Moderní energeticky úsporné budovy

MODERNÍ ENERGETICKY
ÚSPORNÉ BUDOVY
Ing. Jiří Labudek, Ph.D. I Ing. Jiří Teslík
Ing. Naďa Zdražilová I Ing. Jan Neuwirt
PODĚKOVÁNÍ
Realizační tým Moravskoslezského energetického klastru
věnuje poděkování autorům informačního manuálu „Moderní energeticky úsporné stavby“.
Odborná práce byla realizována za finančního přispění Evropské unie v rámci projektu
CZ.1.07/2.4.00/31.0080 Partnerství v oblasti energetiky.
1
2
OBSAH
PROBLEMATIKA PASIVNÍCH A NÍZKOENERGETICKÝCH DOMŮ
1. ÚVOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. PROBLEMATIKA PASIVNÍCH A NÍZKOENERGETICKÝCH DOMŮ
2.1. Historie pasivních a nízkoenergetických domů . . . . . . . . . . .
2.2. Rozdělení podle energetické náročnosti. . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Základní principy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4. Koncepce a dispoziční řešení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5. Tepelná ochrana domu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5
5
5
6
6
7
9
9
10
12
12
12
12
13
13
13
13
14
14
16
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. . . .
. . . .
. . . .
1.2.1. Produkce tepla a vodní páry v interiéru budov . .
1.2.2. Optimální hodnoty veličin . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
17
17
18
18
20
21
22
22
23
23
23
23
23
24
24
24
24
24
1. ÚVOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. EKOLOGICKÉ MATERIÁLY PRO STAVBY . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Dřevo – tradiční a ekologický konstrukční materiál . . . . . . .
2.2. Materiály použité pro konstrukci obvodových plášťů staveb .
2.2.1. Oplášťující deskové materiály na bázi dřeva . . . . . . . .
2.2.2. Desky OSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3. Desky VELOX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.4. Desky Flexibuild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.5. Desky Fermacell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.6. Desky UdiSPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.7. Ekopanely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Tepelné izolace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1. Celulóza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2. Dřevěná vlákna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3. Sláma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4. Ovčí vlna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5. Konopí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. ZÁVĚR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
25
25
25
26
26
26
26
26
26
26
26
27
27
28
29
29
30
30
2.5.1. Izolace konstrukcí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.2. Okna a dveře pro pasivní domy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6. Vytápění a větrání, zdroje energie .
2.6.1. Kvalitní vnitřní prostředí . .
2.6.2. Neprůvzdušnost budovy .
2.6.3. Větrání s rekuperací . . . .
2.6.4. Zdroje energie . . . . . . .
2.6.5. Alternativní zdroje energie
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2.7. Příklady pasivních staveb v praxi
2.7.1. Rodinný dům Dětmarovice .
2.7.2. Bytový dům. . . . . . . . . . .
2.7.3. Administrativní budova . . .
2.7.4. Příklady staveb ze zahraničí.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
MIKROKLIMA BUDOV
1. VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ BUDOV . . . . . . . . . . . .
1.1. Původ agencií v obytném prostředí budov .
1.2. Tepelně – vlhkostní mikroklima . . . . . . . . .
1.2.3. Optimalizace tepelně-vlhkostní složky mikroklimatu
1.3. Světelné mikroklima
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1. Druhy osvětlení vnitřních prostor . . . . . . . . . . . .
1.4. Akustické mikroklima .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.1. Zdroje hluku v interiéru budov . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2. Účinky hluku na lidský organismus . . . . . . . . . . .
1.5. Mikrobiální mikroklima .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.1. Zdroje mikroorganismů a jejich eliminace. . . . . . .
1.6. Odérové mikroklima
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.1. Posuzování úrovně odérového mikroklimatu v budovách
1.7. Toxické mikroklima
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.1. Optimalizace toxického mikroklimatu . . . . . . . . . . . .
1.8. Další složky mikroklimatu .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
EKOLOGICKÉ MATERIÁLY PRO STAVBY
3
.
.
.
.
.
.
.
.
4
PROBLEMATIKA PASIVNÍCH
A NÍZKOENERGETICKÝCH DOMŮ
Ing. Jan Neuwirt
1. ÚVOD
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 v zemích Evropské unie nárůst „pouze“ o 30 % [1].
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 směrnice o energetické náročnosti budov – tzv. EPBD II.
V souvislosti s aktuálním zněním Evropské směrnice o energetické náročnosti budov je nutné do roku 2020 projektovat
budovy s výrazně nižší energetickou spotřebou. 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 %. 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 [2]. 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“.
·
·
„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
15kWh/m2 vytápěné plochy.
„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. Tyto
budovy se stávají výzvou moderního stavebnictví v nejbližší budoucnosti.
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.
2. PROBLEMATIKA PASIVNÍCH A NÍZKOENERGETICKÝCH DOMŮ
2.1. Historie pasivních a nízkoenergetických domů
Tepelná ztráta pasivního domu je tak nízká, že nepotřebujete běžný systém vytápění. Vnější tepelné zisky od slunce a vnitřní
tepelné zisky od lidí a elektrických spotřebičů Vám pohodlně vytopí celý dům po většinu roku. Koncepce pasivního domu
byla nastíněna již v roce 1988 v diskuzi mezi profesorem Bo Adamsonem z Lund University (Švédsko) a Wolfgangem
Feistem z Institut für Wohnen und Umwelt (Německo) [20].
V jednom výzkumném projektu nazvaném „Pasivní domy“ a financovaném spolkovou zemí Hesensko byly definovány
technické základy, díky kterým byl v říjnu 1990 položen základní kámen prvního pasivního domu. Jednalo se o řadový dům
se čtyřmi bytovými jednotkami v darmstadtské městské čtvrti Kranichstein. Tento první pasivní dům je obýván již od roku
1991 a průměrné hodnoty spotřeby tepla na vytápění se během 15 let užívání domu pohybují kolem 10 kWh / (m²a). Jsou
tedy o 90% nižší než u běžných novostaveb [20].
V roce 1997 byly realizovány v rámci sociální bytové výstavby první komplexy pasivních bytových domů ve Wiesbadenu
a u Kolína. Tyto projekty zaznamenaly velký úspěch a v následujících letech se energeticky pasivní domy rychle rozvíjely
především v Rakousku, Německu a Švýcarsku. Od výstavby prvních experimentálních domů byly postaveny již tisíce
pasivních staveb po celém světě. Převážně v německy mluvících zemí a Skandinávii, ale také v severní Americe. V České
republice byl první pasivní dům postaven v roce 2004 a do roku 2012 jich byly uvedeny do provozu stovky. V roce 2008 byl
postaven zatím největší soubor pasivních staveb, a to třináct pasivních domů v obci Koberovy u Turnova [20].
5
Obr. 1. Jeden z prvních energeticky pasivních domů - Darmstad [21].
2.2. Rozdělení podle energetické náročnosti
Česká norma dělí budovy podle měrné potřeby tepla na vytápění na nízkoenergetické a pasivní. Hraniční hodnotou pro
pasivní dům je 15 kWh/(m2.rok) a pro nízkoenergetický dům je v České republice 50 kWh/(m2.rok). V současné době
se můžeme setkat také s pojmem nulový dům (dům s nulovou potřebou energie). Těchto parametrů však většinou není
dosaženo pomocí výrazného zlepšení tepelné izolace, ale např. navýšením plochy fotavoltaických panelů. Za nulové domy
jsou považovány stavby s potřebu tepla menší než 5 kWh/(m2.a).
Tab. 1. Rozdělení staveb podle energetické bilance [20].
domy běžné
v 70. - 80. letech
domy postavené
většinou bez
tepelných izolací,
zastaralá otopná
soustava, zdroj
tepla na fosilní paliva; větrání pouze
pomocí otevřených
oken, přetápí se
většinou nad 200
současná
novostavba
nízkoenergetický dům
pasivní dům
charakteristika
otopná soustava o
nižním výkonu, využití
obnovitelných zdrojů
energie, zateplené
konstrukce, řízené
větrání
vytápění pomocí
domy s masivní
plynového
tepelnou izolací
kotle o vysokém
řízené větrání
výkonu, větrání
s rekuperací
pouze pomocí
tepla, velmi
otevřených oken,
těsné
konstrukce na
konstrukce
úrovni požadavků
normy
potřeba tepla na vytápění [kWh/(m2a)]
80 - 140
méně než 50
méně než 15
nulový dům
parametry min. na úrovni
pasivního domu, velká plocha
fotavoltaických panelů
méně než 5
2.3. Základní principy
V porovnání se standartními novostavbami mohou mít pasivní domy až o 90% nižší potřebu energie na vytápění při
zajištění kvalitního vnitřního prostředí jak v letním tak zimním období. Jak lze toho dosáhnout? Koncepce pasivního domu
je celkem jednoduchá bez složitých detailů a technicky náročných zařízení, které zbytečně stavbu prodražují. Základním
požadavkem je nepustit téměř žádné teplo ven a co nejefektivněji využít tepelné zisky z vnitřních zdrojů tepla (osoby,
elektrické spotřebiče) a slunečního záření procházejícího okny. Díky kvalitní izolaci a dalším prvkům pasivního domu tyto
zisky neutíkají ven a po většinu roku nám zajišťují příjemnou teplotu v místnostech a malé tepelné ztráty lze pokrýt téměř
jakýmkoliv zařízením a klasický otopný systém lze zmenšit na minimum.
Pasivní dům má mnoho výhod:
·
·
·
nízké provozní náklady na vytápění, úspora až 90 % nákladů oproti běžným stavbám
energie ze slunce a elektrických spotřebičů Vám po značnou část topné sezóny vytopí dům
vysoký komfort bydlení - stálý přívod čerstvého vzduchu do objektu, rekuperace tepla z odpadního vzduchu
6
·
·
zdravé bydlení - příjemné teploty v zimním i letním období, vyšší komfort života, zdravé vnitřní prostředí
rychlý návrat investice – vyšší cena nemovitosti na trhu
Aby dům splnil podmínky pasivního standardu, je potřeba již při návrhu domu optimalizovat veškeré prvky jako jsou tvar
a velikost budovy, orientace vzhledem ke světovým stranám, konstrukční řešení, vnitřní dispozice, velikost a umístění oken,
návrh větrání a vytápění, které rozhodují o budoucí spotřebě domu. Nedodržení základních zásad může lehce zmařit snahu
o dosažení pasivního standardu a sebelepší technologie nesprávnou koncepci nenahradí. Kvalitní projekt včetně vyřešení
všech konstrukčních detailů zjednoduší ocenění zakázky a také se eliminují zbytečné prostoje a kompromisy na stavbě.
Pokud se pasivní dům navrhne kvalitně, nemusí být dražší než běžné stavby. Cenu stavby daleko více ovlivňují prostorové nároky investora a nároky na vnitřní vybavení (zařizovací předměty, typy použitých povrchových úprav), než to zda
bude dům v pasivním standardu. Pokud snížíme energetickou náročnost budovy na minimum, automaticky se nám sníží
požadavky na výkon zdroje tepla a otopnou soustavu a další technologie. Z tohoto pohledu pasivní domy jsou jednodušší
stavby bez spousty drahé technologie.
2.4. Koncepce a dispoziční řešení
Minimální spotřebu tepla na vytápění u pasivních staveb nezajišťuje pouze silnější tepelná izolace, kvalitní okna a nucené
větrání s rekuperací tepla, ale také faktory, které u běžných staveb nemají tak velký vliv a při návrhu stavby se s nimi vůbec
neuvažuje.
Konečnou energetickou bilanci budovy nám ovlivňuje:
·
·
·
klimatická oblast – hory, stíněné údolí nám zhoršují energetickou bilanci
·
·
·
·
způsob větrání budovy
vnitřní dispozice - vnitřní dispozice s ohledem na vytápěný a nevytápěný prostor i orientaci ke světovým stranám,
velikost prosklených ploch a jejich orientace ke světovým stranám, zajištění prosklených ploch proti přehřívání v letním
období
zdroj tepla, příp. vhodná kombinace zdrojů, volba energeticky úsporných elektrických spotřebičů v domácnosti
skutečný způsob užívání budovy
tepelně izolační vlastnosti všech obvodových konstrukcí – celá obálka budovy musí být dokonale izolována a přesná
tloušťka tepelných izolací se určí výpočtem, běžně se tloušťka tepelné izolace obvodových stěn pohybuje kolem 300 mm
a u konstrukcí střechy až 500 mm
Un, Součinitel
prostupu tepla
[W/(m2·K)]
do
1964
1964
1979
1992
2002
2005
2007
2011
doporučené
hodnoty
2011
doporučená pro
pasivní domy 2011
okno (svislé)
—
3,7
2,28
2,35
1,8
1,7
1,7
1,5
1,2
0,8-0,6
podlaha
(na zemině)
2,1
1,09
1,09
0,6
0,6
0,6
0,6
0,45
0,30
0,22-0,15
Un, Součinitel
prostupu tepla
[W/(m2·K)]
do
1964
1964
1979
1992
2002
2005
2007
2011
doporučené
hodnoty
2011
doporučená pro
pasivní domy 2011
vnější stěna
(těžká)
1,45
1,45
0,89
0,46
0,38
0,38
0,38
0,3
0,25
0,18-0,12
střecha
(0-45°)
1,25
0,93
0,5
0,32
0,24
0,24
0,24
0,24
0,16
0,18-0,12
Tab. 2. Vývoj nároků norem na kvalitu tepelně-technických požadavků
7
·
volba pozemku – vhodná orientace budovy na pozemku je velmi důležitá a v ideálním případě by měl stát dům na
nestíněném pozemku, delší fasádou orientovanou k jihu
Obr. 2. Osazení stavby na pozemek vzhledem ke světovým stranám [23].
·
tvarové řešení budovy – výsledný tvar objektu nám ze značené míry ovlivňuje energetickou bilanci a cenu budovy.
Členité stavby mají velké ochlazované plochy a mnoho složitých detailů komplikují realizaci a prodražují stavbu. Pokud
to lze, je vhodné se vyvarovat různým vystupujícím konstrukcím a zachovat tvarovou kompaktnost stavby. Pokud realizujeme více samostatně stojících objektů (rodinné domy), je vhodné tyto stavby sdružovat do větších objemů (například
řadové domy nebo bytová zástavba), které jsou pro pasivní domy vhodnější.
Obr. 3. Vliv tvaru budovy na potřebu tepla na vytápění [23].
Již v první koncepci návrhu domu je potřeba dodržet všeobecné zásady pro návrh pasivních domů a kvalitní projektant by
měl zvládnout různá řešení návrhu pasivního domu.
Ideálně navržený dům by měl splňovat několik důležitých zásad:
·
·
kompaktní, málo členitý tvar
·
solární zisky nestíněné okolní zástavbu, pergolou nebo vzrostlou zelení
největší plochu oken orientovanou na jih eventuálně na jihovýchod nebo jihozápad, nejmenší plochu oken orientovanou
na sever
8
·
·
·
·
stínění proti přehřívání interiéru v letním období
vnitřní dispozici vzhledem ke světovým stranám
kvalitní izolační obálku
nucené větrání s rekuperací tepla
Jaký typ konstrukce domu je nejvhodnější? Masivní konstrukce nebo dřevostavba? Každý typ konstrukce má své výhody
a nevýhody a nelze jednoznačně říct, který materiál je vhodnější. Nicméně pasivní domy lze realizovat jak masivní stavby
(plné pálené cihly, vápenopískové bloky, beton či plynosilikátové tvárnice) nebo jako dřevostavby (montované nebo prefabrikované). Pro každý typ stavby (administrativní budovy, bytové domy, rodinné domy) se vždy hodí jiný konstrukční systém
a projektant by měl vždy brát v úvahu užitné vlastnosti stavby.
2.5. Tepelná ochrana domu
Jedna z nejdůležitějších součástí pasivního domu je použití masivní tepelné izolace ve všech obvodových konstrukcích
a použití kvalitních oken. Tyto konstrukce snižují tepelné ztráty domu na minimum a přinášejí řadu další výhod.
2.5.1. Izolace konstrukcí
Na hodnoty pasivního domu se bez kvalitní masivní izolace nelze prakticky dostat a díky použití masivní tepelné izolaci lze
zredukovat tloušťku nosných obvodových stěn pod 250 mm a tím snížit cenu stavby.
Výhody kvalitního zateplení domu:
·
·
·
·
·
·
Snížení tepelných ztrát na minimum
V zimním období nám dům chrání před tepelnými ztrátami a v letním období nám dům chrání před přehříváním
Zvýšení vnitřní povrchové teploty a snížení rizika vzniku plísní
Redukce tloušťky obvodové nosné konstrukce
Eliminace klasických tepelných mostů
Chrání konstrukci před atmosférickými vlivy
Tepelných izolací je v dnešní době na trhu celá řada a je potřeba vždy volit vhodnou podle konstrukčního systému domu.
Expandovaný pěnový polystyren EPS
Expandovaný polystyren patří ve stavebnictví pro své výborné izolační vlastnosti mezi významné tepelně izolační materiály
a v současné době mezi nejrozšířenější tepelné izolanty.
Ve stavebnictví se podle druhu užití používají tyto základní varianty:
·
·
·
·
Z (základní) – použití v podlahách
S (stabilizovaný) – použití ve střechách
F (fasádní) – použití na kontaktní zateplovací systémy ETICS
Perimetr – použití na izolace soklu, nízká nasákavost
Extrudovaný polystyren XPS
Vzniká extruzí (vytlačováním) taveniny krystalového polystyrenu za současného sycení vypěňovadlem, které po uvolnění
tlaku umožní na konci vytlačovacího zařízení napěnění materiálu. Je to deskový materiál s minimální nasákavostí a velkou
pevností. Používá se zejména pro tepelné izolace v přímém styku s vlhkostí (spodní stavba, inverzní ploché střechy), nebo
izolace s vysokým zatížením (průmyslové podlahy, parkoviště, střešní terasy apod.).
Minerální vlna MW
Minerální vlna je po pěnovém polystyrenu druhým nejrozšířenějším izolantem v českém stavebnictví a vyrábí se tavením
hornin (čedič nebo křemen a další přísady). Využívá se ve všech částech stavby jako tepelná nebo zvuková izolace. Velkou
výhodou je odolnost proti vysokým teplotám a proto se používá v protipožárních konstrukcích stavby.
9
Pěnový polyuretan
Pěnový polyuretan se ve stavebnictví používá nejčastěji ve formě tvrdé polyuretanové pěny. Využívá se na střechy a podlahové topení ve formě desek, ke kterým je připevněna nejčastěji hliníková folie, nebo se nástřikem aplikuje na stěny a ploché
střechy.
Pěnové sklo
Pěnové sklo se vyrábí ze speciálního aluminio-silikátového skla. Po vychlazení je sklo rozemleto na velmi jemný prášek
a tento skleněný prach je při mletí smíchán s uhlíkovým prachem. Při stavbě pasivních domů se především využívá k přerušení
tepelného mostu v patě obvodového zdiva nebo na drti z pěnového skla se zakládají celé stavby.
Vakuová izolace
Vakuová izolace patří mezi špičkové izolační materiály. U nás se používá zřídka zejména kvůli vysoké ceně, lze jí ale využít
k vyřešení některých komplikovaných konstrukčních detailů a k eliminaci tepelných mostů. Dodává se ve formě panelů
obalených v ochranné vrstvě.
Celulóza
Je ekologická tepelná a akustická celulózová izolace, která se vyrábí recyklací novinového papíru drcením a promícháním
s dalšími přísadami zaručujícími potřebnou odolnost proti ohni, hnilobě, plísni, hmyzu i hlodavcům. Používá se pro izolování
vnitřních i vnějších konstrukcí, střech a krovů, půd, obvodových stěn a příček, stropů a podlah, vnějších fasád.
Sláma
Sláma v podobě slaměných balíků se v poslední době mezi ekologicky smýšlejícími lidmi využívá na stavbu rodinných domů
stále častěji. Používá se v kombinaci s dalšími ekologickými přírodními materiály, jako jsou hliněné omítky a nepálené cihly.
materiál
cihelné bloky
- děrované
expandovaný
polystyren
EPS
extrudovaný
polystyren
XPS
pěnový
polyuretan
PUR
minerální vlna
součinitel tepelné
vodivosti λΔ [W/(m.K)]
0,094
0,031 - 0,040
0,029 – 0,038
0,024 – 0,028
0,030 – 0,042
materiál
pěnové sklo
pěnové sklo
štěrk
vakuová
izolace
celulóza
sláma
součinitel tepelné
vodivosti λΔ[W/(m.K)]
0,040 – 0,050
0,075 – 0,090
0,008
0,037 - 0,042
0,050 - 0,060
Tab. 3. Porovnání tepelné vodivosti jednotlivých izolačních materiálů
2.5.2. Okna a dveře pro pasivní domy
Okna a dveře jsou součástí tepelné obálky budovy, které mají zabezpečit nejen dostatečné prosvětlení jednotlivých místností a využití solárních zisků, ale také zajistit, aby okny neunikalo teplo. Energie ze Slunce, která se dostává do místností
pomocí prosklených ploch, snižuje spotřebu tepla na vytápění. U běžných staveb s vysokou energetickou náročností je
tento podíl solárních zisků zanedbatelný, u pasivních staveb je však tento podíl významný a tvoří více než třetinu energie
potřebné na vytápění domu.
Dřevo, plast nebo dřevohliník?
Jako u tepelných izolací existuje dnes na trhu v České republice spousta výrobců kvalitních oken pro pasivní domy. Konečné
rozhodnutí je tedy pouze na investorovi, jaký typ materiálu preferuje a jaké jsou jeho finanční možnosti. V následující
tabulce najdete několik vlastností, které mohou hrát důležitou roli při výběru oken a dveří.
10
Plastová okna
Dřevěná okna
Dřevohliníková okna
+ VÝHODY
nižší cena
reprezentativnější vzhled
s exteriéru odolný proti
povětrnostním vlivům
nenáročné na údržbu
dlouhá životnost při správné údžbě
odolnost proti mechanickému
poškození
odolné při nešetrném používání
ekologický materiál
kombinace výhod hliníkových
a dřevěných oken
- NEVÝHODY
nevhodné pro historické objekty
vyšší cena
neekologický materiál – energetický
náročná recyklace
nutná pravidelná údržba
nejdražší okna
nižší pevnost
Tab. 4. Porovnání vlastností nejběžnějších oken
Co je důležité při správné volbě okna?
·
·
·
·
kvalitní izolovaný rám okna a kvalitní volba zasklení
·
správné osazení okna do konstrukce a utěsnění při montáži – vliv zabudování okna do obvodové konstrukce má velký vliv
na výsledné tepelně technické vlastnosti okna a jeho funkci
dostatečná hodnota propustnosti slunečního záření
možnost stínění proti nadměrnému přehřívání v létě
vysoká těsnost oken v napojení na ostění a nadpraží – řádné utěsnění má vliv nejen pro zamezení tepelných ztrát, ale také
pro správné fungování nuceného větrání s rekuperací tepla
Špatně
Správně
UW,eff = 1,19 W/(m2.K)
EA = 20,6 kWh/(m2.a)
UW,eff = 0,78 W/(m2.K)
EA = 14,7 kWh/(m2.a)
Obr. 4 Vliv osazení okna na součinitel prostupu tepla.
Tepelný most při nevhodném osazení může posunout potřebu tepla na vytápění až o 50 % [23].
11
2.6. Vytápění a větrání, zdroje energie
2.6.1. Kvalitní vnitřní prostředí
Teplota, vlhkost, mikroby, prašnost, vůně a zápachy, toxické plyny, to jsou všechno faktory, které nám ovlivňují kvalitu vnitřního
prostředí. Asi každý zažil ten pocit, kdy je v uzavřené místnosti nedá už vydržet. Většinou to bývá kvůli vydýchanému vzduchu, suchému vzduchu nebo pachům. Máme pocit, že usínáme. O kvalitní vnitřní prostředí v pasivním domě se nám stará
systém nuceného větrání s rekuperací tepla. Bez tohoto systému nelze pasivní dům postavit.
2.6.2. Neprůvzdušnost budovy
Dokonalé utěsnění domu a realizace vzduchotěsné obálky je jedním ze základních faktorů pro správné fungování pasivního
domu. Pokud není správně provedena vzduchotěsná obálka, teplo uniká netěsnostmi v konstrukci, spárami a snižuje se
účinnost větracího systému. Celkovou neprůvzdušnost budovy stanovuje norma jako hodnotu n50 h-1 celkové intenzity
výměny vzduchu při tlakovém rozdílů vnitřního a vnějšího prostředí 50 Pa. Hodnota n50 se stanovuje měřením a nazývá se
„Blower Door test“.
Obr. 5 Zkušební zařízení pro Blower Door test [22].
2.6.3. Větrání s rekuperací
Systém rekuperace (zpětné získávání) tepla z odpadního vzduchu si neklade za cíl pouze snížení energetické náročnosti
budovy, ale také vytváří zdravé vnitřní prostředí pro život uživatelů těchto domů. Čerstvý vzduch proudící do budovy prochází filtrem, který zachytává částice prachu a pylu. Díky tomuto systému filtrace vzduchu se budovy s nuceným větráním
a rekuperací stávají ideálním řešením pro lidi trpící alergiemi a nemocemi dýchacího ústrojí a zejména také pro životy obyvatel území se zvýšenou koncentrací škodlivých látek v ovzduší.
Obr. 6. Princip rekuperace tepla [24].
Obr. 7. Ukázka systéme vytápění pasivního rodinného domu s akumulačním zásobníkem tepla IZT [25].
12
2.6.4. Zdroje energie
Velkou výhodou pasivních domů je to, že májí velmi nízkou potřebu tepla na vytápění (tepelné ztráty běžných pasivních
rodinných domů se pohybují v rozmezí 2-4 kW) a tím pádem může být zdrojem tepla v podstatě cokoliv. U pasivních domů
můžeme využít více zdrojů energie a jejich kombinace.
Elektrická energie – elektrická energie se u pasivních domů nejčastěji využívá v podobě přímotopných konvektorů
a z investičního hlediska se jedná o jeden z nejlevnějších systémů. Elektrickou energii, lze také využít prostřednictvím
elektrického kotle, pomocí kterého se ohřívá topné médium (voda).
Tepelné čerpadlo – tepelné čerpadlo je potřeba zvolit s takovým výkonem, aby nebylo zbytečně předimenzované, nicméně
i v dnešní době se dělají tepelná čerpadla s topným výkonem okolo 3kW a lze je efektivně využívat pro vytápění a ohřev
TV v pasivních domech.
Plynový kotel - není jako zdroj energie ideální pro pasivní domy jelikož je potřeba vybudovat plynovou přípojku a minimální výkon i kvalitního regulovaného kotle je vyšší než tepelná ztráta domu. Provozní účinnost kotle se snižuje, protože se
podstatnou část provozní doby nalézá ve stavu startu a ne v ustáleném provozním stavu.
Kotle na BIOMASU - zemědělské odpady, lesnické odpady, rychle rostoucí dřeviny, dřevní peletky. Krbová kamna nebo
krby na dřevo lze využít nejen pro navození příjemné atmosféry v domě, ale také díky teplovodnímu výměníku lze energii
z těchto zdrojů ukládat v akumulační nádrži a dále jí využívat při vytápění domu.
2.6.5. Alternativní zdroje energie
Chceme-li snížit naší závislost na dodávkách energií, jejichž cena neustále roste a v budoucnu tomu nebude jinak, nesmíme
zapomenout na obnovitelné zdroje, které nám snižují finanční zatížení domácnosti:
Solární systémy - v solární technice přichází veškerá využitelná energie ze Slunce. Množství sluneční energie, která
každoročně dopadne na povrch Země je 5000 krát větší, než veškerá potřeba světové energie, proto se vyplácí podle
možností hledat, jak vyřešit alespoň část našich energetických problémů s použitím této nadměrné nabídky.
Sluneční energii lze použít pro účely výroby tepla (fototermika) nebo pro výrobu elektrické energie (fotovoltaika). U tepelných solárních soustav pak pro ohřev teplé užitkové vody (dále jen TUV), přitápění objektů a ohřevu bazénové vody. Vyrábět
elektřinu lze pro účely vlastní spotřeby v místech, kde není rozvodná síť, nebo ji za účelem zisku prodávat distributorům
elektrické energie.
·
·
·
Ohřev teplé užitkové vody až do výše 70% roční spotřeby
Ohřev bazénu až do výše 100% roční spotřeby
Podpora vytápění až do výše 30% roční spotřeby
2.7. Příklady pasivních staveb v praxi
2.7.1. Rodinný dům Dětmarovice
Energeticky pasivní rodinné domy ATREA – dřevostavba
Dřevostavba v energeticky pasivním standardu splňuje nejvyšší možné nároky na ekologii v oblasti stavebnictví. Důraz na
ochranu životního prostředí je kladen již při realizaci těchto staveb tzv. šedou energii (tj. energie potřebná na získání materiálu, jeho dopravu a montáž). Nemalým příspěvkem k ochraně životního prostředí je filozofie konstrukčně - technického
řešení domu. Toto řešení je založeno na velmi malé energetické náročnosti budovy na její provoz, kterou umožňuje masivní
zateplení obvodového pláště, systém rekuperace tepla z odpadního vzduchu a upřednostnění zisku dodatečné spotřeby
energie z obnovitelných zdrojů.
Při výstavbě dřevostaveb je 10krát menší spotřeba vody než u zděné stavby. V produkci skleníkového plynu CO2 mají
dřevostavby dokonce pasivní bilanci (stromy při svém růstu navážou do své hmoty více CO2 než se spotřebuje na jejich
opracování, dopravu a zabudování do staveb).
13
Obr. 8. Energeticky pasivní rodinný dům Dětmarovice
2.7.2. Bytový dům
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.
Zúčastnění:
JRD s.r.o. – Developer, www.jrd.cz
Jan Řežáb – ředitel, majitel,
Jindřich Kindl - vedoucí projektu
AB ateliér – architektonický návrh, dokumentace pro ÚR
a SP, koordinace real. PD
[email protected]
Aleš Brotánek, Jan Praisler
Obr. 9. Energeticky pasivní bytová vila Pod Altánem.
2.7.3. Administrativní budova
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.
14
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. 10. Pasivní administrativní budova – INTOZA, s.r.o.
Spotřeba energie KWh
Finanční náklady Kč
Vytápění objektu – spotřeba TČ a pomocné elektrospirály
10 171 kWh
30 512,- Kč
Chlazení objektu – spotřeba TČ
1 860 kWh
5 581,- Kč
Ohřev TV – spotřeba TČ, elektrospirály
2 607 kWh
7 822,- Kč
Spotřeba energie na osvětlení objektu
11 691 kWh
35 072,- Kč
Spotřeba elektrické energie na spotřebiče
(PC, tiskárny, ledničky, oběhová čerpadla, ventilátory)
11 276 kWh
33 828,- Kč
Celkový odběr elektrické energie z distribuční sítě
37 605 kWh
112 815,- Kč
Vyrobená elektrická energie z fotovoltaických panelů
10 797 kWh
Vyrobená energie ze solárních kolektorů a podporu
ohřevu TV
1 511 kWh
Tab. 5. Provozní náklady administrativní budovy - rok 2012
15
2.7.4. Příklady staveb ze zahraničí
Obr. 11. Energeticky pasivní školka Wels - Rakousko
Obr. 12. Energeticky pasivní dům pro seniory Wels - Rakousko
Obr. 13. Energeticky pasivní základní škola Wels - Rakousko
Ing. Jan Neuwirt, INTOZA s.r.o., Nemocniční 2902/13, 702 00 Ostrava,
tel.: (+420) 725 210 866, e-mail: [email protected]
16
MIKROKLIMA BUDOV
Ing. Naďa Zdražilová
1. VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ BUDOV
Vnitřní prostředí budov, nazývané také jako interní mikroklima, je takovým prostředím, které je člověkem záměrně vytvářeno
a ovlivňováno tak, aby jeho pobyt v uzavřených prostorách objektů byl pokud možno příjemný a neovlivňoval či přímo
neohrožoval jeho zdraví. V souvislosti s faktem, že člověk tráví až 80 % svého života uvnitř budov, je velmi důležité dbát na
vytváření takových prostor, ve kterých bude vládnout takzvaná pohoda prostředí. To je stav, kdy většina osob užívajících
tento prostor je s prostředím spokojena a nejeví snahu o to jej měnit. Je však zřejmé, že v mnoha případech se jedná
o poměrně subjektivní hodnocení, neboť vnímaní a citlivost každého jedince se může výrazně lišit a to i v závislosti na jeho
momentálním fyzickém stavu či psychickém rozpoložení, věku, pohlaví a prováděné činnosti.
Látky působící na člověka ve vnitřním prostoru jsou obecně označovány jako agencie. Ty mohou být dvojího charakteru
a to hmotnostního a energetického. Podrobněji jsou jednotlivé látky a jejich původ uvedeny v následujícím grafu.
$*(1&,(
WR[LFNpSO\Q\
+02712671Ë
WR[LFNpNDSDOLQ\
SHYQêDHURVRO
NDSDOQêDHURVRO
WR[LFNp
DHURVRORYp
PLNURE\
PLNURELiOQt
RGpU\
RGpURYp
SRK\EY]GXFKX
(1(5*(7,&.e
YRGQtSiUD
NRQYHNþQt
NRQGXNþQt
HYDSRUDþQt
UHVSLUDþQt
UDGLDþQt
WHSHOQČ
YOKNRVWQt
0,.52./,0$
WHSOR
VYČWOR
VYČWHOQp
YOLYMHGQRWOLYêFK
VORåHN>@
89]iĜHQt
OHDVHURYp]iĜHQt
HOHNWURPDJQHWLFNp
PLNURYOQQp]iĜHQt
LRQL]XMtFt]iĜHQt
LRQL]DþQt
LRQW\YRY]GXãt
HOHNWURLRQWRYp
VWDWLFNiHOHNWĜLQD
HOHNWURVWDWLFNp
]YXN
DNXVWLFNp
YLEUDFH
Graf. 1 – Složky vnitřního mikroklimatu budov a jejich podíly [12].
Na základě řady konkrétních měření a průzkumů bylo zjištěno, kterými složkami vnitřního mikroklimatu jsou lidé při pobytu
v interiéru budov nejvíce ovlivňováni. Výsledky těchto analýz jsou zřejmé z uvedeného procentuálního podílu jednotlivých
faktorů.
1.1. Původ agencií v obytném prostředí budov
Cest, kterými je vnitřní prostředí budov znečišťováno či jinak znehodnocováno je mnoho. Jedná se zejména o ovlivňování
podněty přicházejícími z exteriéru, konkrétně tedy například o pronikání venkovního ovzduší a hluku vznikajícího
v bezprostředním okolí budovy do jejího interiéru. Dále se jedná o samotné konstrukční řešení objektu a o volbu materiálů
použitých k jejich výstavbě. Z těch se mohou nejrůznější škodliviny uvolňovat, stejně jako ze zařizovacích předmětů. V neposlední řadě pak hraje svou roli samotná přítomnost člověka v interiéru budovy a činnosti, které zde vykonává – například
vaření, užívání kosmetických a čisticích prostředků. Ostatně už jen tím, že člověk dýchá a produkuje teplo, je vnitřní mikroklima do jisté míry ovlivňováno. Cíleně je pak stav vnitřního prostředí regulován pomocí technických zařízení budov,
konkrétně vytápěním, chlazením, případně výměnou vzduchu.
17
Obr. 14 – Faktory ovlivňující vnitřní prostředí budov [13].
Na základě znalosti těchto ovlivňujících faktorů vyplývá zřejmá potřeba jejich eliminace, a to zejména u moderních budov
nízkoenergetického či pasivního standardu. V důsledku neustálého nárůstu cen energií a tudíž snahy o minimalizaci tepelných ztrát objektů je omezováno přirozené větrání okny, čímž dochází ke kumulaci škodlivin ve vnitřním ovzduší. Ty se navíc
oproti dřívějším dobám, díky stále četnějšímu používání chemických látek, zejména právě pro výrobu stavebních materiálů
a zařizovacích předmětů, vyskytují v uzavřeném prostoru ve zvýšené koncentraci. Ač je lidský organismus vybaven jistou
schopností přizpůsobit se změnám podmínek, je neustále vystaven značné zátěži, neboť je zjevné, že rychlost změny obytného prostředí přesahuje schopnost adaptability lidského organismu. Důsledkem pro člověka, jehož genotyp byl vytvářen
v prostředí blízkém venkovnímu, je pak zvýšený výskyt nemocí dýchacích cest, alergií, astmatu či kožních chorob. Dále se
tedy budeme zabývat jednotlivými složkami interního mikroklimatu a způsoby eliminace jejich škodlivých účinků.
1.2. Tepelně – vlhkostní mikroklima
Jedná se o nejvýznamnější složku interního mikroklimatu, neboť jeho charakter je určující jak z hlediska zdraví (fyziologických procesů) a spokojenosti osob obývajících dané prostory, tak s ohledem na životnost stavebních materiálů a v důsledku
celých budov.
1.2.1. Produkce tepla a vodní páry v interiéru budov
Zdrojem tepla a vodní páry, pomineme-li jejich záměrnou produkci pomocí vytápěcích či klimatizačních soustav, je
zejména člověk a jeho každodenní činnosti. Zaměříme-li se na člověka jakožto na teplokrevného tvora, který pomocí
termoregulačních metabolických procesů organismu (omezení průtoku krve do okrajových částí těla-končetiny, nos, uši…)
udržuje stálou vnitřní teplotu, pak je zřejmé, že veškerou energii, kterou nespotřebuje svou fyzickou aktivitou, je nucen
předat svému okolí. Veškeré předávání tepla se děje prostřednictvím povrchu pokožky a dýchacími cestami ve formě citelného tepla (přenos tepelné energie) a latentního tepla (přenos hmoty – vodní pára). Je-li okolní prostředí příliš teplé nebo
naopak studené, tělesná teplota v důsledku toho stoupne či klesne. Ve chvíli, kdy množství tepla odebírané organismu je rovno jeho produkci, nastává stav tepelné rovnováhy nebo též tepelné pohody. Tento ukazatel je z hlediska subjektivního hodnocení teploty okolního prostředí klíčovým a je ovlivněn veličinami, jež jsou patrné z následujícího obrázku. (Viz. Obr. 15)
18
Obr. 15 – Tepelná bilance organismu [12].
Tepelnou rovnováhu lidského organismu lze vyjádřit pomocí rovnice:
M - W = C + R + E + Eres + Cres [W]
Kde: M
W
C
R
E
Eres + Cres
je energetický výdej [W],
mechanická práce [W],
tepelný tok konvekcí (prouděním) [W],
tepelný tok radiací (sáláním) [W],
výdej tepla difuzí vodní páry pokožkou a odpařováním potu [W],
výdej tepla dýcháním [W].
Metabolismus člověka může být vyjádřen jako tepelný výkon průměrného jedince, měrný tepelný výkon vztažený na
jednotku plochy těla či jednotkou vytvořenou pro studium tepelné pohody met (1 met = 58,2 W/m2), kde pro průměrnou
plochu povrchu těla 1,72 m2 tato odpovídá hodnotě 100 W.
Činnost
W
70
80
100
120
160
200
300
600
700
Spánek
Odpočinek, ležení na posteli
Sezení, odpočívání
Stání, práce vsedě
Velmi lehká práce (nakupování, vaření)
Lehká práce (domácí práce, práce s přístroji)
Středně těžká práce (tanec)
Těžká práce (tenis)
Velmi těžká práce (squash, práce v hutích)
Energetický výdej
W/m2
40
46
58
70
93
116
175
350
410
met
0,7
0,8
1,0
1,2
1,6
2,0
3,0
6,0
7,0
Tab. 6 – Energetický výdej člověka při různých činnostech [15].
Dalším velmi důležitým faktorem, ovlivňujícím odvádění tepla z lidského organismu do jeho okolí je oděv. Za účelem
studia tepelné pohody je zavedena jednotka clo, kde hodnota 1 clo odpovídá izolační hmotě s tepelným odporem
R = 0,155 m2·K/W, pro představu se jedná o hodnotu pánského obleku s bavlněným spodním prádlem.
Obdobným způsobem jako množství tepla pak lze vyjádřit i množství vodních par produkovaných člověkem, při jednotlivých činnostech vykonávaných v souvislosti s každodenním užíváním bytů a domů. Tyto okolnosti je nutno zahrnout do
výpočtu tepelných ztrát a tepelné zátěže při návrhu klimatizace či teplovzdušného vytápění.
19
Druh činnosti
Množství vodní páry [g/h]
Člověk
- lehká činnost
- středně těžká práce
- těžká práce
A
30 – 60
120 – 200
200 - 300
Koupelna
- s vanou
- se sprchou
A
cca 700
cca 2600
Kuchyně při vaření
600 - 1500
Sušení prádla
100 - 350
Žehlení prádla
cca 200
Bazény – volné vodní plochy
cca 40 – 50 g/m2h
Rostliny
5 - 20
Tab. 7 – Zdroje vlhkosti v bytech v závislosti na činnostech člověka [18].
Veličiny popisující okolní prostředí působící na člověka jsou pak tyto:
·
·
·
teplota okolního vzduchu θ, bez vlivu sálání okolních ploch,
·
·
vlhkost vzduchu, nejčastěji užívaná jako relativní vlhkost ϕ [%], udávající nasycení vzduchu vodní párou,
střední radiační teplota tr - teplota povrchů ohraničujících danou místnost,
operativní teplota to, definovaná jako jednotná teplota černého uzavřeného prostoru, kde by tělo sdílelo stejné množství
tepla konvekcí i radiací,
a rychlost proudění vzduchu w a jeho turbulence, která ovlivňuje odpařování vlhkosti z pokožky a zároveň přenos tepla
prouděním, může také způsobovat pocit průvanu.
1.2.2. Optimální hodnoty veličin
Veškeré tyto veličiny spolu velice úzce souvisí a vzájemně se ovlivňují. Stávající hygienické předpisy striktně nestanovují
požadavky na teploty vzduchu v obytných budovách, lze se však opřít o výpočtové hodnoty, jež jsou dány českými technickými normami ČSN EN 12 831 – Tepelné soustavy v budovách – Výpočet tepelného výkonu a ČSN 73 0540-3 – Tepelná
ochrana budov – Návrhové hodnoty veličin. Aby však byla zajištěna tepelná pohoda, měla by se výsledná teplota vzduchu
v obytných místnostech pohybovat v rozmezí 22±2°C, v letním období by pak neměla přesáhnout 26°C. To vše
za současného předpokladu, že se teplota ploch vymezujících tento prostor nebude od výsledné teploty v místnosti lišit
o více než 6±2 °C.
Dalším důležitým údajem je teplota povrchu podlahy, neboť s touto konstrukcí je lidské tělo po většinu času v přímém
kontaktu. Optimální teplota nášlapné vrstvy by se měla pohybovat v rozmezí 19 až 28 °C. Přitom je také velmi podstatné
sledovat vertikální rozložení teplot po výšce místnosti, jehož nerovnoměrnost je dána výškou místnosti, nestejnoměrným
ochlazováním stavebních konstrukcí a především způsobem přívodu tepla. Rozdíl těchto teplot mezi kotníky a hlavou
sedícího člověka by neměl činit více než 1,5 °C a u stojícího člověka 2 °C. Zajímavé je pak sledovat, jakým způsobem se
tento faktor mění při různých způsobech vytápění, viz. Obr. 16.
20
Obr. 16 – Vertikální rozdělení teplot ve vytápěném prostoru [16].
Jsou-li pro vytápění místnosti použity velkoplošné sálavé zdroje tepla, pak je nutno, stejně jako při zátěži místnosti přímým
slunečním zářením, sledovat radiační teplotu okolních ploch a její asymetrii. K tomu je pak potřeba přihlédnout rovněž
v zimním období, kdy může být velmi výrazná tzv. negativní radiace chladných okenních ploch, která může být i při
dostatečné teplotě vnitřního vzduchu zdrojem značného tepelného diskomfortu. Asymetrie těchto teplot by tedy ideálně
neměla přesáhnout 10 °C.
Zatímco teplota je veličinou smyslově dobře postihnutelnou a optimálních hodnot lze v současné době, díky kvalitním
regulacím otopných soustav a tepelně-technickým parametrům plášťů budov, dosáhnout bez větších obtíží, vlhkost vzduchu dokážeme subjektivně jen velmi těžko rozpoznat a hodnotit. Rovněž její regulace je zejména v podmínkách pasivních
domů značně ztížena, neboť nejjednodušší a nejrychlejší cestou, jak vlhkost z interiéru odstranit je přirozené větrání, které
je zde značně omezeno.
Obr. 17 – Plíseň rodu Aspergillus [17].
Optimální úroveň vlhkosti pro lidský organismus se pohybuje okolo 40 %, hygienicky doporučované vyšší hodnoty, tedy
50 – 60 %, které předcházejí vysychání sliznic, již mohou vést ke vzniku plísní (např. rodu Alternaria Aspergillus)
na chladnějších plochách stavebních konstrukcí. Současně se při těchto vyšších vlhkostech zvyšuje množství přežívajících
mikroorganismů (Streptococus, Staphylococus) a to až na dvojnásobek. V zimním období pak může vlivem vytápění dojít
k poklesu relativní vlhkosti i pod 20 %, což může mít rovněž nepříznivé zdravotní následky.
1.2.3. Optimalizace tepelně-vlhkostní složky mikroklimatu
Obecně lze říci, že omezit působení škodlivých či subjektivně nevyhovujících vlivů můžeme třemi způsoby, a to zásahem
přímo do jejich zdroje, do pole přenosu nebo přímo opatřeními na hodnotícím subjektu – tedy člověku. Zásahem do zdroje
je v tomto případě myšlen zejména optimální návrh a provedení konstrukcí oddělujících vnitřní prostor s požadovanou
kvalitou mikroklimatu od prostor okolních. Z tohoto hlediska je u pasivních staveb výhodné užívat obvodových plášťů
21
s difúzně otevřenou skladbou, která umožňuje prostup plynů a vodních par z interiéru budovy do exteriéru. Dále je důležitá
důsledná volba otvorových výplní, které budou minimalizovat tepelné ztráty a současně umožňovat co největší pasivní
tepelné zisky v zimním období. Oproti tomu je nutno zajistit komfort v období letním, tedy zamezit nadměrnému přehřívání
interiérů. Toho lze poměrně vhodně docílit stíněním oken ze strany exteriéru. Přenosové pole, v tomto případě již vzduch
v interiéru, je pak možno dále ovlivňovat správnou volbou, provedením a zejména regulací systému vytápění, chlazení
či řízené výměny vzduchu, kde je s výhodou využívána rekuperace, tedy zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu.
Posledním krokem, avšak velmi podstatným a mnohdy z časového hlediska nejflexibilnějším, je volba oděvu jedince
obývajícího daný prostor.
1.3. Světelné mikroklima
Druhou, na člověka nejvíce působící složkou interního mikroklimatu, jsou světelné podmínky. Světlo má svůj význam nejen
jako činitel podmiňující kvalitu vidění, ale rovněž se značným způsobem podílí na psychice člověka, jeho náladě, chování
a jednání a současně na produktivitě konané práce. Zrak je pro člověka nejdůležitějším smyslem, neboť pomocí něj získává
až 80 % informací o svém okolí a udržuje s ním tak kontakt. Denní světlo, respektive jeho UV a IR složky se však také podílí
na metabolických pochodech těla, reakcích vegetativního nervového systému a imunitních reakcích kůže. Z těchto důvodu
je nutno zajistit jeho dostatečný přísun do obytných interiérů.
1.3.1. Druhy osvětlení vnitřních prostor
Z hlediska zdroje světla můžeme osvětlení rozdělit na:
·
·
·
denní osvětlení – přirozeným, rozptýleným světlem a přímým slunečním zářením,
umělé osvětlení – pomocí umělých zdrojů,
sdružené osvětlení – denní osvětlení doplněné světlem umělým.
Denní osvětlení je svým charakterem pro lidský organismus vhodnější, než osvětlení umělé. Vyznačuje se jistým stimulačním
účinkem a svou neustálou proměnlivosti odpovídá podmínkám, ve kterých se člověk vyvíjel. Biorytmus člověka je rovněž
spjat s pravidelným střídáním světla a tmy. Toto bychom měli mít na mysli zejména při návrhu obytných místností, ve kterých
lidé tráví, hned po prostředí pracovním, největší množství času. S ohledem na úsporu energií a tedy neustálou snahu
o snižování tepelných ztrát okny, která vždy byla a zřejmě i budou nejslabším článkem obálky budovy, je potřeba hledat
rozumný kompromis v potřebné ploše těchto osvětlovacích otvorů. V obytných budovách musí být zajištěna alespoň
minimální úroveň denního osvětlení, daná činitelem denní osvětlenosti D [%], jehož hodnoty jsou stanoveny
v ČSN 73 0580 – Denní osvětlení budov. Požadavky na obytné místnosti jsou dány následujícím obrázkem.
Obr. 18 – Požadavky ČSN 73 0580 na denní osvětlení obytných místností.
S osvětlením a zrakovým vjemem interiéru souvisí také jeho barevnost. Vhodnou volbou použitých odstínů lze do značné
míry ovlivnit působení pobytového prostoru na psychiku člověka, neboť zrakový vjem může mimo jiné vyvolávat pocity
tepla či chladu. Barva má současně také vliv na ojetí prostoru, přičemž daná místnost může působit opticky prostornější či
naopak stísněnější.
22
1.4. Akustické mikroklima
Zatím co zvuk, jakožto vlnění pružného prostředí je čistě fyzikálním jevem, pojem hluk lépe vystihuje hodnocení zvuku
z hlediska zdravotního působení. Za hluk je tedy považován takový zvuk, který svým charakterem člověku škodí, obtěžuje,
nepříznivě ovlivňuje jeho pohodu či dokonce ohrožuje zdraví.
1.4.1. Zdroje hluku v interiéru budov
Obr. 19 – Zdroje hluku v budově [18].
1.4.2. Účinky hluku na lidský organismus
Obecně lze pro hodnocení hluku dle hladiny akustického tlaku A (LA [dB]) přijmout tzv.
Lehmannovo schéma:
·
·
·
·
LA > 120 dB
- nebezpečí pro buňky,
LA > 90 dB
- nebezpečí pro sluchový orgán,
LA > 60 - 65 dB
- nebezpečí pro vegetativní nervový systém,
LA > 30 dB
- nebezpečí pro nervový systém a psychiku.
Účinky hluku rozdělujeme na dva základní a to na účinek specifický (projevuje se přímým poškozením sluchového orgánu,
při hladinách převyšujících 80 dB) a systémový (působení v oblasti fyziologické a emoční).
Na základě uvedených hodnot je možné předpokládat, že ve vnitřním prostoru běžných budov nebude docházet k produkci
hluku, který by mohl způsobovat přímé poškození sluchu. Je však zřejmé, že již při nižších hladinách, vznikajících při
běžném užívání objektů, může hluk působit přinejmenším rušivě. Proto je nutné v moderních budovách, kde se díky užitým
stavebním materiálům často negativně projevuje odhmotnění stavby, dbát na důsledné zamezení pronikání hluku z okolní
zástavby a především omezení jeho šíření v rámci téže budovy.
1.5. Mikrobiální mikroklima
Tato složka mikroklimatu je vytvářena mikroorganismy bakterií, virů plísní a spor, jejichž hlavními nositeli jsou kapalné aerosoly a pevné aerosoly (prachy). Důležitou roli hrají zejména pro své účinky, které se projevují přímo na člověku a mohou
způsobovat, dnes stále častější alergické syndromy.
1.5.1. Zdroje mikroorganismů a jejich eliminace
Problematické jsou v tomto ohledu zejména všechny typy vzduchových filtrů, kde mimo zachycování pevných prachových částic dochází také k hromadění nejrůznějších mikroorganismů, přičemž při silném zanesení a případném vlhnutí
filtru dochází k jejich intenzivnímu rozmnožování a zpětnému pronikání do větracího vzduchu. Z tohoto hlediska je velmi
důležitá pravidelnost kontroly a četnost výměny v závislosti na charakteru a znečištění prostředí.
23
V této chvíli zůstává stále nejúčinnějším způsobem eliminace mikrobů v budovách dokonalé pravidelné větrání. V oblastech,
kde čistota venkovního větracího vzduchu nedosahuje požadované kvality je pak možno použít speciálních čističek vzduchu.
1.6. Odérové mikroklima
Odéry jsou plynné látky ovzduší, organického či anorganického původu, které jsou subjektivně vnímány jako vůně nebo
zápachy.
Nepříjemné odéry v ovzduší mohou způsobovat špatnou náladu či pocity hněvu, ztrátu soustředění a výkonnosti nebo
mohou dokonce vyvolat pocit nevolnosti. Obecně lze nepříjemné odéry rozčlenit do pěti základních skupin, a to: odéry
éterické (lidské pachy), izovalerické (kouření), aromatické (zralé ovoce), zažluklé (mlékárenské produkty) a narkotické (zápach rozkládajících se protienů). Vnímání jejich koncentrace však stoupá pouze do okamžiku nasycení sliznic, poté nastává
krátkodobá odérová adaptace. Zajímavé je také, že citlivost jedinců se v mnoha případech výrazně liší, obecně vynikají
citlivějším čichem ženy než muži, dále nekuřáci, těhotné ženy či nemocní lidé. K dlouhodobé odérové únavě pak dochází
ve věku nad 60 let.
1.6.1. Posuzování úrovně odérového mikroklimatu v budovách
Základním kritériem pro toto posouzení je koncentrace CO2 a TVOC (komplex těkavých organických látek) v interiéru.
V případě CO2, jehož produkce je závislá na fyzické aktivitě osob, je za kriteriální hodnotu považována koncentrace 0,10 %,
pro odstranění pocitu vydýchaného vzduchu pak 0,07 %. Jeho množství a množství látek uvolňujících se z vybavení interiérů
lze ovlivnit opět pouze dostatečnou dávkou přiváděného čerstvého vzduchu, v množství min. 25 m3/hod na osobu.
1.7. Toxické mikroklima
Tato složka je vytvářena toxickými plyny rozptýlenými v ovzduší, kterými mohou být i některé odérové látky vyskytující se
ve vyšších koncentracích. Ty vznikají primárně činností člověka a uvolňováním ze stavebních hmot. V obytných budovách
jsou to zejména CO – oxid uhelnatý, SOx – oxidy síry, NOx – oxidy dusíku, O3 – ozón, smog, formaldehyd a VOC – těkavé
organické látky. Kategorizace těchto látek dle skutečné míry zdravotního rizika není zatím jednoznačně dána.
1.7.1. Optimalizace toxického mikroklimatu
U budov je důležité dbát zejména na volbu konstrukčních materiálů, ze kterých se neuvolňují toxické látky, z tohoto hlediska se jeví být jako nejvhodnější materiály přírodního původu, při jejichž výrobě není nutno jich užívat. Totéž pak platí pro
volbu interiérového vybavení. U zdrojů tepla je pak nutná jejich pravidelná údržba a tedy zajištění dokonalého spalovacího
procesu.
1.8. Další složky mikroklimatu
Stejným způsobem by mohly být popsané i ostatní, svým významem však již ne tak významné, složky ovlivňující interní
mikroklima (elektromagnetické, ionizační, elektroiontové či aerosolové). Z uvedených faktů je ovšem zřejmé, že nízkoenergetické a pasivní stavby jsou dnes kategorií staveb, svým charakterem zcela specifickou, v případě nakládání s tepelnou
energií a zejména s větracím vzduchem z pohledu tradičních staveb až extrémní. Je proto nutné věnovat tvorbě jejich
mikroklimatu zvláštní pozornost.
Ing. Naďa Zdražilová, Katedra Prostředí staveb a TZB, Fakulta stavební, VŠB-Technická univerzita Ostrava,
Ludvíka Podéště 1875/17, 708 33 Ostrava - Poruba, tel.: (+420) 597 321 975, e-mail: [email protected]
24
EKOLOGICKÉ MATERIÁLY
PRO STAVBY
Ing. Jiří Labudek, Ph.D., Ing. Jiří Teslík
1. ÚVOD
Ve stavebnictví se využívá velké množství průmyslově vyráběných stavebních materiálů. Tyto materiály mají řadu výhod
a výrobci garantují jejich vlastnosti a kvalitu. Výroba průmyslových či umělých stavebních materiálů má však více či méně
nepříznivé vlivy na životní prostředí a spotřebovává velké množství enegrie. Alternativou k průmyslovým stavebním
materiálům jsou materiály přírodní. Jejich popularita ve stavebnictví postupně vzrůstá. Tento trend může být dán i změnou
filosofie a životního stylu stále větší části populace. Lidé hledají jednoduchá řešení v souladu se zdravým životním stylem
a větší důraz kladou i na ochranu životního prostředí. Inspiraci lze často najít v minulosti, kdy nebyly k dispozici moderní
materiály či technologie a přesto se stavělo a žilo jednoduše a efektivně. Pokud se podrobněji zaměříme na trendy moderní
a ekologické výstavby, zjistíme, že se z velké části jedná o „znovuobjevení“ znalostí a zkušeností našich předků. V následujících kapitolách budou popsány nejpoužívanější přírodní stavební materiály, se kterými se můžeme na stavbách setkat.
Pojítkem materiálů, které jsou zde popsány, je fakt že mají svůj původ v české krajině: rostlé konstrukční dřevo, dřevovláknité
desky, celulóza, OSB desky a přírodní izolanty. Původ materiálů výrazně snižuje ekologickou stopu. Zkracují se dopravní
vzdálenosti a tím i nároky na potřebu energie nutnou na jejich dopravu. Významnou roli v moderním stavitelství hraje
i recyklace materiálů. Základní myšlenkou recyklace ve stavebnictví, je hledání možností pro znovuvyužití alespoň části
z obrovského množství odpadů, které lidstvo produkuje. Mezi nejrozšířenější recyklované stavební materiály můžeme zařadit
foukané tepelné izolace. Například foukaná celulóza vyráběná z papírového odpadu, je dnes již standardním stavebním
materiálem s vynikajícími tepelně izolačními parametry. Vyjma recyklovaných tepelných izolací je možno například
v obvodových pláštích staveb využít i další recyklované materiály, např. sádrovláknité desky. Aplikací recyklovaných materiálů
v pasivní výstavbě lze dosáhnout ještě většího zefektivnění v oblasti trvale udržitelného rozvoje a snížení celkových energetických nároků stavebnictví.
2. EKOLOGICKÉ MATERIÁLY PRO STAVBY
2.1. Dřevo – tradiční a ekologický konstrukční materiál
Na území České republiky lze sledovat celou řadu historických dokladů staveb na bázi dřeva. Dřevo je považováno za jeden
z nejstarších stavebních materiálů přírodního původu. V posledních dvaceti letech se stavby ze dřeva, či materiálů na bázi
dřeva dostávají do popředí zájmu investorů i veřejnosti.
Dřevo se stále ve větší míře uplatňuje jako konstrukční obnovitelný materiál. Dřevo má řadu kladných vlastností: vzhledem
k hmotnosti relativně vysokou pevnost, snadnou opracovatelnost, dobré tepelně technické vlastnosti, nespornou výhodou
je i snadné odstranění dřevěné konstrukce po jejím morálním dožití.
Jelikož je dřevo přírodní materiál a není plně odolné proti působení vnějších vlivů, je nutno konstrukce velmi pečlivě navrhovat a provádět s ohledem na jejich dlouhodobou živostnost a bezporuchovost. Životnost konstrukcí a staveb ze dřeva je
závislá zejména na tepelně vlhkostních poměrech ve vrstvách obvodového pláště, ve kterých je nosná dřevěná konstrukce
zabudována.
Tepelně vlhkostní podmínky, respektive odpovídající rovnovážná vlhkost dřeva v konstrukci má pak značný vliv na funkční
spolehlivost a trvanlivost celé stavby. Vlhkost má výrazný vliv i na další parametry dřevěných konstrukcí a to mechanickou
odolnost a stabilitu, úspory energie, hygienu a ochranu zdraví. Pro zajištění spolehlivosti konstrukcí a staveb po dobu jejich
předpokládané životnosti je nutný podrobný návrh z pohledu komplexního tepelně technického hodnocení. Klíčovou roli
hraje zejména nebezpečí kondenzace vodní páry uvnitř obalových konstrukcí.
Dřevo je hygroskopický materiál, který neustále vyrovnává svoji vlhkost s okolním prostředím. V prostředí s nižší vlhkostí
dřevo odevzdává svou vlhkost a ztrácí svůj objem vlivem sesychání buněk. Naopak v prostředí s vyšší vhkostí dřevo vlhkost
ze svého okolí přijímá a zvětšuje svůj objem. Z pohledu vnitřního prostředí budov a mikroklimatu v obytných místnostech
lze tuto vlastnost dřeva považovat za výhodu. Vzhledem k rozměrové stabilitě jednotlivých prvků ze dřeva, je však tato vlastnost často problematická. Objemové změny dřeva jsou procesy, kterým nelze zabránit a patří k přirozeným vlastnostem
dřeva. Je nutno jej tedy u prvků ze dřeva respektovat a provést taková opatření, která vzniku nežádoucích trhlin a deformací
předcházejí, nebo je alespoň minimalizují. Pokud by byly dřevěné prvky vystaveny působení vlhkosti déle než „několik
týdnů v roce“, hrozí zvýšení hmotnostní vlhkosti dřeva nad 20% [3]. Tato hranice vlhkosti je klíčová z hlediska možného
napadení dřevěných prvků dřevokaznými houbami a plísněni. Biologičtí škůdci rozkládají dřevní hmotu, dochází
k znehodnocení dřevěných prvků v konstrukci a jejich destrukci.
25
2.2. Materiály použité pro konstrukci obvodových plášťů staveb
2.2.1. Oplášťující deskové materiály na bázi dřeva
V současné době dochází ve stavebnictví k velkému rozvoji používání nových materiálů na bázi dřeva. K tomu se využívají
především OSB desky, sádrovláknité desky, dřevovláknité desky, cementoštěpkové apod., které mají výbornou ztužující
schopnost. Oplášťující desky tvoří „ztracené bednění“ pro vloženou foukanou izolaci uvnitř rámové konstrukce dřevostavby.
Deskové materiály přímo ovlivňují tepelně technické parametry obvodových plášťů staveb na bázi dřeva. Oplášťující desky
lze rozdělit z tepelně technického hlediska na desky difuzně otevřené pro vnější opláštění a vnitřní parobrzdné opláštění
stěn dřevostaveb. Velkou výhodou většiny oplášťujících desek je, že jsou velmi dobře zpracovatelné, povětšinou houževnaté
a zároveň mají poměrně různý difuzní odpor, což deskovým materiálům připisuje v obvodovém plášti přesné umístění
do skladby obvodového pláště. Pro potřeby tohoto textu byly vybrány konkrétní materiály, které zastupují dané možnosti
materiálového složení [4].
2.2.2. Desky OSB
OSB desky (Oriented Strand Board/oreiented Structural Board) byly vyvinuty ve 40. letech 20. století v Německu, avšak
největšího rozšíření dosáhly v USA. Jedná se o velkoplošné desky z orientovaných velkoplošných třísek – pásků. Vyrábějí
se nejčastěji třívrstvé, méně pětivrstvé. Krajní vrstvy mají pásky orientovány rovnoběžně s podélnou osou desky, vnitřní
vrstva (tvoří 50 % tloušťky) má pásky orientovány kolmo. Rozměry pásků jsou: délka 60 - 150 mm, šířka 5 - 15 mm, tloušťka
0,4 - 0,6 mm. Po zalisování desek s lepidlem se objemová hmotnost OSB nejčastěji pohybuje v rozmezí 600 až 800 kg/m3.
Tloušťka desek se pohybuje nejčastěji v rozmezí 6 – 25 mm [4].
2.2.3. Desky VELOX
Desky VELOX jsou vyrobeny z dřevité štěpky jehličnatého dřeva (89 %), cementu a roztoku vodního skla. Vodní sklo
stabilizuje desky proti vlhkosti a zajišťuje jejich odolnost proti plísním a hlodavcům. Cement zajišťuje pevnost a soudržnost
desek. Směs se plní do forem a stlačuje vysokým tlakem. Dřevěná štěpka, cement a vodní sklo spolu vytvářejí velmi pevný
konstrukční materiál. Desky VELOX přebírají vlastnost dřeva, takže jsou velmi dobře opracovatelné lze je řezat, vrtat, sbíjet
hřebíky, frézovat, šroubovat bez hmoždinek. Poréznost jejich povrchu zajišťuje jednak vynikající spojení s omítkou
a zároveň dokonalé tlumící vlastnosti a pohlcování hluku. Cementoštěpkové desky se používají především v oblasti výstavby
rodinných a bytových domů, mimo jiné i jako nosné a ztužující opláštění dřevostaveb [4].
2.2.4. Desky Flexibuild
Stavební deska je vyrobená speciální technologií, při které dochází k recyklaci odpadních vrstvených potravinářských obalů
tzv. Tetrapaků. Technologie výroby využívá fyzikálních vlastností zpracovaného odpadu a nevyžaduje žádná pojiva, lepidla,
ředidla a jiná aditiva. Deska je z jedné strany krytá papírem bílé barvy a z druhé lepenkou šedé barvy. Deska je určena
k obkladům v interiéru i v exteriéru, kde se bude provádět finální úprava povrchu obklady, nebo tenkovrstvými omítkami.
Flexibuild desku je dále možno použit jako součást nenosných i nosných konstrukcí [4].
2.2.5. Desky Fermacell
V návaznosti na standardní sádrovláknité desky FERMACELL se v nedávné době na trhu objevila nová sádrovláknitá
deska FERMACELL Vapor, díky speciálnímu kašírování na zadní straně desky je propustnost vodní páry redukována natolik,
že odpadají další dodatečné parotěsné vrstvy v konstrukcích obvodových plášťů. Přitom zůstávají zachovány vlastnosti
originální sádrovláknité desky FERMACELL. Jedná se tedy o biologicky nezávadnou konstrukční protipožární desku [4].
2.2.6. Desky UdiSPEED
UdiSPEED je dřevovláknitá deska určená pro dřevěné sloupkové konstrukce a stavby z dřevěných panelů. Je oboustranně
použitelná a tvarově stálá, především díky speciálním drážkám. Pro dokonalé spojení bez tepelných mostů má po obvodu
pero a drážku. Izolační deska UdiSPEED slouží jako dokonalý ohraničující prvek pro výplňové ekologické izolace. Při vhodném konstrukčním řešení dřevostavby už není třeba jiného podkladního materiálu a desky fasády tvoří ideální podklad pro
omítku (bez vln a mikrotrhlin) [4].
2.2.7. Ekopanely
Ekopanely jsou univerzální a moderní plošné konstrukční prvky z lisované slámy. Ekopanel je vyroben z přírodních a recyklovatelných materiálů, proto je klasifikován jako ekologický výrobek. Ekopanel je vyroben z balíků obilné slámy, které jsou
rozdruženy do volné slámy. Ta je poté bez pojiva lisována na výstředníkovém lisu do výsledného profilu jádra. Následně
se jádro panelu polepuje recyklovanou lepenkou. Ve stavebnictví je možno Ekopanely využít pro konstrukce vnějších
i vnitřních nosných stěn, podlah, podhledů, střech a příček [5].
26
2.3. Tepelné izolace
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 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.
Základní funkcí tepelných izolací je především vytvořit bariéru proti úniku tepla přes obálku budovy. Účelem tepelných
izolací je tedy v zimních měsících udržet v domě teplo a v letním období jejich prostřednictvím bránit přehřívání interiéru.
Vláknité izolace fungují obecně na principu mikroprostorů vzduchu uzavřeného mezi vlákny bez pohybu. Tepelně izolační
kvalita přírodních materiálů závisí na jemném rozložení vláken materiálu s co největším počtem - co nejmenších prostorů.
Vlákna nesmí mít příliš vysokou tepelnou vodivost a musí být dostatečně dlouhé. V mezivláknových prostorech se jako izolant udržuje vzduch bez pohybu a je tak základem velmi dobrých izolačních schopností. Vzduch lze zařadit mezi tepelně
izolační materiály a proto je základním úkolem tepelných izolací dosáhnout co nejmenších vzduchových částeček mezi
vlákny. Separované části vzduchu si pak mezi sebou podstatně hůře předávají teplo. Podstatou tepelně izolačních látek je
tedy uzavření plynu (např. vzduchu) do malých prostorů – pórů, nebo do struktury, která dokáže uzavřít velké množství
vzduchu tak, aby bylo zamezeno proudění plynných látek v materiálové struktuře izolace. Tepelně izolační materiály lze
chápat vždy jako kompozit tuhých a plynných složek [4].
Druhy tepelných izolací lze rozdělit:
·
vláknité materiály: minerální vlákna strusková či čedičová, skleněná,
keramická, syntetická (textilní) vlákna;
·
·
pěněné plasty: polystyreny, polyuretany, PVC, PE, pěnové sklo atd.;
·
·
·
materiály na bázi dřeva: dřevovláknité, dřevotřískové, dřevoštěpkové, korek, kokosová vlákna, rákosové rohože atd.
Všechny tyto materiály spojuje velmi malá ekologická stopa;
materiály na bázi papíru: drcený starý papír, voštinové desky apod.
minerální materiály: perlit expandovaný, expandovaná břidlice, struska, keramzit, popílek;
zvláštní tepelné izolace: např. na bázi ovčí vlny případně bavlny.
2.3.1. Celulóza
Celulóza je druhou nejčastější organickou sloučeninou na Zemi. Jedná se o hlavní složku dřeva a je obsažena v jeho
buněčných stěnách. Papír se získává ze dřeva, které obsahuje makromolekuly celulózy a to jak ve formě volné tak částečně
pravidelně uspořádané. Typickým zástupcem jsou celulózové tepelné izolace, které vznikají tzv. mechanickou cestou z novinového papíru. To znamená, že původní složky dřeva zůstávají v minimálně změněné formě. Zpětná recyklace vlákniny
získané ze sběrového papíru je možná v papírenském průmyslu. Evropský papírenský průmysl (EU + Norsko a Švýcarsko) se
zavázal k recyklaci 66 % všeho spotřebovaného papíru v roce 2010 a tento cíl splnil [7]. Množství vytříděného papíru v celé
Evropě i u nás dlouhodobě roste. Recyklace novinového papíru má pozitivní dopad na životní prostředí. Vede k nižším emisím znečišťujících látek do vzduchu i vody. Zpracování sběrového papíru potřebuje oproti výrobě papíru z buničiny méně
energie a méně vody.
Z rozvlákněného novinového papíru je získáno celulózové vlákno na něž se při vysokých teplotách natavují další přísady,
které zajišťují odolnost izolace proti požáru, hnilobě, hlodavcům a hmyzu. Používanými přísadami jsou boritany nebo síran
hořečnatý. Je prokázáno, že při použití do teploty 105 °C je materiál naprosto stabilní a jeho struktura se nemění. Přísada
je v materiálu homogenně rozprostřena a spojena s vlákny díky speciální technologické úpravě.
27
Dle dlouhodobých výzkumů prováděných v USA, bylo zjištěno, že celulózové izolace mají ustálené tepelně izolační
parametry i v období velmi nízkých teplot, kdy u jiných izolantů dochází k výraznému zhoršování těchto vlastností. To je
s ohledem na skutečnost, že funkce tepelné izolace nás nejvíce zajímá v zimním období velmi důležitý poznatek. Musí však
být vždy správně proveden i celkový návrh konstrukční skladby obvodového pláště.
Celulózové izolace (Climatizer Plus) jsou vhodným řešením pro vyplnění připravených dutin obvodových plášťů pasivních
staveb s masivní tloušťkou izolace. Za ideálních podmínek je zateplení foukanou izolací řešitelné ve všech problematických detailech, jelikož izolace okopíruje a vyplní veškeré nerovnosti izolovaného prostředí. Při aplikaci nevzniká ani žádný
odpad.
Cílem aplikace celulózových foukaných izolací je tedy vytvořit kompaktní výplňovou strukturu materiálu v celé dutině.
Pro dlouhodobé zajištění izolačních schopností materiálu je nutné, aby izolace měla požadovanou objemovou hmotnost
u svislých konstrukcí optimálně okolo 70 kg/m3. Podmínkou u svislých optimálně připravených konstrukcí je dosažení
potřebné hustoty ρ = 60 až 65 kg/m3, aby nedocházelo k sesedání. Při foukání přírodních materiálů dochází u jednotlivých
vláken k ozubení ve třech dimenzích a mikroskopickému mechanickému uchycení navzájem, čímž vzniká kompaktní
prostorová struktura rozvlákněného materiálu, která zabraňuje sesedání materiálu. Ideální aplikací je tedy docílena
objemová stálost celulózové izolace po celou dobu životnosti celé konstrukce [4].
Obr. 20 – Celulózová izolace - Climatizer Plus [6].
2.3.2. Dřevěná vlákna
Dřevěná vlákna vznikají jako odpad při zpracování jehličnatého tenkého dřeva. Materiál je rozřezán nadrobno, poté
se rozvlákňuje, změkčuje vodní párou. Materiál je ekologický. Mezi kladné vlastnosti patří nízký difuzní odpor a vysoká
schopnost akumulace tepla. Součinitel tepelné vodivosti je λ ≈ 0,040 W/m.K. Stejně jako u ostatních přírodních materiálů
materiál nasaje a uvnitř distribuuje vlhkost, tzv. sorpční schopnost. Podobné vlastnosti jako dřevitá vlákna mají také
izolace z technického konopí a lnu. Širší rozšíření těchto nových materiálů se teprve očekává v nejbližších letech. Typickým
zástupcem dřevovláknitých izolací je STEICO Zell, který se skládá z čistých, volných dřevovláken, vyplňujících beze
spár duté prostory. Každé z těchto vláken má všechny přednosti přírodního dřeva. U STEICO Zell nevznikají odřezky
a případné zbytky lze zcela jednoduše kompostovat či recyklovat. Tímto se STEICO Zell odlišuje od mnoha nepřírodních
izolačních materiálů, u nichž je nutno při odstranění dbát přísných zdravotních předpisů. Úřad pro kontrolu materiálů
Nordrhein-Westfalen potvrdil trvalé zachování formy a objemu materiálu STEICO Zell. Při foukání dřevovláken STEICO Zell
dochází u jednotlivých dřevných vláken k ozubení ve třech dimenzích a mechanickému spojení navzájem (mikroskopické
uchycení), čímž se zabraňuje sesedání materiálu. Pro zajištění dlouhodobé izolační schopností je nutné, aby izolace měla
požadovanou objemovou hmotnost ρ. Toho se dosáhne kontrolou nafoukaného objemu a porovnáním spotřebované
izolace. Jsou k dispozici tabulky s předepsanou objemovou hmotností pro různé konstrukce. Dodavatelem STEICO Zell
jsou doporučeny hodnoty od 32 do 45 kg/m3. Doporučenou univerzální hodnotou je pro dřevovláknitou izolaci STEICO
Zell 40 kg/m3 pro všechny konstrukce. Zkušenosti ukázaly, že dodržením této hodnoty je zajištěna dlouhodobá
spolehlivost a izolační schopnost konstrukce [4].
28
Obr. 21 – Dřevovláknitá izolace – STEICOzell [8].
2.3.3. Sláma
Samostatnou kapitolou je použití slámy (slámových balíků). Není to zatím materiál použitelný univerzálně, neboť ji nelze
běžně na trhu koupit. Balíkovanou slámu je třeba včas zajistit individuálně u konkrétního zemědělce. Ve stavebnictví se
využívají zejména malé balíky o rozměrech cca. 700 x 450 x 350 mm. Nejčastěji se slaměné balíky využívají jako výplňová
tepelná izolace vkládaná mezi nosné prvky obvodových konstrukcí dřevostaveb (sloupky, krokve, stropní nosníky). Tento
konstrukční systém se nazývá „nenosná sláma – Nonloadbearing straw“. Slámu lze ale využít i jako nosný prvek pro stavbu
nosných stěn, „nosná sláma – loadbearing straw“. Předpokladem stavby nosných konstrukcí ze slaměných balíků je jejich
kvalita. Balíky musí být velmi silně lisovány. Objemová hmotnost nosných balíků by měla být min. 90 kg/m3 [10]. Jelikož
jsou slaměné balíky nehomogenní, není možno jednoznačně určit jejich tepelně fyzikální parametry, zejména pak hodnotu
součinitele tepelné vodivosti. Pokud je orientace stébel v balíku kolmo na tepelný tok lze použít hodnotu λ = 0,06 W/m.K.
Balík se stébly rovnoběžně s tepelným tokem má λ = 0,06 – 0,08 W/m.K. Sláma je ekologickým a levným stavebním
materiálem a lze s ní stavět architektonicky zajímavé a originální domy. Nicméně její využití je omezeno velkou pracností
výstavby a problémy s dostupností kvalitních slaměných balíků na našem trhu.
Obr. 22 Stavba nosné stěny ze slaměných balíků, Božanov.
2.3.4. Ovčí vlna
Ovčí vlna je tradiční materiál používaný staletí. Dominantním trhem, kde se ovčí vlna využívá je textilní průmysl. Její velmi
dobré tepelně-izolační vlastnosti lze však využít i ve stavebnictví. Ovčí vlna je přírodní produkt s velmi dobrou životností,
trvanlivostí a je plně recyklovatelná. Velmi důležitou vlastností pro použití ve stavebnictví je samozhášivost vlněných vláken.
Ovčí vlna tedy nehoří a je dle DIN 4102 – část 1 zařazena do třídy hořlavosti B2.
29
Tepelné izolace z ovčí vlny se vyrábějí technologií kolmého kladení ovčího rouna bez použití jakýchkoli pojiv v podobě
měkkých desek či rohoží. Lze je tedy použít pouze pro nezatížené tepelně izolační vrstvy. Materiál je z výroby ošetřen
zdravotně nezávadnými přísadami zvyšujícími odolnost proti molům či plísním. Objemová hmotnost izolačních desek
a rohoží je obvykle 12,5 – 21 kg/m3. Součinitel tepelné vodivosti izolačních desek z ovčí vlny se pohybuje
od 0,035 – 0,04 W/m.K [9] v závislosti na objemové hmotnosti. Dalšími výrobky z ovčí vlny na stavebním trhu jsou například
těsnící provazce. Ty se využívají pro utěsnění připojovacích spár okenních a dveřních rámů, případně jako akustická dělící
vrstva plovoucích podlah u napojení stěn.
2.3.5. Konopí
Velmi známou rostlinou, která nachází stále více uplatnění v moderním a ekologickém stavitelství je konopí seté. Rostlina
původem ze střední Asie je využívané zejména v textilním, potravinářském průmyslu, pro výrobu provazů a také v lékařství.
Ve stavebnictví jsou využívány zejména tepelné izolace vyrobené z konopných vláken smísených s pojivem a retardéry
hoření. Teplené izolace z konopí se vyrábějí ve formě rohoží či desek. Standardní rozměry desek jsou 1200 x 600 mm
v tloušťkách 40 – 160 mm. Izolační materiály z konopí mají výborné tepelně izolační parametry, součinitel tepelné vodivosti
je λ = 0,04 W/m.K [9] při objemové hmotnosti 30 – 42 kg/m3. Materiály z konopí je možno využít jako tepelné či akustické
izolace stěn, stropů, střech i podlah. Pro utěsnění spár a prostupů obvodovým pláštěm lze využít například konopné plstěné
pásky. Konopí je i tradičním materiálem využívaným pro těsnění spár mezi trámy roubených staveb. Zajímavým materiálem
vyráběným z konopné drti smíchané s vápenným pojivem je náhražka betonu, Isochanvre® vyráběný stejnojmenou firmou
ve Francii.
Obr.23 Tepelně-izolační desky z konopí [11].
3. ZÁVĚR
V současné době jsou největším spotřebitelem energie v Evropě právě budovy. Segment budov výrazně expanduje, což
bude mít v budoucnu za následek zvýšení energetické spotřeby EU jako celku. 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. V souvislosti s novým zněním evropské směrnice o energetické náročnosti budov EPBD je nutné do
roku 2020 projektovat budovy s výrazně nižší energetickou spotřebou. V článku č. 9 [2] se výslovně říká, že členské státy
zajistí, aby do 31. prosince 2020 všechny nové budovy byly budovami s „téměř nulovou spotřebou energie.“ Legislativní
soubor opatření si klade za cíl do roku 2020 snížit emise skleníkových plynů o 20% oproti úrovni z roku 1990, zvýšit podíl
obnovitelných zdrojů energií v celkové spotřebě v EU na 20% a zvýšit energetickou účinnost v Evropě o 20%. 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. Nízkoenergetické a pasivní stavby jsou dnes kategorií staveb, svým charakterem zcela specifickou, v případě nakládání s tepelnou
energií a zejména s větracím vzduchem z pohledu tradičních staveb až extrémní.
30
Stavebnictví využívá velké množství stavebních materiálů s vynikajícími vlastnostmi. Jejich výroba má však více či méně
nepříznivé vlivy na životní prostředí. Zájem o zdravý životní styl vede stále více k používání přírodních stavebních materiálů.
V současné době je používání přírodních materiálů aktuálním tématem. Vyjma recyklované tepelné izolace jsou v obvodových pláštích použity i další recyklované materiály. Aplikací těchto materiálů v pasivní výstavbě lze dosáhnout ještě
většího zefektivnění v oblasti trvale udržitelného rozvoje. Využívání recyklovaných stavebních materiálů lze zařadit k ekologickému stavebnictví. Na území současné České republiky lze sledovat celou řadu historických dokladů stavebnictví na
bázi dřeva. Dřevo, jako jeden z mála materiálů, je považováno za nejstarší stavební materiál přírodního původu. V posledních dvaceti letech se stavby ze dřeva, či materiálů na bázi dřeva, dostávají do popředí zájmu investorů i veřejnosti.
Tento dokument si klade za cíl koncepčně uvést čtenáře do problematiky moderních energeticky úsporných a ekologických
staveb, včetně problematiky jejich vnitřního mikroklimatu, jelikož se v nejbližším desetiletí předpokládá dynamický rozvoj
tohoto oboru. Je zřejmé, že tvorbě prostředí, ve kterém člověk tráví podstatnou část svého života je potřeba věnovat
maximální pozornost, neboť má bezprostřední vliv jak na jeho zdraví, tak fyzickou i psychickou pohodu.
Ing. Jiří Labudek, Ph.D. Katedra prostředí staveb a TZB, Fakulta stavební, VŠB-Technická univerzita Ostrava,
Ludvíka Podéště 1875/17, 708 33 Ostrava - Poruba, tel.: (+420) 597 321 345, e-mail: [email protected].
Ing. Jiří Teslík, Katedra pozemního stavitelství, Fakulta stavební, VŠB-Technická univerzita Ostrava,
Ludvíka Podéště 1875/17, 708 33 Ostrava - Poruba, tel.: (+420) 597 321 917, e-mail: [email protected].
31
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
NOSKIEVIČ, Pavel. Energetická zamyšlení.
Ostrava: Výzkumné energetické centrum VŠB-TU, 2012, 139 s. ISBN 978-80-248-2614-1.
Směrnice 2010/31/EU. Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2010/31/EU: o energetické náročnosti budov
(přepracování). 19. 05. 2010. Evropský parlament a rada evropské unie, 2010.
SOLAŘ, J. Problematika nadměrné vlhkosti u střešních plášťů šikmých a strmých střech. TZB-info, 2012, roč. 14, č. 25,
s. 1-10.
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
TESLÍK, J., WALDSTEIN, P., LABUDEK, J. Tepelně technické posouzení vybraných parametrů obvodových plášťů
z ekopanelů. Sborník vědeckých prací VŠB-TUO, řada stavební, 2012, roč. 12, č. 2, s. 181-188.
Dostupné z: http://www.ciur.cz
ARNIKA: Recyklace papíru [online]. 2010 [cit. 2012-11-06] Dostupné z: http://arnika.org/recyklace-papiru
Dostupné z: http://www.steicozell.cz
CHYBÍK, Josef. Přírodní stavební materiály. 1. vydání. Praha: Grada Publishing, 2009, 268 s. ISBN 978-80-247-2532-1.
KONEČNÝ, P., TESLÍK, J., HAMALA, M. Mechanical and physical properties of straw bales. Advanced Materials
Research, 2013, roč. 649, č. Jan 2013, s. 250-253.
Dostupné z: http://www.technik.ihned.cz
NAVRÁTILOVÁ, O., Mikroklima budov. [online]. [cit. 2013-04-08].
Dostupné z: http://www.fce.vutbr.cz/tzb/navratilova.o/mikroklima.htm
GEBAUER, G., Formování vnitřního prostředí budov.
Dostupné z: http://www.casopisstavebnictvi.cz/formovani-vnitrniho-prostredi-budov_N1732
KOLEKTIV AUTORŮ. Vnitřní prostředí budov: Stavební kniha.
Brno: EXPO DATA spol. s.r.o., 2011. ISBN 80-7293-023-0.
RUBINOVÁ, O., RUBIN, a., Vnitřní prostředí budov a tepelná pohoda člověka. [online]. [cit. 2013-05-06].
Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/2650-vnitrni-prostredi-budov-a-tepelna-pohoda-cloveka
DVOŘÁČEK, K., Elektrické podlahové a stropní vytápění v bytových domech. [online]. [cit. 2013-05-06].
Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/2204-elektricke-podlahove-a-stropni-vytapeni-v-bytovych-domech
Dostupné z: http://www.eapcri.eu
SKOTNICOVÁ, I., přednášky z předmětu: Teorie vnitřního prostředí staveb
TYWONIAK, Jan., Nízkoenergetické domy 2. 1. vydání. Praha: Grada Publishing, 2008, 193 s. ISBN 978-80-247-2061-6.
CENTRUM PASIVNÍHO DOMU., Co je pasivní dům?. [online].
Dostupné z: http://www.pasivnidomy.cz/pasivni-dum/co-je-pasivni-dum.html
Dostupné z: http://www.cs.wikipedia.org
Dostupné z: http://www.zeh-richmond.blogspot.cz
Dostupné z: http://www.pasivnidomy.cz
Dostupné z: http://www.nazeleno.cz
Dostupné z: http://www.atrea.cz
32
Název projektu:
Partnerství v oblasti energetiky
Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0080
Realizátor projektu:
Moravskoslezský energetický klastr, občanské sdružení
Studentská 6202/17
708 33 Ostrava-Poruba
IČ: 26580845
Tel.: +420 558 272 429
www.msek.cz
Partneři projektu:
Vysoká škola báňská-Technická univerzita Ostrava,
Fakulta strojní, Fakulta elektrotechniky, Fakulta stavební
Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství
SLEZSKÁ MECHATRONIKA a.s.
ISBN 978-80-905392-5-9
IVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ