Požadavky na pasivní domy

Požadavky na pasivní domy a jejich docílení

Na pasivní domy (přesněji rodinných domů s velmi nízkou energetickou náročností) je kladená celá řada požadavků. Níže Vám tyto požadavky přiblížeme a objasníme také, jak dosahujeme splnění těchto požadavků. 

  1. Součinitel prostupu tepla jednotlivých konstrukcí na systémové hranici 

Jedná se o požadavek na tepelně-technické vlastnosti jednotlvých konstrukcí, konkrétně na dosažení minimálně doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla (tepelný odpor) konstrukce obálky budovy u pasivních domů Upas.

tepelná izolace pasivních domů

Pro splnění tohoto požadavku je potřeba uvažovat s dostatečně kvalitním zatepelním konstrukcí mezi vytápěným interiérem a exteriérem. Tloušťky tepelných izolací se volí na základě konkrétní obalové konstrukce. Například u podlahy na zemině běžně uvažujeme tloušťku izolace 200mm, u obvodové stěny 300mm a u střechy kolem 500mm.

U oken je vždy potřeba uvažovat s izolačním trojsklem a kvalitním rámem vč. izolačního distačního rámečku.

Při těchto dimenzích tepelných izolací jsou splněny požadované hodnoty součinitele prostupu tepla. O konstrukčních systémech, které v projektech využíváme se můžete více dočíst zde.

Okno s izolačním trojsklem u pasivního domu
  1. Průměrný součinitel prostupu tepla obálkou budovy

Tento požadavek se zaměřuje na průměrné tepelně-technické vlastnosti celé obálky budovy (podlahy, obvodové stěny, střechy, oken). Pokud si u některých konstrukcí nemůžeme dovolit uvažovat optimální dimenzi tepelné izolace (uvedeno výše), tak je možné u těchto konstrukcí uvažovat menší tloušťky izolace.

V tomto případě se nám ovšem zhoršuje hodnota průměrnho součinitele prostupu tepla obálky budovy (průměrný tepelný odpor obalových konstrukcí). Abychom splnili daný požadavek, musíme u některé kontrukce dimenzi tepelné izolace navýšit.

Většinou splnění tohoto požadavku není problém (pokud splníme minimálně doporučené hodnoty pro pasivní domy). Problém může nastat zejména u hodně prosklených fasád. Výplně otvorů (okna a exteriérové dveře) mají přirozeně mnohem horší tepelně-technické vlasnosti než ostatní neprůsvitné konstrukce (až 10x horší).

Průměrný součinitel prostupu tepla obálkou budovy

Pokud tedy máme objekt hodně prosklený, musíme si na tento požadavek dát pozor a o to více posílit dimenze tepelných izolací u neprůsvitných obalových konstrukcí. 

  1. Měrná roční potřeba tepla na vytápění

Jedná se o stěžejní požadavek, který ve své podstatě definuje ve světe pasivní energetický standard. Pro dotaci z programu Nová zelená úsporám se tento požadavek pohybuje od 15 do 20 kWh/(m2.rok).

Přiblíme si tento požadavek pomocí provozních nákladů. Vezměme si modelový příklad, kdy uvažujeme s rodinným domem s vnitřní podlahovou plochou přibližně 100 m, tak by se celková roční potřeba tepla na vytápění pohybovala od 1,5 - 2,0 MWh.

podlahové topení rodinného domu

Pokud budeme uvažovat účinnost vytápění 80% (účinnost tepelné zdroje, distribuce tepla a otopných těles, tak celková spotřeba tepelné energie na vytápění se bude pohybovat kolem 1,9 - 2,5 MWh. Při vytápění plynovým kotlem lze uvažovat s provozními náklady na vytápění u tohoto objektu kolem 3 400 až 4 500 Kč/rok a u tepelné čerpadla kolem 1 800  - 2 400 Kč/rok. Provozní náklady na vytápění u nízkoenergetického domu lze předpokládat až trojnásobné, oproti pasivnímu domu. U běžné novostavby potom až sedminásobné. Více o provozních nákladech u jednotlivých energetických tříd se můžete zde.

vytápění plynovým kotlem

Výsledné hodnoty tohoto energetického ukazatele záleží na celé řadě vstupních podmínek.Tuto  hodnotu nejvíce ovlivňuje:

  • kvalitní obálka budovy - toto souvisí s prvními dvěma požadavky na pasivní dům (požadavek na součinitele prostupu tepla obalových konstrukcí). Čím budeme mít dům lépe zateplen, tak tím více se nám sníží tepelné ztráty a tím se nám sníží potřeba tepla na vytápění.
  • kompaktnosti obálky budovy - čím bude dům kompaktnější, tím bude výslená hodnota nižší. Vhodný je dvoupodlažní rodinný dům s obdelníkovým půdorysem, nevhodné jsou potom bungalowi s nepravidelným půdorysem.
  • orientace a velikost prosklených ploch - u pasivního domu hrají velkou roli pasivní solární zisky (takto mimo jiné pasivní dům získal svůj název). Čím větší prosklené plochy budeme mít na jih, tím více získáme solárního záře a tím si snížíme spotřeba tepla na vytápění (okna na jih jsou energeticky pozitivní - získají více solární energie, než ztratí prostupu tepla). Oproti tomu čím máme menší okna na sever, tak tím se nám sníží tepelné ztráty (okna na sever jsou energeticky negativní- získají méně solární energie, než ztratí prostupu tepla). Optimání je objekt orientovat tak, ať může být více prosklená fasáda natočena na jih a méně prosklená fasáda na sever (technické a hygienické místnosti).
  • stínění pozemku - jelikož je pasivní dům do značné míry definován pasivními solárními zisky, je potřeba zajistit aby okna na jih nebyla stíněná. V opačeném případě budou okna na jih energeticky ztrátová stejně jako okna na sever. Vhodné jsou proto mírně svažité pozemky orientované na jih, případně rovinaté pozemky a u kterých nehrozí stínění okolní zástavbou, terénem nebo vegetací. 
  • nucené větrání a účinnost rekuperace - měrná potřeba tepla na vytápění je značně ovlivně tepelnými ztrátami větráním. Z tohoto důvodu je u pasivních domů vyžadována instalace nuceného větrání s rekuperací tepla. Čím bude rekuperační jednotka účinnější, tím budou menší tepelné ztráty větráním a tím poklesne potřeba tepla na vytápění. Doporučujeme vždy uvažovat s rekuperační jednotkou, která má deklarovanou účinnost rekuperace kolem 90%. 
  1. Měrná neobnovitelná primární energie

Vedle požadavku na pměrnou potřebu tepla na vytápění se jedná o základní požadavek pro splnění podmínek dotace. Pro dotaci z programu Nová zelená úsporám se tento požadavek pohybuje od 60 do 90 kWh/(m2.rok). V této hodnotě je obsažena vypočtená spotřeba energie objektu pro vytápění, větrání, ohřev teplé vody a osvětlení.

měrná neobnovitelná primární energie

Dále je v této hodnotě započítána ekologičnost použitého energonostitele (elektřina, plyn, dřevo, uhlí atd.) na pokrytí provozních potřeb objektu. Výsledné hodnoty jsou značně závislé na použitých technologiích pro vytápění a ohřev teplé vody.

tabulka energonositelů

Výroba jednotlivých energonostitelů zatěžuje různě životní prostředí. Například elekřina z rozvodné sítě se v dnešní době bere jako velice neekologická. Z tohoto důvodu nelze u rodinného domu v současné době uvažovat s vytápění a ohřevem teplé vody elektrokotlem. Z tohoto pohledu je mnohem výhodnější využít elekřinu na provoz tepelného čerpadla, která nám zajistí vytápění a ohřev teplé vody v objektu. Vysoká účinnost tepelného čerpadla (topný faktor) nám vykompenzuje nevýhodu elekřiny jako neekologického energonostitele.

zdroj tepla - teleplné čerpadlo COP=3

Jako nejjekologičtější energonositel se v dnešní době bere biomasa (kusové dřevo, peletky apod.). Pokud tedy v domě budeme uvažovat s krbovými kamny s teplovodním výměníkem, tak si do velké míry snížíme výsledné hodnoty primární neobnovitelné energie.

  1. Nejvyšší denní teplota vzduchu v místnosti v letním období

Na pasivní domy je kladen požadavek na zajištění vhodného vnitřního klimatu jak v zimním období tak i v letním období. Konkrétně je potřeba zajistit, aby v žádné obytné místnosti nepřekročila tepla vzduchu v letním období nad 27°C. Tento požadavek splníme návrhem vhodné stínění u oken s východní, jižní a západní orientací.

Nejúčinnějším způsobem stínění jsou vnější žaluzie, které dokáží odrazit až 90% solárního záření a tím znatelně sníží tepelnou zátěž místností v letním období. K dosažení nízkých teplot v letním období dále slouží vhodný návrh akumulační hmoty v objektu (čím budou konstrukce těžší, tím lépe bude mísnost odolávat přehřívání), velikosti prosklených ploch a způsob větrání (ideální je intenzivně větrat přes noc a potom méně přes den). 

Vnější venkovní žaluzie
  1. Povinná instalace systému nuceného větrání se zpětným získáváním tepla

Na pasivní domy je kladen požadavek na instalaci nuceného větrání s rekuperací tepla. Díky rekupureci poklesnou tepelné ztráty domu tím klesnou výsledné hodnoty měrné potřeby tepla na vytápění a primárních neobnovtených energí.

V našich projektech máme již zapracovu část projektu vzduchotechniky. V projektech navrhujeme centrální rekuperační jednotky s deklarovanou účinností kolem 90% a s malými provozními náklady. Více k rekuperaci si můžete přečíst zde

Systém nuceného větrání se zpětným získáváním tepla