Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy

Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Poděkování

Poděkování patří i tentokrát kolegům z mého pracoviště a dalším spoluautorům z České republiky, Německa a Rakouska. Bez jejich přátelské spolupráce by tato kniha nevznikla. Velké poděkování patří i Emilovi, Adamovi a Janě.

Jan Tywoniak

Jan Tywoniak a kolektiv

NÍZKOENERGETICKÉ DOMY 3

Nulové, pasivní a další

Lektoroval: prof. Ing. Anton Puškár, Ph.D.

Autorský kolektiv: Jan Tywoniak (kap. 1, 2, 3, 4, 9, část kap. 7), Jiří Novák (kap. 5), Tomáš Matuška (kap. 6), Kamil Staněk (kap. 7 a 8.5), Olaf Reiter (kap. 8.1), Martin Treberspurg, Bernhard Kollmann a Roman Smutny (kap. 8.2), Tomáš Šenberger (kap. 8.3), Jan Růžička (kap. 8.4), Jaromír Veselák, David Havránek (kap. 8.5), Ingo Lütkemeyer, Jens Krause a Günter Löhnert (kap. 8.6), Herwig Ronacher (kap. 8.7), Jiří Novák a Martin Šulc (kap. 8.8), Kateřina Mertenová a Heinz Plöderl (kap. 8.9), Georg W. Reinberg (kap. 8.10).

TIRÁŽ TIŠTĚNÉ PUBLIKACE:

Vydání knihy bylo podpořeno projektem MSM 6840770005 Udržitelná výstavba. Některé zde uvedené informace byly dále získány při řešení výzkumných projektů MPO 2A-1TP1/129 – Energeticky nulový dům, MSM 1M0579 (Výzkumné centrum CIDEAS) na Fakultě stavební ČVUT v Praze a MPO Efekt 122 142 0506.

Vše, co je uvedeno v této knize, bylo autory napsáno v upřímné snaze zprostředkovat čtenářům co nejlepší informace. Z jejich praktického uplatnění ale nevyplývají pro autory ani pro vydavatelství žádné právní důsledky.

Vydala Grada Publishing, a.s.

U Průhonu 22, Praha 7

obchod@grada.cz, www.grada.cz

tel.: +420 234 264 401, fax: +420 234 264 400

jako svou 4817. publikaci

Odpovědná redaktorka Eva Škrabalová

Sazba JoshuaCreative, s. r. o.

Fotografie na přední straně obálky Jaromír Veselák

Ostatní fotografie z archivu autorů, pokud není uvedeno jinak

Překlad závěrečného shrnutí Adam Tywoniak

Počet stran 204

První vydání, Praha 2012

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a. s.

Husova ulice 1881, Havlíčkův Brod

© Grada Publishing, a.s., 2012

Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2012

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.

ISBN 978-80-247-3832-1

ELEKTRONICKÉ PUBLIKACE:

ISBN 978-80-247-8051-1 pro formát PDF

ISBN 978-80-247-8052-8 pro formát EPUB

Předmluva

Zda zájem veřejnosti a odborníků o „energeticky rozumná“ řešení budov roste dostatečně rychle, může být předmětem dlouhých diskusí – pro někoho jsou změny příliš rychlé, pro jiného stále nedostatečné. V každém případě se od prvního vydání knihy Nízkoenergetické domy. Principy a příklady v roce 2005 situace proměnila. Pasivní dům již není neznámým pojmem a může se objevit i v sobotní příloze novin a ve společenských časopisech. Architektonická kvalita je pečlivě sledována a v případě neúspěšného řešení okamžitě použita pro argumentaci nepřátelskou vůči energeticky optimalizovaným řešením budov.

Nyní, stejně jako dříve, je důležité dále zvyšovat úroveň odborných znalostí architektů a projektantů a dále zvyšovat „imunitu“ veřejnosti proti záměrně nebo nechtěně zkresleným informacím. Nechuť měnit dosavadní projekční zvyky i nedostatečnou znalost zakrývají někteří projektanti účelovými tvrzeními o tom, že všechny aktivity vedoucí k nízké energetické náročnosti jsou jen marketingovým trikem výrobců tepelných izolací. Skutečný marketing ve prospěch energeticky vyspělých řešení za nás ovšem občas udělá vlna mrazů, veder nebo výpadky dodávek energie, kdy si najednou všichni uvědomí svou závislost na technice a energii.

Z téměř třiceti tisíc bytových jednotek postavených celosvětově v pasivním standardu je těch českých stále jen zanedbatelné množství. Horní odhady mluví o pěti stech českých realizovaných nebo připravených projektů. Jsme zatím bohužel příliš pozadu za Rakouskem, kde je okolo třetiny nových stavebních povolení vydáváno pro pasivní budovy, většina ostatních projektů jsou domy nízkoenergetické.

Kniha, kterou vám se spoluautory předkládáme, je inspirována tématy probíranými na odborných konferencích, vychází z běžné praxe i častých dotazů. Má podobnou strukturu jako její dvě předchůdkyně a v mnohém na ně navazuje – v první části připomíná obecné souvislosti a popisuje kategorie budov z hlediska energetické náročnosti. Stručně připomíná řešení stavebních konstrukcí a podrobněji se věnuje technickým systémům. Druhá část přináší komentované příklady budov.

I tuto knihu můžete číst z libovolného místa. Ten, kdo bude studovat jednotlivé kapitoly od začátku, jistě ocení, že jsou zde popsány i aktuální změny v základní normě pro tepelnou ochranu budov (ČSN 73 0540-2). Jiný čtenář se bude možná nejprve inspirovat vybranými příklady budov a k teoretické části se vrátí později. Všem předem děkujeme za připomínky.

1 Úvod

1.1 Evropské snahy

Směrnice o energetické náročnosti budov [6], která byla teprve celkem nedávno zavedena v členských zemích EU (obsahuje povinné zpracování průkazů energetické náročnosti a další opatření), byla v květnu 2010 [7] nahrazena novým zněním. To přináší celou řadu změn, největší zájem však vyvolává sdělením, že všechny nové budovy mají být v budoucnu stavěny jako energeticky nulové nebo takové úrovni blízké. Tím se dostáváme ke klíčové otázce, co se má za takovou budovu považovat (problém definic) a jakými prostředky takové cíle naplňovat (problém architektonicko-stavebního a technického řešení). Téma je předmětem zájmu Evropské energetické agentury [47], výzkumných pracovišť a je z mnoha pohledů diskutováno v odborných publikacích [53, 58].

Předchozí usnesení Evropského parlamentu [5] z roku 2008 žádající, aby všechny nové budovy byly od roku 2011 stavěny jako pasivní, je novým, ambicióznějším cílem překonáno, ale vlastně zůstává nenaplněno.

V zahraničí se iniciativy chápou některá města a regiony, které si formulují vlastní náročné cíle, motivované snahou o větší energetickou nezávislost na dovozech energie, vlastní energetickou bezpečnost i vzorové plnění cílů z hlediska ochrany klimatu.

Tématu energie se nemohou vyhnout politici žádné orientace. V jedné zemi ve střední Evropě politická reprezentace projednává zákon stanovující maximální (!) podíl obnovitelných zdrojů v národní ekonomice, v ostatních zemích hledají, jak tento podíl výrazně zvýšit.

Uvědomíme-li si, že více než 40 % energie se spotřebovává v souvislosti s provozem budov, je zřejmé, že beze změny přístupu k energetické náročnosti budov se obecně formulované cíle energetické bezpečnosti a ochrany klimatu nemůže podařit naplnit. Přičemž – jak již bylo mnohokrát ukázáno – právě sektor budov je jedinou velkou oblastí v „energetickém koláči“ vyspělých zemí, kde jsou řešení známá a z velké části rovnou použitelná. Současně přibývá odborných prací, které zdůrazňují vhodnost propojení energetického problému budov s ostatními segmenty národní ekonomiky (energetika, doprava).

Hlavní body nové směrnice o energetické náročnosti budov [7] je možné shrnout takto:

Nové budovy mají být nejpozději od počátku roku 2021 stavěny jako energeticky nulové nebo takové úrovni blízké.

Pokud se jedná o budovy, kde jsou použity veřejné prostředky, má být výše zmíněné úrovně dosahováno o dva roky dříve. Směrnice ponechává na členských zemích, aby si samy stanovily metody hodnocení a cílové hodnoty energetické náročnosti. Společně závazné je jen to, že do provozní energetické náročnosti se musí započítávat energie na vytápění, chlazení, přípravu teplé vody, pomocná elektrická energie na provoz technických systémů budovy a elektrická energie na umělé osvětlení. Provozní energetická náročnost se vyjadřuje v hodnotách primární energie (kapitola 2), nejlépe charakterizující společenský efekt spotřeby.

Budovy na nákladově optimální úrovni

Neméně významným bodem je povinnost každé členské země provést analýzy, zda současné požadavky na energetické vlastnosti budov jsou na nákladově optimální úrovni. Pokud se nalezne příliš velký rozpor mezi nákladově optimální úrovní a požadavky, musí členská země zpřísnit požadavky při nejbližší plánované změně předpisů. Ukazuje se, že není možné na mezinárodní úrovni úplně sjednotit požadavky ani metody výpočtu. Pro některé země je možná důležitější, že se téma energetické náročnosti vůbec dostane do projednávané agendy.

Za nákladově optimální se považuje takové řešení budovy, které odpovídá minimu součtové křivky investičních a provozních nákladů na budovu. Podrobnější informace mají být uvedeny v dodatečně vydaném doprovodném dokumentu [4] k Evropské směrnici a navazujícím metodickém doporučení.

Výpočtové hodnocení se provádí pro období 30 let (budovy obytné) nebo 20 let (budovy komerční a ostatní). Provedení výpočtů popisujících vztah mezi primární energií pro provoz budovy a celkovými náklady je nutně zatíženo značnou chybou vycházející z  nastavení prognóz vývoje cen energií, inflace, diskontních sazeb (metoda čisté současné hodnoty) i z obecné otázky reprezentativnosti testovaných příkladů budov.

Dalšími významnými body směrnice jsou:

- vydávání certifikátů energetické náročnosti,

- inspekce otopných soustav a klimatizačních systémů,

- nezávislé systémy kontroly certifikátů a inspekčních zpráv.

- 1.2 České souvislosti

Zavedení směrnice [7] vyvolává nutnost změn národních předpisů. V českých podmínkách se jedná o zákon o hospodaření energií (zákon č. 406/2000 Sb. ve znění pozdějších předpisů [68]) a navazující vyhlášky, tedy i ty, podle nichž se provádějí hodnocení energetické náročnosti budov [63] a energetické audity budov [64]. Vzhledem k dlouhým lhůtám, kterými jsou provázeny změny legislativních předpisů, a také vzhledem k nutnosti poskytnout stavebnictví potřebnou dobu na přípravu je rozumné začít s formulací nových předpisů co nejdříve.

ČSN 73 0540-2 (2011)

V nedávné době bylo připraveno nové znění základní technické normy pro tepelnou ochranu budov ČSN 73 0540-2 [103] (v platnosti od 1. 11. 2011 – kapitola 3). Splnění požadavků této normy je chápáno jako splnění odpovídajících normových hodnot ve vyhlášce č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby [65], a tím i stavebního zákona [67].

Oproti předchozímu znění jsou v normě přehledněji formulovány požadavky na teplotu vnitřních povrchů konstrukcí s využitím teplotního faktoru vnitřního povrchu. Částečně se mění a doplňují hodnoty součinitele prostupu tepla konstrukcí. Je upraveno hodnocení prostupu tepla obálkou budovy pomocí průměrného součinitele prostupu tepla s využitím metody referenční budovy. Upravena je kapitola popisující požadavky na neprůvzdušnost konstrukcí a požadavky na větrání místností. Informativní příloha A je upravena a rozšířena o podrobněji popsané definice nízkoenergetických, pasivních a orientačně i energeticky nulových budov. Informativní příloha B obsahuje příklady hodnocení budovy pomocí průměrného součinitele prostupu tepla. Změněna je informativní příloha C s energetickým štítkem obálky budovy.

TNI 73 0329 a TNI 73 0330

Technická normalizační informace TNI 73 0329 [125] se zabývá hodnocením rodinných domů s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění, zejména pro potřeby jejich klasifikace. Uvedený postup je v souladu s obecně závaznými právními předpisy, původními českými technickými normami i evropskými normami. Dále se vychází ze zahraničních zkušeností s navrhováním a hodnocením domů s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění, s domy nízkoenergetickými a pasivními. V nejvyšší možné míře jsou zde využity postupy obsažené v metodě PHPP [35], která je často v zahraničí užívána a je prověřena velkým množstvím realizací. TNI 73 0330 [126] se analogicky zabývá bytovými domy. Oba dokumenty byly vytvořeny jako reakce na aktuální potřebu podrobnějšího popisu nových kategorií budov, pro které dosud neexistovaly úplné podklady technických norem. Vzhledem k rozsahu obou zmiňovaných TNI a k rozsahu ČSN 73 0540-2 (2011) bylo rozhodnuto obě TNI, původně koncipované jako provizorní dokumenty, i nadále ponechat v platnosti.

Podstatné informace, požadavky a doporučení z výše uvedených technických dokumentů jsou uvedeny a komentovány v kapitole 3.

Ve spleti norem, vyhlášek a předpisů by se ovšem neměl ztrácet prostý fakt, že je povinností projektanta hledat co nejlepší dostupná řešení navrhované budovy, tedy i v otázce energetické náročnosti – to od něj klient očekává, ať již je to schopen formulovat odborně nebo jen nějak intuitivně.

1.3 Formy veřejné podpory

Ve zpětném pohledu na období 2008–2010, kdy byly v ČR prostřednictvím Státního fondu životního prostředí poskytovány dotace na výstavbu pasivních domů, můžeme formulovat některá poučení:

- Rozhodnutí, že v případě novostaveb se budou z prostředků z obchodování s emisními kredity finančně podporovat v oblasti novostaveb výlučně pasivní domy, bylo v principu správné. Realizace programu však částečně narážela na organizační i odbornou neprofesionalitu, především na straně poskytovatele. Hodnocení žádostí trvalo příliš dlouho a nemohlo vytvářet potřebnou zpětnou vazbu. Některé projekty obsahovaly nesprávná řešení, nebyly korektně doloženy odpovídajícími výpočty. Objevily se projekty vzniklé jen obyčejným doplněním větších tlouštěk tepelných izolací a změnou technického systému bez jakékoli optimalizace řešení, bez koncepčního zpracování detailů napojení konstrukcí atd. Výpočty až příliš často narychlo prováděli lidé bez odborné zkušenosti – energetičtí auditoři bez stavebního vzdělání apod. –, bez jakékoli předchozí zkušenosti s nízkoenergetickou výstavbou a dokonce bez důvěry v ni („spočítáme to tak, aby ta dotace vyšla“).

- Možnosti získání dotací pochopitelně probudily zájem sdělovacích prostředků, což bylo jistě zejména na počátku přínosné – o pasivních a nízkoenergetických domech se intenzivně informovalo i v běžném tisku. Odborná kvalita takových sdělení ovšem příliš vysoká většinou nebyla.

- Pro malého investora plánujícího stavbu v nízkoenergetickém standardu mohla finanční dotace velmi dobře pokrýt ten chybějící krok k domu pasivnímu, ke kterému by se možná se svými finančními možnostmi již neodhodlal. Někteří investoři ovšem chápali příspěvek jako možnost zvýšení standardu vnitřního vybavení domu (luxusní koupelna, dražší kuchyňská linka…) a stavebně-energetické řešení jen jako daň za to („kamna na dřevo tam dáme, ale stejně v nich zatopíme jen na Vánoce“).

Budoucí podpory by měly mít skutečně motivační formu, měly by omezit spekulativní přístup investorů a měly by být poskytovány přednostně takovým řešením, která splní budoucí dobře definované požadavky o několik let dříve a která jdou skutečně nad rámec běžných řešení. Finanční forma může být volena jako kombinace daňových úlev, příspěvek k pokrytí úroku z úvěrů i jako přímá platba. V jednom systému mohou být podpořeny jak progresivní stavebně-energetická řešení, tak zvýšené využití obnovitelných energetických zdrojů. Inspiraci lze nalézt zejména v Rakousku a Německu.

Konec ukázky

Table of Contents

Tiráž

Předmluva

1 Úvod

1.1 Evropské snahy

1.2 České souvislosti

ČSN 73 0540-2 (2011)

TNI 73 0329 a TNI 73 0330

1.3 Formy veřejné podpory

2 Energetická bilance a kategorie budov

2.4 Kategorie

2.4.2 Pasivní budovy

3 Požadavky tepelné ochrany budov

3.2 Šíření tepla

3.5 Šíření vzduchu konstrukcí a budovou

3.5.2 Větrání

3.6 Hodnocení tepelné stability místností a budov

4 Stavební řešení

4.1 Celkově

5 Vzduchotěsnost

5.2 Hodnocení vzduchotěsnosti

5.3 Měření vzduchotěsnosti

5.4 Kontrola vzduchotěsnosti

6 Technické soustavy

6.1 Zdroje elektrické energie

6.2 Zdroje tepla

6.3 Zdroje chladu

6.3.3 Nízkoenergetické chlazení

6.4 Klimatizační soustavy

6.5 Příprava teplé vody

7 Fotovoltaika pro budovy

7.2 Prvky systému a praktická využitelnost

7.2.3 Odhad fotovoltaické produkce

8 Příklady budov

8.1 Mateřská škola v městském parku

8.2 Bytový dům „young corner“

8.3 Výzkumné centrum v Telči

8.4 Dřevostavba se zvýšenou tepelnou setrvačností

8.5 Rodinný dům na Výsluní

8.6 Základní škola Niederheide

8.7 Centrum kompetence a výzkumu

8.8 Novostavba bytového domu – změna z nízkoenergetického na pasivní standard

8.8.4 Vzduchotěsnost

8.9 Energeticky autonomní revitalizace průmyslové čtvrti

8.10 Dům v zahradě