měrné potřeby tepla se používá bez ohledu na tvar budovy. Při výhodném kompaktním tvaru bude snadněji splnitelné než při tvaru velmi členitém. Podle stavu techniky je možné očekávat další snížení uvedené hodnoty.
V základním rozdělení se posuzuje pouze potřeba tepla na vytápění, neprojeví se zde další významné součásti energetické bilance budovy (příprava teplé vody, chlazení, elektrické spotřebiče) ani druh a účinnost energetických systémů a využití obnovitelných zdrojů.Nízkoenergetický či pasivní dům má několik základních znaků:
- dobrý architektonický návrh
- kompaktní tvar bez zbytečných výčnělků
- prosklené plochy jsou orientovány na jih
- špičkové zasklení
- nadstandardní tepelné izolace
- důsledné řešení tepelných mostů
- regulace vytápění využívající tepelné zisky
- strojní větrání s rekuperací tepla
Kromě toho je důležité, aby jednotlivé komponenty domu byly vyvážené a vzájemně spolupracovaly. Například způsob vytápění může ovlivnit volbu konstrukčního systému domu. Je-li vytápění nepřerušované, není příliš důležitá akumulační schopnost konstrukcí domu, a lze zvolit tzv. lehkou stavbu nebo stěny s vnitřní izolací apod.
Obrázek 2: Pasivní dům nemusí vypadat výstředně. Foto: EkoWATT
Pasivní dům je budova, jejíž roční plošná měrná potřeba tepla na vytápění < 15 kWh/(m2a). Klasické vytápění těchto domů se stává zbytečným. Tepelné ztráty lze pokrýt bez použití otopné soustavy. Po většinu roku si vystačí s tepelnými zisky od osob, spotřebičů, z dopadajícího slunečního záření, s teplem z odpadního vzduchu apod. Požadavek je kladen na celkovou neprůvzdušnost budovy (n50 < 0,6 h-1).
Vedle měrné spotřeby tepla na vytápění tu máme také celkovou potřebu primární energie (kWh/(m2.a)). Tato hodnota nám udává potřebu primární energie na vytápění, přípravu TV, větrání, popřípadě chlazení, elektrospotřebiče a osvětlení v kWh vztaženou na 1 m2 podlahové plochy budovy za rok. Abychom mohli dům posuzovat jako pasivní, musí pro něj platit, že celková potřeba primární energie musí být maximálně 120 kWh/(m2.a).
Energetickou potřebu na vytápění lze pokrýt zpětným získáváním tepla v době nízkých venkovních teplot. Jsou-li u objektu navrženy zimní zahrady, prosklené lodžie a podobné prostory, které nejsou výrazně zatepleny zvenčí, nepřispívají ke zlepšení energetické bilance pasivního domu. Proto je nutné jejich stavebně-tepelné oddělení od ostatních prostor domu a zajištění jejich účinného větrání. Pasivní dům vyžaduje koncepční přístup již od prvních návrhů, neboť energetická bilance a stavební řešení jsou velmi úzce propojeny. Přitom zde nejde o žádné „kosmické“ technologie, ale pouze o důsledné použití známých konstrukčních postupů a technologií. Topná sezona těchto objektů se snižuje na pouhé 2 až 3 měsíce.
Dalším srovnávacím ukazatelem pasivních domů může být měrný tepelný příkon (W/m2). Tato hodnota nám udává, jaký musí být příkon topného zdroje pro vytápění, vztažený k ploše vytápěného prostoru. Jedná se o rozhodující hodnotu pro možnost teplovzdušného vytápění domu na odpovídající úrovni. Abychom mohli dům posuzovat jako pasivní, musí pro něj platit, že měrný tepelný příkon musí být maximálně 10,0 W/m2.
Objekty ještě s nižšími hodnotami než jsou uvedeny výše nazýváme tzv. nulovým domem a zřídka kdy se setkáme dokonce s termínem „plusový dům“. Spotřeba tepla na vytápění je u těchto staveb pod 5 kWh/(m2.rok) a u plusových domů dokonce objekt spotřebuje méně než sám dokáže „vyrobit“ prostřednictvím fotovoltaických panelů.
V některých zemích, jako např. v Německu či Rakousku, se pasivní domy stávají standardem pro výstavbu. Nízká spotřeba tepla nemusí nutně znamenat také nízké provozní náklady. V domě platíme nejen za teplo, ale také za ohřev vody a elektřinu pro domácnost. Spotřeba energie pro ohřev vody je v pasivním domě zhruba stejná, jako spotřeba energie na vytápění. Pokud se soustředíme jen na parametr 15 kWh/(m2.rok), který se týká právě jen vytápění, může nám uniknout možnost snížit spotřebu energie pro ohřev vody, například solárním systémem. Protože různá paliva mají různou cenu, nestačí porovnávat jen kilowatthodiny spotřeby, ale i náklady. Přitom třeba volba zdroje tepla má vliv i na náklady na domácnost – při topení elektřinou lze využít levnější proud i pro pračku, myčku a další domácí spotřebiče.
Obrázek 3: Energetické potřeby a jejich krytí – platí se jen za červený sloupec. Zdroj EkoWATT
Závažnou překážkou rozvoje pasivních domů či „nulových“ domů v ČR je to, že jej nelze bez úpravy přebírat ze zahraničí. Klimatické podmínky ČR a Rakouska jsou natolik odlišné, že je nutné měnit i poměry velikostí oken k podlahové ploše až o 20 % apod. Rozdílné klimatické podmínky mají vliv i na využití solárních systémů. Pokud je použit rakouský vzor beze změny, není v chladném období roku získáno dostatečné množství tepla a chybějící potřeba tepla je pokryta elektřinou. Nákladný solární systém tak pracuje spíše jako elektroakumulační kotelna, což má značný negativní environmentální dopad.