Ke stažení

Energetická gramotnost
Energetická
náročnost budov
Ing. Jiří Labudek, Ph.D.
I Ing. Lenka Michnová I Ing. Jan Neuwirt
Energetická gramotnost
CZ.1.07/3.1.00/37.0276
PODĚKOVÁNÍ
Realizační tým Moravskoslezského energetického klastru
věnuje poděkování autorům vzdělávacího manuálu k rozšíření informovanosti občanů
o ústřední roli energie v moderním životě.
Vzdělávací manuál byl realizován za finančního příspění Evropské unie v rámci projektu:
Energetická gramotnost - propagace a zkvalitnění nabídky vzdělávání jednotlivců v oblasti energetiky.
1
OBSAH
1. Úvod .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Historie lidských obydlí (LAB, MICH).
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Energie, budovy a Evropská Unie (LAB)
4. Tepelně izolační obálka budov (LAB) .
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
14
15
16
16
18
18
19
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
22
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
6. Energetické hodnocení staveb (MICH)
6.1. PENB - formalita nebo užitek . . . . . .
7. Elektřina a koncový uživatel (MICH).
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
26
27
28
30
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
9. Příklady energeticky úsporných staveb (LAB, NEU) . . . . . . . . . .
9.1. Monte - Rosa - Hütte: horská chata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2. Výzkumné a inovační centrum MSDK v Ostravě . . . . . . . . . . .
9.3. Pasivní administrativní budova Otazník společnosti Intoza .
9.4. Energeticky pasivní bytová vila Pod altánem v Praze . . . . . .
10. Závěr .
5
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Zdroje energie v budovách (tradiční, obnovitelné) (MICH) .
5.1. Sluneční nergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Větrná energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. Vodní energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4. Geotermální energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5. Bioenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.1. Biomasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.2. Bioplyn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8. Plyn a koncový uživatel (MICH) .
5
Seznam použité literatury (MICH).
Seznam pojmů (MICH)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
3
1. ÚVOD
Lidský organismus jako takový je celkově náchylný na prostředí, ve kterém se vyskytuje a vyžaduje přesně
definované životní prostředí s malými odchylkami. Již od nepaměti potřebuje každá lidská bytost prostor pro
bydlení a díky tomu se po tisíce let utváří a vyvíjí stavební um. V současné době se jedná o vysoce sofistikovanou
činnost, která kombinuje velké množství průmyslových dovedností a moderních technologií. Základním cílem
a výzvou pro moderní stavebnictví je tedy zajištění ideálních životních podmínek všem uživatelů staveb
za příznivých ekonomických, energetických či ekologických podmínek.
2. HISTORIE LIDSKÝCH OBYDLÍ
Uplynulo mnoho času, než se stavebnictví dostalo do takové formy, tak jak ho známe dnes. A jeho vývoj není
zdaleka ukončen. Je třeba si připomenout jeho základní vývoj, který započal v pravěku. V Paeolitu - v době kamenné
(10 - 8. tisíc let př.n.l) ještě žádné stavby neexistovaly. Lidé jsou v této době silně odkázáni na přírodu a tlupy
jednotlivých kmenů nacházeli svá obydlí v jeskyních. Proto můžete ještě dnes spatřit v jeskyních, na vnitřních
stěnách, malby s motivy pravěkých zvířat. Později se tlupy přesouvali více do otevřeného prostoru, pod skalními
převisy. Dokázali již používat jednoduché nástroje a jako ochrana před větrem a deštěm jim sloužili jednoduché
přístřešky z opracovaných větví, které byly překryty kůží, viz. Obr.1.
Obr. 1. Jednoduchá obydlí tvořená z větví a kůže.
V době Neolitu (7 - 3,5 tisíce let př.n.l) si lidé staví trvalá obydlí a zakládají vesnice. Lesy pomocí náčiní kácejí,
aby ze vzniklého prostoru vytvořili pole. Umějí používat měď, železnou rudu, sklo a keramiku. Během neolitické
revoluce došlo k významnému rozvoji prehistorických stavebních technik. O stavebních dovednostech
paleolitických lidí nevíme víc než to, co je možné odvodit z několika zlomků kamenných úkrytů, ale během neolitu
byly vybudovány některé významné stavby, především hroby a mohyly a jiné náboženské stavby, ale koncem
tohoto období i obytné domy, při jejichž stavbě byly poprvé použity sluncem sušené cihly viz. Obr. 2. a 3.
V severní Evropě, kde neolitická transformace začala později a trvala déle, jsou obrovské kamenné monumenty,
jejichž vynikajícím příkladem je Stonehenge v Anglii, výmluvným důkazem technických dovedností, nemluvě
o imaginaci a matematických schopnostech společností pozdní doby kamenné.
5
Ve starověkubyla nejběžnějším materiálem ke stavbě hlína (na slunci vypálená cihla). Stavělo se samozřejmě také
z kamene a ze dřeva, zřídka pak z malty nebo asfaltu. Ve vesnicích se stavěla hlavně různá obydlí, chýše a pro
panovníky a vysoce postavené pány se stavěly chrámy a paláce. V Egyptě (2700 - 2200 př.n.l) to byly Pyramidy
a v Mezopotámii zase Zikkuraty.
Obr. 2. Džosérova pyramida v Sakkáře.
Obr.3. UR Nammuův Zikkurat.
Na výstavbu vesnic a měst se největší mírou podílela kultura v daném území. Zejména křesťanství, které přežilo
pád antických civilizací, bylo stabilizujícím faktorem společnosti. Středověk (r. 476 - do 15. století n.l.) byl tehdy
tvořen třemi kulturami, které velmi výrazně později ovlivňovaly architekturu a byla to:
●
●
●
Latinská západní kultura
Byzantsko-slovanská kultura
Islámská arabská kultura
Ve stavitelství se používaly už všechny dostupné materiály. Lidé se je naučili uplatňovat a zdokonalovat.
Začaly se také vytvářet slohy, které charakterizovaly určité období středověku a tvořily tak základ novodobé
architektury.
Mezi tyto slohy patří:
● Románský sloh
● Gotika
● Renesance
● Baroko
● Rokoko
● Klasicismus
● Romantismus
● Realismus
Tyto slohy přinesly do stavitelství nejen aplikaci materiálů, kde se dříve nepoužívaly, např. sklo jako zasklení
okenních otvorů, ale také lidé pochopili, jak důležité je mít stavbu uzavřenou, neboť teplo, které si vytvářeli
a udržovali z krbů jim tak neunikalo do venkovního prostoru. S dobou se také naučili využívat tzv. izolačních
materiálů (dřevo, seno a sláma až po dnešní izolace), které pomáhaly teplo udržet v prostoru po delší dobu.
Docházelo k tzv. akumulaci tepla.
6
Obr. 4. Ikona středověku - Mont-Saint-Michel na severu Francie.
3. ENERGIE, BUDOVY A EVROPSKÁ UNIE
Spotřeba energie trvale a exponenciálně roste a dle prognózy z roku 2007 lze očekávat v období 2005
až 2030 nárůst světové spotřeby energie až o 55 %. Další prognóza z téhož roku uvádí dokonce nárůst světové
spotřeby energie o 85 % do roku 2020, přitom v zemích Evropské unie se předpovídá nárůst „pouze“ o 30 %.
V následujících letech bude tedy energie stále žádanějším a dražším zbožím. Zcela nereálná je prognóza
předpovídající snížení absolutní spotřeby energie, což je ověřená historická zkušenost.
V současné době jsou největším spotřebitelem energie v Evropě právě budovy. Během svého ročního provozu
vytápění, klimatizování, větrání, úpravy vzduchu, přípravy teplé vody či osvětlení spotřebují až 40% celkové
energetické spotřeby evropského společenství.
Segment budov výrazně expanduje, což bude mít v budoucnu za následek zvýšení energetické spotřeby EU jako
celku. Snižování energetické náročnosti je cíl, který si Evropské společenství dalo již na počátku tohoto tisíciletí.
V návaznosti na tento cíl byla v květnu 2010 schválena směrnici o energetické náročnosti budov – tzv. EPBD II.
Na jedné straně toto zvyšuje zájem o výzkum a vývoj nových a efektivnějších technologií, o hledání nových zdrojů
a o celkovou racionalizaci hospodaření s energií, na druhé straně však vyvolá v mnoha případech ekonomické
potíže znamenající další vážné ohrožení spolehlivosti dodávek a dostupnost energie.
V souvislosti s aktuálním zněním Evropské směrnice o energetické náročnosti budov je nutné do roku 2020
projektovat budovy s výrazně nižší energetickou spotřebou budov. Podle strategie Evropské unie by to do roku
2020 mělo přinést významné snížení emisí skleníkových plynů, zvýšení využité energie z obnovitelných zdrojů
za celkového snížení spotřeby energie budov až o 20 %. Nová směrnice EPBD II tedy vyjadřuje extrémní zájem
Evropského společenství o změnu v oblasti energetiky budov a vytyčuje velmi ambiciózní cíle. V současnosti je
tedy nutné přijímat opatření s cílem zvýšit počet budov, které nejenže splňují současné minimální požadavky
na energetickou náročnost, ale jsou i energeticky účinnější, čímž dojde ke snížení spotřeby energie i emisí oxidu
uhličitého. Podle směrnice EPBD II je doporučeno vždy dodržet zásadu, že je nutno zajistit, aby energetické
potřeby v případě vytápění a chlazení byly sníženy na nákladově optimální úroveň, což přímo souvisí s tepelně
izolační obálkou budovy (viz. kap. 3). Téměř nulová či velmi nízká spotřeba požadované energie by měla být ve
značném rozsahu pokryta z obnovitelných zdrojů, včetně energie z obnovitelných zdrojů vyráběné v místě stavby
či v jejím blízkém okolí (viz. kap. 4).
7
Obr. 5. Škála energetické náročnosti domů.
Evropským trendem se tedy stávají nízkoenergetické či pasivní stavby s výhledovým cílem výstavby všech nových
budov od roku 2020 jako tzv. „budovy s téměř nulovou spotřebou energie“.
„Nízkoenergetický dům“ je stavba, která vykazuje spotřebu energie na vytápění v rozsahu 15 – 50 kWh/(m2.rok),
často tohoto lze provést kvalitním projekčním návrhem či realizací stavby s výraznou tepelnou izolací
a minimalizací tepelných mostů. Cirkulace vzduchu může být řízená a případně využívat rekuperaci tepla.
●
● „Pasivní dům“ má tak nízkou tepelnou ztrátu, že není nutná instalace běžného systému vytápění. Solární
tepelné zisky, vnitřní zdroje tepla včetně osob vytopí celý dům po většinu standartního roku. Pasivní dům ročně
spotřebuje maximálně 15 kWh/m2 vytápěné plochy. Na pasivní domy jsou však kladeny další požadavky, jako
např. neprůvzdušnost budovy apod.
„Budovou s téměř nulovou spotřebou energie“ se rozumí budova, jejíž energetická náročnost je velmi nízká
a blíží se nule, tzn. 0 – 5 kWh/m2 vytápěné plochy za rok. Tepelné zisky domu by se tedy měly rovnat tepelným
ztrátám. Takové řešení lze dosáhnout jen při mimořádných podmínkách, proto se v praxi s tímto typem výstavby
zatím nesetkáváme, ale stává se výzvou moderního stavebnictví v nejbližší budoucnosti.
●
„Aktivní (plusový) dům“ je objekt, který vyrábí více energie, než kolik spotřebuje při vlastním provozu.
Tohoto stavu, lze docílit například u pasivních staveb, kde dodatečně vyrábíme větší množství vlastní energie
z obnovitelných zdrojů.
●
● „Energeticky nezávislý dům“ je schopen pro pokrytí vlastní energetické potřeby využít vlastní zdroj, nezávislý
na energetických rozvodných sítích. Jedná se často o objekty, které jsou realizovány na odlehlých místech, např.
meteorologické stanice či horské chaty (viz. kap.8).
V poslední době je v České republice zvýšený zájem o výstavbu pasivních domů. Je to dáno především neustálým
zvyšováním cen energií, ekologickým smyšlením, ale také propagací, vysvětlováním principů a výhod energeticky
pasivních domů.V současné době vzniká tak celoevropský společenský tlak na minimalizaci energetické náročnosti
a moderní budovy se učí s energiemi hospodařit, přizpůsobovat se aktuální situaci či dokonce předvídat. Výzvou
moderního stavebnictví je výstavba budov, které na základě intenzivního sledování aktuálního počasí či dokonce
na základě krátkodobých předpovědí dokážou řídit a usměrňovat toky energií v budově. Získaná meteorologická
data se stávají často základem pro systém regulace vnitřní teploty a celkové energetické správy objektu. Podobně
jako domy by v budoucnu měly na výkyvy počasí reagovat i rozvodné sítě – poněvadž stále roste zastoupení
větrných a slunečních elektráren, silně závislých na počasí, budou předpovědi počasí jedním z klíčových faktorů
pro správný chod sítě. Moderní budovy jsou doslova protkané elektronickými sofistikovanými řídicími systémy,
které pečují o řádný chod všech systému instalovaných do budovy.
8
Nejmodernějším pasivní stavbou v zemi je v současnosti výzkumné a školicí středisko MSDK, které je odvozeno od
základního formátu příměstského domu (viz. kap.8). Jedná se o unikátní centrum, které slouží jako názornáukázka
moderního pasivního domu, který slouží výuce či výzkumu v oblasti navrhování a realizacímoderních dřevostaveb
šetrných k životnímu prostředí.
4. TEPELNĚ IZOLAČNÍ OBÁLKA BUDOV
Pravděpodobně nejdůležitější součástí moderních domů s nízkou spotřebou energie je vrstva tepelné izolace,
která tvoří tepelně izolační obálku stavby. V současné době stavebnictví využívá velké množství stavebních
materiálů s vynikajícími vlastnostmi a moderní tepelné izolace jsou neodmyslitelnou součástí moderních staveb
a je nutné izolovat domy masivní tloušťkou tepelné izolace, čímž se výrazně snižuje tepelná ztráta objektu.
Základem úspor je dobré stavební řešení tepelně izolační obálky objektu. Minimalizace tepelných ztrát zajistí
nízké dodávky tepla do objektu, a přesto v něm zůstane příjemná tepelná pohoda.
Tepelné ztráty jsou výrazně závislé na tepelně technických vlastnostech ochlazovaných konstrukcí. Abychom
snížili energetické potřeby na vytápění, a chlazení na nákladově optimální úroveň musíme zajistit kvalitní tzv.
tepelně izolační obálku budovy. Obalové konstrukce budov jsou části staveb, které „obalují“ interiér budovy
a oddělují ho tak od exteriérového prostředí. Mezi tyto konstrukční a prvky patří: střešní pláště, obvodové stěny,
okna, dveře, lehké obvodové pláště či podlahy. Obálka budovy je tedy technický pojem, který v sobě zahrnuje
všechny obalové konstrukce budov, které obalují vnitřní prostředí budovy.
S rostoucími požadavky na tepelně-izolační ochranu budov roste významně vliv tepelných mostů na celkovou
tepelnou ztrátu objektu. Zanedbáním tepelných mostů do výpočtů dochází k výraznému nadhodnocení obvodové
konstrukce z tepelně technického hlediska.Tepelný most je místo v konstrukci, kde dochází k větším tepelným
tokům než v bezprostředním okolí tohoto místa. Jde tedy o místa, kudy uniká na jednotku plochy mnohem více
tepelné energie než okolní konstrukcí při stejné ploše.
Kvalitu vnitřního mikroklimatu s malými provozními náklady můžeme pozitivně ovlivnit použitím obvodových
plášťů s difúzně otevřenou skladbou obvodového pláště. U těchto plášťů jsou vrstvy navrženy tak, aby umožnily
prostup plynů a vodních par z interiéru budovy do exteriéru.
Moderních obvodové pláště budov se posuzují pomocí Součinitele prostupu tepla, který je v tepelné technice
budov nejdůležitější veličinou a charakterizuje tepelněizolační schopnost konstrukce. Součinitele prostupu
tepla přímo závisí na fyzikálním parametru látky zvaném Součinitel tepelné vodivosti, který udává schopnost
stejnorodého materiálu vést teplo.Součinitel tepelné vodivosti udává výkon, který projde každým čtverečním
metrem desky tlusté 1 metr při teplotním rozdílu 1 Kelvin. Součinitel prostupu tepla konstrukcí U [W/m2K] tedy
vyjadřuje celkovou výměnu tepla mezi prostory oddělenými od sebe danou konstrukcí.
Tab. 1. – Součinitele tepelné vodivosti stavebních materiálů.
Materiál
Objemová hmotnost Součinitel tepelné
ρ [kg/m3]
vodivosti λ [W/(m.K)]
Železo
7 870
80,2
Led
4 200
2,30
Železobeton
2 300
1,43
Beton hutný
2 100
1,23
Malta cementová
2 000
1,16
Dřevo
400
0,4 - 0,18
Polystyren
40
0,035
9
Obr. 6. Porovnání materiálů pro obvodové pláště budov.
Na Obr. 6 jsou viditelné různé tloušťky materiálu potřebné pro zajištění identických tepelně izolačních vlastností
obvodových plášťů staveb. Z tohoto pohledu by bylo nejvýhodnější tedy obvodové pláště staveb budovat přímo
z tepelné izolace, v praxi se často jedná o nemožné řešení, avšak snažíme se k němu přiblížit například využitím
I nosníku na bázi dřeva vkládaných mezi masivní tloušťky tepelných izolací moderních staveb na bázi dřeva.
Instalace tepelné izolace do obvodového pláště mezi nosné prvky v celé šíři zajišťuje celkové snížení tloušťky stěny
(Obr. 7), čímž se snižuje zastavěná plocha u celkové plochy objektu. Stěnová konstrukce menší tloušťky přispívá
ke zvětšení vnitřního prostoru nebo umožňuje zmenšení vnějšího obvodu stavby při zachování podlahových
ploch.
Svislý řez konstrukcí obvodového pláště
na bázi dřeva
Půdorysný řez konstrukcí obvodového pláště
na bázi dřeva
Obr.7. Základní posuzovaná skladba obvodového pláště. [3]
10
Obvodové pláště s uvedenou skladbou (obr. 7) v tloušťkách 205 až 755 mm dosahují Součinitele prostupu tepla
U = 0,26 až 0,06 W/(m2.K). Již při celkové šířce konstrukce 305 mm lze prohlásit obvodový plášť za vhodný pro
stavby v pasivním standardu. Velice efektivní z pohledu současné doby se jeví konstrukce v šířce 305 až 505 mm.
S výhledem do let 2030 až 2050 se předpokládá větší prosazování těchto obvodových plášťů s šířkou 555 až 755
mm s cílem dosáhnout ve výstavbě tzv. „nulového standardu“ při výstavbě, kde nemalou roli budou hrát právě
obvodové pláště staveb.
Obr. 8. Graf závislosti součinitele prostupu tepla na tloušťce obvodového pláště dle Obr.7. [3]
5. ZDROJE ENERGIE
A JEJICH KONEČNÉ VYUŽITÍ BUDOVÁCH (TRADIČNÍ, OBNOVITELNÉ)
Když se opět vrátíme k pravěku, zjistíme, že od pradávna byl zdrojem energie a tepla oheň. Objev toho, že oheň
může být zkrocen a kontrolován a další objev, že lze vznítit oheň vytrvalým třením dvou suchých kousků dřeva,
byly převratné. Oheň byl nejdůležitějším příspěvkem prehistorie k energetickým zdrojům, i když kromě toho,
že poskytl ochranu před divokou zvěří, bylo přímo z ohně získáváno jen malé množství energie. V době Neolitu
byl oheň využíván hlavně pro vytápění chrámů a paláců.
Přechod ze starověku do středověku sebou nesl důmyslnější využití ohně. V evropských zemích se ve středověku
vyhranily tři základní oblasti, které začaly nahrazovat otevřená ohniště viz. obr. 9 (z části nebo zcela). Byly to tzv.
otopná zařízení.
Mezi tyto oblasti patří:
●
Pec, která byla typickým otopným zařízením ve východní Evropě;
●
Krb a otevřené ohniště uvnitř budovy - typické pro západ, jihozápad a jihovýchodní Evropu;
●
Spojení ohniště a pece - typické pro severo a středoevropské území, tzv. dvojtopenišťový dům;
Východoevropská pec sloužila k vaření, pečení a vyhřívání, na ohništi a krbu v západní, jihozápadní
a jihovýchodní Evropě se vařilo a oheň na nich planoucí vyhříval příbytek; severoevropské a středoevropské
ohniště spojené s pecí se využívalo k vaření, pec vyhřívala obydlí a peklo se v ní. Území České republiky patří
do oblasti středoevropského domu dvoj-topenišťového.
11
Obr. 9. Příklady otevřených ohnišť.
Obr. 10. Příklad krbu.
Mladší druhem otopného zařízení jsou kachlová kamna (viz. obr. 11), která se uplatňovala nejen na zámcích, ale
také v chalupách na vesnici.
Obr. 11. Přehled historických kachlových kamen.
V současnosti jsou kachlová kamna nahrazena moderním systémem otopných zařízení. Mezi ně lze zařadit: krby
a krbové vložky, otopná tělesa tzv. radiátory, podlahové vytápění nebo teplo do místnosti může být přivedeno
pomocí vzduchotechniky.
Na začátku této kapitoly bylo zmíněno, že nejdůležitější energií je oheň. V přeneseném slova smyslu je oheň stále
žádoucí k vytvoření tepelné energiepři spalování jakéhokoliv paliva, ať je to plyn, dřevo, uhlí nebo brikety.
Je nutné vědět, že zdroje paliv můžeme rozdělit na tzv. obnovitelné (OZE) a neobnovitelné (NOZE). S tímto
rozdělením jste se již setkali při čtení manuálu Energetika 21. století, kde jste se mohli dozvědět podrobnosti
a zajímavosti o jejich využití hlavně pro výrobu elektrické energie. V tomto manuálu si jednotlivé rozdělení zdrojů
energie popíšeme s ohledem na jejich využití v domácnostech. Nejdříve je třeba začít základním rozdělením
obnovitelných a neobnovitelných zdrojů energie.
12
Neobnovitelné zdroje paliv jsou zdroje, u kterých můžeme v rámci stovek let očekávat jeho vyčerpání, a jeho
obnovení by trvalo mnohonásobně déle.
Tyto paliva bývají také často nazývány: „Fosilními palivy”.
Mezi neobnovitelné zdroje paliv patří:
● Uhlí (černé a hnědé) viz. obr. 12.
● Ropa
● Zemní plyn
● Rašelina
● Jaderná energie*
Obr. 12. Černé uhlí.
Jejich využití je dosud víc jak 80 %. Stále nejvíce se v elektrárnách využívá černého a hnědého uhlí, více jak 60 %
pak pro výrobu elektrické energie (viz. Obr. 13.). Vedlejším produktem při této výrobě je energie tepelná (teplo),
která se pomocí rozvodů ve městech dostává do našich otopných zařízení (radiátorů). Jedná o tzv. dálkové
vytápění. Pokud si uhlím či zemním plynem topíte sami, jedná se o tzv. lokální vytápění.
Bohužel fosilní paliva při jejich nesprávném spalování produkují značné množství škodlivých látek. Což nepříznivě
ovlivňuje prostředí, ve kterém žijeme. Zejména vzduch, který pak dýcháme.
Obr. 13. Graf obnovitelných a neobnovitelných zdrojů energie pro výrobu elektrické energie.
* Jaderná energie patří mezi neobnovitelné zdroje, neboť přírodní zásoby štěpných materiálů jsou vyčerpatelné.
V druhé kapitole jste si přečetli, že je nutné do roku 2020 zvýšit o 20 % podíl obnovitelných zdrojů a snížit o 20 %
produkci emisí skleníkových plynů. Dnes se s využití obnovitelných zdrojů pro hrubou výrobu tepelné energie
pohybuje okolo 8 % [1]. A co to vlastně jsou obnovitelné zdroje energie -paliv? Jsou to zdroje, v jehož čerpání lze
teoreticky pokračovat další tisíce až miliardy let. Toto označení se používá pro některé vybrané, na Zemi
přístupné formy energie, získané primárně předevšímz termojaderného spalování vodíku v nitru Slunce. Dalšími
zdroji je teplo zemského nitra a setrvačnost soustavy Země-Měsíc.
13
Tuto energii čerpáme ve formě:
● Slunečního záření
● Větrné energie
● Vodní energie
● Geotermální energie
● Biomasa
● Bioplyn
● Skládkový a kalový plyn
5.1. Sluneční energie
Obr. 14. Solární trubicové kolektory..
Většina obnovitelných zdrojů má svůj původ v energii slunečního záření. Největší potenciál (ve smyslu množství
energie, které nám může poskytnout) má přímé využití slunečního záření k výrobě tepla nebo elektřiny. Je to asi
jediný obnovitelný zdroj, který by v případě nutnosti dokázal dlouhodobě pokrýt veškerou současnou potřebu
energie. Sluneční energii, kterou můžeme my jako koncoví uživatelé v domácnostech využít např. pro ohřev teplé
vody nebo vytápění je buď přímo–kdy energie je zachycena pomocí solárních panelů (přeměna sluneční energie
na tepelnou) viz. obr. 14. Solární trubicové kolektory, nebo pomocí fotovoltaických panelů (přeměna sluneční
energie na energii elektrickou), nebo nepřímo kdy, sluneční energie je vázána v živých organismech (většinou
ve formě sloučenin uhlíku jako je dřevo, obilí atd.) a jedná pak o tzv. bioenergii. Pokud je sluneční energie vázána
do potenciální energie vody, pak se jedná o energii vodní. Pokud se tato energie přemění na kinetickou energii
vzdušných mas - vítr, jedná se o energii větrnou.
V českých domácnostech se stále více rozšiřuje využití právě solárních kolektorů pro ohřev teplé vody (TV). Je to
dáno tím, že spotřeba TV je po celý rok stálá. Přebytky, viz. obr. 15 (solární záření dopadající na plochu kolektoru),
které nám vznikají v letním měsících, kdy je nadměrné sluneční záření, oproti zimním měsícům, můžeme pak
převést pro ohřev vody v bazénech. Sluneční kolektory lze samozřejmě uplatnit pro dotápění objektu. Má to
ale svá úskalí. Značnou nevýhodou je chybějící sluneční záření v zimních měsících viz. obr.15.(potřeba topné
energie). Z tohoto důvodu je zapotřebí další zdroj tepla např. plynový kondenzační kotel.
Obr. 15. Sluneční energie a její využití v domácnostech.
14
Plocha a počet solárních kolektorů se odvíjí zejména podle jejich umístění a použití a podle počtu osob v objektu.
Pokud to stavba umožňuje, umísťujeme solární kolektory na střechu, vždy na jižní stranu (nejvíce slunečního
svitu během dne) ve sklonu 45°. Příkladem může být rodinný dům s 2 - 4 osobami, kdy pro ohřev TV je zapotřebí
přibližně 6 m2 plochy kolektorů, což odpovídá 3 - 4 kolektorům. Pokud se rozhodneme sluneční energií přitápět,
pak se tato plocha bude pohybovat okolo 14 m2.
Obr. 16. Fotovoltaické panely.
Druhým, a v posledních letech častějším využitím sluneční energie je pomocí fotovoltaických panelů viz. Obr. 16.
Fotovoltaické panely na rodinném domě. Jejich instalace zaznamenala v minulém roce značný boom. Podle sdělení
Energetického regulačního úřadu (ERÚ) bylo loni instalováno přes 107 MW malých střešních solárních elektráren.
Princip přeměny sluneční energie v energii elektrickou je popsán v manuálu Energetika ve 21. století, proto se tím
zde nebudeme zabývat. Umístění fotovoltaických článků se od solárních kolektorů v zásadě neliší. S plochou je
to však jinak. Příkladem je opět rodinný dům se 2 - 4 osobami, kdy denní spotřeba elektrické energie se pohybuje
okolo 945 Wh. K této hodnotě je třeba připočíst i ztrátu všech částí solárního systému, což je cca 30 %. Potřebná
dodávka elektrické energie je pak 1345 Wh. Když budeme brát, že denní výroba elektrické energie z 1Wp výkonu
panelu je 2,6Wh (pro období březen-říjen), pak výsledná hodnota potřebného výkonu je 1345/2,6 = 517 Wp na
den. Je zde třeba zdůraznit, že hodnota 260Wh získané elektrické energie denně, není průměrnou hodnotou
denní vyrobené energie za období březen-říjen, ale průměrnou denní výrobou elektrické energie v nejslabším
měsíci z období březen-říjen, tedy v měsíci říjnu.
U fotovoltaických i solárních kolektorů se dá v dalších letech očekávat zvyšování jejich účinnosti a tím i zvyšování
jejich využití.Veškeré uvedené hodnoty jsou pouze orientační a nedají se tudíž brát za konečné.
5.2. Větrná energie
Obr. 17. Malá větrná turbína.
Větrná energie je dalším obnovitelným zdrojem energie, kterou můžeme u rodinných domů využít. Síla větru
byla již dříve využívána například k pohánění větrných mlýnů. Energie větru je v dnešní době využívána
především k výrobě elektřiny. Tento způsob je spíše uplatňován v USA nebo v Austrálii. Pro naše podmínky je
značnou nevýhodou cena větrné turbíny viz. obr. 17. Malá větrná turbína, která se pohybuje okolo 200 tisíc. Větrná
elektrárna, při jmenovitém výkonu 1 500 W, který je dosažen při rychlosti větru 14 m/s (50 km/h), je schopna vyrobit
2 752 kWh za rok elektrické energie. Při výkupních cenách kolem 2,30 Kč tak při připojení k distributorovi
elektřiny vyděláte něco přes šest tisíc korun ročně. Návratnost tohoto systému je pak okolo 30 let. V důsledku
značně dlouhé doby návratnosti se domácí větrné elektrárny u nás nevyplatí.
15
5.3. Vodní energie
Energie vody neboli vodní energievzniká při koloběhu vody na Zemi působením
sluneční energie a gravitační síly Země. Vodní energie je využívána pro výrobu
elektřiny ve velkých či malých vodních elektrárnách na základě jejího proudění
(kinetická energie – rychlost a spád toku) a tlaku (potenciální energie – gravitace
a výškový rozdíl hladin), popř. spolupůsobením těchto veličin. Vodní energie je
druhou nejvíce využívanou energíí na zemi hned po biomase a patří pořád mezi
nejekologičtější zdroje energií. Vodní energie se využívá již od starověku. Nejprve
to bylo k dopravě (splavování lodí a vorů či dřeva po proudu řek), později k pohonu
mechanismů (mlýnů, hamrů, čerpadel – například vodního trkače – a pil).
K rozšíření jejího využívání v Evropě došlo v období středověku primárně zásluhou
mnišských řádů (především benediktinů a cisterciáků), jejichž kláštery ji nejen
hojně využívaly, ale též si mezi sebou relativně rychle předávaly vylepšení zvyšující
efektivitu jejího využití.
Obr. 18. Malá vodní elektrárna.
Dnes si můžeme, pokud máme v blízkosti rodinného domu popřípadě chaty vodní tok, zhotovit nebo objednat
malou vodní elektrárnu. Výkon závisí pouze na průtoku, který se odvíjí podle množství srážek v dané oblasti a na
ročním období. Malé vodní elektrárny (MVE) sice nemohou využívat hrází pro vytvoření vodního spádu a stálé
zásoby vody, tak jak je tomu u velkých vodních elektráren, ale při vhodném umístění a konstrukčním řešení mohou
patřit k nejekologičtějším a nejekonomičtějším energetickým zdrojům vůbec. MVE často bývají provozovány
v místech, kde je přinejmenším část jimi vyrobené energie spotřebovávána, čímž odpadají ztráty vznikající při
jejím přenosu na dlouhé vzdálenosti.
Obezřetnost je na místě i při budování elektrárny zcela nové. Klíčový význam pro úspěch každého takového
projektu má výběr vhodné lokality. O výkonu budoucí elektrárny bude rozhodovat využitelný průtok (neměl by
příliš kolísat) a spád vodního toku (měl by dosahovat alespoň 1 metru). Součin obou těchto veličin společně
s účinností použité turbíny a generátoru bude určovat množství elektřiny, které bude elektrárna schopna vyrábět.
Příklad: výkon elektrárny vybavené Kaplanovou turbínou využívající spád 3 metry může při průtoku 1 m3/s
dosahovat cca 25 kWe. Ekonomická návratnost se bude odvíjet hlavně podle pořizovacích nákladů, po odečtení
dotací a podle stálosti vodního toku.
Příkladem využití vodní energie je malá vodní elektrárna v obci Zátor na Krnovsku. viz. obr. 18.
5.4. Geotermální energie
Geotermální energie je přirozený projev tepelné energiezemského jádra, která vzniká rozpadem radioaktivních látek
a působením slapových sil. Jejími projevy jsou erupce sopek
a gejzírů, horké prameny či parní výrony. Využívá se ve formě
tepelné energie (pro vytápění), či pro výrobu elektrické
energie v geotermálních elektrárnách. Obvykle se řadí
mezi obnovitelné zdroje energie, nemusí to však platit
vždy — některé zdroje geotermální energie jsou vyčerpatelné v horizontu desítek let.
Obr. 19. Geotermální energie - Národní park Yellowstone v USA.
Zvláštním případem geotermální energie a termální energie je energie z okolního prostředí, kterými jsou:
● Voda
● Země
● Vzduch
16
Tepelná energie obsažená ve vzduchu, zemi nebo vodě má však nízkou hodnotu a má význam tzv. nízkopotenciálního
tepla. K tomu, abychom teplo mohli využít pro ohřev TV nebo vytápění je zapotřebí speciálního zařízení, které
dokáže převést nízkopotenciální teplo na hodnoty daleko vyšší. Tyto zařízení se nazývají tepelná čerpadla a jedná
o tzv. alternativní zdroje energie. Podle využití energie z okolního prostředí je dělíme na TČ:
●
Země/voda
●
Voda/voda
●
Vzduch/voda
●
Vzduch/vzduch
Tepelná čerpadla pracují na principu (laicky řečeno) „obrácené ledničky” (viz. obr. 20. Princip tepelného čerpadla)
a mají čtyři základní části. Odjímají teplo z okolního prostředí - teplonosná látkatzv. Solanka ve výparníku předává
teplo ze země, vzduchu nebo vody pracovní látce, kde dojde k jeho zahřátí a následnému odpaření, převádějí
ho na vyšší teplotní hladinu - stlačením pracovní látky (páry) v kompresoruna vysoký tlak a následně umožňují
teplo účelně využít pro vytápění nebo ohřev teplé vody - předáním tepla přes kondenzátor do otopného systému
nebo výměníku v ohřívači TV. Po odevzdání tepelné energiepára procházející přes expanzní ventil mění zpět na
kapalinu a celý proces se opakuje.
Obr. 20.
Princip tepelného čerpadla.
Tepelné čerpadlo je ve většině případů složeno ze dvou částí: vnější a vnitřní jednotky. Vnitřní jednotka je skoro
k nerozeznání od klasického plynového kotle. Vnější jednotka - její podoba se odvíjí podle druhu odjímané
energie:
●
Vertikální vrt nebo plošný kolektor (obr. 21 a 22);
●
Studna (obr. 23);
●
Venkovní vzduchová jednotka (obr. 24).
Obr. 21. Zemní vrt.
Obr. 22. Plošný kolektor.
17
Obr. 23. Vodní vrt.
Obr. 24. Venkovní vzduchová jednotka.
Tepelná čerpadla se v dnešní době používají zejména pro vytápění nízkoenergetických a pasivních domů.
Značnou nevýhodou je jejich pořizovací cena, která se podle druhu TČ pohybuje od 100 - 400 tisíc Kč. Výhodou
TČ jsou pak jejich nízké provozní náklady spojené s pohonem kompresoru. Díky tomu se návratnost TČ
pohybuje do desítky let.
5.5. Bioenergie
Bioenergie je obnovitelná energie, která vzniká uvolněním chemické energie ze surovin biologického původu.
Tyto zdroje energie se označují jako biomasa. Z ní jsou vyráběny rozmanité typy biopaliv, např. dřevěná štěpka,
dřevěné brikety, bioplyn, bioetanol, bionafta atd.
5.5.1. Biomasa
Biomasa je souhrn látek tvořících těla všech organismů, jak rostlin, bakterií, sinic a hub, tak i živočichů. Tímto
pojmem často označujeme rostlinnou biomasu využitelnou pro energetické účely. Biomasu můžeme rozdělit na:
Biomasu živočišného původu (exkrementy ze zemědělské produkce a od stájových zvířat
nebo odpady - skládkování, čistírenské kaly)
Biomasu rostlinného původu, tzv. fytomas:
● Dřevní hmota (odpadní) - palivové dřevo, štěpka, pelety nebo brikety,
● Stébelniny, sláma, traviny - balíky, agro-pelety,
● Energetické rostliny - cíleně pěstované dřeviny (štěpka), obiloviny a traviny,
● Plodiny - olej (semena), cukry (ovoce, cukrová řepa aj.) škroby (kukuřice, brambory aj.).
Obr. 25. Dřevní štěpka (vlevo), brikety (uprostřed) a pelety (vpravo).
18
5.5.2. Biopalivo
Biopalivo vzniká cílenou výrobou či přípravou z biomasy. Představuje tedy jedno z možných využití biomasy,
kterou lze jinak použít jako surovinu pro výstavbu, nábytek, balení, pro výrobky z papíru atd.
Biopaliva rozdělujeme:
● Plynná
● Kapalná
● Pevná
Plynná biopaliva
Plynná biopaliva jsou biopaliva, která se v podmínkách, při nichž jsou skladována, dopravována a připravována
pro energetické využití, nachází v plynném stavu.
Mezi plynná biopalivapatří zejména:
● Bioplyn skládající se z methanu a oxidu uhličitého. Tento plyn vzniká přirozeným rozkladem na skládkách
odpadů, jedná se o tzv. skládkový plyn nebo v zemědělství a jedná o tzv. kalový plyn.
● Dřevoplyn skládající se z oxidu uhelnatého a vodíku vyráběný zplaňováním biomasy.
● Vodík - vyrobený štěpenímjakéhokoliv uhlovodékového biopaliva.
Kapalná biopaliva
Kapalná biopaliva jsou biopaliva, která se v podmínkách, při nichž jsou skladována, dopravována a připravována
pro energetické využití, nachází v kapalném stavu.
Mezi kapalná biopaliva patří:
● Alkoholová paliva - Bioethalon, Biomethalon, Butanol;
● Biooleje - rostlinný olej, použitý fritovací olej, Bionafta;
● Zkapalněná plynná biopaliva - Bioplyn a dřevoplyn;
● Odpadní produkty.
Není jednoduché si vybrat mezi množstvím jednotlivých paliv a zdrojů. Nesmíme však opomenout, že je třeba
začít razantně pomáhat životnímu prostředí kolem nás. Při výběru vhodného paliva a tím i zdroje tepla je třeba
zvážit několik hledisek, které musí být v souladu s vaší budoucí stavbou. Jedná se především o tepelné ztráty
objektu (teplo, které nám ze vnitř objektu uniká do venkovního prostoru).
Určujícím faktorem pro efektivní a ekonomické vytápění je správná volba optimálního výkonu zdroje tepla
a v neposlední řadě i typu zdroje tepla podle výše popsaných zdrojů paliv (jako jsou kotle, krbové vložky, solární
kolektory atd.). Na všechny výše popsaná paliva a energie dnes existují zařízení, která dokážou tyto paliva spalovat
co nejefektivněji s nízkým vlivem na životní prostředí.
Výkon topné soustavy se stanovuje na základě výpočtu tepelných ztrát objektu, které jsou základem pro výpočet
celkové spotřeby energie pro vytápění domu. Výpočet tepelných ztrát slouží pro dimenzování systému vytápění
budovy. S tepelnými ztrátami velmi úzce souvisí i celková energetická náročnost budovy. Jaký je význam tohoto
spojení se dozvíte v následující kapitole.
19
6. ENERGETICKÉ HODNOCENÍ STAVEB
Energetické hodnocení budov je pojem, který je v poslední době často slyšet. K energetickému hodnocení dochází
u všech elektrospotřebičů, která jsou běžnému spotřebiteli viditelná v podobě energetických štítků, viz. obr. 27,
v prodejnách domácích spotřebičů, dále v oblasti dopravy, kde jsou v průběhu let postupně zvyšovány nároky na
nové automobily vyjádřené emisními kategoriemi, a nyní se tento trend naplno projevil i v sektoru budov.
Energetickou náročnost budovy lze totiž významně ovlivnit pouze při její stavbě nebo při rekonstrukci. Jakmile
je budova hotová, nese s sebou svou energetickou spotřebu po desítky let. Energetická náročnost budovy při
nesprávném řešení může mít velký ekologický dopad na životní prostředí.
Obvykle chápeme tento pojem v souvislosti s vytápěním. Nyní však hodnocení budov získává mnohem širší
souvislosti: kromě vytápění (tepelné ztráty objektu) se sleduje také spotřeba energie na ohřev vody, na větrání,
chlazení, osvětlení a také na pohon podpůrných systémů, jako jsou čerpadla, motory a ventilátory. Kromě
odborníků si totiž málokdo uvědomuje, že například u moderních kancelářských budov nebo obchodních center
není hlavní spotřebou energie vytápění, ale větrání a chlazení. U velmi dobře zateplených rodinných domků může
být zase významná spotřeba teplé vody.Co se ovšem do spotřeby budovy nezapočítává, je spotřeba elektřiny na
provoz elektrospotřebičů, jako je chladnička, myčka, pračka či počítač a desítky dalších spotřebičů.
Nesmíme také zapomínat na energii z vnitřních zdrojů, které se nachází v budově a pomáhají nám nepřímo
budovu vytápět.
Mezi tyto vnitřní zdroje především patří:
● metabolického tepla uživatelů
a obyvatelů budovy – každá osoba
vydává metabolické teplo
o výkonu 80-120 W;
● tepelného výkonu spotřebičů
(TV, PC, rychlovarná konvice, mikrovlnná
trouba, žehlička a další);
● osvětlovacích zařízení v budově.
Obr. 26. Energetický štítek elektrospotřebiče.
S nástupem dokládané energetické náročnosti budov vznikl velký tlak trhu na lepší energetickou třídu budov.
Investoři si velmi dobře uvědomují tržní výhodu, kterou jim lépe hodnocená budova nabízí při jejím prodeji nebo
pronájmu. Situace je podobná té, která vznikla před lety po zavedení štítků u elektrospotřebičů – během jednoho
roku se přestaly neúsporné spotřebiče zcela prodávat a tedyi vyrábět.
V minulém roce byla odsouhlasena velká novela zákona č. 406/2000 Sb. a v důsledku toho byly změněny i prováděcí
vyhlášky, podle kterých se energetická náročnost posuzuje. Tato novela zákona platí od 1. ledna letošního roku, tj.
2013. Do té doby se posuzovaly pouze novostavby nebo významné rekonstrukce staveb s plochou nad 1000 m2
– jedná se tudíž o panelové a bytové domy. U budov s celkovou podlahovou plochou nad 1000 m2, které jsou
přístupné veřejnosti pro účely školství, zdravotnictví, kultury, obchodu, sportu, ubytovacích a stravovacích služeb,
zákaznických středisek odvětví vodního hospodářství, energetiky, dopravy a telekomunikací a veřejné správy,
musí být průkaz viditelně vyvěšen. Průkaz se dále dokládá při prodeji nebo pronájmu budovy nebo její části.
20
Energetická náročnost se netýkala samostatných budov s plochou do 50 m2, budov užívaných občasně, jakou
jsou kostely, dále nevytápěných zemědělských staveb, výrobních hal a další podobné výjimky. Od ledna 2013 se
k posuzovaným stavbám přidaly všechny obytné budovy (rodinné domy atd.), které jsou určené k prodeji.
Hlavním důvodem, proč navrhovat energetické úsporné stavby nespočívá jen v ochraně životního prostředí, ale
také v tom, že jakákoliv úspora na energie šetří do budoucna i naše peněženky.Pokud ale budeme porovnávat
rodinný domek, který budeme vytápět plynem, s domkem vytápěným elektřinou, zjistíme významný rozdíl
v nákladech, i když budou mít oba stejné energetické hodnocení. Průkaz totiž zajímají pouze energie, ale nikoli
to, kde je bereme.
Aby se dalo jednoduše rozlišit energeticky úsporné stavby, které jsou popsány v kapitole 2., jsou stavby rozděleny
do sedmi kategorií A - F. Hodnocená budova musí splňovat požadavek energetické náročnosti v rozmezí kategorií
A – C; této podmínce nemusejí vyhovět budovy dočasné s plánovanou dobou užívání do dvou let, budovy
experimentální, budovy s občasným užíváním, zejména náboženské, obytné budovy s užíváním méně než
4 měsíce v roce, budovy o celkové ploše menší než 50 m2, budovy obsahující vnitřní technologické zdroje tepla,
výrobní budovy v průmyslových areálech a provozovny a zemědělské budovy s nízkou roční spotřebou energie
na vytápění. V případě, že podmínce nízké energetické náročnosti nevyhovuje projekt rekonstrukce, je nutno
doložit energetickým auditem technickou nebo ekonomickou nemožnost lepšího řešení, nebo se lze odvolat na
jinou překážku, například památkovou ochranu budovy.
Hlavním výstupem průkazu energetické náročnosti budovy je hodnota spotřeby energie na metr čtvereční
podlahové plochy.
Dalším problémem je, že výsledné kritérium spotřeby energie na m2 sčítá energie s různou cenou - teplo na
vytápění bývá levnější než elektřina pro osvětlení či pohon čerpadel a ventilátorů. Abyste zjistili, kolik kWh
elektřiny, m3 plynu nebo metráků uhlí dům spotřebuje, musíte zapátrat hlouběji v celém několikastránkovém
protokolu k průkazu.
Obr. 27. Průkaz energetické náročnosti budovy (PENB), vlevo průkaz zpracovaný do roku 2013, vpravo průkaz, který se
bude zpracovávat od dubna 2013.
V návaznosti na novelu zákona č.406/2000 Sb. a na související novelu vyhlášky č.148/2013 Sb., jejíchž účinnost
byla stanovena na 1.dubna 2013 se razantně změní posuzování energetické náročnosti budov. Všechny
nově projektované objekty budou muset splňovat nákladově optimální úroveň, do níž spadají už pouze
21
nízkoenergetické domy se spotřebou energií na vytápění do 50 kW/m2. Do výpočtu vstoupí také tzv. referenční
budova, se kterou bude posuzovaná budova porovnána a vyhodnocena. Velkou novinkou v posuzování ENB
je přihlížení k obnovitelným zdrojům použitých v objektu jako takovým. Dosud vypracovaný průkaz zahrnoval
obnovitelné zdroje jen částečně. Nyní se k těmto zdrojům bude přihlížet samostatně. To znamená, že pokud máme
dva domy, posuzované před novelou zákona a novelou vyhlášky, kdy dům č.1 byl postaven kupříkladu z cihel
plných(horší tepelně izolační vlastnosti) a zdroj tepla byl po celkové rekonstrukci domu změněn z kotle na tuhá
paliva na tepelné čerpadlo a dům č.2 byla nová dřevostavba s taktéž tepelným čerpadlem, pak po vyhodnocení
ENB vycházel lépe dům č.2. Pro přesné uvedení příkladu: po energetickém zhodnocení původního stavu a stavu
po rekonstrukci domu č.1 se jeho energetická náročnost zlepšila z kategorie G - mimořádně nehospodárná budova
do kategorie C - vyhovující budova. Po vyhodnocení domu č.2, objekt spadl do kategorie B - úsporná budova.
Pokud tyto dva domy posoudíme podle novely zákona č.406 a novely vyhlášky č. 148, kde ve vyhodnocení se ke
zdrojům tepelné energie přihlíží zvlášť, pak po vypracování ENB obou domů, budou tyto objekty spadat do stejné
kategorie, bez ohlednu na jejich tepelně izolační vlastnosti.
Další zajímavostí je, že jednotlivé zdroje tepelné energie budou podle vyhlášky dle druhu použitého paliva
rozděleny do kategorií, kde každé kategorii bude přidělena míra znečisťující a ovlivňující životní prostředí. Z toho
vyplývá, že využití obnovitelných zdrojů pomocí TČ nebo solárních kolektorů bude vycházet v hodnocení lépe ve
srovnání s kotlem na pelety či brikety a daleko lépe vůči kotli na uhlí.
Úskalí, které úzce souvisí s obnovitelnými zdroji je, že v současné době se k těmto zdrojům stále připojují zdroje
sekundární, které nám pomáhají dotápět otopný systém v budově. Je to dáno tím, že domy po rekonstrukci mají
pořád vysoké tepelné ztráty, které jsou sice o 1/2 nižší než před rekonstrukcí, ale účinnost zdroje je u takových to
ztrát nižší. Z tohoto důvodu je nutné navrhnout pro tyto objekty sekundární zdroj tepla. Bohužel se nejedná jen
o rekonstruované stavby ale také o stavby nové. Pokud bychom chtěli stavbu, která bude mít potřebu energií na
vytápění do 25 kW/m2, tak tato budova nás vyjde dráž, než budova s potřebou energie nad 50 kW/m2. Cena hraje
bohužel významnou roli při výstavbě nových objektů.
Jako sekundární zdroje se nejčastěji uplatňují kotle na plyn nebo elektřinu. Tyto zdroje však významně budou
ovlivňovat celkovou energickou náročnost budovy. Neboť do výpočtu bude cena plynu nebo elektřiny vstupovat
s větším podílem. Více podrobností viz. Kapitola 6.
6.1. PENB – formalita nebo užitek?
Průkazy většina lidí vnímá jako zbytečný papír, který nikdo nechce, a který stojí zbytečné peníze. Je tomu opravdu
tak? Odpověď záleží na tom, koho si vybereme, aby PENB zpracoval.
Podobně v rámci zpracování PENB nyní zjišťujeme, že přibližně polovina projektů při vyhodnocení spadne do
kategorie „Nevyhovující“. Stačí však poměrně jednoduchá úprava projektu a výsledek se změní. Projektanti
a architekti, kteří se na začátku cítili dotčeni touto nebývalou kontrolou, mají o spolupráci velký zájem, protože
poprvé získávají zpětnou vazbu v oblasti energetiky budovy, kterou navrhují, a nemalou hodnotu za své peníze
dostává i investor.
Jak je vidět, účel PENB je plněn. Opravdu přispívají ke vzniku lepších budov. Podmínkou je ovšem výběr skutečně
kvalitního zpracovatele, protože spolupráce s „razítkářem“, byť i sebelevnějším, je vždy ve výsledku prodělečná.
22
7. ELEKTŘINAA KONCOVÝ UŽIVATEL
V manuálu s názvem Energetika ve 21.století, jste se mohli dočíst jakým způsobem elektřina vzniká a jaké zdroje
energií jsou použity při její výrobě, a které společnosti zajišťují její distribuci po České Republice. Ptáte se, jak
to souvisí s celkovou energetickou náročností daného objektu? Velice jednoduše, elektrická energie je jednou
z hlavním nákladových položek rozpočtu v užívání staveb, neboť ať použijeme jakýkoliv primární nebo sekundární
zdroj tepelné energie, elektřinu budeme potřebovat vždy pro pohon všech spotřebičů, na osvětlení atd.
Cena elektrické energie se neustále mění a má rostoucí charakter. Ale proč tomu tak je? Předsedkyně Energetického
regulačního úřadu Alena Vitásková ve své prezentaci na listopadové tiskové konferenci ERÚ zdůraznila, že hlavní
skutečností, která ovlivňuje výši cen elektřiny pro rok 2013, je podpora výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů,
kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných zdrojů [2]. Kromě zásahu obnovitelných zdrojů na cenu
elektřiny hrají významnou roli tři důležité faktory:
● Cena vyrobené elektřiny;
● Distribuce elektřiny;
● Dodavatel elektřiny;
● Daň z elektřiny a daň z přidané hodnoty.
Procentuální zastoupení jednotlivých složek výsledné ceny dodávky elektřiny pro domácnosti je zobrazeno
v následujícím obr. č.28 (zobrazené podíly jsou bez započítání DPH a ekologické daně). Hodnoty v závorkách
zobrazují procentuální zastoupení jednotlivých složek výsledné ceny dodávky elektřiny pro domácnosti v roce
2012.
Obr. č.28. Podíl jednotlivých složek na cenu elektrické energie pro domácnosti.
Cena silové elektřiny meziročně klesla. Celkový pokles cen silové elektřiny by měl pomoci stabilizovat celkovou
cenu elektřiny, která se neproporcionálně zvyšuje díky nárůstu cen v regulovaných složkách, zejména poplatku
za podporované zdroje energie (POZE). Co patří do regulovatelných a neregulovatelných složek elektřiny je již
pospáno v manuálu Energetika ve 21. století.
23
Faktem je, že i když se snižují veškeré náklady na vytápění, ostatních spotřebičů v objektech stále přibývá (dvě až
tři televize, sušičky prádla, mrazáky atd.). A dnes se už vyskytují domácnosti, které za běžný provoz platí pomalu
stejně peněz jako na vytápění. Nejlépe to lze vysvětlit na následujícím obrázku.
Obr. 29. Grafy spotřeby elektrické energie v domácnostech.
Jak se může pohybovat cena elektřiny v domácnostech,si ukážeme na následujících příkladech. Hlavní rozdíl
v ceně elektrické energie je v distribučních sazbách.
1. příkladem je rodinný dům se čtyřčlennou rodinou, který má základní spotřebiče, jako je: lednička, pračka,
televize, PC, trouba, osvětlení a všechny ostatní spotřebiče, které potřebují pro svůj provoz elektrickou energii.
Vytápění a ohřev teplé vody je zajišťován např. plynovým kotlem.
Průměrná spotřeba elektrické energie u tohoto příkladu se pohybuje okolo 2 200 kWh/rok. Důležitou roli zde hrají
i jističe. Zde použijeme jistič 3x25 A. Pro takto zadané parametry bude platit sazba D 02d (jednotarifová sazba střední spotřeba).
Distribuční
společnost
Celková roční platba
za elektřinu [Kč]
Změna plateb
[Kč]
[%]
2012
2013
E.ON
11 748
11 983
236
2,01
PRE
11 915
12 404
489
4,11
ČEZ
12 325
12 593
268
2,17
2. příkladem je opět rodinný dům se čtyřčlennou rodinou, který má základní spotřebiče. Vytápění je zajišťováno
např. plynovým kotlem a ohřev TV je pomocí elektrického akumulačního spotřebiče.
V tomto případě, kdy buď pro ohřev nebo na vytápění využíváme elektrický spotřebič (může být i naopak), se
elektřina účtuje zvlášť pro vysoký tarif VT a nízký tarif NT. Průměrná spotřeba elektrické energie u tohoto příkladu
se pohybuje u VT - 2 200 kWh/rok a u NT - 2 500 kWh/rok. Zde použijeme stejný jistič jako v předešlém příkladě:
3x25 A. Pro takto zadané parametry bude platit sazba D 25d (dvoutarifová sazba - s dobou nízkého tarifu 8 hodin).
Náklady na elektrickou energii výrazně stoupnou.
24
Celková roční platba
za elektřinu [Kč]
Distribuční
společnost
Změna plateb
[Kč]
[%]
2012
2013
E.ON
18 500
18 963
463
2,50
PRE
18 272
18 933
661
3,62
ČEZ
19 423
19 908
485
2,49
3. příkladem je opět rodinný dům se čtyřčlennou rodinou, který má základní spotřebiče. Vytápění a ohřev teplé
vody je zajišťován elektrokotlem.
I v tomto případě se elektřina účtuje zvlášť pro vysoký tarif VT a nízký tarif NT. Průměrná spotřeba elektrické
energie u tohoto příkladu se pohybuje u VT -600 kWh/rok a u NT - 14 400 kWh/rok. Zde použijeme stejný jistič
jako v předešlém příkladě: 3x25 A. Pro takto zadané parametry bude platit sazba D 45d (dvoutarifová sazba s dobou nízkého tarifu 20 hodin). Náklady na elektrickou energii výrazně stoupnou.
Celková roční platba
za elektřinu [Kč]
Distribuční
společnost
Změna plateb
[Kč]
[%]
2012
2013
E.ON
43 387
44 707
1 320
3,04
PRE
42 904
44 079
1 175
2,74
ČEZ
44 384
46 238
1 854
4,18
Z předešlých příkladů vyplývá, že elektrická energie je nejdražší, pokud s ní topíme. Pokud bychom pro vytápění
a ohřev TV použili TČ, pak by se náklady na elektrickou energii pohybovaly mezi prvním a druhým příkladem.
8. PLYN A KONCOVÝ UŽIVATEL
Pro plyn platí podobné principy účtování jako u elektrické energie. Do konečné ceny za plyn vstupují také tři
regulovatelné důležité faktory, kterými jsou:
● Přeprava
● Distribuce
● Služby operátora trhu
Dobrou zprávou je, že cena za přepravu plynu klesla zákazníkům České Republiky o 16,8 %. Bohužel cena za
distribuci plynu k zákazníkům má stále vzestupnou tendenci. Její nárůst teď činí 4,32 %. Pro koncového uživatele
to znamená, že cena plynu pro rok 2013 se zvýšila z hodnoty 2,10 Kč/MWh na hodnotu 2,16 Kč/MWh. Důvodem
tohoto navýšení se plynové společnosti hájí tím, že klesá spotřeba plynu v celé České Republice.
Domácnosti využívají plyn nejen pro vaření, ale také pro vytápění a ohřev teplé vody. Podle toho se také odvíjí
roční platby. Jak se dané hodnoty liší si ukážeme na třech příkladech.
Obr. 30.
Podíl jednotlivých složek
na cenu plynu
pro domácnosti bez daní.
25
1. příkladem je rodinný dům se čtyřčlennou rodinou, který využívá plyn pouze na vaření.
Průměrná spotřeba plynu u tohoto příkladu se pohybuje okolo 840 kWh/rok.
Roční
spotřeba
Odhodlané roční náklady
na dodávku plynu
Rozdíl v nákladech
2013 - 2012
2012
2013
kWh
Kč s DPH
Kč s DPH
Kč s DPH
[%]
840
2 652
2 731
94
2,96
2. příkladem je byt se čtyřčlennou rodinou, který využívá plyn na vaření, topení a ohřev teplé vody.
Průměrná spotřeba plynu u tohoto příkladu se pohybuje okolo 18 900 kWh/rok.
Roční
spotřeba
Odhodlané roční náklady
na dodávku plynu
Rozdíl v nákladech
2013 - 2012
2012
2013
kWh
Kč s DPH
Kč s DPH
Kč s DPH
[%]
18 900
31 656
32 332
811
2,13
3. příkladem je rodinný dům se čtyřčlennou rodinou, který využívá plyn na vaření, topení a ohřev teplé vody.
Průměrná spotřeba plynu u tohoto příkladu se pohybuje okolo 31 500 kWh/rok.
Roční
spotřeba
Odhodlané roční náklady
na dodávku plynu
Rozdíl v nákladech
2013 - 2012
2012
2013
kWh
Kč s DPH
Kč s DPH
Kč s DPH
[%]
31 500
51 202
52 201
1 221
1,99
Z předešlých příkladů vyplývá, že plyn je opět velmi drahou energií pro vytápění a ohřev teplé vody. Předvídat
vývoj ceny komodity, tedy samotného plynu, je díky velkému množství dodavatelů s odlišnými cenovými
politikami velmi komplikované. Dodavatelé upravují cenu za dodávku komodity v závislosti na svém obchodním
modelu respektujícího aktuální vývoj na trhu s plynem.
K většímu množství uplatňování obnovitelných zdrojů nás netlačí jen stále se zvyšující se cena, ale také zákony,
které souvisí z výše popsanou směrnicí EPBD.
Novinka, která vám umožní si dopředu promyslet využití sekundárního zdroje na plyn nebo elektřinu najdete
na portálu TZB-info zadáním: „Kalkulátor cen energií”. Tento šikovný výpočet vám umožní rychle porovnat ceny
jednotlivých dodavatelů jak na elektřinu, tak na plyn.
9. PŘÍKLADY ENERGETICKY ÚSPORNÝCH STAVEB
9.1. Monte-Rosa-Hütte – horská chata
s provozem řízeným automaticky podle počasí[4].
Nová pětipodlažní chata s hliníkovým pláštěm, pod nímž se skrývá tepelná izolace, s fotovoltaickou střechou a
stěnou sklonu 70° a o výkonu 16 kW je považována za nejkomplexnější švýcarskou dřevěnou stavbu. Druhá zimní
sezóna prověřuje provoz švýcarské horské chaty Monte-Rosa-Hütte ve výšce 2883 m.n.m, otevřené na jaře 2010.
26
Stavba je opatřena automatikou řízenou na základě předpovědí počasí a poprvé se při provozu v tomto rozsahu
využívá informací satelitní meteorologie. Aktuální předpověď počasí a prognózy jeho vývoje ovládají klimatizaci
a ostatní procesy v budově, včetně osvětlení a čištění odpadních vod, napájených z baterií, které získávají energii
ze zmíněných fotovoltaických zdrojů na šikmé jižní stěně budovy. Na horské chatě Monte Rosa se testují nové
energetické systémy v extrémních provozních i klimatických podmínkách.
Budova se 120 lůžky je energeticky soběstačná z 90 % bez provozu elektrické kuchyně (zhruba ze 64 % s provozem
kuchyně). Skalní kaverna zachycuje na jaře vodu z tajícího sněhu, která slouží k přípravě pitné vody pro kuchyni,
čtyři sprchy s teplou vodou a teplovodní vytápění. Splachování toalet užívá upravenou užitkovou (tzv. šedou)
vodu. Roční spotřeba energie by měla činit 66 MWh (solární tepelná energie 25,5 MWh, solární elektrická energie
16,6 MWh, kapalná paliva 23,9 MWh) s emisemi 6,34 t CO2.
Za slunečného počasí se automaticky zapíná nabíjení baterií (2x 3000 Ah, 280 kWh) a spouští se úprava veškeré
odpadní vody mikrofiltrací a biologickou úpravou. V očekávání zhoršeného počasí se úprava vypíná, aby se baterie
zbytečně nevybíjely provozem čištění. Při předpovědi blížící se studené fronty automatika zapíná vytápění na
výkon potřebný k dosažení tepelné pohody v chatě. Vytápění systémem teplovodní blokové kotelny na řepkový
olej a kapalný propan je řízeno s výběrem nejvyšší účinnosti na základě nákladové analýzy v kombinaci s prognózou
počasí a s měřením vnitřní a venkovní teploty pro optimální profil přípravy tepla a teplé vody. Každých 15 minut
automatika sama prověřuje systém na základě 24 parametrů satelitních meteorologických údajů ze 60 vrstev
atmosféry z okruhu 2 km od chaty a podle třídenní prognózy, předávaných internetovým přenosem. Automatický
systém řízení je pilotním projektem budoucích systémů pro školy, nemocnice, sportovní haly, energeticky úsporné
bytové či kancelářské budovy a slouží jako vzor moderních nízkoenergetických a nízkoemisních staveb.
Obr. 32. Energetický soběstačná budova - horská chata Monte-Rosa-Hütte[4]
9.2. Výzkumné a inovační centrum Moravskoslezského dřevařského klastru o.s.
Ve spolupráci Moravskoslezského dřevařského klastru (MSDK) a Fakulty stavební Vysoké školy báňské – Technické
univerzity Ostrava (VŠB - TUO) vzniklo moderní Výzkumné a inovační centrum v pasivním energetickém
standardu.
27
Jedná se o dvoupodlažní nepodsklepenou dřevostavbu s pultovou střechou. Z konstrukčního hlediska se jedná
o montovaný dům na bázi lehké prefabrikace dřeva. Obvodové stěny jsou navrženy jako difúzně otevřené.
Výzkumné aktivity prováděné v tomto centru se zaměřují na posouzení a vyhodnocení konkrétního pasivního
objektu z různých hledisek: např. s možností sledovaní teplotního a vlhkostního chování konstrukce či vnitřního
prostředí se sestavou nejčastěji používaných topných zdrojů. V rámci projektu jsou prováděny teoretické výpočty
a experimentální měření na moderní pasivní dřevostavbě. Dlouhodobě budou monitorovány tepelně technické
vlastnosti stavebních konstrukcí, energetická náročnost objektu za různých vnitřních a venkovních podmínek,
kvalita vnitřního prostředí při nuceném větrání apod. Mezi další konkrétní plánované dlouhodobé testy a měření
v objektu lze zařadit měření akustických vlastnosti konstrukci (měření vzduchové a kročejové neprůzvučnosti
v in-situ) či sledování změny sedání a napjatosti základové desky a podloží v závislosti na čase a změnách zatížení
či vliv druhu zasklení na tepelné parametry vnitřního prostředí.
Samotné středisko slouží jako unikátní výuková a názorná ukázka nízkoenergetické pasivní dřevostavby pro
potřeby studentů VŠB - TUO, Fakulty stavební, kde jsou prostřednictvím odborných seminářů, kurzů a konferencí
prezentovány technologie budovy v pasivním standardu a materiály šetrné vůči životnímu prostředí. Veškeré
rozvody jsou ve školicím středisku koncipovány jako viditelné. Rozvody jsou v hlavních uzlech propojeny tak,
aby byly přehledné a lehce kontrolovatelné. Prezentace zapojení, vstupy a výstupy se mohou sledovat také
v digitalizované formě. Testována jsou nástěnná topná tělesa, podlahové vytápění a rozvody. V neposlední řadě
je k dispozici možnost zapojení zjednodušených otopných sestav s regulačními armaturami. Systém je sestaven
tak, aby bylo možné měřit všechny potřebné veličiny, výkony a energie. Budova je vybavena řídícím systémem,
který zajišťuje datovou integraci soustav vytápění i chlazení, osvětlení, stínících žaluzií a klimatizace. Celková
zastavěná plocha objektu je cca 96,92 m2. Podlahová plocha 1.NP je 75,00 m2a 2.NP je cca 68,95 m2.
Obr. 33 a 34. Výzkumné a školicí středisko MSDK, Fakulta stavební, VŠB TU Ostrava
9.3. PASIVNÍ ADMINISTRATIVNÍ BUDOVA OTAZNÍK - Administrativní budova
a školicí středisko energetických úspor
Pro činnost společnosti INTOZA s.r.o. se vedení firmy rozhodlo postavit administrativní budovu. Tato budova
slouží nejen jako firemní sídlo, ale také k pořádání seminářů, školení a propagaci stávajících a nových technologií
v oblasti energetických úspor.
Administrativní budova a její prostory jsou využívány nejen jako kancelářské místnosti, ale především jako školicí
středisko energetických úspor. Již samotná budova slouží jako „školící pomůcka“ na které si návštěvníci mohou
prohlédnout nejmodernější technologie používané při výstavbě nízkoenergetických a pasivních staveb.
28
Umístění stavby:
Termín dokončení:
Typ budovy:
Druh stavby:
Konstrukce:
Parametry budovy:
Ostrava - Hulváky
červen 2011 (délka výstavby 10 měsíců)
administrativní budova, školicí středisko
novostavba
ŽB montovaný skelet, obvodové zdivo z vápeno-pískových bloků
Základní rozměry objektu (1.NP): 16,24 x 23,74 m
Podlahová plocha: celkem 1267,7 m2
Kapacita budovy: stálí zaměstnanci 55 osob
Kapacita přednáškového sálu: až 50 osob
Aby objekt splnil kritéria pasivního domu, je opatřen silným tepelným štítem a prosklené plochy v tomto plášti
jsou minimalizovány. Otvíravá okna jsou tedy navržena spíše z psychologického hlediska. Veškeré výplně v plášti
budovy jsou navrženy s konstrukčním řešením pro pasivní stavby tj. zasklení kvalitním trojsklem a profilem
pro pasivní domy. Před přílišným tepelným ziskem ze slunečního svitu v létě a pro omezení nočních tepelných
ztrát v zimě jsou okna opatřena účinným venkovním stíněním s regulací. Detaily provedení stavební části jsou
řešeny tak, aby v plášti budovy byly eliminovány veškeré tepelné mosty, způsobující úniky tepelné energie.
Při vytápění objektu je počítáno s veškerými zisky tepla z pobytu osob a z kancelářské techniky. Bilance spotřeby
tepla ke krytí ztrát, hlavně v zimním období v noci, je doplněna teplovodním vytápěním. Dále jsou tepelné ztráty
minimalizovány nuceným větráním s velmi účinnou rekuperací v nejmodernějších větracích a rekuperačních
jednotkách. Teplo pro ohřev vody do hygienického zařízení je v letním období získáváno ze slunečních kolektorů
a ukládáno do zásobníku. Chlad v letním období je získáván z reverzního tepelného čerpadla a ukládán do
zásobníku chladu a využíván ve větracích jednotkách. V zimním období je z tohoto tepelného čerpadla získáváno
teplo pro teplovodní vytápění. Řízení vnitřního prostředí budovy z hlediska optimálního stavu a stability kvality
je automatizováno řídicím systémem s nejmodernějšími prvky a flexibilním programem.
Obr. 35. Pasivní administrativní budova – Intoza, s.r.o.
29
Spotřeba energie
KWh
Finanční
náklady Kč
Vytápení objektu – spotreba TC
a pomocné elektrospirály
10 171 kWh
30 512, - Kč
Chlazení objektu – spotreba TC
1 860 kWh
5 581, - Kč
Ohřev TV – spotreba TC, elektrospirály
2 607 kWh
7 822, - Kč
Spotřeba energie na osvětlení objektu
11 691 kWh
35 072, - Kč
11 276 kWh
33 828, - Kč
37 605 kWh
112 815, - Kč
Spotřeba elektrické energie na
spotře biče (PC, tiskárny, ledničky,
oběhová čerpadla, ventilátory)
Celkový odběr elektrické energie
z distribuční sítě
Vyrobená elektrická energie
z fotovoltaických panelů
10 797 kWh
Vyrobená energie ze solárníc h kolektorů
a podporu ohřevu TV
1 511 kWh
Tab. 3. Provozní náklady administrativní budovy - rok 2012
9.4. Energeticky pasivní bytová vila Pod Altánem v Praze Strašnicích
(zdroj: Akad. arch. Aleš Brotánek)
Vila Pod Altánem je bytový dům se šesti byty ve třech nadzemních podlažích s garážemi, sklepy a technologickou
místností v suterénu. Vila svým konceptem a architekturou navazuje na prvorepublikovou tradici městských
bytových vil se zahradou. Objekt je energeticky pasivní, což znamená, že měrná potřeba tepla na vytápění
nepřesáhne 15kWh/m2/rok dle PHPP.
Aby bylo možno splnit základní kritéria zadání, byl projekt od začátku prověřován modelem pro navrhování
pasivních domů PHPP, který má mnohem přísnější kritéria hodnocení než ČSN, ale umožňuje optimalizaci
projektu. Výsledkem je, že projekt splňuje kritéria pro energeticky pasivní bytový dům jak dle ČSN, tak dle PHPP.
Architektonické a dispoziční řešení
Návrh respektuje veškeré regulativy a omezení a snaží se je využít ve svůj prospěch. Základem dobrého návrhu PD
je kompaktní tvar, který zde tvoří obdélníkový protáhlý kvádr severojižním směrem. Potřebné zúžení v posledním
patře se propisuje i do přesahu ve štítových partiích. Toto zúžení nezvyšuje procenta přípustné zastavitelnosti, ale
člení vizuálně kvádr na průnik dvou prolínajících se objemů, jež měřítkem struktury odpovídají okolní zástavbě.
Většina bytů má obytné místnosti orientovány západojihozápadním směrem a mají přes vykloněné ukosené
arkýře výstupy na terasy a do zahrady. Vytočení arkýřů vnáší do celistvé hmoty individualizovaný detail. Zároveň
poskytují zajímavější výhled z obytných prostorů a zlepšují sluneční zisky natočením více k jihu. Ve středu hmoty
ze severovýchodu je komunikační jádro. Tato hmota přirozeně zastavuje veřejný společný prostor s bočním
vstupem, ke kterému se stoupá po terénu. Motiv zkosení byl z odstupových omezení nutný i ke snížení římsy nad
schodišťovým blokem.
Zkosení a natočení se stalo přirozeným motivem narušujícím přísný pravoúhlý řád a je přirozenou inspirací
pro vytvoření formálního tvarosloví stavby. Ta tím získává lidské měřítko a základní funkční bloky doplňuje o
individualizovaný detail v exteriéru i v interiérech. Přesto zachovává potřebný technický parametr domu
dosažením faktoru A/V = 0,4 a je prvním základním předpokladem dobrého výsledku.
30
Estetické ztvárnění vyrůstá z potřeb a vztahů daných usazením do prostředí a dovršuje pozitivní dědictví
funkcionalizmu 30. let, ke kterému patří i funkční hospodaření s energií v provozu domu, tedy neplýtvat.
Obr. 36. Energeticky pasivní bytová vila Pod Altánem.
Zúčastnění:
AB ateliér – architektonický návrh, dokumentace
proUR a SP, koordinace real. PD
[email protected]
Aleš Brotánek, Jan Praisler
JRD s.r.o. – Developer, investor - www.jrd.cz
Jan Řežáb – ředitel, majitel,
Jindřich Kindl - vedoucí projektu
10. ZÁVĚR
V současné době jsou největším spotřebitelem energie v Evropě budovy. Segment budov výrazně expanduje,
což bude mít v budoucnu za následek zvýšení energetické spotřeby EU jako celku. V souvislosti s legislativou EU
o energetické náročnosti budov je nutné projektovat budovy s nízkou energetickou náročností.V současnosti je
tedy nutné přijímat opatření s cílem zvýšit počet budov, které nejenže splňují současné minimální požadavky
na energetickou náročnost budov, ale jsou i energeticky účinnější. Spotřeba energie by měla být ve značném
rozsahu přednostně pokryta z obnovitelných zdrojův místě stavby či v jejím blízkém okolí. Tento dokument si
klade za cíl koncepčně uvést čtenáře do problematiky energetické náročnosti budovy, jelikož se v nejbližším
desetiletí předpokládá dynamický rozvoj tohoto oboru.
31
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
[1] Aktualizace Státní energetické koncepce české republiky: srpen 2012. In: TZB/info[online]. Praha, 2012
[cit. 2013-02-21]. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/pravni-predpisy/dokumenty-tykajici-se-obnovitelnychzdroju-energie-a-uspor-energie.
[2] Ceny regulovaných služeb v elektroenergetice a plynárenství pro rok 2013. In: ING. BECHYNĚ, Milan. TZB-info
[online]. 29.11.2012 [cit. 2013-02-21]. Dostupné z: http://energetika.tzb-info.cz/9335-ceny-regulovanych-sluzebv-elektroenergetice-a-plynarenstvi-pro-rok-2013.
[3] LABUDEK, J., disertační práce – Optimalizace obvodového pláště dřevostaveb v pasivním standardu
s výplňovými izolacemi, autoreferát ISBN 978-80-248-2880-0, Ostrava, 2012, 1. Vydání
[4] ABUŠINOV, A., Monte-Rosa-Hütte – horská chata s provozem řízeným automaticky podle počasí, 2011,
Dostupné z: http://www.imaterialy.cz/Technologie/Monte-Rosa-Hutte-horska-chata-s-provozem-rizenymautomaticky-podle-pocasi.html
SEZNAM POJMŮ
Optimálně nákladová úroveň: nákladově optimální úrovní se rozumí stanovené požadavky na energetickou
náročnost budov nebo jejich stavebních nebo technických prvků, která vede k nejnižším nákladům na investice
v oblasti užití energií, na údržbu, provoz a likvidaci budov nebo jejich prvků v průběhu odhadovaného
ekonomického životního cyklu.
Referenční budova: výpočtově definovaná budova téhož druhu, stejného geometrického tvaru a velikosti
včetně prosklených ploch a částí, stejné orientace ke světovým stranám, stínění okolní zástavbou a přírodními
překážkami, stejného vnitřního uspořádání a se stejným typickým užíváním a stejnými uvažovanými klimatickými
údaji jako hodnocená budova, avšak s referenčními hodnotami vlastností budovy, jejích konstrukcí a technických
systémů budovy.
Alternativní zdroj energie: jsou zdroje, které se přirozeným způsobem obnovují a tak při jejich využití nezanikají,
např. sluneční energie, biomasa atd.
Tepelný most: je místo v konstrukci, kde dochází k větším tepelným tokům než v bezprostředním okolí tohoto
místa. Jde tedy o místa, kudy uniká na jednotku plochy mnohem více tepelné energie než okolní konstrukcí při
stejné ploše.
Součinitele prostupu tepla: je v tepelné technice budov nejdůležitější veličinou a charakterizuje tepelně-izolační
schopnost konstrukce. Označuje se písmenem U a udává se v jednotkách W/(m2K).
32
Název projektu:
Energetická gramotnost
– propagace a zkvalitnění nabídky
vzdělávání jednotlivců v oblasti
energetiky
Registrační číslo projektu:
CZ.1.07/3.1.00/37.0276
Realizátor projektu:
Moravskoslezský energetický
klastr, občanské sdružení
Moravskoslezský
energetický klastr, o.s.
Studentská 6202
708 33 Ostrava – Poruba
IČ.: 26580845
Tel.: +420 558 272 430
www.msek.cz
www.energetickagramotnost.cz
ISBN 978-80-905392-0-4
INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁNÍ