NÍZKOENERGETICKÉ PASIVNÍ DOMY

Nabízíme základní hrubou stavbu rodinného domu za 890.000,- Kč
Volejte: 720 403 392
Pište: optimstav(zavináč)centrum.cz

Projekt NÍZKOENERGETICkÉ PASIVNÍ NULOVÉ A PLUSOVÉ DOMY

Evropská „1“ mezi nízkoenergetickými pasivními domy



1 Co to jsou nízkoenergetické domy V posledních letech slýcháme stále casteji pojem nízkoenergetické domy . Jak již samotný název vypovídá, bude se tedy jednat o domy s nízkou spotrebou energie. Oproti klasickým domum dnes staveným se jedná o specifické budovy, které se pohybují již z velké cásti ve sfére technologie. Dum funguje jako jeden provázaný „organismus“ a stejne jako poškození, ci nefunkcnost orgánu nejakého živocicha se muže vážne narušit i systém uvnitr „nízkoenergetického“ domu. A toto poškození je tím více zretelnejší, cím více je dum blíže nulové energetické hranici. U „nízkoenergetických“ domu by nemela být hlavní, spotreba energií pro jeho vytápení a údržbu, ale také pokud možno využití ekologických a snadno recyklovatelných materiálu, které nepotrebují pro svou výrobu príliš energie a nevzniká pri jejich výrobním procesu vysoké množství skleníkových plynu. Naprosto ideálním rešením jsou domy z prírodních Obr. 1 Pasivní dum materiálu, jako je napríklad drevo.

1.1 Proc šetrit energii Energie predstavuje základní kámen ve vývoji lidstva. Životní úroven miliard lidí se zvyšovala s tím, jak se lidstvo naucilo rozdelávat ohen, vynalezlo parní stroj a nebo se naucilo využívat ropu. Naše spolecnost se stává závislá na levných zdrojích energie. Vetšina, kolem 86% , pritom pochází z neobnovitelných zdroju.

Svetová potreba energie roste, avšak její levné zdroje jsou omezené. Vinou neefektivního využívání energie je naše spolecnost velmi citlivá na zvyšování cen energií. Navíc se zdá, že tomu ani v budoucnu nebude jinak. Behem nekolika málo generací prakticky vycerpáme hlavní zdroje energie. K získání zbývajících zdroju pak budeme muset vynakládat více energie a více penez, než kolik nám takové zdroje prinesou. Kontrola nad zdroji energie a nad cenovou politikou je v nekolika málo rukách, z toho v nekterých prípadech v politicky nestabilních oblastech. Ze 64 zemí s nejvetší težbou ropy na svete jich 80% celí klesající produkci. Vysoké ceny energie, které navíc výrazne kolísají, tak živí obavy, že poptávka po energiích nakonec znacne prevýší kapacitu težby. Vetšina težby ropy a zemního plynu se nachází v pouhých nekolika zemích. Bezpecný a levný zdroj energie, na který se všichni spoléháme, je tak velmi citlivý na sebemenší technické potíže a politické spory. Bez elektriny se život naší Obr. 2 Težba ropy spolecnosti zastaví. Výpadky v dodávce pritom už nejsou problémem pouze chudých zemí. Mohou paralyzovat i rozvinuté zeme. Meli bychom tedy stavet nové elektrárny a spalovat více fosilních paliv, abychom tak zabránili nedostatku elektriny? Nové elektrárny a rozvodné síte stojí miliardy dolaru a jejich výstavba trvá roky. Navíc by se tak stávající levné zdroje fosilních paliv rychleji vycerpaly, takže bychom museli zacít težit méne prístupné zásoby a využívat jaderné palivo. Hlavní duraz na úspory energie se tak jeví nejen ekonomictejší, ale i dlouhodobeji udržitelný. Vždyt podle Evropské komise stojí zvýšení výroby o jeden kW elektrické energie o 50 – 400% více než úspora stejného množství energie.

Spalování méne fosilních paliv má také obrovský prínos pro životní prostredí. Pokud chceme snížit znecištení vzduchu a zpomalit globální oteplování, nepodarí se nám to bez úspor energie. Nedávný výzkum, který provádeli renomovaní konzultanti spolecnosti Ecofys zabývající se energetickou politikou, v níž bude mít hlavní prioritu snižování energetické nárocnosti a trvale udržitelný rozvoj.

Podle nich je zaprvé treba zastavit plýtvání energií u konecných spotrebitelu. Zadruhé energie musí být vyrábena z obnovitelných zdroju. Zatretí výroba energie z fosilních paliv musí být úcinnejší. Nejvetším „zdrojem energie“, dokonce vetším, než jsou zásoby ropy, se tak stává její efektivní využívání. S energií získanou z vetrných, solárních, a vodních elektráren a ze spalování biomasy se potenciál úspor nedá ani srovnat. Aby tyto obnovitelné zdroje energie mohly nahradit fosilní paliva, musela by se jejich kapacita zvýšit o více než sedminásobek. A to dnes není technicky, natož pak ekonomicky realizovatelné. Naopak efektivnejší využívání energie díky kvalitnejší izolaci v budovách predstavuje levný prakticky nevycerpatelný zdroj. Budovy spotrebují pres 40% energie využívané v Evrope a Severní Americe. V emisích oxidu uhlicitého predcí dokonce i dopravu a prumysl. Vetšina energie se v budovách spotrebovává na vytápení a klimatizaci. Zvetšující se plocha budov a intenzivnejší používání klimatizace v mnoha zemích vede navíc k tomu , že je nezbytne nutné zamezit plýtvání energií.

Budovy v sobe ukrývají nejvetší potenciál pro úspory energie jak pro jejich vlastníky, tak pro spolecnost jako celek. Díky dostupné a osvedcené technologii lze energetickou ztrátu budov omezit až o 90%.

1.2 Rozdelení „nízkoenergetických“ domu Rozdelení „nízkoenergetických“ domu je vcelku jednoduché. Dá se ríci, že je závislé na spotrebovávané energii pro jejich provoz. Od toho se odvozují další parametry, které jsou specifické pro jednotlivé druhy techto domu. V podstate mužeme tyto „nízkoenergetické“ domy rozdelit na:

o Nízkoenergetické domy

o Pasivní domy

o Nulové domy

o Plusové domy.

Nízkoenergetické domy se pohybují pod úrovní spotreby 50 a méne kWh rocne na 1m2 vytápené podlahové plochy. Tyto domy se ješte mohou obejít pri dobrém návrhu bez rekuperace. Ovšem jsou zde již kladeny požadavky na prostup tepla, které zajištuje tepelná izolace cca o tl. 250 mm. Pasivní domy jsou pod hranicí spotreby nízkoenergetických domu a to sice 15 a méne kWh rocne na 1m2 vytápené podlahové plochy. Požadavky na prostup tepla jsou zde prísnejší než u nízkoenergetických domu. Tlouštka tepelné izolace se pohybuje od 250 mm a více. Dále musí splnovat požadavky na pasivní predehrevu vzduchu pres zemní kolektor, vetrání s rekuperací, solární ohrev vody atd.

Nulové domy jsou již domy, které jsou energeticky sobestacné. Spotreba takových domu je pod 5 kWh rocne na 1m2 vytápené podlahové plochy. Jejich potrebu tepla pokrývají ze 100% jeho obyvatelé a solární systémy. Tyto domy jsou ukázkou vyspelosti projekcního, stavebního, ale také „uživatelského“ týmu lidí. A jejich provádení patrí do rukou skutecných mistru „nízkoenergetického“ stavení. Plusové domy - tato kategorie je snad snem každého investora. Jde o domy, které nejsou pouze sobestacné, ale navíc produkují ekologickou energii, kterou mohou prodávat do verejné síte a dum si tak na sebe muže vydelávat. Myslím, že hodnoty spotreby mluví za vše, proto jen jeden citát: „Pasivní dum je velmi pohodlný a príjemný zpusob, jak šetrit energií. Nechápu, proc investorum a politikum nevadí domy se špatnou izolací. Vždyt je to vyhazování penez!“ 1)

Rozdelení nízkoenergetických domu podle spotreby energie Oznacení domu spotreba v kWh/m2 a rok Starší budovy 140 a více Klasická novostavba 140 až 80 Nízkoenergetický dum 50 a méne Pasivní dum 15 a méne Nulový dum 5 a méne Plusový dum 5 a méne Tab. 1 Rozdelení nízkoenergetických domu podle spotreby energie Graf 1 Spotreba energií pasivního domu v case 1) – Autor: Dr. Wolfgang Feist, reditel Passivhausinstitut, Darmstadt, Nemecko

1.3 Neco málo k historii ve staroveku Když se praveký clovek zabydlel v jeskyni a jeho potomci si zacali hloubit své príbytky do zeme, nebylo jejich pocínání nejak náhodné. Poznali totiž, že práve hloubeji pod povrchem zeme zustává teplota témer konstantní, at je venku horko nebo mráz. Od tech dob uplynulo již hodne casu, nicméne lidé požadují od svého obydlí stále stejné vlastnosti. Již Sokrates se vyjádril ke stavbe domu: „Ideální dum je v léte chladný, v zime teplý 1).“ K tomuto vyjádrení není co dodat. Obr. 3 Rez pravekým zahloubeným obydlím Obr. 4 a 5 Príklad pudorysu a modelu domu v Olynthus

S postupem casu se zacala vyvíjet raná solární architektura, která je prokázána v dobe pred 3100 lety u severoamerických indiánu a pred 2500 lety v Recku a Cíne. Zámer využít slunecní energie je jasne patrný v bežném rešení fasád ve starém Recku u staveb vyššího standardu. Sloupová predstavba, vetšinou 1) – Sokrates (?469 pr. n. l. - 399 pr. n. l.) s trojúhelníkovým štítovým prvkem zvaným tympanon, zastinovala v léte jižní okna a umožnovala využití slunecního zárení v zime. Zvlášte rozsáhlým príkladem této rané solární architektury byl Olynthus v Makedonii, který byl znicen pred pocátkem Nového veku. Tato recká vesnice byla tvorena rovnobežnými ulicemi, mezi nimiž stály na jih orientované pasivní solární domy.

1.4 Novodobá historie V roce 1882 predstavil Edward S. Morse vzduchový kolektor, který pripomíná svým technickým rešením dnešní konvektivní 1) prvky. Sklenený box od Morseho s rozmery okna byl prisazen k obvodové stene. Kolektor i stena mely ve spodních a horních cástech otvory, takže byly možné tri provozní stavy. První: umožnuje ohrátému vzduchu z venku proudit do místnosti. Druhý: zajištuje cirkulaci vzduchu z místnosti v kolektoru a jeho ohrev. Tretí: vzduch z místnosti proudí kolektorem ven. Provozní stavy vzduchového kolektoru E.S. Morse a jeho rešení (obr.6 - 7) Obr. 6 Obr. 7

1) - konvektivní – konvekce = prenos látky a energie proudením V roce 1938 postavili inženýri z Massachusetts Institute of Technology (MIT) rodinný dum s 38 m2 slunecních kolektoru1). Teplo z techto kapalinových kolektoru bylo akumulováno do vodní nádrže o 66 m3, která ležela pod domem. Z nádrže proudilo teplo vzduchovým systémem do obytných místností. V polovine sedmdesátých let minulého století zažila Amerika príkladný boom solárních Obr. 8 Dum z roku 1938 domu první generace. Celkem nekolik stovek staveb dokládá mimorádnou kreativitu a chut experimentovat, jaká již pozdeji nebyla nikdy zaznamenána. Nízkoenergetické domy první generace, tedy domy ze sedmdesátých let, mají nekolik spolecných charakteristických rysu: •?Byl podcenován vliv tepelných ztrát. •?Nejvetší váha byla kladena na pasivní solární zisky. Prehrívání prostoru nebylo rídkým jevem. •?Tepelné mosty byly príliš cetné a príliš velké. •?Nebyla venována pozornost vzduchotesnosti. Domy nebyly tesné. Príklad: Solární dum první generace Lyžarská chata s pohyblivými reflektory ve Windhamu (stát Vermont, USA) je typickým príkladem pro zacátky solárních domu (obr. 9). Architektura domu je podobná solárnímu hrnci, Celý dum je obrácen ke Slunci, aby konvektivní zisk ze slunecního zárení mohl být priveden do zásobníku. Typologicky se jedná o okenní kolektor, který nabijí zásobník s kamenivem. Koncem osmdesátých let 1) – kolektor – v tomto prípade zarízení k zachycení a premene jedné formy energie na jiné formy energie prožil tento systém s vylepšenou technikou svuj návrat do Evropy, predevším do Švýcarska. Reflektory, které je treba vždy dvakrát v roce jinak nastavit, soustredují zárení do teplovzdušného kolektoru a na okenní plochu. Teplo ze vzduchu se ukládá v zásobníku naplneném kamenivem a je odtud opet vydáváno. Lyžarská chata byla architekty postavena na vlastní náklady a teprve dodatecné prodána. Zhruba 100 m2 obytné plochy je vytápeno pomocí 40 m2 kolektoru a oken. Díky reflektorum s hliníkovým povrstvením dopadá na tyto plochy slunecní zárení s jedenapulnásobne vyšší koncentrací. Tepelné médium tvorí vzduch, který je vhánen do zásobníku s kamenivem pri zadní stene domu a tam ochlazován. Asi 70% energetické potreby tohoto dobre izolovaného domu, který je využíván vetšinou jen o víkendech, je kryto Sluncem, zbytek pomocí krbu (vytápení drevem) a elektrických otopných teles. Obr. 10 Experimentální dum Philips (1974)

Obr. 9 Lyžarská chata (1977) 24 Príklad: Nízkoenergetický dum druhé generace Dum Philips (obr. 10) patrí k prvním nízkoenergetickým domum druhé generace. Obytná plocha rodinného domu koncipovaného pro prumernou rodinu ciní 116 m2, vytápený objem 290 m3. Dum Philips potrebuje pro vytápení 3 200 kWh elektrického proudu k pohonu tepelného cerpadla. Teplo pro prípravu teplé vody a pro vytápení dodává 20 m2 vakuových trubkových kolektoru. Již v roce 1974 se otevrela cesta pro další vývoj nízkoenergetického domu. Dum Philips obsahoval všechny podstatné složky, které patrí k nízkoenergetickému domu, byt v trochu nevyzrálé forme:

•?zónování
•?vysoký standard tepelné izolace
•?vysoká vzduchotesnost
•?mechanické vetrání
•?dobré využití odpadního tepla
•?cástecné krytí zbytkové potreby tepla solárním zarízením

Tyto konstrukcní požadavky jsou s dvema omezeními platné i dnes:
1: Zónování není pro nízkoenergetický dum nutné.
2: V dusledku zlepšené konstrukce oken vzrostl podle soucasných poznatku význam pasivního využití slunecní energie.
1.5 Okrajové podmínky nízkoenergetické výstavby Lokalita: Klimatickou oblast i místní klimatické podmínky považujeme vetšinou za neco daného, co nemužeme ovlivnit – tedy za okrajovou podmínku ve fyzikálním slova smyslu. Svobodná volba umístení stavby má prirozene své výhody, protože dobré klima má vedle energetických prednosti i prednosti z hlediska psychologie bydlení.

Klimatická oblast: Pro místa jako je Hamburg, Essen, Frankfurt a Mnichov jsou rozdíly ve spotrebe energie na vytápení shodných domu malé. Dum v Mamö má jen o necelých 5% vetší energetickou spotrebu než dum v Hamburku. Tyto malé rozdíly lze cástecne zduvodnit tím, že v místech s nižšími teplotami vzduchu bývá casto slunecní zárení intenzivnejší. Obecne platí, že s klesající potrebou energie na vytápení budovy klesá i vliv klimatické oblasti. Místní klima: Místní klima je urceno nadmorskou výškou, expozicí vuci vetru, cetností mlh, slunecním zárením a topografií. Rocní prumerné teploty na téže lokalite se mení o 0,5 K na každých 100 m výškového rozdílu. Ve výši 1 000 m je tedy zhruba o 5 K chladneji než ve výšce morské hladiny. Na jižne exponované polohy dopadá behem zimy o 10 až 30% více globálního slunecního zárení než na severní svahy ve stejném klimatu. Mlhy mohou v urcitých místech a predevším v pozdním podzimu snižovat solární zisk. Vetrná expozice je u vzduchotesných dobre izolovaných staveb nejsnáze tolerovatelná. Vítr zvetšuje prestup tepla na vnejší strane, vyjádrený prestupem tepla {e. Jako standardní hodnotu lze užít {e 23 W/(m2/K), pro vetrné expozice pak 50 až 100 W/(m2K). Rozdíl v energetické ztráte chránené a silne vetrné exponované steny se soucinitelem prostupu tepla U okolo 0,3 W/(m2K), ale tvorí pouhá 2%. hodnota U poloha chránená normální silne vetraná poloha 1,0 W/(m2K) 97,70% 100% 103,50% 0,3 W/(m2K) 99,30% 100% 101%

Tab. 2 Vliv vetru na soucinitel prostupu tepla obvodových konstrukcí Tvar budovy: Kompaktní budova má pri stejném objemu menší vnejší ochlazovanou plochu než stavba clenitejší. Pri projektování se tato skutecnost popisuje pomerem vnejších ploch a obestaveného objemu (pomer A/V). Ideálním tvarem domu, by pak podle pravidel geometrie byla koule. Uvážíme-li, že v kontaktu domu se zeminou je menší teplotní spád, dojdeme k rozumnejším tvarum. Výhodnejší bude polokoule ležící na zemi. Rozpulením této polokoule pak vznikne svislá stena pro jižní okna. U velmi dobre izolovaných domu je ale vliv tvaru budovy malý, protože je malý podíl ztrát prostupem tepla v energetické bilanci. Duležitejšími faktory jsou vzduchotesnost, tepelné mosty a dále velikost a orientace oken. Zónování: U solárních a úsporných domu první generace (sedmdesátá a osmdesátá léta minulého století) bylo zónování jedním z nejvýznamnejších prvku pri koncipování budovy. Zónování ztratilo na významu v souvislosti s podstatným zlepšováním obálky budovy (zvýšenou tepelnou izolací). Lepšího soucinitele prostupu tepla obálky budovy se dá snadneji a hospodárneji dosáhnout v jedné stenové konstrukci než pri rozdelení na dve steny s tepelne vyrovnávacím prostorem ležícím mezi nimi. Typickými vyrovnávacími prostory jsou zasklené verandy a zimní zahrady, sklepy a pudy, zádverí a schodište, prostory technického vybavení a garáže. Zónování vychází ze starého stavebního a spolecenského principu: Postupné nastavování kvality podle menících se požadavku. Teploty mají pouze splnovat uživatelsky orientované požadavky – ne více.

1.6 Koncepce Kvalita „nízkoenergetických“ domu je podstatne urcována zvolenou a realizovanou koncepcí. Kde zpracování koncepce chybí, muže se objekt snadno stát sbírkou prvku a hmot bez logické souvislosti, takže si jednotlivá opatrení dokonce navzájem konkurují. Castou chybou pri stavbe nízkoenergetických domu je prílišné zduraznování jednotlivých technologií nebo favorizování urcitých hmot. Typickým príkladem pro takový postup jsou stavby s predimenzovanými solárními zásobníky, protože projekcní tým nebo investor je „fixován“ na solární energii. Slunce ano! Ale príspevek od Slunce musí pevne zapadat do energetické koncepce celé budovy. Jako opora pri projektování muže posloužit následujících sedm pravidel nízkoenergetické výstavby.

1. Pracujte podle koncepce Tvar a poloha domu, ale i pudorys a usporádání prostoru mají podstatný vliv na spotrebu energie. Snažte se o jednoduchá rešení, tedy o jasné pudorysy a jednoduché systémy. Obyvatelé mají velmi znacný vliv na spotrebu energie – nezapomínejte na tuto skutecnost. Užívejte standardní rešení, bežne dostupné matriály, výrobky a komponenty. Pokud nejste vynálezci „nevynalézejte“ dum. Inteligentne jej sestavte z financne úsporných a dostupných prvku.

2. Realizujte vysoký izolacní standard a vyhnete se tepelným mostum Tlouštka tepelné izolace konstrukcí nízkoenergetického domu má být 200 mm a více (podle konstrukce materiálu). Obvodové steny mají pak tlouštku mezi 250 a 550 mm. V mnoha domech uniká odstranitelnými tepelnými mosty více tepla než nerušenou cástí steny. Kontrolujte hlavne tyto prechody a napojení:

•?mezi oknem a stenou, strechou a jinými okny
•?mezi dvermi a stenou
•?mezi stenou a strechou
•?mezi predokeními roletovými boxy a stenou
•?šachet a komínu na steny a strechu
•?instalací na steny a strechu
•?upevnovacích kotev, zvlášte u tepelných izolací
•?prahu, parapetu a nadokenních prekladu

3. Využívejte slunecního zárení Navrhujte velká okna, pokud je jejich energetická bilance pozitivní. Zajistete dostatecnou akumulacní schopnost sten, podlah a stropu místností užitím masivních konstrukcí.

4. Stavte vzduchotesne Žádný dum bez ochrany proti proudení vzduchu! Dýchají obyvatelé, nikoliv steny a strecha. Užívejte tohoto pravidla dusledne a kontrolujte realizaci, vcetne choulostivých míst. Zvyšujete tím kvalitu bydlení a redukujte spotrebu energie, protože cást tepla lze získat zpet. Peclive dimenzujte zarízení a zabrante šírení hluku.

5. Pri krytí zbytkové potreby tepla myslete nejprve na slunecní energii a na drevo Obnovitelné energetické zdroje jsou zejména vhodné pro nízkoenergetické domy. Domy mají nízkou potrebu energie a vystací s malými zarízeními (kolektory, tepelná cerpadla), prípadne s malým množstvím paliva (drevo). Pohodlí a prijatelnost z hlediska životního prostredí pod jednou strechou!

6. Volte nízké teploty pro akumulaci a rozdelování tepla a instalujte zásobník tepla ve vytápené cásti domu a vyžadujte krátké rozvody Nízké teploty topných médií vedou k menším tepelným ztrátám. To platí pro distribuci tepla i pro jeho prípravu. Typickými príklady jsou slunecní kolektory i opatrení k pasivnímu využívání slunecní energie. Ztrátové teplo z tepelného zásobníku tvorí nezanedbatelný príspevek v energetické bilanci nízkoenergetického domu. Ztráty zásobníku mají být ovšem tak malé, aby nepríznive ovlivnovaly pohodu prostredí v léte. V nekterých nízkoenergetických domech mají prívodní a zpetná vedení v dusledku svých velkých povrchu vetší topný výkon než jimi zásobované radiátory. To vede k potížím pri regulaci vytápení a prináší zbytecné energetické ztráty.

7. Užívejte v domácnosti nízkoenergetické spotrebice Užitím energeticky úsporných spotrebicu trvale snižuje emise a zatížení životního prostredí nejenom v okolí elektrárny.

Izolování Izolování Nízkoenergetických domu patrí k nejduležitejší soucástem návrhu a realizace. Nejedná se pouze o tepelné izolace, které jsou samozrejme stežejní pro omezení tepelných ztrát prostupem tepla, ale jde také o izolace parotesné. Tyto izolace jsou velmi casto podcenovány a práve u Nízkoenergetických domu mohou pri chybe v návrhu, ci samotné realizaci zpusobit nefunkcnost tepelné izolace domu. Bezesporu duležitou soucástí izolací jsou hydroizolace, a to nejenom u „zelených domu“ a domu krytých zeminou. Porucha jedné z druhu izolací muže zaprícinit znehodnocení další a ovlivnit tak nepríjemne klima nízkoenrgetického domu o užitné hodnote a vynaložených prostredcích nemluve. Velice závažný se tento problém stává predevším u domu vysoce izolovaných a domu chránených zeminou, kde je následná oprava znacne komplikovaná a nákladná.

2.1 Tepelné izolace Jedním z nejduležitejších opatrení s nejvetším potenciálem úspor je snižování ztrát prostupem tepla. Dobre izolovaný obvodový plášt je neoddiskutovatelným predpokladem pro nízkoenergetické domy a nemuže být žádným jiným opatrením nahrazen. Dum musí být dobre izolován bez ohledu na lokalitu. Rozdíly mezi alpskými oblastmi a severními i jižními oblastmi jsou prekvapive malé. Mimorádnou pozornost je treba venovat tepelným mostum, dverím, oknum a napojením. Ztráty prostupem tepla na severní a jižní strane fasády nejsou tak velké, jak se casto predpokládá. V závislosti na klimatických podmínkách se rozdíl pohybuje mezi 10-20%.

2.1.1 Druhy tepelných izolací V dnešní dobe se setkáme nejcasteji se dvema základními druhy tepelných izolací. Jedná se predevším o materiály na anorganické bázi ( minerální vlákna, skelná vlákna a penové sklo) a materiály z penových plastu ( polystyren expandovaný – EPS, extrudovaný – XPS, penové polyuretany – PUR, penové PVC a napenené pryskyrice). Další izolacní materiály jsou na bázi sypkých materiálu a jedná se predevším o využití ruzných odpadních matriálu (papír, drevo apod.). Zcela specifickou a znacne opomíjenou izolacní skupinou jsou reflexní izolace. Penový expandovaný polystyren PPS (EPS) - je tuhý lehcený tepelne izolacní materiál s penovou strukturou, který se vyrábí vypenováním (expanzí) granulátu sytou párou v kovových formách ve tvaru kvádru. Z bloku se pak režou desky nebo spádové klíny. Tento materiál je nutno chránit pred UV zárením a je potreba brát v úvahu jeho nasákavost ( cca 4%). Výpoctová hodnota tepelné vodivosti . se pohybuje v rozmezí 0,039 – 0,051 W.m-1. K1. Penový extrudovaný polystyren XPS - vyrábí se ze stejného materiálu jako PPS kontinuálním vytlacováním. Vzniká tak materiál, který má homogenní strukturu s uzavrenými bunkami. Má vždy jinou barvu než bílou – napr. modrou, ružovou, zelenou, žlutou. Jeho nasákavost je relativne malá (0,5%). Výpoctová hodnota tepelného vodivosti . je cca 0,03 – 0,034 W.m-1. K1. Penový polyuretan (PU, PUR) - se vyrábí smíšením základních tekutých látek a ruzných prísad . Vznikne tak tvrdá pena s uzavrenou bunecnou strukturou, která se dodává v blocích nebo deskách. Méne castá je prímá aplikace stríkáním a vypenováním na stavbe. Nasákavost se pohybuje kolem 5% a výpoctová hodnota tepelné vodivosti . je kolem 0,026 – 0,032 W.m-1. K1. Desky z anorganických vláken – tepelne izolacní materiály z anorganických vláken se vyrábejí roztavením vhodných materiálu (cedic, sklárský písek, atd.) a jejich následným pretvorením na vlákna o prumeru 0,003 – 0,004 mm. Vlákna se lisují, tuží a hydrofobizují ( odpuzují vodu a ta nevniká do hmoty materiálu). Výpoctová hodnota soucinitele tepelné vodivosti . je 0,04 – 0,044 W.m-1. K1. Penové sklo – se vyrábí z odtaveného skla, které se rozemele na jemný prach a smíchá se s prachovým uhlíkem. Pri zahrátí na 1000°C dojde k natavení skloviny, oxidaci uhlíku a tvorbe bublinek, které jsou ve výsledné hmote zcela plynotesné. Tento materiál je UV stabilní a nehorlavý. Výpoctová hodnota tepelného vodivosti . = 0,04-0,069 W.m-1. K1. Izolace z odpadového papíru – vata je zhotovena z novinového papíru, který je rozmelnen na tenká vlákna, s prímesí netekavých retardéru horení. Vzniklý materiál je nehnijící, biologicky odolný, zdravotne nezávadný s tepelnou vodivostí . = 0,04 W.m-1. K1. Aplikuje se foukáním do konstrukce. Reflexní tepelné izolace – tyto izolace jsou složeny z cistých (99,4%) leštených hliníkových fólií. Tyto izolace fungují také jako výborné parotesné izolace. Jejich princip spocívá v odrazu sálavého tepla (až 90%), velmi casto jsou kombinovány s polyethylenovou penou a mohou být i vícevrstvé, prípadne ješte vyztužené tkaninou. Pro správné fungování techto izolací nesmí dojít k prímému kontaktu hliníkové fólie a konstrukce, v tomto míste vzniká tepelný most. Principu reflexních izolací se využívá napríklad k izolování vodíkových nádrží automobilu. Vodík (-250°C) je izolován pomocí vícevrstvé konstrukce, kde je ve vysokém vakuu uloženo 70 vrstev hliníkové fólie. Tepelná izolace v tlouštce 25 mm nahrazuje 5 000 mm polystyrenu. Tepelná vodivost . je tak 0,0001 W.m-1. K-1.

2.1.2 Izolování Podlah Podlahy domu mají zásadní význam pro kvalitu bydlení i pro energetickou bilanci. Všechny požadavky na podlahy nemohou být soucasne splneny a jsou zde nekteré kompromisy nezbytné. Z fyziologických duvodu by nemela podlaha odvádet noze teplo, z energetického pohledu by mela umožnit akumulovat solární zisky. V praxi to znamená - povrch podlahy má být dobre tepelne vodivý a spíše chladný. Pokud je tepelná izolace zabudována v podlahových vrstvách prízemí, delají projektantum starosti tepelné mosty, predevším pokud je izolace umístena ze spodní strany. Delicí steny ve sklepe pusobí jako chladící žebra => celní plochy betonové podlahy by se mely vždy izolovat. Pokud leží zdola izolovaná stropní deska na vnitrní stene dvouvrstvého zdiva, melo by být odvádení tepla úcinne zabráneno. Pro akumulaci slunecní energie s využitím konvektivního transportu tepla jsou vhodné železobetonové žebrové, hurdiskové stropy, prípadne jiné dutinové stropy. V dutinách lze totiž umístit potrebné vzduchové kanálky. Konflikt mezi „studeným“ povrchem podlahy na jedné strane, který zlepšuje akumulacní schopnosti pro sálavé teplo, a požadavkem tepelné pohody na strane druhé, je znacný a radu nízkoenergetických domu „zlikvidoval“. Problém se týká predevším detí, které provádejí své aktivity na podlaze, ale i dospelých, kterí delší cas na studené podlaze sedí nebo stojí. Použití podlahového vytápení a velmi vysoký izolacní standard vrstev pod betonovou deskou, která je samozrejme izolována i ze stran, tento nepríznivý efekt zmírnují. Použití podlahového vytápení muže ovšem vést ke zmenšení množství pasivné využitelné slunecní energie

2.1.3 Izolování sten Obvodové steny nízkoenergetického domu mají mít soucinitel prostupu tepla U nejvýše 0,2 W/(m2K). To odpovídá tlouštce 20 cm kvalitní izolacní hmoty (napr. minerální vlny). Pri rozumné tlouštce steny muže být takovéto hodnoty U dosaženo jak jednovrstvým zdivem, tak i dvouvrstvým sendvicovým zdivem nebo pomocí kontaktního izolacního systému. Stavební technika rozlišuje lehkou montovanou a težkou masivní výstavbu. Zatímco u lehké výstavby prevažují drevené rámové konstrukce v mnoha variantách, masivní výstavba je zpravidla zdená, méne casto betonová. Ve všech prípadech je možné dosahovat nízkých hodnot U. Podstatný rozdíl je ale v akumulacních schopnostech budovy. Ten, kdo chce solární zisky zahrnovat do energetické bilance se musí také postarat o akumulaci sálavé energie. Domy „lehkého“ konstrukcního systému nejsou pro využití pasivní solární energie príliš vhodné, práve pro jejich nízkou akumulacní schopnost. Dobrým predpokladem pro nízkoenergetický dum je naproti tomu kombinace lehké obvodové steny s težkým stropem a težkými delícími stenami. Znacný problém u nízkoenergetických domu zpusobují tepelné mosty, a to nejenom u stenových konstrukcí. Tento problém je markantní zvlášte u zateplování fasád. Vhodné rešení je navrhovat dvouvrstvé zdivo, avšak z pohledu cena/výkon není príliš vhodné. Ekonomicky výhodnejší jsou konstrukce s dodatecnou tepelnou izolací, které mužeme rozdelit na tzv. kontaktní fasády (neprovetrávané) a bezkontaktní fasády (vetrané). Provetrávané fasády jsou oznacovány za bezproblémové ze stavebne fyzikálního hlediska, a proto se používají také v nízkoenergetických domech. Nevýhodou je upevnení zavešeného vnejšího plášte. Spojovací prvky pronikají tepelne izolacní vrstvou a tvorí tak tepelné mosty. Zkušebna EMPA v Dübendorfu u Curychu hodnotila Tab. 3 Merené tepelné ztráty šest ruzných konstrukcí z energetického hlediska a porovnávala s nerušenou tepelne izolacní vrstvou. Ve všech prípadech byla použita nosná konstrukce z 180 mm betonu s tepelnou izolací 100 mm minerální vlny (tlouštka pouze pro úcely merení). Výsledky merení jsou uvedeny v tabulce (tab. 3) a ukázky merených konstrukcí jsou razeny podle tabulky.

Obr. 11 – Vetraná fasáda v celé tlouštce tepelné izolace
Obr. 12 – Vetraná fasáda s kolmo presazenými latemi ve vrstve tepelné izolace
Obr. 13 – Vetraná fasáda s ocelovou pomocnou konstrukcí

Obr. 14 – Vetraná fasáda s hliníkovou pomocnou konstrukcí Samozrejme nejefektivnejší a nejlevnejší variantou sten s dobrou tepelnou izolací jsou drevené steny, plnené izolacním materiálem. Tato koncepce drevostaveb je u nízkoenergetických domu v poslední dobe velice rozšírena. Úcinnost stavebních prvku s nízkou hodnotou U je v podstatné míre urcena tím, jak se podarí zmenšit tepelnou vodivost materiálu na bázi dreva a jak se podarí v konstrukcích umístovat pokud možno nerušené izolacní vrstvy. Tepelne izolacní vlastnosti se mohou zlepšovat ve ctyrech krocích, které jsou vzájemne kombinovatelé. Obr. 15 Prvek 1 (obr. 15) – Silná tepelneizolacní vrstva a dále vyloucení postradatelných podílu dreva díky staticky optimalizované nosné konstrukci s vetšími vzdálenostmi konstrukcních prvku, napr. 830 mm nebo 1 250 mm. Prvek 2 (obr. 16) – Prídavné izolacní vrstvy , které prikryjí profily z plného dreva. Obr. 16 Prvek 3 (obr. 17) – Tepelne oddelené drevené kombinované profily s redukovanou tepelnou vodivostí po prurezu, napr. dvojité T- profily a komorové profily. Prvek 4 (obr. 18) - Dvojitá stena se svislými stojkami skládající se ze samostatných, tepelne Obr. 17 oddelených vrstev – vnejší a vnitrní. U techto prvku drevostaveb je velice duležitá ochrana pred povetrnostními vlivy a pred prunikem vnejšího a vnitrního vzduchu. Ochrana tepelne izolacních vrstev pred degradací, vlivem proudení vzduchu, musí být promyšlena již pri príprave Obr. 18 koncepcního rešení. Pruniky mají být pokud možno vylouceny. Pokud je treba rucne dotesnit spáry, má být zpusob provedení vcetne typických detailu neprojektován a realizace kontrolována.

2.1.4 Izolování strešní konstrukce Pri navrhování konstrukcních systému pláštu a to jak plochých , tak šikmých, musíme venovat velkou pozornost izolaci prvkum nosné konstrukce plášte, aby nedocházelo k nežádoucím únikum vlivem prostupu tepla. Nejcastejším tepelným mostem bývají drevené prvky konstrukce šikmých strech ( krokve, nosníky atd.). Jasný príklad toho, jak by se nemely izolovat strechy nízkoenergetických domu je na obr. 19 (vcetne tabulky udávající hodnoty jednotlivých mocností izolacních vrstev a Obr. 19 procentuálních ztrát prostupem tepla). V tomto prípade je izolace umístena mezi krokve. Pri tlouštce izolace 160 mm a vzdálenosti krokví 500 mm je soucinitel prostupu tepla U snížen o 34%. Duvody pro tento velmi castý zpusob izolování strech bývají dvojí, casto vynucené okolnostmi. Pokud se strecha dodatecne izoluje z vnitrní strany, je snahou umístit izolaci co nejdále smerem ven, aby byl užitný prostor co nejvetší. Pri úplné výmene strechy se casto nesmí prekrocit vnejší prostor strechy. Vhodné rešení izolace strechy je znázorneno na obr. 20 (vcetne tabulky udávající hodnoty jednotlivých mocností izolacních vrstev a procentuálních ztrát prostupem tepla). Skladba izolacní vrstvy nad krokvemi je odpovídající koncepci nízkoenergetických domu. Pri tlouštce izolace 160 mm a vzdálenosti krokví 700 mm jsou ztráty prostupem tepla pouze 5%. Zhoršení hodnoty prostupu tepla v dusledku umístení drevených latí je malé a na tlouštce izolace nezávislé. Vzhledem k rozsahu tématu tepelných izolací strech nízkoenergetických domu jsou další možná rešení a detaily uvedeny už pouze jako obrázkové prílohy v kapitole Prílohy. Obr. 20

2.2 Parotesné izolace Když se zacalo v 70. letech minulého století se stavbou prvních experimentálních nízkoenergetických domu v USA a Skandinávii, byly výsledky zpocátku zklamáním, a to i pres dobre tepelne zaizolované konstrukce. Namerené hodnoty spotreby tepla byly daleko vyšší, než se ocekávalo. Pri hledání prícin se narazilo na problém, kterému se až do té doby nevenovala zasloužená pozornost, a to sice na špatnou vzduchotesnot obálky budovy (obr. 21). Netesnosti obálky budovy zpusobují nekontrolovatelné zvýšené tepelné ztráty výmenou vzduchu a závislost proudení Obr. 21 vzduchu v dome na pocasí. Velikost a smer vzduchových proudu v budovách muže být kontrolován pomocí vetracích zarízení jedine tehdy, pokud je vliv pocasí v potrebné míre minimalizován díky vzduchové tesnosti obálky budovy. Další neméne podstatnou funkcí je potlacení difúzního toku vodní páry i transport vodní páry spárovou propustností do konstrukcí . Parotesná vrstva se obvykle umístuje pod tepelne izolacní vrstvu poblíž vnitrního povrchu konstrukce. Je-li umístena na spádové vrstve strechy, je možné ji využít jako pojistnou hydroizolaci. Parotesná izolace je vždy tvorena hydroizolacními materiály s velkým difúzním odporem 1) – asfaltové pásy nebo fólie. Parotesná vrstva by mela být umístena tak, aby nebyla narušována prvky nosné konstrukce. Pruniky v dusledku vedení instalací omezit na absolutní minimum. Všechny ostatní instalace napr. voda a elektrina se umístují pred vzduchotesnou vrstvu z interiérové strany. Úcelné je vytvorení dutiny pomocí latového roštu mezi obkladem interiéru a vzduchotesnou vrstvou. Izolace se spojuje mezi sebou pomocí tesnících pásek nebo svarením. Volné prekrývání není prípustné. Parotesné vrstve je u nízkoenergetických domu treba venovat stejnou pozornost, jakou vyžadují napríklad základové konstrukce. V praxi se casto stává, že jsou už v samotném návrhu „ošizeny“ o detaily a následne na stavbe porušovány v dusledku provádení ruzných dokoncovacích prací. Správný nízkoenergetický dum nemuže rádne fungovat bez kvalitne provedené vzduchotesné obálky. 1) – difúzní odpor – odpor kladený konstrukcí proti prostupu vodních par

2.3 Hydroizolace Hydroizolace stavby má za úkol dlouhodobe zabránit pronikání povrchové i podzemní vody do konstrukcí a vnitrních prostor budov a zarízení. K tomuto úcelu se nejcasteji používají povlakové izolace, vytvárené prevážne na bázi asfaltu ci plastu, chránící stavební objekt z vnejší strany. Dosahuje se jimi absolutního hydroizolacního úcinku. Správne navržené a kvalitne provedené izolace jsou pro vodu nepropustné, resp. vodotesné. Dokonce i hydroizolace hrají u nízkoenergetických domu nezastupitelnou roli. Nejedná se zde o speciální izolace nebo scestné návrhy provedení, ale jde o preciznost a kvalitu. Jak jsem již dríve naznacil a z logiky veci vyplývá, že nízkoenergetické budovy jsou technologicky velmi nárocné na provádení i samotný návrh a každá nepresnost ci porucha je muže velmi vážne ohrozit. Hydroizolace používáme všude tam, kde je potreba zabránit pronikání vody. Nejcasteji se používají na izolování strešních konstrukcí a spodní stavby. Pro tyto úcely máme nepreberné množství druhu izolací. Celkove je mužeme zahrnout do trí základních skupin, a to na sterky, nástriky a nátery (jedna skupina), hydroizolacní asfaltové pásy a hydroizolacní fólie. Každá izolace má své specifické použití i zpusob zpracovaní, proto je dobré pri návrhu i samotné realizaci budovy vycházet z pokynu výrobce a provádecích predpisu.

2.4 Protiradonové izolace U nízkoenergetických domu s tesnou obálkou budovy a malými násobnostmi výmeny vzduchu vystupuje do popredí problém radonu. Radon je prírodní radioaktivní plyn, který je prakticky všudyprítomný a vyskytuje se v ruzné míre v ovzduší každého domu. Radon se s polocasem rozpadu 3,8 dne rozpadá na tzv. dceriné produkty, což jsou ionty težkých kovu, které mohou být vdechovány a následne zachyceny v pruduškách a plicích, kde ozarují tamní tkáne. Toto ozarování je jedním z významných faktoru podílejících se na vzniku rakoviny plic. Radon se muže do budovy dostat z podloží, ze stavebního materiálu nebo z užitkové vody. Nejvýznamnejším zdrojem je však z pravidla podloží, odkud radon vstupuje do objektu ruznými netesnostmi ve spodní stavbe. Na vstupu radonu do budovy má velký význam propustnost zeminy (cím propustnejší, tím vetší riziko), prípadne poruchy v horninách pod objektem. Pred stavbou nové budovy musí být zjištena kategorie radonového indexu stavebního pozemku. Zjistí-li se index vetší než nízký, je treba objekt chránit proti pruniku radonu. Ochrana spocívá v navržení kvalitních izolací do spodní stavby a v prípade vysokého indexu ješte navíc v kombinaci s odvetráním podloží nebo podlahových konstrukcí. Pri rekonstrukci stávajících staveb na úroven nízkoenergetických domu muže být problém radonu obzvlášte velký, nebot ve starších objektech je casto hydroizolace nefunkcní nebo již narušená, pokud byla vubec provedena. Prípadná opatrení spocívají bud v odvetrání podloží, dodatecném utesnení spodní stavby nebo ve zvýšené výmene vzduchu v interiéru. Bežne používaná opatrení proti radonu jsou dve základní, která mužeme rozdelit na pasivní ochranu a aktivní ochranu. Princip pasivní ochrany spocívá v prirozeném proudení vzduchu, kdežto aktivní opatrení využívají ventilátoru k odvodu vzduchu.

2.5 Problémy vysoce izolovaných fasád Díky vnejší izolaci se redukují teplotní zmeny v nosné konstrukci, zato se zvyšuje kolísání teplot ve vnejší omítce. Vrchní omítka má sklon ke tvorbe trhlinek, pricemž jejich rozsah závisí i na barve a orientaci povrchu. Tahová napetí v dusledku teplotních zmen ve vrchní omítce vznikají casto pri náhlém ochlazení po predchozím slunecním svitu na fasádu, vlhkostne podmínená napetí se objevují behem vysychání po predchozím zavlhcení Obr. 22 deštem. Nejcastejším místem pro tvorbu trhlin jsou styky izolacních desek. Správným rozmístením výztužné tkaniny mohou být napetí rozptýlena na vetší ploše (obr. 22). Jeden z dalších problému je výskyt ras, který je pravdepodobne spojen se zvýšenou tepelnou izolací domu. V dusledku zvýšení tlouštky izolacní vrstvy se snižuje množství tepla pronikajícího stenou. Dlouhovlnný sálavý tok z chladné oblohy ochlazuje povrch fasády silneji než okolní vzduch, takže se zde objevuje povrchová kondenzace. Tento jev byl interpretován tak, že všechny fasády se soucinitelem prostupu tepla U <0.3W/(m2K) jsou rustem ras ohroženy. Zatím sice chybí zkušenosti z delšího období, ale rust ras jiste s moderními fasádami souvisí. Zdá se, že duležitou roli hraje volba stavebních hmot a prísad, protože se nekdy na fasádách rostou rasy, jindy houby. Pravdepodobne je porost rasami spíše optickým a méne technickým nedostatkem. Riziko porostu rasami je zvlášte velké u omítnuté vnejší izolace, protože se omítka za jasných nocí v dusledku malé hmoty na vnejší strane muže výrazne ochladit. Riziko rustu ras je vyšší pri kombinaci vysoké tepelné izolace a severní fasády. Ale aby tento problém skutecne nastal, jsou zpravidla nutné další vlivy, jako je lokalita bohatá na mlhy nebo blízkost lesa, potoka (prítomnost spóru ras a hub). Bobtnavé umelé omítkoviny a barevné nátery mohou vodu zadržovat po dlouhou dobu a údajne tak k rustu ras prispívají. Možnosti sanace steny napadené rasami jsou omezené. Casto se fasáda ošetrí prostredkem proti rustu ras a plísní, porost ras se odstraní a následne se fasáda opatrí hydrofobním základním a barevným náterem (napr. silikonové barvy). Prevence muže být provedena predsazením strech, protože zcásti zakryjí studenou oblohu a chrání proti dešti. V exponované situaci lze zvážit i natocení budovy, aby žádná fasáda nebyla orientována na sever.

3 Vytápení 3.1 Solární vytápení Slunce je naším ústredním dodavatelem energie. Je to koule z plynné hmoty, v jejímž stredu neustále probíhají jaderné fúze. Cást slunecního zárení nám je k dispozici na Zemi. Toto zárení umožnuje život na naší planete. Urcuje všechny prírodní pochody, které jsou pro náš život nepostradatelné, jako je napríklad déšt, vítr, fotosyntézu, morské proudy a mnoho jiných. Pokrývání svetových energetických potreb bylo odjakživa založeno na slunecním teple. Také fosilní zdroje energie (ropa, zemní plyn, uhlí) nejsou nicím jiným než pretransformovaným slunecním zárením. Intenzita zárení na povrchu Slunce pri teplote 5500 °C ciní asi 63 000 kW/m2. Z tohoto množství energie obdrží Zeme pouze malý, ale presto velmi významný zlomek. Samotná energie zárení dopadajícího na zemskou pevninu ciní 219 TWh rocne, což odpovídá 2 000-násobku soucasných svetových energetických potreb. Na vnejším okraji zemské atmosféry predstavuje prumerná intenzita zárení 1 367 W/m2 (slunecní konstanta). Pri pruchodu vzdušným obalem Zeme se cást zárení ztrácí, takže v léte je za jasného, pekného slunecného dne k dispozici 800 W/m2 až1 000 W/m2 (tzv. globální zárení k dalšímu využití). Obr.23 Strední hodnoty úhrnu globálního zárení na Zemi Doba slunecního svitu a intenzita zárení jsou závislé na zemepisné poloze, rocním období a na povetrnostních podmínkách. Rocní úhrny globálního zárení dosahují v nejslunecnejších oblastech Zeme z cásti pres 2 200 kWh/m2. V Cesku je v nekterých oblastech dosahováno maximálních hodnot o velikosti 1250 kWh/m2. Globální zárení se skládá z prímého a rozptýleného zárení. Prímé slunecní zárení je to, které rozptýleno nebylo, jak je silné, poznáme napr. podle hloubky stínu. Rozptýlené zárení prichází z celé oblohy i od osvetleného terénu. Je ho tím víc, cím je Slunce níže na nebi (tedy cím delší je cesta zárení atmosférou), cím je ovzduší prašnejší a samozrejme cím více je na nebi oblacnosti. Jeho prumerný podíl je závislý na klimatických a geografických podmínkách, jakož i na nadmorské výšce. Zatímco v letním úhrnu predstavuje podíl rozptýleného zárení približne 50 % z globálního zárení, je tento podíl v zime ješte znacne vetší. Cím je však podíl difúzního zárení vyšší, tím nižší je využitelná energie globálního zárení. Strední hodnoty rocních úhrnu globálního zárení na horizontální rovinu jsou znázorneny na obrázcích c. 23 a 24 . Obrázek c.24 predstavuje úhrn globálního zárení Obr.24 Strední hodnoty úhrnu globálního zárení v CR dopadajícího v prubehu jednoho roku na území ruzných regionu v Cesku. Rocní nabídka slunecního zárení kolísá mezi 1 000 kWh/m2 a 1250 kWh/m2. Prumerná doba slunecního svitu ciní v Cesku cca 2 000 hodin. Na letní polovinu roku pripadnou tri ctvrtiny slunecního zárení. Naproti tomu v mesících s nejvyšší spotrebou tepla (od listopadu do února) dopadne pouze šestina rocního souhrnu energie. Pro dimenzování solárních zarízení jsou rozhodující dlouhodobé prumery globálního zárení, které jsou zaznamenávány meteorologickými stanicemi. Pri prímém užití solární sálavé energie pro pozemní stavby pricházejí v úvahu predevším tri technologie:

•?pasivní využití (okna a zasklené prístavby)
•?hybridní využití (konvektivní systémy, okenní a vzduchové kolektory)
•?aktivní využití (slunecní kolektory)
Zatímco zarízení k pasivnímu využívání slunecní energie formálne patrí ke stavebnímu rešení budovy, zarízení pro hybridní a aktivní využití slunecní energie náleží k domovní technice (k tzv. systémum TZB ). Rozlišováním technologií využívání slunecní energie má ale jinou dimenzi. Shromaždování solární energie je znacne závislé na zpusobu jejího získání. Zisky z pasivního využití se dají ukládat na nekolik hodin, zisky z hybridního využití na nekolik dnu a zisky z aktivních systému na nekolik týdnu nebo dokonce mesícu. Druh využití solární energie má tedy i vliv na celkovou koncepci, což prevyšuje svým významem pocet získaných kilowatthodin. Dalším aspektem je kombinovatelnost technologií. Velmi užitecná je kombinace pasivních resp. hybridních systému se slunecními kolektory. Každá rozumná kombinace bere ohled na volbu zpusobu ukládání tepla. Príklad: Pokud jižní okna získávají teplo po 5 až 15 h a hmota budovy toto teplo po stejnou dobu akumuluje, mel by být zásobník tepla navržen tak, aby teplo ze slunecních kolektoru akumulované teplo casove doplnovalo.

3.1.1 Aktivní solární zarízení pro získání energie Pro získávání energie ze slunecního zárení požíváme dve základní technologie, kolektory a fotovoltaické clánky. Kolektory fungují na principu konvekce - absorbér predává tepelnou energii prenosnému médiu (voda, vzduch), které je dále odvádeno do zásobníku, kde je mu jeho energetický potenciál odebírán a je vráceno zpet k ohrátí v absorbéru (toto platí predevším pro systém využívající kapalinu jako prenosné médium). V dalších prípadech je médium prímo využíváno. Fotovoltaické clánky prevádí svetlo dopadající na povrch solárního panelu na elektrickou energii, která je uskladnována v akumulátorech.

3.1.1.1 Kolektory Ploché kolektory: Pro ohrev teplé užitkové vody a v rostoucí míre i pro úcely vytápení bývají využívány prevážne ploché kolektory Základem kolektoru je zasklený rám s absorbérem tepla. Slunecní zárení projde krycím sklem a je absorbováno cernou plochou (absorbérem) z medi, hliníku nebo umelé hmoty. Díky vlastnostem skla nedojde již k jeho opetovnému vyzárení do prostoru. Pro zmenšení tepelných ztrát je kolektor ze spodní cásti izolován. V absorbéru proudí teplonosná látka, muže to být kapalina (voda nebo nemrznoucí smes). Obr. 25 Plochý kolektor Vakuové kolektory: Vakuový kolektor je urcen predevším k využití solárního zárení v zimní polovine roku. Nachází tedy své uplatnení v systémech navržených pro podporu vytápení rodinných domu, tam se projevuje jeho zvýšený výkon daný kvalitní izolací získaného tepla, a to formou vakua. Odcerpáním vzduchu z trubice, v niž je umísten absorber, vznikne vakuum, jež Obr. 26 Trubicové vakuové kolektory nejlépe izoluje teplo prevádené osluneným absorberem do teplonosné kapaliny. Taktéž nedochází ke ztrátám vírením. Tento fakt se nejvíce projevuje pri nízké teplote okolí kolektoru a vysoké teplote osluneného absorberu uvnitr trubice. Nejmodernejší trubicové vakuové kolektory získávají energii solárního zárení s pomocí tzv. 360°absorberu, jejichž selektivní absorpcní vrstva je nanesena v tenké vrstve na vnitrní stene vakuové Obr. 27 Trubicové kolektory trubice. Pomocí úchytek je pak uvnitr trubice pripevnena medená trubicka naplnená solární teplonosnou kapalinou. Optická odrazná zrcadla, jež jsou umístena pod každou trubicí, ješte odrážejí zpet k absorberu zárení dopadající mimo plochu trubice. Velkou výhodou 360° trubicových kolektoru je urcitá nezávislost na jižním smeru, zárení putuje po kružnici absorpcní trubice stejne jako slunce a je k absorberu vždy kolmo. V letní polovine roku je úcinnost vakuových kolektoru srovnatelná s úcinností kvalitních plochých kolektoru. Užití vakuových kolektoru na ohrev TUV nebo bazénu není tudíž príliš ekonomické. Vzduchové kolektory: Vedle kapalinových solárních systému je možné použít k temperování objektu také teplovzdušné solární kolektory. Vhodné jsou predevším pro chaty, chalupy, ruzné haly, garáže a podobné objekty s potrebou temperování. Jedná se o samostatná zarízení, vybavená ventilátorem s rídícím termostatem. Teplovzdušný kolektor o velikosti cca 2m2 je namontován vertikálne na jižní oslunenou fasádu spodním otvorem cca 30cm od podlahy místnosti za obvodovou stenou. V zimních mesících, kdy je slunce nízko nad obzorem, dopadají slunecní paprsky takrka kolmo na absorber uvnitr rámu kolektoru a rozehrívají ho tak. Ten pak ohrívá vzduch privádený do kolektoru spodním nasávacím otvorem z místnosti a ohrátý prostupem pres kolektor je vyfukován horním otvorem do místnosti. Zarízení je samostatnou Obr. 28 jednotkou bez potreby další návazné technologie, systém cirkulace rídí termostat jež spouští ventilátor pri ohrátí absorberu na stanovenou teplotu. Samocinné klapky zamezují teplotní únik z místností do kolektoru v dobe s nepríznivým pocasím nebo vecer. Polymerové kolektory: Tento typ kolektoru byl vyvinut pro prímý ohrev vody, která jimi prochází bez nutnosti instalace výmeníku. Tento typ kolektoru se hodí zejména pro sezónní ohrev venkovních bazénu, pro prodloužení "koupací" sezóny. Bazény s kolektory je možné zpravidla používat od kvetna do konce ríjna. Pro ohrev vody je u plastových kolektoru nutné slunecné pocasí a proto je témer nezbytná instalace elektronické regulace, která v prípade, že slunce nesvítí, odpojí kolektorovou vetev z filtracního systému. Obr. 29 Instalované polymerové kolektory

3.1.1.2 Fotovoltaické clánky Funkce Fotovoltaického systému je prostá. Svetlo dopadající na povrch solárního panelu je premeneno na elektrinu. Tento jev se odehrává ve slunecních cláncích. Vzájemným pusobením slunecního zárení a hmoty dochází k pohlcování fotonu a uvolnování elektronu. V polovodici pak vznikají volné elektrické náboje, které jsou už jako elektrická energie odvádeny ze solárního clánku pres regulátor dobíjení do akumulátoru, ke spotrebici nebo do rozvodné síte. V našich podmínkách není požití fotovoltaických clánku príliš vhodné. A to zejména z duvodu casté oblacnosti, inverznímu pocasí a v podzimním období castým mlhám. Všechny tyto klimatické jevy mají nepríjemný dopad na energetické zisky techto clánku, které dosahují své maximální úcinnosti za jasného slunecného pocasí. Další jejich nevýhodou je, že produkují stejnosmerný proud, což nevyhovuje vetšine spotrebicu a pri premene stejnosmerného proudu na strídavíý v menici dochází k dalším ztrátám, které snižují efektivitu systému. Obr. 30 Princip fotovoltaického clánku Obr. 31 Fotovoltaický clánek

3.1.1.3 Systémy využívání solární energie Abychom získali hospodárné príspevky k vytápení nízkoenergetického domu, je treba splnit tri základní pravidla:

•?Pro omezení velikosti zásobníku ( zásobníky jsou drahá zarízení) se pri dimenzování zapocítají jen zisky v topném období nízkoenergetického domu ( listopad až únor, prípadne brezen). Nízkoenergetické domy mají v léte i prechodném období dostatek tepla.
•?Podle zvoleného rešení je nekolik pridaných m2 kolektorové plochy levnejších než zvetšení zásobníku.

Využití solární energie závisí zcela zásadne na zvoleném systému distribuce tepla. Nízkoteplotní systémy – podlahové vytápení nebo alespon nízkoteplotní radiátory – jsou ideálním doplnkem slunecních kolektoru. Ješte lepší jsou systémy, které pracují bez výmeníku tepla a tím odstranují potrebu teplotního spádu1) na tomto míste. Nízké návrhové tepoty otopného systému umožnují využít kolektory již pri nízkých teplotách. Tím se zvyšuje úcinnost kolektoru. 1) – teplotní spád = rozdíl teplot na privádecím a odvádecím potrubí otopné soustavy Princip cinnosti solárního systému pro pritápení a ohrev teplé vody : Pokud se jedná o systém bez akumulacní nádrže ohríváme prednostne zásobník teplé vody, pak deskovým výmeníkem vytápíme rodinný dum nebo v léte trubkovým výmeníkem bazén. Zmeny míst spotreby ohráté solární kapaliny zabezpecují prepínací elektroventily nebo cerpadla hnacích jednotek na príslušných vetvích rozvodu. Kapalina, která takto odevzdala své teplo, putuje pres solární cerpadlovou jednotku nábehovou vetví 1) solárního okruhu zpet do kolektoru k dalšímu ohrevu, celý cyklus se tak opakuje. Solární okruh je tedy uzavren mezi absorbery kolektoru a tepelnými výmeníky jednotlivých okruhu. Potrubní rozvod systému je vyhotoven z medeného potrubí príslušné dimenze nebo nerezovým vlnovcem 2) s vhodnou solární izolací. Takto navržený solární Obr. 32 Solární okruh pro pritápení a ohrev teplé vody systém nazýváme nucený troj okruhový. Má nejvyšší užitnou hodnotu, celorocní využití pro dve místa spotreby najednou, ale také vyšší porizovací cenu. Výhodou
1) – nábehová vetev = potrubní vedení privádející ochlazenou kapalinu k ohrátí do kolektoru
2) – nerezový vlnovec = absorpcní deska solárního kolektoru
systému s pritápením pomocí deskového tepelného výmeníku je menší nárocnost na prostor, zarízení je o velikost akumulacní nádrže menší. Drobnou nevýhodou je (zase) potreba okamžité spotreby tepla vyrobeného kolektory pri jeho dodávce na deskový výmeník .

3.1.2 Pasivní solární zarízení pro získání energie V konvektivních systémech je získané teplo transportováno konvekcí, tedy pohybem vzduchu. Zisk solární energie zde probíhá „prímo“ a konvektivne – jako vzduchový kolektor. Technicky vyjádreno, jsou okenní a vzduchové kolektory na jih orientovanými vertikálními vícevrstvými stavebními prvky, kterými cástecne proudí vzduch. Konvektivní systémy vyšly v posledních letech z módy. Po právu jsou oznacovány jako „jemné systémy“, což je prirozene spojeno s relativne nízkou energetickou hustotou (nízké teploty, malé rychlosti vzduchu). Okenní kolektory: Okenní kolektor konstrukcne odpovídá špaletovému oknu1) s celkovou hloubkou 200 až 300 mm. Teplý vzduch v prostoru mezi vnitrním a vnejším oknem je konvektivne odváden do zásobníku, napríklad stropu, topné steny, zásobníku s kamenivem. Nastavení žaluzijí umístených ve špaletovém okne ovlivnuje pohlcování slunecního zárení. Pohyb vzduchového proudu muže probíhat gravitacne nebo pomocí malého elektrického ventilátoru. Okenní kolektor je nejužívanejším typem kolektoru pro konvektivní využití. Hodnoty U takových konstrukcí se pohybují mezi 0,5 a 1,0 W/(m2K). Vzduchové kolektory: V prípade vzduchového kolektoru je pred stenou budovy predsazená sklenená konstrukce. V meziprostoru mezi zasklením a stenou se vzduch za predpokladu dostatecného ozárení Sluncem ohrívá a proudí vzhuru, odkud je systémem kanálku odváden do zásobníku.

1) – špaletové okno = zdvojené okno se vzduchovou mezerou cca. 150 – 300 mm
Akumulace zisku: Teplý vzduch je zpravidla dopravován pomocí ventilátoru uzavreným systémem kanálu do zásobníku. Energeticky zvlášte zajímavý je pohyb vzduchu vlivem gravitace, která se dá ale realizovat v konkrétním usporádání jen výjimecne. Predávání tepla do obytných prostoru probíhá bud druhým vetracím systémem, nebo pasivním zpusobem – napríklad vedením tepla podlahou prízemí, pokud je zásobník umísten ve strope nebo ve sklepe. Jako orientacní údaj pro dimenzování zásobníku muže sloužit následující údaj: kapacita 0,2 až 0,3 kWh/K na 1 m2 aktivní kolektorové plochy, což odpovídá 0,5 až 1,0 m3 oblázku nebo betonu. Oblázky a beton mají v zabudovaném stavu prakticky stejnou tepelnou kapacitu, protože o neco vyšší tepelná kapacita betonu je redukována v dusledku položených rour, které slouží k transportu tepla. Teploty zásobníku kolísají mezi 25 a 40 °C. Jako akumulacní materiál mohou být použity oblázky, prípadne vymytý hrubý šterk, beton s uloženými rourami pro výmenu tepla, cihelné prvky, ve forme keramických stropu, prípadne dutinové cihly a podobné Obr. 33 Vzduchové zásobníky stavební prvky.

Predávání tepla: V mnoha realizovaných príkladech je teplo predáváno podlahou a stenami do vytápených místností ve forme tepelné ztráty zásobníku. Z koncepcního pohledu má takové rešení mnoho predností, ale tepelný tok je obtížne regulovatelný. Lépe regulovatelné je predávání tepla do obytných místností, pokud je teplý vzduch ze zásobníku foukán za pomoci ventilátoru vzduchovými kanály správne dimenzovaných otopných ploch (sten a podlah). I pri tomto konvektivním vybíjení zásobníku dochází cástecne ke ztrátám vedení tepla. Pri rešení otopných ploch v místnosti se musí dbát na to, aby predávací plochy mely co nejnižší tepelnou kapacitu. Tím lze zajistit pružné predávání tepla do místnosti.

3.2 Energie ze dreva Drevo je skladovatelné palivo a již jen z tohoto duvodu je vhodné pro nízkoenergetické domy. Pri malé spotrebe a krátkých topných obdobích se nedá plynové topení se svými prívody vždy obhájit. Oproti rozšírenému názoru není vytápení drevem ekologicky vždy bezproblémové. Mnoho druhu kamen na drevo je v dusledku nevhodné konstrukce „propadákem“ a správná obsluha casto není možná. Kvalita vytápení – úcinnost a emise škodlivin – je zcela zásadne urcena teplotou spalování a ta opet vedle dalších parametru urcena velikostí a vybavením spalovacího prostoru. Jakými opatreními se dá spalovaní dreva v malém zarízení vylepšit?

•?Pomer vzduch/palivo, takzvaná Obr. 34 Kotel na drevoplyn hodnota ., by mela být mezi 2 a 3,5. Pri hodnotách pres 3,5 klesá teplota spalování pod „magickou hodnotu“ 700 °C. Pokud klesne hodnota . pod 2, není zajišteno úplné míchání plynu se vzduchem.
•?Obsah vody v palivu ovlivnuje podstatne teplotu spalovaní (vlhké drevo vede k príliš nízkým teplotám).
•?Teplota spalování nesmí klesnout pod zápalnou teplotu metanu (650 °C). Nad 1 200 °C vznikají nežádoucí látky (tak horko ovšem v žádných kamnech na drevo nebude).
•?Odvod tepla ze spalovacího prostoru je treba omezovat, protože vede ke snižování teploty spalování. Sporák na drevo s varnými plotnami dopadá samozrejme hure než po všech stránkách izolovaný spalovací prostor.
•?Turbulence ve spalovacím prostoru podporují promíchávání plynu se vzduchem. Za vhodné turbulence muže být dosaženo dobrého promíchávání a soucasne nízké hodnoty .. Prívod vzduchu se ve vetšine kamen deje pomocí vstupu pro primární a sekundární vzduch. Otevíráním a zavíráním, i cástecným a v case promenlivým, ovlivnuje obsluha kvalitu horení. Každá kamna a každý ohen reaguje jinak, jedno je ale spolecné. Pri zatápení je potrebné velké množství primárního vzduchu. Vlastní fáze horení probíhá naproti tomu s malým (sekundárním) prívodem vzduchu. Od kamen, která nemají oddelený primární a sekundární vzduch a nemají popelník, je lépe dát ruce radeji pryc. Mnoho výrobcu neodpovídá ani tem nejzákladnejším požadavkum na kvalitu. Nízkoenergetický dum s potrebou energie na vytápení 28 kWh (na m2 a rok) má pri užitné ploše 150 m2 rocní energetickou potrebu 4 200 kWh. Chceme-li pokrýt kamny na drevo (pri 70% úcinnosti), je treba 6 000 kWh, tedy 3 plynometry 1) dreva z listnatých stromu. Takové množství paliva nedá žádnou velkou námahu a dá se promenit na teplo v samostatných kamnech. Obr. 35 Kachlová kamna 1) - plnometr dreva = (plm) 1 m3 plné drevní hmoty (pm – pevný metr)

3.3 Energie z odpadního tepla Teplo muže být odebíráno odpadní vode a odpadnímu vzduchu pomocí výmeníku tepla nebo pomocí tepelných cerpadel. Uživateli se privede ve forme cerstvého vzduchu nebo teplé vody.

3.3.1 Získávání tepla z odpadní vody Odhlédneme-li od výjimek, melo by být zpetné získávání tepla z odpadní vody v seznamu opatrení vedoucích k úsporám energie u malého domu na jednom z posledních míst. Relativne malý potenciál i nárocná údržba nemluví práve pro stavbu takového zarízení. Strízliví architekti a projektanti je posunou na seznamu priorit na poslední místo. I tak lze v dome, který rocne spotrebuje jen 2 000 kWh pro vytápení a 1 200 kWh na ohrev vody, pomocí zarízení pro ZZT (zpetné zužitkování tepla) získat 500 kWh tepla z odpadní vody – to znamená 20% spotreby energie na vytápení respektive dobrých 40 % potreby tepla na ohrev vody. Výchozí situace je lepší u bytových domu, kde jsou investicní náklady nižší. Využít je možné bežné výmeníky tepla voda-voda nebo také zarízení vyvinutá vynalézavými staviteli nízkoenergetických domu. A jak takové zarízení v praxi funguje: Pred vstupem do bojleru je cerstvá voda predehrátá v zarízení ZZT. Studená a teplá špinavá voda je v pri Obr.36 Zarízení ZZT z odpadní vody vstupu do vnejší nádrže vedena díky termosifonovému efektu dolu respektive nahoru. Podle odhadu bude vstupní voda predehráta na 36 °C, takže se získá 50% energie. Nejistoty panují ješte v nutných intervalech cištení. Odpad z WC a prepad ze zarízení ZZT ústí prímo do kanalizace.

3.3.2 Získávání tepla z odpadního vzduchu Pro získávání odpadního tepla ze vzduchu se využívá principu rekuperace vzduchu - jedná se o dej, pri nemž se privádený vzduch do budovy predehrívá teplým odpadním vzduchem z interiéru. Vzduch z interiéru není tedy odveden bez užitku otevreným oknem ven, ale v rekuperacním výmeníku odevzdá vetšinu svého tepla privádenému cerstvému vzduchu. Rekuperacní výmena vzduchu muže probíhat v rozmezí teoretické úcinnosti od 0 až do 100%. S úcinností blízké 0% se mužeme setkat v klasické zástavbe bez mechanické výmeny vzduchu (vetrání otevreným oknem). U nízkoenergetických domu bychom se meli takovémuto druhu vetrání vyvarovat a navrhovat vetrání mechanické. V dnešní dobe se na našem trhu vyskytují klasické rekuperacní jednotky s úcinností od 50 do 90%, což znamená znacné úspory pri vytápení. Ovšem také se zacínají objevovat rekuperacní jednotky, které presahují magickou hranici úcinnosti 100%. Jedná se o tzv. kondenzacní rekuperaci, pri které se získává energie nejenom ze vzduchu, ale i vlhkosti v nem obsažené, která se prirozene vyskytuje v interiéru domu pri bežném provozu (dýchání, varení, mytí apod. ). Tyto jednotky umožnují vysoušení objektu a prodlužují se u nich intervaly cištení (odtékající kondenzát cistí potrubí výmeníku). Tyto rekuperacní jednotky jsou schopny pracovat až do teploty privádeného vzduchu – 25 °C. U nízkoenergetického domu bychom meli vylepšovat získávání predehrátého vzduchu pomocí predehrátí v zemním registru, a to obzvlášte pohybují-li se teploty venkovního vzduchu pod 4 °C. Umožní nám to zvýšit úcinnost rekuperacní jednotky a v teplých mesících nám zarucí príjemné klima uvnitr domu.

3.4 Tepelná cerpadla Kde je k dispozici obnovitelné teplo s relativne vysokou teplotou a s konstantním množstvím behem roku, má smysl použít tepelné cerpadlo. Nejcastejší je využití zemního tepla (pomocí sondy) nebo slunecní energie (zemní kolektory na zemi, strešní kolektory). V Nemecku jsou v nekterých energeticky úsporných domech zabudována tepelná cerpadla, která využívají odpadní teplo. Tato koncepce dává dobré výsledky. V dvojitém provozu, kdy je tepelné cerpadlo kombinováno s dalším dodavatelem tepla, jsou 4 kW tepelného výkonu zcela dostatecné (odpovídají 1 až 1,5 kW elektrického príkonu). Proti prednostem tepelných cerpadel, což je výroba tepla v míste spotreby bez vzniku CO2, stojí jeden z duležitý argumentu – tepelná cerpadla potrebují elektrický proud. Tepelná cerpadla vzduch – voda mají príliš casto špatné výkonové vlastnosti, pokud jsou z energetických duvodu provozovány jen v dobe nocního tarifu a mimo zimní období. Stejne jako vysoké teploty na primární strane prinesou nízké vytápecí teploty na sekundární strane zlepšení pracovního císla1) tepelného cerpadla. K tomu jsou ovšem zapotrebí systémy distribuce tepla, které s nízkými vstupními teplotami pracují – jako je podlahové vytápení, poprípade nízkoteplotní radiátory. Aby bylo presto možné pripravit teplou vodu pro koupelnu a kuchyn, doporucuje se provoz s druhým kondenzátorem, který pracuje s kondenzacní teplotou 55 °C. Kondenzátor vytápení pracuje s teplotami mezi 30 a 40 °C. Mnoho potencionálních uživatelu se k tepelným cerpadlum staví kriticky. 1) – pracovní císlo = udává pomer mezi výkonem a príkonem

3.4.1 Princip tepelného cerpadla Principem je uzavrený chladicí okruh, obdobný jako u chladnicky, jímž se teplo na jedné strane odebírá a na druhé predává. Chladnicka odebírá teplo z vnitrního prostoru potravin a predává je kondenzátorem na své zadní strane do místnosti. Požadovaným efektem je snížení teploty ve vnitrním prostoru chladnicky, ohrívání vzduchu v místnosti je nezbytným dusledkem. Tepelné cerpadlo místo potravin ochlazuje napríklad vzduch, zemskou kuru nebo podzemní vodu. Teplo odebrané temto zdrojum predává do topných systému. Požadovaným efektem je práve zvýšení teploty. Cinnost tepelného cerpadla využívá fyzikální jevy spojené se zmenou skupenství pracovní látky - chladiva. Ve výparníku tepelného cerpadla chladivo pri nízkém tlaku a teplote odnímá teplo zdroji nízkopotenciálního 1) tepla, dochází k varu. Páry chladiva jsou stlaceny, zahrívají se a v kondenzátoru predávají kondenzacní teplo ohrívané látce. Tím se opet ochlazují a zkapalnují. Celý obeh je uzavren odvodem chladiva do výparníku pres expanzní ventil, který snižuje tlak kapalného chladiva. Obr. 37 Schéma tepelného cerpadla 1) – nízkopetincionální teplo = teplo s nízkou teplotou napr. 8°C

3.4.2 Zdroje tepla tepelných cerpadel Zeme:Abychom mohli odebírat nízkopotenciální teplo, existují dva zpusoby uložení jímacího zarízení do zeme. Prvním z nich je hloubkový vrt. Do vrtu, jejichž hloubka a jejichž celkový pocet je dimenzován dle výkonu tepelného cerpadla a dle horniny ci zeminy, ve které je vrt vystrojen, uložíme jímací zarízení. Zpravidla se jedná o PE ci medené potrubí obalené plastem. Vrt je poté vyplnen bentonitem, který dokonale utesní jímací zarízení ve vrtu a minimalizuje vzduchové kapsy, které by pusobily jako tepelný izolant. Tak zajistíme optimální tepelnou vodivost mezi zdrojem tepla a jímacím zarízením. Výhodou tohoto provedení je absolutní nezávislost na výkonu okolní teplote a minimální prostorové nároky na vybudování jímacího zarízení. Nevýhodou jsou vysoké porizovací náklady na vybudování vrtu. Druhým zpusobem je uložení zemního kolektoru. Zemní kolektor je tvoren PE potrubím. Kolektor se ukládá vedle vytápeného objektu horizontálne pod povrchem v nezámrzné hloubce, vetšinou 1,2 – 1,6 m. Trubky kolektoru se ukládají minimálne 0,6 m od sebe. Výhodou tohoto systému je malá závislost výkonu na vnejší teplote. Nevýhodou je znacná nárocnost na rozmery pozemku a nutnost rozsáhlých Obr. 38 Zeme - voda zemních prací. Vzduch: Velmi castým zdrojem jímání tepla je vzduch. V tomto prípade hovoríme o tepelném cerpadle systému vzduch – voda ci vzduch – vzduch. V prvním prípade je vytápený objekt vytápen vodním topným okruhem. V prípade druhém je vytápen ohrívaným vzduchem. Velkou výhodou jsou nižší porizovací náklady celkové investice a jednoduchá instalace, pri které odpadají složité zemní a stavební práce. V tomto prípade tepelné cerpadlo tvorí dve cásti. První cástí je vlastní tepelné cerpadlo a druhou cástí je výmeník tepla. Do výmeníku tepla jde ochlazená nemrznoucí smes, kde pres výparník za pomoci ventilátoru proudí velké množství teplejšího vzduchu. Mírne ohráté médium primárního okruhu je privedeno do výmeníku (výparníku) v tepelném cerpadle. Nyní je funkce tepelného cerpadla obdobná jako u jiných typu cerpadel. Nevýhodou je vysoká závislost výkonu tepelného cerpadla na teplote okolního vzduchu. Ackoli lze získávat teplo pri venkovní teplote cca -15 °C, tato cerpadla jsou konstruována jako bivalentní. Tzn., že jsou tato tepelná cerpadla doplnena elektrokotlem, který od teploty cca -12 °C pritápí.

V tomto prípade mužeme ríci, že tepelná cerpadla systému vzduch – voda pracují monovalentne do teploty -12 °C, od teploty -12 °C pracují bivalentne. Velmi zajímavé je využití odpadního vzduchu technologických procesu. Tím znovu využíváme odpadní energii, kterou bychom jinak vypustili do okolí. Nutno podotknout, že se jedná o velmi efektivní a ekonomický zpusob Obr. 39 Vzduch – voda (vzduch) získávání tepla. Voda: V prípade povrchových vod jsou dva zpusoby, jak jímat teplo. Jednak je možné povrchovou vodu privádet prímo do výmeníku tepelného cerpadla, kde dochází k výmene tepla. Výhodou tohoto zpusobu jsou nízké porizovací náklady. Je však potreba sledovat složení povrchových vod a dostatecne je filtrovat, abychom minimalizovali zanášení ci korozi výmeníku. Další nevýhodou je, že odber povrchových vod musí splnovat prísná kritéria a ne vždy je možné je jednoduše splnit. Tato alternativa vyžaduje souhlas správce toku a podléhá príslušnému zpoplatnení za odber vody.

Druhým zpusobem je pokládání kolektoru prímo do zdroje nízkopotenciálního tepla, napr. rybníku. Výhodou je, že odpadá možnost zanášení výmeníku necistotami. Nevýhodou je prodražení vstupní investice na vybudování jímacího zarízení. Rovnež u této varianty je nutné získat souhlas správce toku a povrchových vod. Z techto duvodu využíváme povrchových vod jako zdroju tepla méne casto.

Velmi castým zdrojem tepla jsou však podzemní vody. Rovnež u techto vod je nutné znát chemické složení podzemních vod, abychom predešli zanášení výmeníku. Nejcastejším zpusobem využití podzemních vod jsou dve studny. První, vetšinou hlubší studna, je studna jímací, odkud odebíráme spodní vodu teplou cca 8 °C. Tato voda je privedena do výmeníku tepelného cerpadla, kde odevzdá cca 4 °C chladícímu médiu v tepelném cerpadle. Ochlazená voda je odvedena do druhé, tzv. vsakovací studny. Voda je do této studny vrácena a pomalu se vsakuje do první, jímací, studny. Pri prusaku vody podložím dochází k opetovnému ohrátí vody, která je poté odcerpána a celý proces se opakuje. Podmínkou pro tento velmi ekonomický zpusob rešení je dostatecná vydatnost studny. Tepelné cerpadlo potrebuje približne 4 litry / 1 kW za minutu. Další podmínkou je dostatecne propustné podloží. Méne castým zpusobem využití podzemních vod je využití geotermálních zdroju. Jejich využití je limitováno výskytem techto prírodních zdroju v blízkosti vytápeného objektu. Území naší republiky je však na tyto zdroje relativne bohaté. Jedná se zejména o severní Cechy. Nejrozsáhlejší geotermální anomálie se nachází mezi Sokolovem a Decínem, kdy se prumerná teplota vody tohoto zdroje pohybuje okolo 28 °C. Další takový Obr. 40 Voda - voda zdroj se nachází mezi Mostem a Chomutovem. V této lokalite provedlo Ministerstvo životního prostredí studii, ve které konstatuje, že se v této oblasti nachází geotermální zdroj o výkonu 45 GW. Použití techto zdroju poskytuje obrovský zdroj energie, na jejíž získání stací vynaložit mnohem menší energii, než je tomu u klasických zdroju. V tomto prípade se návratnost celkových investic do tepelného cerpadla výrazne zkracuje. Nutno však podotknout, že tepelná cerpadla pro cerpání energie z geotermálních zdroju musí být speciálne konstruována.

3.5 Fosilní zdroje energie a elektrina Paradoxne jsou nejvetší problémy vytápení nízkoenergetických domu spojeny s malou potrebou zbytkového tepla. Bežná zarízení a systémy jsou vhodnejší pro domy s vyšší spotrebou energie. V nízkoenergtickém dome je otopné období ve srovnání s jinými stavbami podstatne kratší. Vytápení je v provozu jen dva až ctyri mesíce, a to ješte prerušovane. Prícinnou markantního zkrácení otopného období je výrazne zlepšená tepelná izolace a solární zisky, které casto nebo zcela pokryjí zbytkovou potrebu tepla v prechodném období. V dusledku toho jsou v techto domech vytápecí zarízení málo využita, investice je tedy casto ve špatném pomeru k poskytované službe. Na tepelném zdroji se dá tam, kde je nutný, sotva ušetrit. Naproti tomu muže být rozvod a predávání tepla zarízeno jednodušeji a levneji. Skutecne je mnoho nízkoenergetických domu, které mají pouze tzv. jednobodové vytápení, napríklad kachlová kamna. Periferní oblasti jsou nevytápené, nebo vybavené jednoduchým prídavným topením – napríklad plynovými kamny nebo elektrickým odporovým topením.

3.5.1 Olejové a plynové kotle a elektrické vytápení Velmi casto užívané nízkoteplotní ocelové kotle s klouzavou teplotou topné vody a nízkou teplotou spalin ( 80 až 180 °C) pracují s úcinností 87 až 92% a dosahují ve správne dimenzovaných zarízení rocní úcinnosti 85 až 90%. Kotle tohoto typu jsou k dispozici i pro malé výkony. Pri nízkých teplotách spalin je nutné provést kontrolu komína (s ohledem na kondenzaci). Kondenzacní kotle: Kondenzacní kotle mohou energii paliva využívat ješte lépe. Jejich úcinnost je mezi 100 a 104% pro plynové a 96 až 102% pro olejové kotle (vztaženo vždy na výhrevnost paliva). Produkty spalování jsou v techto kotlích tak podchlazeny (na 40 až 60 °C), že voda v nich obsažená kondenzuje a uvolnuje se kondenzacní teplo. Protože kondenzát v olejových kotlích obsahuje kyselinu sírovou (a jiné kyselé slouceniny), musí být pred vypouštením do kanalizace neutralizován. U plynových kondenzacních není tato úprava potrebná. Plynové kotle mají dále výhodu, že Obr. 41 Kotel - plyn jsou v prodeji i v malých výkonech bez speciálního horáku, na rozdíl od olejových kotlu. Výhodné muže být vybavení vetšího kotle horákem o menším výkonu , pokud toto výrobce s ohledem na konstrukci kotle pripouští. Taková zarízení dosahují na jedné strane zvlášte nízké teploty spalin a topné vody a ješte navíc nabízejí pri pozdejší zmene horáku jistou rezervu výkonu. Elektrické vytápení: Pro projektanty má elektrické vytápení nepochybne nekteré neodolatelné prednosti – je laciné pri porizování, pri zabudování, dobre regulovatelné a lze je dobre kombinovat s dalšími zdroji a systémy distribuce tepla. Používají se konvektory, sálavá topná telesa, infracervené zárice, ale také odporové topné zarízení v zarízeních na privádení vzduchu, topná telesa v centrálních vodních a oblázkových zásobnících apod. Presto je rada pádných duvodu, které mluví proti elektrickému vytápení:

•?Jen 30% primární energie použité v elektrárne prijde ve forme elektrického proudu ke spotrebiteli. Zbytek zpravidla zatežuje jako odpadní teplo atmosféru.
•?Elektrický proud patrí ve srovnání k drahým „palivum“, i když je pro elektrické vytápení na mnoha místech k dispozici ješte príliš levne.
•?Elektrické vytápení potrebuje proud vždy v nejméne vhodnou dobu. V dobe nejvetší poptávky zatežuje elektrické vytápení navíc sít a elektrárnu. Pro výrobu a transport musí být zajišteny odpovídající velké kapacity. Náklady na shodný instalovaný výkon jsou v prípade výroby elektriny v jaderné elektrárne približne desetinásobkem nákladu pro vytápení v kamnech na drevo. Výroba a spotreba elektrického proudu jsou jak známo spojeny se znacným zatížením cloveka a životního prostredí (emise, škodliviny, radioaktivita apod.) Plýtvání vzácné energie elektrického proudu na vytápení obytných místností behem chladného období je tedy problematické z dvojího úhlu pohledu. Nezatežuje jen životní prostredí, je nesmyslné i z energetického a ekonomického hlediska.

3.6 Distribuce tepla Vzhledem k malé potrebe tepla nízkoenergetických domu je možné provést distribuci a predávání tepla místnostem pomocí „jemných“ systému: •?V porovnání s bežnými budovami dostacují výrazne nižší teploty topného media (vzduch, voda), predevším v prípadech velkých otopných ploch. •?Množství a rychlost proudení cirkulujícího teplonosného media jsou malé. Pro jeho pohyb je treba jen malého výkonu. 66 •?Zpravidla se tepelný zdroj kombinuje s (centrálním) zásobníkem, což zjednodušuje využívání solárních a vnitrních energetických zisku i využívání odpadního tepla a zpetné získávání tepla. •?Samoregulace predávání tepla za nízké teploty vytápení umožnuje jednoduché a stabilní rízení. •?Doba vychládání nízkoenergetického domu je dlouhá 1), teplota v místnostech klesá pri prerušení vytápení jen pomalu. Pokud je potreba tepla jen malá nebo žádná, muže být vytápení jednoduše vypnuto. To nahrazuje jakékoliv komplikované rízení. 3.6.1 Teplovodní ústrední vytápení Teplovodní ústrední vytápení, jaké bývá prevážne používáno u bežných domu, lze bez problému použít i v nízkoenergetických domech. Desková otopná telesa o dostatecné velikosti umožnují provozovat vytápení s velmi nízkými vstupními teplotami a zjednodušují tím aktivní využití slunecní energie pri dobré úcinnosti zarízení. Usporádáním otopných teles na vnitrních stenách jsou navíc potrebné jen krátké a tím i lacinejší rozvody. Vstupní teplota nízkoteplotní otopné soustavy by nemela prekracovat 40 °C. S ohledem na velkou nárocnost a vysoké ceny ale neprekvapí, že se v mnoha nízkoenergetických domech používají jiné, jednodušší vytápecí systémy.

3.6.2 Podlahové vytápení Podlahové vytápení vystací s relativne nízkou vstupní teplotou a nabízí tím výhodné podmínky pro aktivní a konvektivní solární systémy i pro provoz tepelných cerpadel. Specifická potreba tepelného výkonu nízkoenergetických 1) – v závislosti na použitých materiálech a jejich akumulacních schopnostech domu je tak nízká (0,5 až 0,8 W/(m2K)), že ke krytí špickové potreby vystací vstupní teploty okolo 30 °C. Negativne pusobí velká setrvacnost podlahového vytápení na pasivní využívání slunecní energie. Nejduležitejší primární zásobník – Sluncem ozárená podlaha - má casto teplotu príliš vysokou na akumulaci slunecní energie. Dusledkem je drastický pokles pasivních solárních zisku. Další nevýhodou podlahového vytápení jsou relativne vysoké náklady na instalaci. Jako výhodná se ukazují podlahová vytápení se samoregulací. Predpokladem ovšem je, že vstupní teplota neprekracuje 27 až 28 °C. Na povrchu podlahy pak bude teplota nejvýše 24 °C. Podlaha vytápí místnost jen tehdy, existuje-li teplotní spád ve smeru z povrchu podlahy do vzduchu. S mizejícím teplotním spádem se prirozene zmenšuje tepelný tok. V dobe ozárení Sluncem se mení smer teplotního spádu a podlaha akumuluje teplo. Tento zpusob vytápení se stal bežným rešením.

3.6.3 Teplovzdušné vytápení Nejjednodušší formou teplovzdušného vytápení jsou kachlová kamna, ve kterých se vzduch ohrívá mezi ocelovou topnou vložkou a keramickým pláštem. Vzduch proudí nastavitelnými otvory do místnosti nebo muže být veden vzduchovými kanály do místností jiných. V porovnání s bežnými kachlovými kamny, u kterých je sálavá složka podstatne vyšší, dosahují tato kamna vetšího výkonu pri stejných plošných nárocích. Nekteré typy kamen reagují velmi pružne pri zátopu, což je výhodné u rekreacních domu nebo jsou-li použity jako prídavný tepelný zdroj. Rychlá reakce jde ale zpravidla ruku v ruce se sníženou schopností akumulace. Teplovzdušné vytápení je casto pomlouváno jako málo komfortní. Ve špatne izolovaných budovách musí v dusledku malé tepelné kapacity vzduchu cirkulovat opravdu velké objemy vzduchu. Zvyšuje se zatížení prachem a pocit pruvanu. Pro transport 1 kWh pri teplotním rozdílu 10 K musí cirkulovat více než 300 m3 vzduchu. U malé potreby tepla nízkoenergetických domu nehraje tato nevýhoda žádnou roli. Teplovzdušná vytápení prenášejí teplo témer výlucne konvektivní. Mnoha uživateli vyžadovaný prenos tepla sáláním nelze teplovzdušným vytápením s otevreným systémem realizovat.

3.6.4 Teplovzdušné uzavrené vytápení (Hypokaustenické) Jedná se o uzavrené systémy teplovzdušného vytápení, která jsou pochopitelne dražší než systémy otevrené, ale nabízí více komfortu. Mezi specialisty na stavební biologii platí tyto systémy, oznacované také jako hypokaustenické, za „ kvalitní z hlediska fyziologie bydlení“. Podíl sálání je velký a v místnosti neprobíhá žádná cirkulace vzduchu (odpadá zatížení prachem). Teplý vzduch totiž proudí úcinkem gravitace nebo ventilátoru dutými stenami a podlahami z keramických tvarovek nebo podobných materiálu.

3.7 Ohrev vody Spotreba energie pro prípravu teplé vody tvorí podstatnou složku energetické bilance energeticky úsporných domu. Tomu odpovídá i velikost potencionálních úspor. Jeden naplno otevrený kohoutek teplé vody odpovídá tepelnému výkonu okolo 20 kW. Navíc se cást tepelné energie ztrácí na ceste mezi zásobníkem a armaturami. Pri navrhovaní bychom meli dodržovat kontrolní body:

•?Zjištení precizních údaju o potrebe. Bežná potreba je 30 až 50 litru teplé vody na cloveka a den.
•?Co nejnižší provozní teplota – teplota vody v rozmezí mezi 45 a 50 °C je dostatecná .
•?Umístení teplovodního zásobníku blízko odberného místa.
•?Malé profily potrubí a nejkratší cesty, dostatecná tepelná izolace vedení. Prípravu teplé vody a vytápení je v nízkoenergetických domech vhodné provozovat jako oddelené systémy. Behem otopného období mohou být oba systémy propojeny spolecným zásobníkem. Teplo ze solárních kolektoru nebo z tepelného cerpadla je možné s dobrou úcinností využít pro ohrev teplé vody. Ztráty v bežných rozvodech teplé vody jsou mezi 20 až 40%. V mnoha prípadech se muže tepelne technickou úpravou ušetrit více energie než zmenou chování uživatele – napríklad sprchováním místo koupání ve vane. Teplovodní rozvod, který bez izolace prochází betonovou deskou se nesmí v nízkoenergetickém dome objevit! Volná teplovodní vedení se opatrí 80 mm a zakrytá 60 mm tepelné izolace.

3.7.1 Legonella pneumophila Infekce bakteriemi rodu Leginella je v odborných kruzích nazývána „legionárskou nemocí“. Legonelly jsou vázány na sladkou vodu a jsou široce rozšírené v povrchových vodách. Predpokládá se, že tam se dostávají do pitné vody. V normální vode z vodovodu se pri obvyklé biologické a chemické úprave vyskytují velmi omezene a prakticky nezpusobují žádná onemocnení. Pro infikování cloveka je treba existence smesi vody a vzduchu s legionellami, jaká muže vznikat napríklad v klimatizacních zarízeních, plaveckých bazénech a predevším ve vírivých lázních a sprchách. To je ovšem relativne vzácný prípad, protože nebezpecí infekce závisí na mnoha faktorech. Legionelly se optimálne rozmnožují mezi 35 a 42 °C. Mezi 50 a 60 °C umírají pomalu, nad 70 °C umírají behem nekolika vterin. Nejsnadnejší desinfekcí teplé vody bez vedlejších úcinku je tedy tepelné ošetrení vody. K tomu stací, aby se zásobník cas od casu ohrál na teplotu nejméne 60 °C. 4 Otvory a prostupy Otvory a prostupy patrí mezi nejslabší clánky v nízkoenergetické výstavbe a to zejména otvory okenní a dverní. Veškeré tyto prvky musejí splnovat urcité požadavky at jde o napr. o prosvetlení prostor, požadavku stability nebo prívodu, ci odvodu ruzných užitných médií. Musí jim být proto pri návrhu venována mimorádná pozornost.

4.1 Okna a dvere Soucinitel prostupu tepla je u oken asi petkrát vyšší než u ostatních cástí obálky budovy. Tento pomer platí jak pro bežné bytové domy, tak pro nízkoenergetický domy. Z energetického hlediska je v soucasné dobe zasklení lepší cástí okna než rám. U vetšiny moderních oken, která pricházejí v úvahu pro nízkoenergetický dum, má rám a okraj zasklení o 10 až 20% horší soucinitel prostupu tepla než samotné zasklení. Navíc rámy prinášejí pouze ztráty, zatímco na strane zisku (vlivem slunecního zárení) je úcinné jen zasklení. Z techto duvodu je výhodné dát prednost (pri stejné celkové okenní ploše) nekolika velkým oknum oproti velkému poctu oken malých. Duležitou charakteristikou pri posuzování oken je vzdálenost skel. Až do vzdálenosti 15 mm tepelný odpor vzduchové mezery roste. Protože od 30 mm výše podstatne vzrustá konvekce ve vzduchové vrstve, nevede vetší vzdálenost k lepší hodnote soucinitele prostupu tepla. Pri objednávání Obr. 42 Vedení tepla oknem oken je proto treba vedle dalších charakteristik oznacit i vzdálenost skel. Trojskla s šestimilimetrovými vzdálenostmi mají stejnou hodnotu U jako dvojsklo se vzdáleností mezi skly 16 mm, které ale díky nižší hmotnosti a vyšší hodnote g mají celkove nižší náklady. Duležité hodnoty urcující vlastnosti zasklení: o Soucinitel prostupu tepla U [W/(m2K)] o Celková tepelná propustnost slunecního zárení. o Optická propustnost . [-]. Podíl viditelného svetla, které projde zasklením. o Index vzduchové nepruzvucnosti R’w [dB]. o Ekvivalentní soucinitel prostupu tepla Uekv [W/(m2K)]. Hodnota U okenní konstrukce se zapoctením energetického zisku od slunecního zárení. Tato hodnota je však velice závislá na klimatu dané stavby a jejím zpusobu výstavby, proto je vhodné ji používat jako porovnávací hodnotu. U izolacních skel pro nízkoenergetický domy je duležitý pomer hodnot g/U. Používá se k orientacnímu energetickému posouzení okenní konstrukce. Cím je tento pomer vetší, tím je okno lepší. Dve stejné hodnoty pomeru g/U mohou patrit dvema zcela odlišným konstrukcím. Vysoké hodnoty U a g jsou pri stejném pomeru g/U pro jižní fasádu výhodnejší, zatímco nižší U a g se doporucují na spíše pro severní fasádu. Pomer g/U se pohybuje mezi 0,25 pro dvojité zasklení a zhruba 1,0 pro velmi kvalitní zasklení. Novodobá okna mají tri nápadne slabá místa: okraj zasklení, tesnení v drážce mezi krídlem a osazovacím rámem a dále návaznosti mezi osazovacím rámem a obvodovou stenou. Okraj zasklení: Mnoho iniciativ k vylepšení tohoto tepelného mostu nedošlo k ocekávanému úspechu. Problém muže zustat ješte léta nevyrešený, mimo jiné také z ekonomických duvodu. Tesnení v drážce mezi okenním krídlem a osazovacím rámem: Ke snížení tepelných ztrát vetráním a prostupem se doporucuje používat dvojité tesnení (ve dvou tesnících rovinách). Návaznost mezi osazovacím rámem a obvodovou stenou : Izolacní roviny okna (rámu) a steny se mají na sebe napojit bez prerušení. Zúžení izolacní roviny vede k tepelným mostum. Jeden z dalších problému predstavuje „tretí sklo“. U trojnásobného zasklení je strední sklo vystaveno nejvetšímu kolísání teplot a tedy i nejvetším napetím. Toto sklo sedí ve skleníku, který se pri vetším ozárení rozehreje. Zatímco obe okrajová skla mohou odevzdávat cást tepla ve forme sálání nebo konvekce, chrání strední sklo pred vetšími tepelnými ztrátami na obou stranách pusobící vzácný plyn (argon, xenon nebo krypton). Dusledkem toho jsou teplotní rozdíly až do velikosti 120 K . Konstruktéri oken bojují proti nebezpecí rozlomení Obr. 43 Izolacní zasklení skla tím, že strední sklo vetšinou silne dimenzují (zpravidla 6 mm). To má za následek, že trojnásobná zasklení jsou težká. Trojnásobné zasklení váží 35 kg/m2, dvojnásobné pouze 20 kg/m2. „Problém tretího skla“ vedl nekteré výrobce k hledání nových rešení. Dosud se jedná u techto alternativních zasklení o dve skla a mezi nimi ležící fólii. Že se výše popsaný efekt malého odvádení tepla neomezuje pouze jen na prostrední sklo trojskla, ukazuje zkušenost obyvatelky jednoho nízkoenergetického domu, která si povesila cerné šaty na okno (z vnitrní strany). Slunecní zárení vedlo k prasknutí vnitrního dvojskla, protože odvádení tepla smerem dovnitr bylo malé a šaty soucasne pusobily jako absorbér tepla. Dverní krídla u nízkoenergetických a pasivních domu je nejlépe navrhovat bez prosklených otvoru. Dosáhneme tak mnohem lepších tepelných požadavku. Dále je také vhodné používat dverní krídla s sendvicovou konstrukcí, která je vyplnena tepelnou izolací (extrudovaný polystyren nebo polyuretan). Prostupy a tepelné mosty Prostupy ruzných druhu konstrukcí nebo prostupy skrze ne, se stávají druhým nejcastejším místem vzniku tepelných a Obr. 44 Rešení tepelných mostu vzduchových (prímé proudení vzduchu) mostu. Meli bychom je tedy omezit na nezbytné minimum. Principy rešení by mely být obecne známé. Nesprávne vyrešená napojení konstrukcí mezi sebou, tepelne vodivé prvky prostupující tepelnou izolací atd. budou hrát u nízkoenergetických budov relativne vetší roli, protože prostup tepla nenarušenými cástmi konstrukcí je velmi malý. Obecne je vhodné preferovat málo clenité povrchy obvodových konstrukcí a dukladne zajištovat souvislosti tepelné izolace tak, aby probíhala bez prerušení pres všechny konstrukce na hranici budovy, pokud možno v nezmenšené tlouštce. K rešení balkónu, lodžií a dalších prvku vne budovy, jako jsou zastrešení vchodu apod., je možné použít nekolik metod: o proverení prvku, zda jsou opravdu potrebné o zmena statického schématu. V nekterých prípadech mužeme zmenit smer pnutí stropní desky balkonu lodžie a zrušit puvodne uvažované vykonzolování stropní desky nebo jednotlivých nosníku. o samostatné podeprení konstrukce. o Prerušení tepelne vodivé hmoty železobetonové konstrukce vykonzolované desky na vnejší strane budovy užitím ISO-nosníku. o lokální zavešení balkonu nebo zastrešení vne hranice. Zde je ovšem soucasne hledat takové rešení kotvení závesu, aby nebyly lokální Obr. 45 ISO nosník bodové tepelné mosty v techto místech zbytecne velké. o zmenšení rozmeru nadmerne velkých a masivních atik plochých strech, pokud nejsou nutné z jiných duvodu. Ve snahách o skutecnou minimalizaci ztráty prostupem tepla je treba se zabývat i zdánlivými drobnostmi, jako je vliv mechanického kotvení tepelne izolacních systému, kovových osazovacích lišt, osazování prvku na fasádu apod. Talírové hmoždinky (obr. 46) pro kontaktní izolacní systémy jsou nabízeny ve vícero provedeních – pro nízkoenergetický domy je treba mezi nimi zvlášte peclive volit práve s ohledem na lokální prostup tepla. Relativne vetším problémem muže být kovová osazovací lišta, která tvorí spodní okraj pro kontaktní izolacní systém nad soklem budovy. Vhodné je tuto lištu nekotvit plošne prímo na zdivo, ale pres distancní prvky (podložky z tvrdého plastu) nebo s využitím Obr. 46 Hmoždinka dreveného lepeného hranolu kotveného do zdiva, na kterém je upevnena kovová lišta. Možný je i zpusob, kdy osazovací lišta nebude použita vubec. Pro provizorní podeprení a vyrovnání první rady tepelne izolacních desek kontaktního systému. Pred nalepením se použije provizorne upevnených pomocných drevených hranolku apod., které se po zatvrdnutí lepících tmelu opet odstraní. Popsaný problém se týká rádove 100 W na celý rodinný dum. Jestli to je hodne nebo málo z celkového príkonu tepla nekde mezi 2 – 6 kW, je vecí názoru, zejména pri porovnání s velmi malým prostupem tepla kvalitními okny, kde zpravidla o každém metru ctverecním podrobne diskutujeme. Obr. 47 Redukce prostupu tepla v okolí zakládací lišty

5 Príklady realizací Uvedené príklady byly vybrány, aby ukázaly možná rešení a jejich prednosti ci nevýhody u nízkoenergetických a pasivních domu. S potešením mohu ríci, že je v dnešní dobe již z ceho vybírat, a to nejenom v nemecky mluvících zemích, ale i u nás v CR. A nadále se bude situace vzhledem k rustu cen energií zlepšovat. Mnoho odborníku již zastává názor, že výstavba s horším energetickým standardem je zastaralá a není tedy duvod v ní dále pokracovat. Dokonce ani pro investory to neznamená neprekonatelnou financní zátež. Investicní náklady se pohybují v navýšení mezi 5 – 8%, což je pro investora relativne prijatelné, vzhledem k úsporám do budoucna. 5.1 Dum W Na konci listopadu 2003 byla nedaleko Prahy dokoncena výstavba nízkoenergetického rodinného domu s drevenou konstrukcí. Hlavní myšlenkou tohoto projektu bylo s pomocí již dríve overených postupu a prvku vytvorit dum s nízkou energetickou nárocností a durazem na využití obnovitelných zdroju energie. Prednost mely stavební materiály prírodního puvodu, nebo takové, které lze snadno recyklovat po jejich dožití ve stavbe. Celkové investicní náklady nesmely pritom prekrocit hodnoty obvyklé pro bežnou výstavbu. K príprave a realizaci se k zodpovednému investorovi pridali další klícoví partneri, kterí se zavázali k nadstandardní spolupráci s cílem podporit realizaci a dlouhodobé sledování objektu za provozu.

5.1.1 Architektonicko - stavební rešení Jedná se o samostatne stojící nepodsklepený objekt, s prízemím a podkrovím pod sedlovou strechou. Konstrukce jsou drevené v systému two-by-four (obvyklí fošnový systém s deskami OSB prevzatý z USA). Koncepce budovy vychází z prirozené snahy o minimalizaci celkového množství primární energie pocházející z neobnovitelných zdroju potrebné na vznik a provoz budovy. Tomu je v možné míre prizpusobena volba konstrukcních materiálu a otopné soustavy s významným podílem využití obnovitelných zdroju energie. Dum má jednoduchý, kompaktní tvar. Na obdélníkovém pudorysu 13,5 x 8,3 m je v 1.NP umísten pobytový prostor, dva pokoje a koupelna. U vstupu do domu je situována technická místnost. Po schodech z pobytového prostoru se vystoupá do 2.NP, kde jsou umísteny další ctyri pokoje, pracovna, koupelna a šatna. Okna jsou navržena s ohledem na využití pasivních solárních zisku, tedy vetší na oslunené strane objektu. Presah strechy tvorí prirozenou ochranu proti nadmerným ziskum v letním období. Obvodové steny jsou z vnejší strany obloženy dreveným perením, strešní krytina je skládaná tašková. 5.1.2 Stavební konstrukce Obvodové konstrukce jsou navrženy tak, aby odpovídaly nebo se alespon blížily hodnotám doporuceným podle CSN, a to i pri peclivém zapoctení vlivu prostupujících drevených konstrukcních prvku. Vyšší izolacní kvalita, zejména u oken, nebyla z duvodu vyšších porizovacích nákladu možná. V maximální možné míre se melo vycházet z technologických možností realizacní firmy specializované na malé drevostavby. Tepelná izolace obvodových sten vkládaná do drevené nosné konstrukce (140 mm minerálních vláken) je doplnena jak z vnejší strany (60 mm), tak z vnitrní strany (40 mm) dalšími izolacními vrstvami. Minerálne vláknitá izolace šikmé strechy (180 mm v celé výšce krokví) je doplnena 60 mm izolace z vnitrní strany. Parozábrana (polyetylénová fólie) je vždy umístována mezi nosnou konstrukcí a vnitrní vrstvu tepelné izolace. Rozhodující detaily byly projektem rešeny tak, aby parozábrana probíhala pokud možno bez prerušení a byla ovlivnena jen minimem prostupujících prvku. Behem výstavby bylo dbáno na peclivé prelepování spoju parozábrany. V pate obvodové steny byl presah parozábrany nalepen na betonový povrch podlahy pomocí oboustranne lepícího bitumenového pásku. Stejným zpusobem byla parozábrana obvodové steny lepena na drevené nosné prvky stropu v místech, kde nebylo možno z konstrukcních duvodu zajistit její napojení na parozábranu stropu. Veškeré prostupující prvky (potrubí vzduchotechniky, kanalizace komínové teleso atd.) byly napojeny na parozábranu pomocí manžet pripravených z pruhu polyetylénové fólie. Pripojovací spáry oken a dverí byly z vnitrní strany prelepeny speciální parotesnou a vzduchotesnou lepící páskou a v oblasti koutu ostení/nadpraží a ostení /parapet navíc prekryty vhodne poskládaným pásem parozábrany nalepeným na okenní (dverní) rám a parozábranu steny. Tab. 4 Vrstvy obvodové konstrukce

5.1.3 Technická zarízení budovy Vytápení je rešeno jako teplovzdušné se zpetným získáváním tepla z odvádeného vzduchu. V technické místnosti v 1.NP je umístena vzduchotechnická jednotka DUPLEX RD 2000. Sání cerstvého vzduchu a výfuk odpadního vzduchu je pres protideštové žaluzie na neoslunené fasáde domu. V 1.NP jsou pro rozvod cerstvého ohrátého vzduchu použity ploché rozvody o rozmerech 200x50 mm uložené do horní vrstvy tepelné izolace podlahy. Z rozdelovacího místa jsou samostatne vedeny paprskovitým zpusobem do jednotlivých místností, prevážne pod okna. Ve 2.NP jsou rozvody vzduchu rešeny pomocí flexibilního potrubí umísteného v konstrukci dreveného stropu, s rozdelením na jednotlivé vetve. Cirkulacní vzduch se odvádí z místností šterbinami pode dvermi bez prahu. Mrížka pro centrální odtah je umístena pod stropem 2.NP nad schodištem. Odtud je vedeno cirkulacní potrubí zpet do jednotky v technické místnosti. Koupelny a WC jsou vetrány podtlakove. Teplovodní výmeník vzduchotechnické jednotky je vytápen otopnou vodou z akumulacní nádrže o objemu 950 litru (integrovaný zásobník IZT s prutocným ohrevem teplé vody). Zdrojem tepla v nádrži je solární výmeník privádející energii ze solárního okruhu a elektrické topné teleso. Solární kolektory o užitecné ploše 8,4 m2 jsou integrovány do šikmé strechy pri jihozápadním nároží. Kolektory tedy v této cásti nahrazují strešní krytinu. Úspor strešních tašek mužeme chápat i jako jednorázovou úsporu primární energie potrebné pro jejich výrobu. Zvolené technologické rešení není komplikovanejší než dosud casteji užívaný zpusob osazení kolektoru nad rovinou strechy, a je tvoreno overenými systémovými prvky. Významným zdrojem tepla v dome (a skutecne využívaným zdrojem) jsou kamna na drevo s uzavreným spalováním, která mohou prímo ohrívat obytný prostor v prízemí. Prebytek tepla se prostrednictvím vetracího systému predává do všech ostatních místností. 80 Prívodu cerstvého vzduchu je predrazen zemní výmeník tepla o délce 21 m, uložený v hloubce cca 2m. Na jeho pocátku je osazena plastová nasávací šachta. V její horní cásti jsou umísteny výmenné vzduchové filtry. Podzemní vedení je tvoreno tesným kanalizacním potrubím z PVC o prumeru 200 mm se spádem 1% k šachte pro bezpecné odvedení prípadného kondenzátu z potrubí. Potrubí je obklopeno zeminou v dobré teplotní vodivosti. Zemní výmeník je v provozu jak v zimním období pro predehrev cerstvého vzduchu , tak v letním období pro jeho predchlazení. V prechodných obdobích se vzduch nasává prímo na fasáde. Rozmery vstupní šachty i jednoduchá geometrie zemního výmeníku jsou voleny tak, aby bylo možné provést kontrolu a cištení potrubí. 5.1.4 Ekonomické souvislosti Pro stanovení ekonomické návratnosti se vycházelo z následujícího, nutne zjednodušeného schématu. Pro referencní rešení – rodinný domek v téže lokalite, s identickou geometrií, lehkými konstrukcemi splnujícími požadované hodnoty soucinitele prostupu tepla a s nejobvyklejším zpusobem vytápení a ohrevu teplé vody plynem – a pro realizované rešení byly stanoveny rozdíly v rozhodujících položkách rozpoctu. Dále byl stanoven energetický prínos realizovatelného rešení ve financních jednotkách ( ceny k 1.10.2003). Takto stanovené vícenáklady realizovaného rešení jsou ve výši 137 000 Kc a rocní rozdíl v platbách energií 9 814 Kc. Prostá návratnost ciní 14 let. Obr. 48 Pudorysy 1.NP a 2.NP

Obr. 49 Skladba obvodových konstrukcí

Obr. 50 Prubeh výstavby Obr. 51 Jižní pohled

Obr. 52 Jižní pohled na dokoncenou stavbu

5.2 Stredisko ekologické výchovy Slunákov Pro magistrát mesta Olomouce byla v roce 2003 navržena neobvyklá budova strediska ekologické výchovy. Bude sloužit vzdelávacím aktivitám a zároven bude vstupem do chránené krajinné oblasti Litovelské Pomoraví. Budova je navržena tak, aby i ona sama mohla být považována za soucást ekologické výchovy – tedy jako nízkoenergetický budova respektující místní podmínky, s prevahou recyklovatelných a prírode blízkých materiálu, s nízkými provozními náklady a pokrytím potreby provozní energie témer výlucne z obnovitelných zdroju.

5.2.1 Architektonicko – stavební rešení Dum je navržen jako prohnutá obydlená terénní vlna – duna, která je plynule zapojena do okolního terénu. Prízemí objektu je oproti okolí terénu vyzdviženo nad úroven možných záplav. Architektura domu se uplatnuje smerem na jih prosklenými plochami, na východ a cástecne na sever dvema zárezy vstupu (hlavním a technickým). Východní konec domu symbolicky vystupuje ze zeme a vystavuje se tak více zári jihovýchodního slunce. Od severu je prisunut zemní násyp plynule precházející na zelenou strechu objektu, která od západu k východu mírne stoupá. Objekt je tak do poloviny jednopodlažní a od poloviny dvoupodlažní. Zatravnená strecha je významnou soucástí urbanistického konceptu.

K volbe tvaru budovy její architekti napsali: „Nezvyklý výraz navrženého objektu je výsledkem procesu hledání nové formy ekologického domu. Domu, který se zapojuje do okolní prírody, využívá slunecní energii a chrání se pomocí zemního valu pred neprízní pocasí. Pocátecní forma byla inspirována tradicním venkovským stavením Hané, které bylo dlouhé horizontální primknuté k zemi. Usporádání vnitrních prostoru bylo jednoduché a snadno citelné. Zakrivený tvar pudorysu domu je inspirován tvarem slunecní ekliptiky.“ Dispozicní rešení je navrženo s durazem na flexibilitu, která je vnímána jako príspevek k ekologické koncepci celého domu. Páterí dispozice je hlavní chodba, která prochází celým domem. Z ní jsou prístupné jak prirozene osvetlené provozy pri prosklené jižní fasáde (polyfunkcní sál, jídelna, klubovny, ubytování, byt správce, administrativa) ,tak i obslužné místnosti pri severní neoslunené strane (sociální zázemí, kuchyne, sklady, technické místnosti, kotelna). Z konstrukcního pohledu mužeme jasne odlišit dve cásti – severní jednotraktové zázemí se železobetonovými konstrukcemi a vyzdívkami a pak jižní dvoutakt s chodbou a hlavními pobytovými místnostmi, který má nosnou konstrukci z drevených lepených rámu. Jižní dvoutakt je z poloviny jednopodlažní (administrativa a sály) a z poloviny dvoupodlažní (ubytování, byt správce). Použité materiály jsou vesmes tradicní a byly voleny s ohledem na ekologickou prijatelnost. Na fasádách se uplatnuje drevo (prumyslove nebo hrube rucne opracované), sklo, kámen (skládaný do tzv. gabionových sten) a zatravnená plocha. V interiéru je to prevážne drevo (v prírodním stavu prípadne aglomerované drevo na nosné konstrukce a delící steny), sklo (výplne otvoru), cihelné steny omítané, v cásti z nepálených cihel. V technickém zázemí a mokrých provozech je na nosné konstrukce použito pálených cihel nebo železobetonu.

5.2.2 Stavebne – energetické rešení Budova je navržena pro trvalý celorocní provoz. Díky zvolenému stavebnímu rešení se otopné období v podstate zkracuje na ctyri nejchladnejší mesíce v roce. V této dobe budoucí provozovatel navíc predpokládá menší rozsah Tab. 5 Tepelne technické údaje a skladba obvodových konstrukcí využívání budovy. Na druhou stranu je treba zde pocítat s obtížne predpoveditelným nepravidelným provozem souvisejícím s výukovými aktivitami. Obvodové konstrukce byly navrženy tak, aby splnovaly doporucené hodnoty soucinitele prostupu tepla.

5.2.3 Technická zarízení budovy Vetrání a zároven vytápení je prevážne zajišteno nuceným vetráním s cirkulací vzduchu a zpetným získáváním tepla z odvádeného vzduchu. Objekt je rozdelen na sedm samostatne rízených vetracích zón. Rozdelení je vhodné vzhledem k velmi odlišnému charakteru provozu jednotlivých cástí i vzhledem k velikosti budovy. Každou zónu obsluhuje jedna vzduchotechnická jednotka zavešená pod stropem nebo na stene. V ubytovacích prostorech je navrženo nucené vetrání v kombinaci s malými nízkoteplotními otopnými telesy. Ty kryjí ztrátu prostupem tepla. V násypu za domem jsou umísteny zemní výmeníky tepla, které slouží zejména k letnímu predchlazení vetracího vzduchu. Zlepšují tak teplotní pomery v objektu behem letního období. Díky nim mohlo být vynecháno jinak zrejme potrebné strojní chlazení víceúcelového sálu. Zemní výmeníky tepla prispívají v zanedbatelné míre také ke snižování potreby tepla na vytápení (predehrátí vstupujícího vzduchu v zime) a jsou soucasne úcinnou protimrazovou ochranou vzduchotechnických jednotek. První zemní výmeník je predrazen jednotkám, které vetrají administrativní a shromaždovací prostory. S ohledem na místní podmínky, limitující pudorysné usporádání zemních výmeníku a prítomnosti zemního valu, je u techto výmeníku použito uložení trubek do trí výškových rovin nad sebou. V usporádání jsou použity spolecné nasávací šachty. Tretí zemní výmeník je predrazen jednotce obsluhující byt správce. Ten je jednoduchý jako u rodinného domu. V prechodném období probíhá nasávání vzduchu do vetracích jednotek prímo, bez pruchodu zemními výmeníky. Prepínání je automatické podle venkovní teploty nebo podle požadavku obsluhy budovy. Dva automatické kotle na drevené peletky 1) o výkonu 2x 50 kW (i za nejnižších teplot by postacoval kotel jeden, druhý tvorí rezervu) jsou hlavním zdrojem tepla pro vytápení a doplnkovým zdrojem pro ohrev teplé vody. Sklad 1) – peletky = lisovaná odpadní drevní hmota paliva je situován ze zadní strany objektu v blízkosti kotelny. Ze skladu do provozních zásobníku budou peletky dopravovány pneumaticky. Teplovodní solární nízkoprutocný ( low-flow) systém o absorpcní ploše celkem 85 m2 je hlavním zdrojem tepla, ohrevem teplé vody a doplnkovým zdrojem tepla pro vytápení objektu. Solární systém kryje približne 70% potreby tepla na ohrev TUV a až 20% potreby tepla na vytápení. Ke krátkodobé akumulaci tepla slouží beztlaká akumulacní nádrž o objemu 12,7m3. Plne nabitý zásobník umožnuje preklenout až 5 dnu bez slunecního svitu (vztaženo k ohrevu teplé vody).

Obr. 53 Pudorys 1.NP

Obr. 54 Pudorys 2.NP

Obr. 55 Jižní pohled

Obr. 56 Schéma energetického systému

Obr. 57 Pohled na cást zemního výmeníku

5.2 Vzdelávací centrum Herne V roce 1991 vypsala spolková zeme Severní Porýní-Vestfálsko mezinárodní soutež na novostavbu Akademie dalšího vzdelávání ministerstva vnitra, situovanou do prostoru bývalého dolu v Herne. Tým soustredený kolem architektu Francoise Jourdanové a Gillese Perraudina z Lyonu vyhráli jednu ze dvou prvních cen. Ve spolupráci s kanceláremi HHS (nemectí architekti), Ove Arup (londýnská inženýrská kancelár) a Agabat MTI (francouští inženýri) získal v roce 1993 od Evropského spolecenství zakázku na vedecké proverení nové ekologické koncepce „mikroklimatického vnejšího plášte“. Následnými analýzami, výpocty a pocítacovými simulacemi potvrdil proveditelnost svého návrhu a predbežne vyhodnotil efektivnost príslušných technických zarízení. Výsledky studií dodaly investorum odvahu k tomu, aby pokracovali v projektu a aby od roku 1994 prevedli investorské funkce na nove založenou „vývojovou spolecnost Mont-Centis“. Prípravné stavební práce byly zahájeny na jare roku 1997, stavba skoncila na jare 1999.

5.3.1 Energetický park Krome solární elektrárny integrované ve streše hlavního objektu byl vybudován v rámci projektu komplexní systém ekologicky šetrné výroby energie. Z bývalé uhelné šachty na pozemku uniká za rok približne 1 mil. m3 dulního plynu s 60% podílem metanu, což samo by již predstavovalo znacnou zátež životního prostredí. Tento plyn se proto jímá a zpracovává ve dvou blokových teplárenských jednotkách, které vyrábejí soucasne elektrickou energii a teplo. Jednotky mají celkový výkon elektrický 506 kW, tepelný 756 kW, za rok vyrobí 2 000 000 kWh proudu a 3 000 000 kWh tepla. Proud se dodává do verejné síte. Teplo vytápí akademii, novou bytovou výstavbu a nedalekou nemocnici. Elektrickou energii ze solární elektrárny akumuluje zarízení s tradicními chemickými bateriemi o výkonu 1,2MW, které se v soucasné dobe stále rozširují.

5.3.2 Prosklený objekt Principem „sklenené krabice“ o ploše pres 12 000 m2 je vytvorení mikroklimatu stredozemního typu. Prosklení chrání vnitrek objektu pred neprízní pocasí. Po celý rok je zde pomocí prirozeného vetrání , osvežujících bazénku a Obr. 58 Severozápadní pohled systému stínení udržována príjemná teplota. Díky jednoduchému prosklení se vytvárí dojem podobný skleníku nebo zimní zahrade. Architektonická koncepce „mikroklimatického plášte“ tedy spocívá predevším v kontrole klimatu vnitrního prostredí. Je to vlastne realizace fantastické Fullerovy vize zastrešeného mesta. Mohutný sklenený kubus, dlouhý 168, široký 72 a vysoký 16 metru, však také ztelesnuje vzpomínky minulosti. Prosklená hala je ale predevším krytem pro nekolik trípodlažních budov s ruznými funkcemi, usporádaných podle stredové osy do dvou rovnobežných lineárních struktur. Ruzné funkce jednotlivých domu jsou zdurazneny jejich odlišným vzhledem. Budovy jsou konstrukcne na skleníku nezávislé, funkcne jsou však jeho soucástí. V chráneném svete prosklené haly je možné vnejší plášte stavet témer jako vnitrní delící konstrukce. Napríklad není treba, aby byly dokonale vodotesné a vzduchotesné, nejsou vystaveny vlivum povetrnosti. Mohou mít tedy jednodušší a hospodárnejší konstrukci z jednodušších a levnejších materiálu. Jejich pozdejší modifikace a adaptace jsou velmi pohodlné. Nosné konstrukce a stavební materiály Hlavní budova byla navržena tak, aby svým výrazem charakterizovala ohleduplnost k životnímu prostredí. Materiály a stavební prvky byly proto vybrány v omezeném sortimentu s ohledem na místní zdroje a nižší míru zpracování, což vedlo k variantám dreva, skla a betonu. Drevené sloupy a nosníky primární nosné konstrukce prosklené haly jsou doplneny vzperami, táhly, spojovacími prvky a kloubovými uzly z oceli. Je využito drevo z blízkých lesu : 62 velkých nosných sloupu je z hrube otesaných kmenu starých 130 let, pokácených ve 100 km vzdálených lesích 1,5 roku pred tím, než byly použity na stavbe. Pravidelný rastr drevené prostorové príhradoviny z hranených profilu dovoluje racionální a úspornou s vysokým stupnem prefabrikace. Drevená konstrukce proskleného fasádního plášte a drevené fasádní obklady vnitrních objektu navazují svého druhu dialog s ozelenením vnitrním prostorem pred proskleným pláštem a podobne upraveným venkovním prostredím. Architektonické pojetí takové konstrukce ladí s vnitrní „krajinou“ skleníku a s okolním parkem. U vnitrních objektu prevažují nosné konstrukce z betonu, které pusobí zároven jako tepelný akumulátor a pomáhají vyrovnávat teplotní rozdíly. Tvarove složitejší objekty jako knihovna, obcanský sál, kasino a sportovní zarízení mají speciální drevenou konstrukci. Vytápení a vetrání proskleného objektu Klimatické úcinky proskleného plášte na vnitrní prostredí zkoumali v letech 1993 – 1994 v rámci výzkumného úkolu pro Evropskou unii architekti a inženýri, kterí pracovali na tomto projektu. Budova Mont-Cenis je tak první realizací, na které se aplikují výsledky techto studií. Prosklený plášt by mel zpusobit „klimatický posun“ a generovat klima se všemi výhodami stredozemních pásem. Vzhledem k vyšším zimním teplotám uvnitr a ochrane pred vetrem pod proskleným pláštem se sníží ve vnitrních objektech spotreba energie na vytápení. Ocekávaná úspora energie by mela dosáhnout v porovnání s bežnými stejne tepelne izolovanými budovami cca 23 %. Rocní spotreba tepla na vytápení bude menší než 50 kWh/m2/rok, celková spotreba energie muže být pri optimálním ovládání všech technických zarízení klesnout dokonce až na cca 32 kWh/m2/rok. Vnitrní objekty s neotvíravými okny je možné vetrat prirozene klapkami ve fasáde nebo mechanicky. Aby bylo možné v zime snížit spotrebu energie a v léte zajistit prirozené chlazení, zahrnuje technické vybavení objektu vetrací zarízení se zpetným získáváním tepla. Rovnež se pocítá s úcinky okolní zelene. Stromy s opadaným listím v zime nestíní nízkému slunecnému zárení. Pro zimní nucené Obr. 59 Energetické chování „skleníku“ v léte a zime vetrání je používáno rekuperacní zarízení, vzduch je nasáván do vetracího systému až poté, co se uvnitr haly ohreje. V léte se otevrou strešní a fasádní prvky a hala se prirozeným zpusobem intenzivne provetrává venkovním vzduchem. Stíny stromu pri nízkém slunci a chladící úcinek vodních prvku podporují chlazení. Nucené letní vetrání vnitrních objektu se navíc provádí pres zemní kanály cerstvým vzduchem z chladnejších stinných oblastí mimo halu. Vyrovnanou bilanci pri nuceném vetrání zajištuje zámerná infiltrace 1) proskleným pláštem.

5.3.5 Hospodarení s deštovou vodou Deštová voda stékající z fasády proskleného objektu je jímána prilehlou drenáží. Prosklená strecha je odvodnena tak, že jednotlivé sklenené tabule jsou v radách skloneny vždy se spádem 5°, což je postacující pro samocištení. Deštová voda z nich stéká do mezistreších žlabu mezi jednotlivými radami tabulí se spádem 1 % dále ke strešním vpustím podtlakového systému- Geberit Puliva. Potrubní sítí malého prumeru se odvádí do velké nádrže umístené pod zemí uvnitr budovy. Takto zachycená deštová voda se používá na cištení a zalévání vegetace. Prebytecná deštová voda odtéká do soustavy vodních príkopu. Voda která se nestací odparit, je svedena do rybníka a odtud pak tece dále do potoka. 5.3.6 Fotovoltaická solární strecha Již v prvních fázích koncipování prosklené budovy se ukázalo, že vnitrní prostory bude nutno chránit pred slunecním zárením a nepríjemnými svetelnými efekty výkonným stínením. Zvnejšku umístené stínící prvky by fasádu neúmerne prodražily. Vzhledem k možnosti využití státní podpory solární energie byla posléze slunecní clona Obr. 60 Pohled na strešní konstrukci 1) – infiltrace = prunik (prusak) koncipována jako soustava fotovoltaických clánku. Tato originální myšlenka udelala z budovy nejvetší slunecní elektrárnu na svete. Do prosklené strechy a jihozápadní fasády je integrováno více než 10 000 m2 solárních modulu. Solární pole tvorí strechu a vyrábí nejen energii, nýbrž zajištuje soucasne také nutné zastínení proskleného objektu. Tímto jedinecným zpusobem pní fotovoltaické zarízení nekolik funkcí najednou. Prosklená strecha predstavuje nebe umelého mikroklimatu uvnitr proskleného objektu. Základním prvkem proskleného plášte jsou solární moduly s vysoce úcinnými fotovoltaickými clánky. Modul je vytvoren tak, že fotovoltaické clánky jsou uloženy mezi dvema tabulemi skla v lité pryskyrici. Tento postup umožnuje bezpecnou montáž clánku a dovoluje velkou rozmanitost velikostí a tvaru modulu. Vysoce transparentní vnejší tabule skla s malým obsahem železa zvyšuje prostup svetla a Obr. 61 Jižní vstup úcinnost clánku. Techto modulu sklo-sklo jsou mezery mezi clánky pruhledné. Variacemi poctu a vzdálenosti clánku vznikají bud tmavé solární moduly, nebo až svetlo propouštející semitransparentní 1) prvky, které vytvárejí ve vnitrním prostoru opticky zajímavé efekty svetla a stínu. Jako mraky na nebi vrhají solární panely stín tam, kde je potreba, optimalizují denní osvetlení a brání tak tvrdým svetelným kontrastum.

1) – semitransparentní = cástecne propouštející svetlo

Obr. 62 Axonometrie a pudorys vzdelávacího centra

Solární dum pro lidi s bežnými príjmy

Solární dum pro obyvatele s prumernými príjmy – to byla puvodní myšlenka investora. Pro stavební rešení bytového domu to znamená vynechat „high-tech-instalace“, stavet jednoduše a levne, aniž by utrpel komfort a kvalita. Solární cást se vedome musela podrídit Obr. 63 Jižní pohled budove. V architektonické kancelári Altherr+Traber nalezl investor partnery s potrebnými zkušenostmi levného stavení. Investor a švýcarský „solární prukopník“ Cannes Rüesch vybral pro stavbu místo s prumerným oslunením v rámci Švýcarska, aby mohly být dosažené výsledky snadneji zevšeobecneny. Pozemek v Sevelenu je v rodinném vlastnictví a byl pro stavební zámer velmi vhodný. Díky místním pomerum mohla být budova optimálne orientována ke Slunci.

5.4.1 Koncepce Jako první predpoklad pro cenove výhodné stavení muselo být k dispozici dostatek místa pro fotovoltaické zarízení a pro slunecní kolektory. Na jižní streše, která je kompletne pokryta kolektory, je nainstalováno 110 m2 kolektoru. Teplo ze solárního okruhu je odevzdáno dvema vestavenými výmeníky tepla do zásobníku. Zásobník Teplé vody, což je pozitivní efekt okrajových podmínek, ve sklepe nevychládá. Aby zásobník nezabíral príliš velkou plochu bytu, byla jeho velikost omezena na 25 m3. Vede od suterénu až do podkroví. Tepelné ztráty zásobníku jdou tedy ve prospech vytápení. Ve svislé šachte jsou umístena potrubí a elektrická vedení. K ohrevu TUV slouží ohrívace vody z chromové oceli, umístené v zásobníku. K velké úcinnosti zásobníku prispívá tepelné rozvrstvení. Plánované pokrytí potreby tepla solární energií bylo odhadnuto mezi 70 až 80 %.

Ve skutecnosti je podíl slunecní energie na celkové energetické produkci 62 %. Zbytková potreba tepla je pokryta kotlem na kusové drevo. Na nízkoteplotních radiátorech v místnostech jsou osazeny termostatické ventily. Fotovoltaické zarízení o ploše 35 m2 na streše produkuje elektrinu, která je dodávána do síte. Z investicních duvodu je výkon ovšem malý – vyrobený elektrický proud slouží jenom k osvetlení.

Ve streše je tepelná izolace z minerální vlny v tlouštce 200 mm, ve stenách v tlouštce 140 mm. Dum dosahuje strední hodnoty soucinitele prostupu tepla (bez oken) U 0,22 W/(m2K). Zasklené verandy na jižní strane využívají pasivne slunecní zárení. O vyrovnání teplot mezi verandou a obytným prostorem se stará ventilátor. Dispozicní rešení bytu je velmi jednoduché – s cílem dalšího snížení nákladu. V interiéru vynechal projektant nárocné detaily. Na stenách je nanesena minerální omítka a betonové stropy jsou jen lehce zatreny. Na podlahách jsou položeny parkety a linoleum. Volba materiálu probíhala podle zásad stavební biologie. Svetlé byty jsou kompletne vybaveny, ponechávají ale nájemníkum volný prostor pro individuální prání. Kuchyn, koupelna a WC jsou vybaveny energeticky úspornými spotrebici. Obr. 64 Pudorys bežného podlaží

5.4.2 Zkušenosti Pres relativne malý obsah zásobníku je pomer objemu k ploše kolektoru ješte obhajitelný. V léte se objevují prebytky tepla (teploty kolem 80°C), které musí být odvádeny v noci pres kolektory. Prumerná teplota v zásobníku v prosinci je ješte témer 35 °C. Dodatecné výpocty ukázaly, že zásobník o objemu 37 m3 by byl výhodnejší. Mezi jednotlivými byty jsou velké rozdíly ve spotrebe tepla na vytápení (nejvetší rozdíly dvaapulkrát). To ukazuje, že chování obyvatel má velký vliv na spotrebu energie, predevším pri využívání pasivních solárních systému. Na pocátku se objevily poruchy kotle na drevo, které mohly být ale rychle odstraneny. Spotreba dreva byla o neco vyšší, než se ocekávalo. V prvním roce provozu se spálilo dvanáct metru dreva místo plánovaných osmi, což se dá alespon cástecne pripsat na vrub vetší spotrebe energie pri vysychání budovy. 5.4.3 Kontrola úspešnosti Prubežne se merily toky energií a teploty, pricemž se zájem soustredil na tato otázky:

•?produkce solárního tepla a elektrického proudu
•?tepelná produkce kotle na drevo
•?spotreba TUV (celkove a po bytech)
•?rocní prubeh teplot v zásobníku v ruzných vrstvách

Tab. 6 Energetický prehled

5.4.4 Použitelnost Solární domy byly až dosud realizovány jako rodinné domy. Tam casto hrají vícenáklady na výrobu energie z obnovitelných zdroju menší roli. Tím se ale také snižuje schopnost takových systému prosadit se na trhu. Z tohoto duvodu se zkušený specialista rozhodl postavit bytový dum, který splní bežné nároky na komfort a na nájemné, a presto bude mít vysoký stupen využití solární energie. Budova byla vedome koncipována tak, aby bylo možné bez problému možné opakování stavby. Byly proto použity jen standardní komponenty. Výrazne se potvrdilo, že i u domu s nízkou spotrebou energie má chování uživatelu velký vliv. Proto je vedle energeticky optimalizovaného stavebního rešení pro racionální zacházení s energií duležitá i informovanost obyvatel.

5.5 Krok za krokem k pasivnímu domu Bytový dum Delzer v Lörnachu- Haagenu, Nemecko. Z typologického hlediska je tato luxusní stavba rodinným domem s jedním velkým velkým bytem a jedním malým bytem, který v soucasnosti slouží jako kancelár. Takové usporádání je vhodné zejména pro samostatne pracující osoby, lékare s malou praxí, pro inženýry a Obr. 65 Pohled na domek projektanty, kterí pracují doma nebo nechtejí mít jenom krátkou cestu do práce. Tento typ domu se dá využít i jako dvougeneracní (malý byt lze pochopitelne také pronajímat). K duležitým prvkum tohoto domu patrí: o vysoké tepelné izolace o energetická šachta po celé výšce domu o vzduchový kolektor pro vytápení domu o kachlová kamna k doplnkovému vytápení v chladných dnech o neprímé teplovzdušné vytápení v podlahách a stropech (vytápecí dutiny) o zimní zahrada o dieselagregát k autonomní výrobe elektrického proudu a využití odpadního tepla pro prípravu teplé vody o zarízení se solárními clánky k výrobe elektriny, které cástecne nahrazují dieselagregát 1) o splachovací WC na deštovou vodu Od stavby domu v roce 1988 byly provedeny tyto úpravy: o výkon fotovoltaických clánku byl zvýšen z 200 W na 1 300 W 1) – dieselagregát = zarízení na výrobu elektrické energie z nafty o do jihozápadní fasády bylo osazeno 10 m2 plochy solárních kolektoru o v léte 1996 bylo zabudováno zarízení na rízené vetrání ZZT o v energetické šachte je umísten kanál k vyrovnání teploty v budove shora dolu Dobré tepelné izolace jsou predpokladem pro nízkoenergetický dum. Tomu odpovídá i rešení domu Delzer. Dum má 190 m2 vytápené plochy. Prostupem tepla se ztrácí rocne jen 10 200 kWh. Krížem usporádané drevené distancní prvky ve streše (tlouštka celkem 200 mm) umožnují tlouštku minerální vláknité izolace 160 mm a vetrací mezeru 40 mm.

5.5.1 Energetická šachta Uprostred pudorysu stojí devet metru vysoká energetická šachta, s vnitrními rozmery 800x 800 mm. V této šachte se transformuje energie na vytápení. Výmeník tepla odebírá teplo vzduchu v šachte a predává je vodnímu okruhu zásobníku. Pri tomto provozním režimu teplo pochází prevážne ze špaletových oken, které pracují jako vzduchové kolektory. Obecne je možná i dodávka tepla z kachlových kamen a odpadního tepla dieselagregátu. To lze ale predpokládat jen pri výjimecne nadmerné nabídce energie. Duvod je ve zpusobu provozu kachlových kamen, respektive dieselového agregátu. Kachlová kamna se roztápí teprve v prípade, když vznikne bezprostrední potreba tepla pro vytápení hlavních obytných místností. Zbytkové teplo nevzniká vubec nebo jenom velice omezene. U dieselového agregátu je to podobné. Odpadní teplo dieselového motoru ohrívá TUV. Potreba a nabídka se drží zhruba v rovnováze. Zmínený výmeník tepla se dá zapojit i v režimu vytápení. Energetický tok má pak opacný smer. V tomto prípade se dostává teplo ze zásobníku ( 5m3) pres výmeník tepla v energetické šachte a pres vytápecí dutiny do obytných místností.

Casteji vytápí vzduchový kolektor obytné místnosti prímo. Také v tomto prípade proudí teplý vzduch ze špaletových oken do energetické šachty a odtud do vytápecích dutin. Jak špaletová okna, tak vytápecí dutiny jsou vybaveny vzduchovými klapkami na vstupu i výstupu. Díky malým tepelným ztrátám domu a díky systémum získávání energie kombinovaných se zásobníkem tepla je vytápení fosilními palivy nutné využívat teprve po nekolika velmi chladných dnech bez prímého slunecního svitu.

5.5.2 Vzduchový kolektor Celé zasklení v jihovýchodní cásti domu je rešeno jako slunecní kolektor. Je postaveno jako jedno velké špaletové okno. Dve tepelne izolacní dvojskla (vzdálenost tabulí 24 mm ) ve vzdálenosti 200 mm vytvárejí prední a zadní stranu kolektorového boxu, s celkovou stavební hloubkou 270 mm. Nejvetší výška kolektoru je 11 500 mm, nejmenší výška 2 500 mm, plocha 40 m2. Hodnota U tohoto usporádání je okolo 1,25 W/(m2K), hodnota U okolo 0,64. V tomto špaletovém okne jsou zabudovány rolety, které mohou po úsecích zastinovat celou plochou. Tmave cervené rolety mají navíc funkci absorbéru. Klapky na vstupu i výstupu jsou ovládány vztlakem vzduchu. Pri nulovém nebo malém vztlaku se klapky vlastní hmotností uzavrou. Díky tomuto jednoduchému mechanismu odpadá nárocné rízení systému. 5.5.3 Kachlová kamna k vytápení domu Cást zbytkové potreby tepla kryjí kachlová kamna v centrálním obytném prostoru. 6 400kWh využitelného tepla vzniká spalováním celkem 5,5 metru smíšeného dreva, které odpovídá obsahu primární energie okolo 8 000 kWh. V první rade vytápí kachlová kamna obytné prostory prímo, pomocí vzduchových klapek lze ale zajistit propojení s energetickou šachtou, a tak zásobovat teplem dutiny, poprípade nabíjet zásobník. Relativne chladný vzduch u dna energetické šachty proudí do vzduchového registru kachlových kamen a ohrátý se dostává o dva metry výše znovu do šachty.

5.5.4 Vytápecí dutiny v podlahách a stropech Celoplošný uzavrený systém vytápecích dutin probíhá podlahami a stropy. Do tohoto neprímého plošného vytápení je privádena energie ve forme teplého vzduchu (nejvýše 25 až 30 °C) z energetické šachty. Plošné vytápení umožnuje pracovat s nízkými teplotami, a tím i s nízkými ztrátami prostupem tepla. Nízká teplota média také zlepšuje úcinnost slunecních kolektoru, slunecních kolektoru a zásobníku. Duležitým argumentem je i vyšší pohoda prostredí v porovnání s bežne vytápenými místnostmi. Obr. 66 Pohled na vytápecí šachtu a dutiny

5.5.5 Pasivní dum jako proces Sigfried Dezer nechápe dum, který obývá jeho rodina, jako ukoncenou úlohu. Posuzuje vznik pasivního domu jako dlouhodobý proces, do kterého on a další uživatelé zasahují relativne malými a prehlednými opatreními s predem odhadnutelným úcinkem. Dezeler musel pochopitelne splnit jisté predpoklady, aby mohl postupne stavební konstrukce a domovní techniku doplnovat podle nejnovejších poznatku. Príkladem toho je vysoce izolovaná obálka budovy a prostorové rezervy pro vedení instalací (šachty, vedení, kanály atd.). Projektování je samozrejme nárocnejší, zato ovšem spojeno s vetší kvalitou domovní techniky pri menším riziku – to znamená velkou prednost pro nové technologie. Dezer má dnes odpovídající zkušenosti s plánováním nízkoenergetických domu: „Casto se zacíná plánovat príliš pozde.“ Rozumný postup pri stavbe rozdeluje do šesti fází:

•?Vcasný zacátek plánování s vyjasnením potreb a možností lokality.
•?Energetické poradenství definující cílové parametry pro projektanta.
•?Návrh variant projektantem.
•?Porovnání variant z hlediska potreby energie a pohody prostredí.
•?Stanovení koncepce.
•?Realizace za presné kontroly dosahování cílových parametru.

6 NÁVRH PODZEMNÍHO NÍZKOENERGETICKÉHO DOMU

Novodobá historie podzemních domu se zacíná psát v USA v 70. letech minulého století. Byla to reakce na energetickou krizi, která zacala rozhýbávat energeticky úsporná rešení a jedním z nich se staly podzemní domy. Práve zeme se ukázala jako vynikající pomocník, nebot v domech chránených zemí se usporilo až 80% energie na vytápení v zime a na klimatizaci v léte. Typický dum chránený zemí vypadá docela obycejne. Je postaven z klasických materiálu a mívá obvykle velká okna , aby bylo zajišteno dostatecné prosvetlení vnitrního prostoru. Pri pohledu ze strany se dum ztrácí ve svahu a shora mužeme videt už jenom svetlíky, prípadne záhon kvetin. Proto zemní domy ideálne zapadají do krajiny a mohou se stavet i na svazích pro bežnou stavbu nevhodných a zemedelsky obtížne využitelných. Krome toho zeme chrání domy pred požárem a dalšími živelnými pohromami, jako je napríklad krupobití nebo vetrná smršt. Domy jsou dokonale tiché, protože zeme chrání i pred hlukem pricházejícím zvencí. Zemina je výhodná i jako tepelná izolace, která je laciná a dostupná. V našich zemepisných podmínkách ani v nejvetších mrazech nezamrzá puda do vetší hloubky než 600 mm. V hloubce 2,5 m se udržuje prumerná teplota +12°C . V zimních mesících se tato teplota pohybuje kolem +10°C, i když teploty nad povrchem jsou – 20°C. V léte tato teplota nekdy stoupá až na +15°C. Práve této skutecnosti využívají lidé, kterí chrání své domy vrstvou zeminy. Je velmi snadné spocítat si rozdíl v prekonání teplotního vytápení bežného domu na povrchu a pod povrchem. Dum na povrchu (21 – (-15) = 36°C rozdíl teplot, který je treba energeticky nahradit, dum pod povrchem (21 – 4 (1) = 17°C. Zde je jasná ukázka teplotní výhody oproti domu nad povrchem. Majitelé domu cástecne zakomponovaných do terénu nebo jenom prihrnutých zeminou platí sotva ctvrtinu ceny za topení ve srovnání se stejne velkými tradicními domy. Na vytopení celého domu pak stací napríklad krbová kamna. V letních vedrech dum chránený zeminou poskytuje príjemný chládek, rocní výkyvy teplot jsou minimální. V praktických podmínkách se predpokládá, že pro správnou funkci domu by melo být alespon 50% povrchu domu (steny a strecha) zeminou prekrytých. Bystřejším čtenárum již došlo, že stavba nízkoenergetického domu je záležitostí tepelné a parotesné izolace. Proto prihrnutí domu zeminou se príliš neprojeví na tepelné bilanci již tak velmi izolované obálky domu. Spíše se to projeví na masivnejších konstrukcích, zvýšené míre hydroizolací a tím i spojenými náklady na výstavbu takového objektu, který má velice podobné tepelné parametry jako „klasický“ nízkoenergetický objekt. Pro výstavbu podzemního nízkoenergetického domu hovorí:

•?netradicní zpusob bydlení
•?bezpecný domov za každého pocasí
•?pri správném návrhu nemuže dojít k jeho promrznutí i pri selhání všech systému
•?ekologické bydlení

Mezi jeho hlavní nevýhody patrí: o náklady spojené s výstavbou o masivní konstrukce (neznamenají nutne nevýhodu) o nepochopení ze strany úradu Spousta z vás bude jiste namítat, že mezi nevýhody by mely dále patrit – špatné osvetlení, problematické vetrání, nutnost svahovaného pozemku a vlhké a chladné klima budovy. Toto jsou prežitky z dob, kdy stavba podzemního domu znamenala pro mnohé vzpomínky na zemljanku z detských let. V dnešní dobe jsou to jenom nesmyslné predsudky a nemá smysl je nekomu vyvracet. Pro podzemní domy musí být investor „zapálen“, jinak není možné ho k jeho stavbe presvedcit. Je pouze smutné, že Ti méne „zapálení“ pomlouvají neco, co v živote skutecne nevideli a odrazují tak i ostatní lidi.

6.1 Návrh domu krytého zeminou Tento druh stavení nízkoenergetického podzemního objektu je navržen pro relativne vodorovný druh stavebního pozemku. Jedná se o prízemní objekt s celoplošným podsklepením. Je urcen témer do každého druhu prostredí at jde o stavbu postavenou na „zelené louce“, venkovském prostredí, ci je soucástí satelitního mestecka nebo tvorí stavbu uvnitr mesta. Rozhodne se jeho majitelé nemusí obávat, že se na nej budou lidé dívat s despektem, ale naopak ho prijmou jako neco príjemného, co osveží bežný pohled v jakékoliv zástavbe.

6.1.1 Architektonicko – stavební cást Dum jsem navrhnul s pudorysem pravidelného osmiúhelníku, který je krytý zeminou a vytvárí tak kompaktní tvar zeleného „kopce“ s obcasným prerušením na východní a západní strane. V jižní cásti je navržena cástecne prosklená fasáda, která je chránená proti prímému letnímu zárení presazením strešní roviny. Objekt je celoplošne podsklepen. Jeho prízemní cást je navržena v úrovni okolního terénu. Tvar budovy byl zvolen vzhledem k minimálnímu povrchu jeho plášte a pokud možno nejkratším energetickým a jiným (vzduchotechnika, voda, atd.) rozvodum uvnitr objektu. Dispozicní rešení jsem zvolil s prihlédnutím na požadavky nízkoenergetické koncepce budov. Vstup do domu je koncipován ze severovýchodní strany do chodby, na jejímž konci je centrální osmiúhelníková chodba, která tvorí páter celého domu a umožnuje vstup do všech obytných místností. Tato centrální chodba je prosvetlena stropním kruhovým svetlíkem. Strešní svetlík a prosklení zároven cástecne osvetlují sklepní prostor skrze prusvitnou cást podlahy chodby. Mezi centrální chodbou a severovýchodním vstupem do budovy se nachází zádverí a chodba ze které je prístup do koupelny, WC a suterénu budovy. V nem se nachází technické zázemí, dílna, pracovna, fitnes, posluchárna a koupelna s WC. Na hlavní nosné prvky domu byl použit železobeton, ostatní nenosné prvky, predevším delicí prícky jsou navrhnuty z vápenopískových cihel.

Obr. 67 Pudorys 1.PP

Obr. 68 Pudorys 1.NP Obr. 69 Rez domem

Obr. 70 Detail základové konstrukce

Obr. 71 Detail stropní konstrukce Obr. 72 Detail stenové konstrukce

6.1.2 Údaje o budove Základní informace: Údaje o objektu objekt rodinný dum lokalita Karlovarsko poloha údolí nadmorská výška 415 m energeticky vztažná plocha 313 m2 objem vytápené cásti V 1050 m3 plocha obalových konstrukcí A 674 m2 geometrická charakteristika A/V 0,578 Tab. 7 Základní informace

Klimatické údaje: Klimatické údaje pocet denostupnu HGT (mezní teplota 13°C) 4115/ 3810/ 2794 pocet dnu otopného období (mezní teplota 13°C) 254 prumerná venkovní teplota tes 3,8 / 6 / 10 °C strední rozdíl teplot ti - tes 16,2 / 15 / 11 °C Tab. 8 Klimatické údaje Orientace okenních ploch: Orientace orientace okenní plocha slunecní zárení horizontální 2,89 m2 369 kWh/rok jih (vertikální) 12,5 m2 389,7 kWh/rok jihovýchod 8,05 m2 300 kWh/rok jihozápad 8,05 m2 306 kWh/rok severozápad 8 m2 162,9 kWh/rok Tab. 9 Orientace okenních ploch Plochy v kontaktu s vnejším prostredím: Plochy v kontaktu s vnejším prostredím plocha strecha 172 m2 steny 280 m2 okna (steny) 47 m2 okna (strecha) 2,9 m2 podlaha 173 m2 celkem 674 m2

Tab. 10 Plochy v kontaktu s vnejším prostredím Tepelneizolacní vlastnosti konstrukcí:
Tepelneizolacní hodnoty U [W/(m2K)] okna 0,9 steny(bez zeminy) 0,093 strecha (bez zeminy) 0,108 podlaha 0,16 Tab. 11 Tepelneizolacní vlastnosti konstrukcí

6.1.3 Približné hodnoty zisku a ztrát Pro výpocet byla použita nemecká vyhláška o tepelné ochrane budov WSVO 95 - (Wärmeschutzverordnung)

Ztráty: Potreby na krytí ztráty prostupem tepla: QT = .Ai . U. HGT . 24 . 1/1000 [kWh] Strecha: QT = 172 . 0,108 . 2794 . 24 . 10-3 = 1 238 kWh Stena: QT = 280 . 0,093 . 2794 . 24 . 10-3 = 1 746 kWh Okna: QT = 50 . 0,9 . 4115 . 24 . 10-3 = 4 444 kWh Podlaha: QT = 173 . 0,16 . 2794 . 24 . 10-3 = 1 867 kWh Krytí ztráty prostupem celkem QT = 9 295 kWh Potreba tepla na krytí ztráty vetráním: QL = n . V . cL . .L . HGT . 24 . 1/3600 [kWh] Po dosazení n= 0,4 h-1 a cL . .L = 1,15 kJ/(kg.K): QL = 0,4 . 945 . 1,15 . 3810 . 24/3 600 = 11 041 kWh Krytí ztráty vetráním QL = 11 041 kWh

Zisky: Odpadní teplo z elektrických zarízení: QE = EE . fE . HT/365 [kWh] Uvažuje se EE = 6 000 kWh a fE = 0,7: QE = 6 000 . 0,7 . 254/365 = 2 923 kWh Odpadní teplo osob: Domácnost s 5 osobami, doba pobytu 12 hodin denne a teplo od osob cP = 90 W/osobu. QP = cP . P . hP . HT/1000 [kWh] QP = 90 . 5 . 12 . 254/1000 = 1 371 kWh Zisky slunecním zárení: Zisky okny pri zašpinení fB 0,8, celkové energetické propustnosti oken g = 0,5 a podílu zasklení na celkové ploše oken fR 0,7: QS = GHT . fB . g . fR . Af [kWh] Horizontální: QS = 369 . 0,8 . 0,5 . 0,7 . 2,89 = 299 kWh Jih: QS = 389,7 . 0,8 . 0,5 . 0,7 . 12,5 = 1 363 kWh Jihovýchod: QS = 300 . 0,8 . 0,5 . 0,7 . 8,05 = 676,2 kWh Jihozápad: QS = 306 . 0,8 . 0,5 . 0,7 . 8,05 = 690 kWh Severozápad: QS = 162,9 . 0,8 . 0,5 . 0,7 . 8 = 365 kWh Slunecní zisky celkem QS = 3393,2 kWh Volné teplo celkem: QF = QE + QP + QS [kWh] QF = 2 923 + 1 371 + 3 393,3 = 7 687,3 kWh

Výpocet potreby tepla na vytápení a ohrev teplé vody: Potreba tepla na vytápení: QH = (QT + QL) – QF [kWh] QH = (11 041 + 9 295) – 7687,3 = 12 649,7 kWh Merná potreba tepla na vytápení (energetický ukazatel): QH/EBF = 12 649,7/313 = 40 kWh/m2 a rok Potreba energie na ohrev TUV: Potreba TUV 50 l na osobu QWW = M . P . (TW – TK) . cw . 365 [kWh] QWW = 50 . 5 . (50 – 10) . 1,16 . 10-3 . 365 = 4 234 kWh Potreba tepla: QW = QH + QWW = 12 649,7 + 4 234 = 16 883,7 kWh

6.1.4 Energetický prehled Tabulka energetického prehledu s klasickým vetráním okny: Energetický prehled ztráty kWh/rok % strecha 1 238 6,4 steny 1 746 9 okna 4 444 23 podlaha 1 867 9,6 vetrání 10 009 51,8 celkem 19 304 100 pasivní zisky elektrické zarízení 2 923 38 osoby 1 371 17,8 okna horizontální 299 3,8 okna jižní 1 363 17,7 okna jihozápadní 690 8,9 okna jihovýchodní 676,2 8,8 okna severozápadní 365 7,8

Cistá energetická spotreba domu 37 kWh/m2 a rok celkem 7 687 100 11 617 kWh bilance potreba na vytápení 11 617,0 73,2 potreba na TUV 4 234,0 26,7 celkem 15 851,0 100

Tab. 12 Tabulka energetického prehledu s vetráním okny V tomto prehledu nejsou pro svou složitost a pro zjednodušení celého výpoctu zahrnuty hodnoty izolacní schopnosti okenních rolet a izolovaných anglických dvorku apod. Všechny tyto hodnoty by samozrejme kladne prispely k celkové energetické bilanci domu. Ztráty vetráním QL lze snížit pomocí zarízení ZZT až o 85%. Pri použití rekuperacní jednotky práve s úcinností 85%. V tomto prípade by se hodnota ztráty vetráním QL = 11 041 kWh snížila na QLr = QL . 0,15 [kWh] QLr = 11 041 . 0,15 = 1 656 kWh

Po redukci QL se tak zmení celková energetická bilance domu, vliv rekuperacní jednotky je znacný a sníží nároky na vytápení 4X! Proto bychom nemeli nucené vetrání s rekuperací brát na lehkou váhu.

Tabulka energetického prehledu s rekuperací: Energetický prehled

ztráty kWh/rok %

strecha 1 238 11,5

steny 1 746 16,2

okna 4 444 41,1

podlaha 1 867 17,3

vetrání 1 501 13,9

celkem 10 796 100

pasivní zisky

ele.zarízení 2 923 38

osoby 1 371 17,8

okna horizontální 299 3,8

okna jižní 1 363 17,7

okna jihozápadní 690 8,9

okna jihovýchodní 676,2 8,8

okna severozápadní 365 7,8

Cistá energetická spotreba domu 9,9 kWh/m2 a rok

celkem 7 687 100 3 109kWh

bilance

potreba na vytápení 3 109,0 42,3

potreba na TUV 4 234,0 57,7

celkem 7 343,0 100

Tab. 13 Tabulka energetického prehledu s rekuperací

6.1.5 Pokrytí potreb energií Jak vyplývá z tab. 13, zbývá po využití rekuperace pokrýt potrebu energie o velikosti 7 408 kWh rocne. Pri navrhování pokrytí potreb mají samozrejme prednost obnovitelné zdroje pred fosilními palivy. Z obnovitelných zdroju pak nejprve solární systémy a poté konvencní obnovitelné zdroje, jako je napríklad drevo. Ohrev TUV bude v prubehu roku zajišten z velké cásti solárními kolektory, pro dodatecný ohrev bude použita krbová vložka s vestavenou spirálou pro ohrev vody. Vzhledem k absenci klasického teplovodního vytápení bude vzduch v místnostech za nepríznivého pocasí ohríván taktéž krbovou vložkou. Dum je „témer“ vzduchotesný, a proto je nutno zajistit stálou funkci primárního okruhu vetrání i pri výpadku elektrické energie. K tomuto úcelu bude sloužit pasivní záložní zdroj energie, který bude dobíjen fotovoltaickými clánky.

6.1.5.1 Pokrytí potreb energie na ohrev vody a vytápení Jak z výpoctu vyplývá, byla navržena strední spotreba teplé vody na hlavu a den 50 l. Od uživatelu to ovšem znamená jistou „kázen“, tzn. pokud možno používat více sprchu,“ze zdravotního hlediska je prospešnejší koupel ve studené vode“. Pro dimenzování plochy kolektoru se používá v praxi mnoho metod, pro presné stanovení se užívá výpoctová metoda, která zahrnuje veškeré podrobné vlivy v soustave. Jako jednodušší forma založená na zkušenostech z desítek let praxe je forma dimenzování podle zjednodušeného vzorce:

•?1 – 1,5 m2 plochy kolektoru na osobu 1) .
•?0,8 – 1,2 m2 plochy kolektoru z vakuových trubic na osobu1).

V mém prípade by pak plocha kolektoru byla AK= 5 . (1 až 1,5 m2/osobu) = 5 až 7,5 m2 kolektoru deskových 1) a AK = 5 . (0,8 až 1,2 m2 /osobu) = 4 až 6 m2 vakuových kolektoru 1). Samozrejme každý výrobce solární techniky má své vlastní výpoctové a návrhové metody, které jsou vhodné pro jeho výrobky a je dobré se jich držet. Pro demonstraci na mém dome jsem využil produkty firmy Sonnenkraft (www. sonnenkraft.com). Pro jednoduchost zde uvádím pouze solární techniku se zohlednením ostatních prídavných zdroju (teplovodní krbová vložka, rekuperacní jednotka). Vzhledem k celkové bilanci domu, který se radí do kategorie Pasivních domu by bylo nutné provést podrobný výpocet energetických zarízení, který by byl nad

1) – hodnoty uvažované pro ohrev teplé užitkové vody rámec této práce. Z tohoto duvodu budu vycházet ze zjednodušeného vztahu a nutnou solární plochu snížím o jeden rád, než je obvyklé u klasického domu. To znamená, že pokud budu uvažovat solární vytápení pro ohrev teplé užitkové vody a vody pro ohrev teplého vzduchu pomocí teplovodního výmeníku v rekuperacní jednotce a pocet osob v dome cinní 5 osob, bude dostacovat plocha kolektoru 10,6 m2. Pokud by nás zajímalo cenové rozpoložení a komponenty

celého vytápecího systému, jsou následující:
•?Stavebnice TOP750VACU obsahuje 4x vakuové kolektory, vrstvený akumulacní zásobník, cerpadlovou jednotku, rídící jednotku, 2x 10m nerezové pripojovací potrubí, nemrznoucí kapalinu (40 l) a príslušenství k montáži - cena: 214 900kc bez DPH (dle platného ceníku 2005/2006)
•?Elektrická patrona (muže nahradit v prípade neprítomnosti obyvatel krbovou vložku). Navržena s ohledem k zásobníku EHP6 o výkonu 6kW - cena: 6 000kc bez DPH (dle platného ceníku 2005/2006)
•?Teplovodní krb ACQUATONDO/22 (rovné sklo) pro ohrev v nepríznivých podmínkách. Výkon 25,5 kW (dostacující by byl krb i s výkonem 8kW) - cena: 41 500kc bez DPH (dle platného ceníku 2005 /2006)
•?Rekuperacní jednotka vcetne kompletních vzduchotechnických rozvodu, rídicích jednotek, zemního výmeníku, teplovodního výmeníku apod. odhadovaná cena: 200 000kc
•?Zabezpecovací technika topného systému pomocí fotovoltaiky: Solartecmaster 500 power (záložní zdroj energie o výkonu 180W a záloze po dobu 3,5 dne), fotovoltaické clánky vcetne menice napetí a príslušenství – cena: 31 500kc cena s DPH (dle platného ceníku 2006)
•?Ostatní potrebné komponenty a vícenáklady – odhad ceny: 50 000kc 121
•?Odhadem tedy celkové náklady na vytápecí a záložní systém budou cinit 543 900kc. Samozrejme pokud bychom venovali dostatek casu výpoctu a hledání ješte prijatelných cen, mohli bychom cenu jiste o neco srazit dolu.

6.2 ZÁVEREM O NÁVRHU PODZEMNÍHO DOMU Záverem mohu ríci, že tepelnetechnické vlastnosti podzemních domu at ve svahu, ci na relativne rovinném terénu jsou uspokojivé. V mém návrhu by se po zohlednení veškerých podmínek posunula hranice (hodnot pasivního domu 9,9 kWh/m2 a rok) pravdepodobne ješte níže. Ovšem takovéto systémy domu vyžadují velice peclivé výpocty. Zde rozhoduje již každá kWh a jedná se tedy o velmi citlivé stavby. Proto je potreba jejich návrh vložit do rukou skutecného odborníka, ale i tak se vše skutecne overí až nekolikaletým užíváním domu. Behem návrhu jsem si uvedomil, o jak složitý a technicky nárocný druh staveb se jedná. Stací jedna nepatrná chybicka v návrhu, ci samotné realizaci a celá stavba muže být znehodnocena. Bezesporu k tomu muže také prispet umístení, které by melo být v dostatecné vzdálenosti od vodního toku (tzn. nestavet v záplavové zóne ani její blízkosti) a nestavet v místech se zvýšenou hladinou podzemní vody. Naopak pro tento druh domu není problém „osídlit“ pozemky se zvýšenou úrovní hluku ( komunikace, okolí letišt atd.). Velice duležitou otázkou u této stavby hraje cena. Nemá smysl si nic namlouvat, jedná se o technicky nárocnou budovu a tomu odpovídá i cena, která je oproti „klasickému“ pasivnímu domu v systému príklad two by four 1) pri stejném objemu nepomerne vyšší. To je taktéž jeden z duvodu, proc se nikdy nemuže úplne prosadit a zustane tento druh domu spíše v okrajové cásti 1) – two by four = konstrukcní systém drevostaveb z fošen nízkoenergetického bydlení. Nicméne podzemní domy si pro svuj jedinecný zpusob uchování klimatu bez zbytecných technologií zasluhují pozornost a podrobnejší výzkum, místo toho, abychom je zavrhovali jako cosi „špatného a necistého“.

7 Vyhodnocení

7.1 Vyhodnocení podzemního domu Již pri samém zacátku návrhu tohoto podzemního domu mi bylo jasné, že z ekonomického a technologického hlediska nemuže obstát proti klasickému nízkoenergetickému domu. Mým hlavním cílem bylo ukázat, jak se energeticky chová nízkoenergetická budova a co všechno se musí zapocítávat (energetické zisky a ztráty). Nešlo o skutecný návrh domu pro budoucí realizaci, nicméne práve na podzemním nízkoenergetickém domu mohu nejlépe demonstrovat vliv izolování nízkoenergetických budov, a proto jsem provedl nekolik výpoctových simulací chování této budovy pri ruzných podmínkách vetrání a umístení. Otázka císlo 1: Je lepší nízkoenergetická stavba nad zemí nebo pod zemí?

Energetický prehled Energetický prehled ztráty kWh/rok % ztráty kWh/rok %

strecha 1 334 5,8 strecha 1 238 6,4

steny 2 572 11,2 steny 1 746 9

okna 4 444 19,3 okna 4 444 23

podlaha 2 750 11,9 podlaha 1 867 9,6

vetrání 11 925 51,8 vetrání 10 009 51,8

celkem 23 025 100 celkem 19 304 100

pasivní zisky pasivní zisky

ele.zarízení 2 923 38 ele.zarízení 2 923 38

osoby 1 371 17,8 osoby 1 371 17,8

okna horizontální 299 3,8 okna horizontální 299 3,8

okna jižní 1 363 17,7 okna jižní 1 363 17,7

okna jihozápadní 690 8,9 okna jihozápadní 690 8,9

okna jihovýchodní 676,2 8,8 okna jihovýchodní 676,2 8,8

okna

severozápadní 365 7,8

Cistá energetická spotreba domu 49 kWh/m2 a rok

okna severozápadní 365 7,8

Cistá energetická spotreba domu 3 7 kWh/m2 a rok

celkem 7 687 100 15 337,5 kWh celkem 7 687 100 11 617 kWh

bilance bilance

potreba na vytápení 15 337,5 78,36

potreba na vytápení 11 617,0 73,2

potreba na TUV 4 234,0 21,6 potreba na TUV 4 234,0 26,7

celkem 19 571,5 100 celkem 15 851,0 100

Tab. 14 Dum nad terénem

Tab.15 Dum z návrhu

Tabulky (tab. 14 a tab. 15) zobrazují identickou stavbu s výmenou vzduchu pomocí klasického vetrání okny (i tak dosahují úrovne nízkoenergetického domu). Jediný rozdíl je v tom, že dum v tabulce (tab. 14) je zcela nad terénem a není kryt zeminou. A dum v tabulce (tab. 15) je ten, který známe z návrhu (tedy pod zemí). Energetický rozdíl techto staveb ciní 3 720,5kWh rocne, procentuálne je na tom hur dum nad povrchem, a to o plných 24%. Je to hodne nebo málo? Z pohledu klasické výstavby neciní tento rozdíl až tak velkou hodnotu. Pokud se budeme zabývat také ekonomickou hodnotou, bude zcela jednoznacné, že to vyhrává dum nad zemí, a to i s ohledem na rozdíl 3 720,5kWh rocne, nemluve o jeho nižším zatížení a tím i využití levnejších materiálu. A vzhledem k ekonomické situaci, která je vždy na prvním míste, musí odpoved znít: Je z ekonomického hlediska výhodnejší nad zemí. Na tomto príkladu je patrné, že u nízkoenergetických domu je rozhodující vliv izolace budovy a již nerozhoduje tolik její umístení. Avšak rozdíl 24% není zrovna zanedbatelný, ale podívejme se, jak by vypadala stejná situace, pokud by byly tytéž budovy bez izolace:

Energetický prehled Energetický prehled ztráty kWh/rok % ztráty kWh/rok %

strecha 39 918 24 strecha 27 104 20,8

steny 71 897 43,4 steny 48 817 37,6

okna 4 444 2,5 okna 4 444 3,4

podlaha 37 421 22,5 podlaha 37 421 28,8

vetrání 11 925 7,2 vetrání 11 925 9

celkem 165 605 100 celkem 129 711 100

pasivní zisky pasivní zisky

ele.zarízení 2 923 38 ele.zarízení 2 923 38

osoby 1 371 17,8 osoby 1 371 17,8

okna horizontální 299 3,8 okna horizontální 299 3,8

okna jižní 1 363 17,7 okna jižní 1 363 17,7

okna jihozápadní 690 8,9 okna jihozápadní 690 8,9

okna jihovýchodní 676,2 8,8

okna

jihovýchodní 676,2 8,8

okna

severozápadní 365 7,8

Cistá energetická spotreba domu 504 kWh/m2 a rok

okna severozápadní 365 7,8

Cistá energetická spotreba domu 389,9 kWh/m2 a rok

celkem 7 687 100 157 918 kWh

celkem 7 687 100 122 024kWh

Tab. 16 Dum nad terénem Tab. 17 Dum pod povrchem

V tabulce 16 je dum bez izolace a nad terénem, a v tabulce 17 je identický dum pod povrchem. Jak je videt, nízkoenergetické domy dosahují 10% spotreby energie oproti jejich „kolegum“ bez izolací. Tyto domy mají již znacné energetické rozdíly – 35 870kWh rocne, procentuálne je tento rozdíl menší než u nízkoenergetického domu, a to sice 22,7%. Aby situace nebyla tak jednoduchá, musíme zde zohlednit predevším jednu velmi podstatnou skutecnost, a to sice že všechny tyto domy mají návrhovou vnitrní teplotu ti = 21°C. Pokud snížíme návrhovou teplotu ti až na 8°C dostaneme se do jiné sféry:

Energetický prehled

ztráty kWh/rok %

strecha 4 194 -

steny -8 875 -

okna 4 444 -

podlaha -2 109 -

vetrání 10 009 -

celkem 7 663 -

pasivní zisky

ele.zarízení 2 923 38

osoby 1 371 17,8

okna horizontální 299 3,8

okna jižní 1 363 17,7

okna jihozápadní 690 8,9

okna jihovýchodní 676,2 8,8

okna severozápadní 365 7,8

Cistá energetická spotreba domu -0,076 kWh/m2 a rok

celkem 7 687 100 -24 kWh

bilance

potreba na vytápení -24,0 -

potreba na TUV 4 234,0 -

celkem 4 210,0 -

Tab. 18 Dum bez izolace a pod povrchem s návrhovou vnitrní teplotou ti = 8°C Jak je videt hranice ti = 8°C je „zlomová“ pro podzemní domy. Do této teploty není nutno dum vytápet, a to ani v zime. Pokud by stál stejný dum se stejnou návrhovou vnitrní teplotou nad terénem, steží by se vnem udržela konstantní teplota pri – 15°C nebo +30°C. Tady je jednoznacná výhoda podzemních domu. Samozrejme, že žít v dome, kde je celorocne teplota 8°C by nebylo nic príjemného.

Paradoxne je z techto ukázek zrejmé, že podzemní dum izolujeme, aby nevychládal, a to nejenom v zime, ale i v léte. Predností tedy zustává možnost „tencí“ vrstvy na izolování techto staveb oproti klasickým nadzemním domum. Trh ovšem hledá strední cestu, kterou vyjadruje pomerem - ješte prijatelné kvality a ceny. Bohužel podzemní stavby zatím v tomto ohledu po této ceste nejdou.

Ruzná rešení a porovnání stejného podzemního domu oznacení popis vnitrní teplota ti spotreba domu

1 Izolace - podzemí 21°C 9,9 kWh/m2 a rok
2 Izolace - nadzemí 21°C 16,6 kWh/m2 a rok
3 bez izolace - nad terénem 21°C 504 kWh/m2 a rok
4 bez izolace - pod terénem 21°C 389,9 kWh/m2 a rok
5 bez izolace - pod terénem 8°C - 24 kWh/m2 a rok

Tab. 19 Strucný prehled

7.2 Energetická a ekologická budoucnost v CR Energetická a ekologická budoucnost je v dnešní dobe velmi aktuální téma ,a to predevším díky stále rostoucím cenám energií. O tom, že ceny energií stále porostou nemá smysl psát, to je dnes jasné každému. Jiná otázka je však, jak rychle porostou? Na tomto se podílejí tri základní faktory: vláda, zásoby surovin a stav životního prostredí, z cehož je nejnestabilnejším prvkem vláda. Je ovlivnována ruznými loby velkých firem, které se snaží vytežit nejvíce penez v co nejkratším case. Zásoby surovin ovlivnují taktéž znacne jejich cenu, odhady o jejich stavu jsou ruzné, ale vesmes platí hodnoty v tabulce 20.

Tab. 20 Zásoby surovin Jak je z ní patrné, nejhure je na tom ropa a zemní plyn. Ceny techto surovin se budou rapidne zvyšovat až do doby, kdy budou natolik vzácné, že se nebudou využívat k nesmyslnému spalování, ale budou se využívat hospodárneji, a to predevším ropa na výrobu plastu, léku apod. Ostatní fosilní suroviny budou samozrejme v tesném závesu následovat ciste z ekonomických a poté i z ekologických duvodu. Velmi razantní rust cen mužeme ocekávat vzhledem ke stále vetšímu znecištování ovzduší planety a vypouštením skleníkových plynu a to predevším oxidu uhlicitého a metanu. Po miliony let ukládané zdroje byly behem pár století vypušteny do atmosféry, což zacíná mít neblahé úcinky, které se budou stupnovat. Mnoho vedcu již nekolik desetiletí upozornuje vlády pred hrozící katastrofou, ovšem omezit svuj hospodárský rust se nikomu nechce, a tak pocitujeme již dnes nekolik velmi vážných zmen, které budou mít do budoucna ekonomicky nedozírné následky. Pokud nezacnou vlády rapidne zvyšovat dane na vše, co vytvárí skleníkové plyny, zacne si je vybírat príroda sama. Mimochodem už zacala a nehodlá v tom jen tak prestat, jak je patrno z následujících grafu:

Graf 2 Emise CO2 v atmosfére Graf 3 Prírodní katastrofy Myslím si, že není nutné pripomínat, že s rostoucím poctem katastrof rostou také cástky pojištovacích událostí, a tím i zvýšené pojistné nebo zrušení urcité pojištovací události. V CR na tom budeme podle ekologických studií relativne dobre, klima bude cástecne stredozemního typu – teplejší léta, hodne snehu v zime, prívalové dešte (každorocní záplavy ) a s tím spojené boure. Celosvetove bude ovšem situace mnohem horší a mnozí vedci nejsou ani schopni presne ríci, co nás ceká. Jedno je však již dnes jisté: ledovce roztajou a v dusledku toho prestane proudit Golfský proud, který se již zpomaluje, nemluve o obrovských zásobách metanu pod polárním príkrovem, který zpusobí ješte razantnejší oteplení (cerpáno z http://gnosis9.net/search.php?rstext=all-phpRSall& rstema=38) . Ceny energií se tedy budou stále rychleji zvyšovat, a to i pres neúnosnou zátež obyvatel. Cím dríve se tedy pokusíme upustit od techto zdroju, tím lépe, a meli bychom se o to snažit dokud máme sílu a zajistit se tak zároven na stárí, kdy nebudeme muset platit energie na vlastní domácnost. Nedávno jsem dostal nekolikrát po sobe dotaz: A co sociálne slabší lidé a duchodci? Odpoved je bohužel tvrdá: Tito lidé netvorí ekonomickou sílu státu a bude záležet pouze na ostatních, jestli jim budou chtít pomoct.

7.3 Lidé a nízkoenergetická výstavba Vetšina lidí u nás považuje nízkoenergetickou výstavbu jako neco z oblasti „sci-fi“. Z pocátku me to vyvádelo z míry, ale postupem casu jsem si zvyknul a pokud mel dotycný zájem, rád jsem vše vysvetlil. Velice zajímavý byl názor, že takové domy musejí být nutne velice drahé, vzhledem k tomu, že využívají solárních kolektoru a fotovoltaických clánku. Nízkoenergetický dum však nemusí nutne obsahovat tyto prvky, aby byl nízkoenergetický, vystací si klidne s plynovým nebo elektrickým topením, pokud je to ekonomicky výhodnejší a investor není vyložene z „ekologického“ testa. Nízkoenergetická stavba by mela být ekologická a to nejenom svým provozem, ale také svou konstrukcí. Její prípadná oprava nebo rekonstrukce by se mela obejít bez zbytecne zvýšených energetických a ekologických nároku a záteže prírody. Tomuto nejlépe odpovídá drevostavba. Je až zarážející, kolik možných duvodu jsou si lidé schopni vymyslet proti tomuto prirozenému stavebnímu materiálu, jenom pro napríklad: o Kdo to má porád natírat? Pokud zvolíme vhodnou úpravu nikdo nepozná, že se jedná o drevostavbu a není tedy ani co ošetrovat.

Pri povodních mi to odnese voda. Drevostavba je pevne prikotvena k základové konstrukci a pokud možno se již nestaví v záplavových oblastech. Dále není problém ji vyztužit, aby takové vode odolala. Vzhledem k impregnaci dreva snáší dobre krátkodobé zatopení vodou, po jejím opadnutí rychle vysychá a po výmene vlhkých cástí (izolace, obkladové sádrokartonové desky) se mužeme znovu nastehovat do suchého domu( po 3 týdnech), což u klasicky zdeného domu nepripadá v úvahu. o Škrtnu sirkou a shorí mi to. Vzhledem k obložení interiéru sádrokartonem není riziko o moc vetší než u klasické zdené stavby.

Ve skutecnosti je jednoznacné, že lidé se snaží vytváret si problémy, kterých se pak drží, a to už vubec nemluvím o nesmyslném lpení na dávno prekonaných tradicích. Clovek, který si preje nízkoenergetické bydlení, a ve skutecnosti pro to neco delá je clovek, který uvažuje ekologicky a myslí na své stárí. Je logické, že takových lidí je jenom poskrovnu a pro ty ostatní je tu zvyšování cen energií. Smutným faktem zustává neuvedomení si širších souvislostí, a tak spousta z nás na tom bude stále hure. Do budoucna bude nízkoenergetická výstavba plnohodnotne zakomponována do klasické výstavby, a je tedy zbytecné a do budoucna nákladné se bránit necemu, co neodvratne nastane.

Záver Velice se omlouvám ctenárum za ponekud strohé a v nedostatecné hloubce podané informace, nemluve o zarízeních a výzkumech pro které již nezbylo místo. Každé zarízení a oblast nízkoenergetické výstavby, vcetne všech jejích energetických kategorií, by vydalo na mnoho samostatných prací. Avšak pokud Vás i presto tato práce zaujala a zmenila váš názor na soucasný stav ve stavebnictví, je to více, než v co jsem doufal a mohu vám pouze pogratulovat a poprát mnoho úspechu pri dalších krocích, které v této oblasti podniknete. V prubehu tvorby této práce jsem dospel k názoru, že nová stavba nepostavená na nízkoenergetický standard je pouhé vyhazování penez, na které se bude muset casem „prihodit“ ješte „trochu“, aby se na tento standard dostala. Nicméne toto je záležitostí investora a doufám, že do budoucna také státu, který zajistí vznik kvalitních norem a predpisu, a nikoliv byrokratickou džungli. Této práci vdecím za urcení smeru ve stavebnictví, kterým se chci i nadále zabývat a podporit tak rozšírení této oblasti prozatím alespon jedním „zapáleným“ clovíckem. Pokud bych mel prirovnat soucasnou situaci nízkoenergetické výstavby, musel bych se „oprít“ o jedno staré tvrzení, které obsahuje tri stupne vývoje: Dohnat a predehnat, udržet krok a neztratit stopu. Dle mého názoru jsme stopu našli, ted bychom se meli snažit udržet krok s okolními vyspelými státy a do budoucna je dohnat a nakonec predehnat. Spoléhat musíme pouze sami na sebe, a ne na pomoc ostatních. Cím dríve si toto uvedomíme, tím lépe a rychleji se nám podarí dohnat tento rozdíl.

Seznam použitých znacek a symbolu

znacení velicina jednotka
=….…….tepelná vodivost [W/(m.K)]
R………...tepelný odpor [m2K/W]
U…………soucinitel prostupu tepla (ve straších zdrojích se uvádí jako k) [W/(m2K)]
g………...celková tepelná propustnost (slunecního zárení) [-]
. ………...optická propustnost [-]
A ….……. plocha [m2]
A/V….…. geometrická charakteristika budovy [m2/m3]
Af…………plocha oken [m2]
cL…………merná tepelná kapacita vzduchu [kJ/(kg.K)]
cP…………citelné teplo od osob [W/os]
EBF………energetická vztažná plocha [m2]
EE………...spotreba konecné energie elektrickými zarízeními [kW/rok]
fB………....redukcní faktor zastínení a zašpinení prosklených ploch [-]
fE…………redukcní faktor tepelného pusobení elektrických zarízení v místnosti [-]
fr……….…podíl zasklení na celkové ploše okna [-]
GHT………tepelná energie dopadajícího globálního slunecního [kW/m2 a rok]
zárení
HGT……..pocet denostupnu [K.den]
hP……….. doba prítomnosti behem 24h [h/den]
HT………pocet dnu otopného období [d]
n…………násobnost výmeny vzduchu za normálních podmínek [h-1]
P…………pocet osob [-]
QE……….odpadní teplo z elektrických zarízení [kWh/rok]
QF……….volné teplo [kWh/rok]
QH……….potreba tepla na vytápení [kWh/rok]
QL……….potreba tepla na krytí ztráty výmenou vzduchu [kWh/rok]
QS………..solární zisky [kWh/rok]
QT………potreba tepla pro krytí ztrát prostupem [kWh/rok]
QW……….potreba tepelné energie [kWh/rok]
QWW……..potreba tepla na ohrev teplé užitkové vody [kWh/rok]
R´w ……...index vzduchové nepruzvucnosti [dB]
V…………objem [m3]
TK……….. teplota studené vody [°C]
TW………..teplota teplé užitkové vody [°C]
lL………...objemová hmotnost vzduchu [kg/m3]
Ai………...plocha interiéru [m2]
ti………….teplota interiéru [°C]
te …………teplota exteriéru [°C]



Seznam použité literatury Odborné knihy

[1] HUMM, Othmar. Nízkoenergetické domy. 1 vyd. Praha: GRADA Publisching, Praha 1999, pocet stran 360, preložil Jan Tywoniak. ISBN 80-7169-657-9

[2] JIRÁNEK, Martin. Konstrukce pozemních staveb 80. Vydavatelství CVUT, srpen 2002, 53 stran. ISBN 80–01-02190-4

[3] HANZALOVÁ Lenka, ŠILAROVÁ Šárka, Konstrukce pozemních staveb 40. Vydavatelství CVUT, ríjen 2002, 244 stran. ISBN 80-01-02604-3

[4] WITZANY Jirí, KUTNAR Zdenek. Konstrukce pozemních staveb 20. Vydavatelství CVUT, kveten 2001, 364 stran, ISBN 80-01-02317-6

[5] TYWONIAK Jan. Nízkoenergetické domy – Principy a príklady. Vydavatelství GRADA Publisching. ISBN 80-247-1101-X

[6] LADENER Heinz, SPÄTE Frank. Solární zarízení. Vydavatelství GRADA Publisching, Praha 2003, 268 stran, preklad Ján Struška, Petr Kramoliš. ISBN 80-247-0362-9

[7] BYSTRICKÝ Václav, POKORNÝ Antonín. Technická zarízení budov – B. Vydavatelství CVUT, prosinec 1999, 203 stran, ISBN 80-01-02078-9

Jiné zdroje informací:

[8] ROCKWOOL a.s. : Ekologická zpráva 2005

[9] Materiály pro stavbu 1/2006, XII. Rocník, Tématická príloha – Strechy, strana 4

[10] Stavba 4 /2000, Stavební konstrukce, strana 64-71

[11] Muj dum 3/2000 – Ekologická architektura: Zelené domy, strana 28-31



[12] Propagacní materiály firmy Sonnenkraft

[13] Internetové stránky:
http://www.rti.cz
http://www.izopol.cz
http://www.levnastavba.cz
http://www.dape.cz
http://zivotopisyonline.cz/sokrates.php
http://www.stoa.org/hopper/text.jsp?doc=Stoa:text:2003.01.0003:chapter=3:subsection=4#note3.46
http://slovnik-cizich-slov.abz.cz
http://www.ekolist.cz
http://www.veronica.cz/energie/solar/armin/svepomoc_kolekt_AEE.html
http://www.solarobchod.cz/pritapeni.html
http://www.belis.cz
http://www.poolservis.cz
http://www.hitechsolar.cz/fotovoltaickesystemy.php?kategorie=1036&sekce=1005
http://www.ecosolar.cz/Products/fotovoltaika.htm
http://www.helion.cz/fotovoltaika.html
http://www.atmos.cz/kotle1.phtml?czech
http://www.ekowatt.cz//library/infolisty/infolisty1999/tep_cerpadla.php3
http://www.tifr.cz
http://www.tedor.cz/cs/cerapur_6.php?PHPSESSID=a226829e8618106b94d7c28ae7794729
http://www.atrea.cz/?page=rkup_intro_cz
http://www.avpreal.cz/Sestavy.htm
http://gnosis9.net/view.php?cisloclanku=2005010026
http://gnosis9.net/view.php?cisloclanku=2006030014
http://gnosis9.net/view.php?cisloclanku=2005090006
http://www.ekolist.cz/zprava.shtml?x=63835
http://si.vega.cz/clanky/tepelne-izolacni-materialy/tepelna-izolaceterasy-strechy-helioporty/
http://www.slavona.cz/dvere-vchodove.php
http://www.slavona.cz/okna-iv78.php
http://www.tzb-info.cz/t.py?t=16&i=12&h=38
http://vetrani.tzb-info.cz/t.py?t=16&i=86&h=38&obor=7
http://www.meffert.cz/scripts/index.php?id_nad=242
http://server.solartec.cz/clanek.php?CLANEK=107
http://energie.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=3028
http://www.tzb-info.cz/t.py?t=4&i=91&h=3
http://www.sonnenplatz.at/page.asp/2454.htm

Seznam obrázku, tabulek a grafu
Seznam obrázku:
Obr. 1 Pasivní dum
Obr. 2 Težba ropy
Obr. 3 Rez pravekým zahloubeným obydlím
Obr. 4 Príklad pudorysu a modelu domu v Olynthus
Obr. 5 Príklad pudorysu a modelu domu v Olynthus
Obr. 6 Provozní stavy vzduchového kolektoru
Obr. 7 Rešení vzduchového kolektoru
Obr. 8 Dum z roku 1938
Obr. 9 Lyžarská chata (1977)
Obr. 10 Experimentální dum Philips (1974)
Obr. 11 Vetraná fasáda v celé tlouštce tepelné izolace
Obr. 12 Vetraná fasáda s kolmo presazenými latemi
Obr. 13 Vetraná fasáda s ocelovou pomocnou konstrukcí
Obr. 14 Vetraná fasáda s hliníkovou pomocnou konstrukcí
Obr. 15 Silná tepelneizolacní vrstva
Obr. 16 Prídavné izolacní vrstvy
Obr. 17 Tepelne oddelené kombinované profily
Obr. 18 Dvojitá stena se svislými stojkami
Obr. 19 Špatná skladba strechy
Obr. 20 Dobrá skladba strechy
Obr. 21 Špatná vzduchotesnost obálky domu
Obr. 22 Vyztužení fasády
Obr. 23 Strední hodnoty úhrnu globálního zárení na Zemi
Obr. 24 Strední hodnoty úhrnu globálního zárení v CR
Obr. 25 Plochý kolektor
Obr. 26 Trubicové vakuové kolektory
Obr. 27 Trubicové kolektory
Obr. 28 Vzduchové kolektory
Obr. 29 Instalované polymerové kolektory
Obr. 30 Princip fotovoltaického clánku
Obr. 31 Fotovoltaický clánek
Obr. 32 Solární okruh pro pritápení a ohrev teplé vody
Obr. 33 Vzduchové zásobníky
Obr. 34 Kotel na drevoplyn
Obr. 35 Kachlová kamna
Obr. 36 Zarízení ZZT z vody
Obr. 37 Schéma tepelného cerpadla
Obr. 38 Zeme – voda
Obr. 39 Vzduch – voda(zeme)
Obr. 40 Voda – voda
Obr. 41 Kondenzacní plynový kotel
Obr. 42 Vedení tepla oknem
Obr. 43 Izolacní zasklení
Obr. 44 Rešení tepelných mostu
Obr. 45 ISO nosník
Obr. 46 Talírová hmoždinka
Obr. 47 Redukce prostupu tepla v okolí zakládací lišty
Obr. 48 Pudorys 1.NP a 2.NP
Obr. 49 Skladba obvodových konstrukcí
Obr. 50 Prubeh výstavby
Obr. 51 Jižní pohled
Obr. 52 Jižní pohled na dokoncenou stavbu
Obr. 53 Pudorys 1.NP
Obr. 54 Pudorys 2.NP
Obr. 55 Jižní pohled
Obr. 56 Schéma energetického parku
Obr. 57 Pohled na cást zemního výmeníku
Obr. 58 Severozápadní pohled
Obr. 59 Energetické chování „skleníku“ v léte a zime
Obr. 60 Pohled na strešní konstrukci
Obr. 61 Jižní vstup
Obr. 62 Axonometrie a pudorys vzdelávacího centra
Obr. 63 Jižní pohled
Obr. 64 Pudorys bežného podlaží
Obr. 65 Pohled na domek
Obr. 66 Pohled na vytápecí šachtu a dutiny
Obr. 67 Pudorys 1.PP
Obr. 68 Pudorys 1.NP
Obr. 69 Rez domem
Obr. 70 Detail základové konstrukce
Obr. 71 Detail stropní konstrukce
Obr. 72 Detail stenové konstrukce

Kontakt - Hrubá stavba rodinného domu za 890.000,- Kč - podání základních informací:

GSM: 720 403 392
E-mail: optimstav@centrum.cz
WWW: NAŠE BIO DOMY - NOVINKY PRO VÁS