Snaha o znižovanie energetickej náročnosti budov je v súčasnosti mimoriadne aktuálna. S opakujúcimi sa energetickými krízami sa požiadavky na nízku spotrebu energie stávajú dlhodobými a naliehavými. Našťastie, zákony v tejto oblasti napredujú a štandardne vyžadujú riešenia úspor v rámci aktuálne technicky a investične dostupných možností. Jednou z ciest k dosiahnutiu tohto cieľa je výstavba nízkoenergetických domov (NED) a pasívnych domov.
Čo je Nízkoenergetický Dom?
Nízkoenergetický dom (NED) je stavba, ktorá spĺňa vyššie nároky na tepelnú izoláciu a nepriedušnosť konštrukcie. Od štandardného domu ho na prvý pohľad ťažko rozoznať. Hlavný rozdiel spočíva v spotrebe energie, ktorá je v prípade NED približne 10-krát nižšia. Maximálna hodnota spotreby tepla na vykurovanie neprekračuje 70 kWh/m2 ročne. Pri stavbe sa využívajú stavebné prvky, ktoré len minimálne prepúšťajú teplo a zároveň dokážu spracovať 90 % odpadovej energie, ktorá sa stráca vetraním. Koncept NED zahŕňa aktívne technické systémy na ohrev vody a vzduchu, vetranie, osvetlenie, výrobu elektriny a ďalšie spotrebiče. Každý NED musí spĺňať podmienky energetickej normy pre EU - Energiesparverordnung ENEV 2001.
Zmyslom nízkoenergetických rodinných a bytových domov je hlavne zníženie ich energetickej náročnosti spojené s kvalitou bývania. Zlepšená tepelná izolácia znižuje tepelné straty, čím sa znižuje tendencia usadzovania vody na vnútorných plochách. Rovnako vzduchotesnosť znižuje pravdepodobnosť poškodenia stavby.
Ako Vyzera Nízkoenergetický Dom?
Pokiaľ NED vyhovuje stanoveným parametrom, nezáleží na jeho tvare a nápaditosť sa neobmedzuje vonkajšou formou. Môže mať tvary klasického rodinného domu s červenou sedlovou strechou alebo aj avantgardnej vily so zatrávnenou strechou a veľkými oknami na juh. Tepelným stratám môže brániť aj zemina, keď je dom zapustený do okolitého terénu. Ak by sa NED mal stavať podľa ideálneho tvaru s ohľadom na čo najmenšiu ochladzovaciu plochu stien a obvodového plášťa, vyzeral by ako guľa, ktorá má z geometrických tvarov najmenší povrch pri rovnakom objeme.
Nulový Dom a Pasívny Dom
Zdokonalenie konceptu nízkoenergetického domu viedlo k vytvoreniu pasívneho domu. Ročná spotreba na vykurovanie pasívneho domu je menšia ako 15 kWh/m2 ročne. Na pokrytie svojej tepelnej spotreby využíva energetické pasívne zdroje - slnečné teplo, vyžarovanie tepla zo spotrebičov, ba dokonca aj zo samotných obyvateľov domu. V zahraničnej literatúre sa často uvádza pojem nulový dom - dom s nulovou spotrebou energie, doplnkový zdroj tepla je vždy potrebný. Spotreba tepla na vykurovanie vďaka inštalácii fotovoltických panelov v tomto prípade nepresahuje 5 kWh/m2 ročne.
Prečítajte si tiež: Ako znížiť spotrebu energie pri vykurovaní
Zdroje Energie pre Nízkoenergetické Domy
Elektrická energia je dnes dostupná prakticky všade, podobne ako plyn. Ak sú v dosahu domu lesy, môžeme uvažovať aj o kúrení drevom. Ak rozmýšľame nad tepelným čerpadlom, ktoré odoberá energiu z vody, treba mať v dosahu potok, rybník alebo využiteľné zásoby podzemnej vody. Tepelné čerpadlo môže pracovať aj s energiou zo zeme, získanou z kolektorov. Do tepelného systému začleňujeme aj akumulačnú nádrž ohrievanú kotlom, z ktorej sa teplo odvádza do ústredného kúrenia alebo do vetracej jednotky. Akumulačnú nádrž môžeme nahrievať aj solárnym systémom. Prebytky energie, ktoré sa najčastejšie vyskytujú na jar a na jeseň, sa dajú znova využiť. Ohrievanie vetracieho vzduchu spotrebuje približne jednu tretinu celkovej spotreby energie. Intenzita výmeny vzduchu môže byť v čase neprítomnosti osôb v dome znížená, prívod čerstvého vzduchu na osobu však musí zodpovedať hodnote 30 až 50 m3/h.
Tepelná Pohoda v Nízkoenergetickom Dome
Koncept NED je založený na minimalizácii tepelných strát a čo najefektívnejšom využívaní slnečného tepla, stále je však potrebné pokrývať spotrebu zostatkového tepla, pretože dom nie je energeticky nulový. Do NED domu sa odporúča podlahové kúrenie, ktoré sa môže skombinovať aj sa radiátormi. Medzi jeho pozitívne vlastnosti patrí dobrá tepelná pohoda, daná veľkou vykurovacou plochou s nízkou povrchovou teplotou a rovnomerným rozložením tepla. To umožňuje vykurovať miestnosť o dva až tri stupne Celzia nižšie ako pri klasickom kúrení. Podlahovým kúrením sa získa rovnomerná teplota, jeho povrch môže tvoriť dlažba, linoleum, laminátová podlaha, prípadne koberec.
Pasívny a Zdravý Dom
Okrem úspory nákladov na vykurovanie patrí medzi výhody pasívnej stavby aj zdravotný aspekt spôsobený cielene vylepšenou mikroklímou. V zime prekvapí kvalita vzduchu a množstva kyslíka. Ľudia alergický na peľ v dome dýchajú bez problémov zdravý a čerstvý vzduch. Takisto dostatok slnečného svetla, zabezpečeného veľkými presklenými plochami, je dôležitý pre duševnú pohodu a tvorbu vitamínu D.
Výpočet Ročnej Spotreby Tepla na Vykurovanie
Pre výpočet ročnej spotreby tepla na vykurovanie je potrebné zohľadniť niekoľko faktorov:
- Merné ročné teplo potrebné na vykurovanie budov (Qnh): Je jedným z ukazovateľov spotreby energie. Ukazovatele spotreby energie v budovách zahŕňajú mernú ročnú energiu potrebnú na chladenie a mernú energiu dodanú na prevádzku budovy, ktorá zahŕňa energiu na vykurovanie (kvapalné a plynné palivá, biomasa), energiu na prípravu teplej vody (kvapalné a plynné palivá, elektrina, biomasa alebo solárne kolektory), elektrinu pre domácnosť (domáce spotrebiče a osvetlenie), energiu na chladenie budov a energiu na prevádzku pomocných aktívnych technických systémov (tepelné čerpadlá, ventilačný systém, obehové čerpadlá teplej vody, čerpadlá pre systémy solárnej energie, kotly a pod.).
- Tepelné straty prestupom (Qt): Teplo unikajúce cez steny, strechu, okná a pod.
- Tepelné straty vetraním (Qv): Teplo unikajúce pri vetraní.
- Solárne zisky (Qs): Teplo získané zo slnečného žiarenia.
Vzorec pre výpočet:
Ročná spotreba tepla = Qt + Qv - Qs
Prečítajte si tiež: Efektívny ohrev vody v bojleri
Príklad výpočtu:
Porovnajme dva identické domy s úžitkovou plochou 150 m2 pre 4-člennú rodinu. Prvý s potrebou tepla 70 kWh/m2/rok (bežný nízkoenergetický dom) a druhý v pasívnom štandarde s 15 kWh/m2/rok. aj s úsporou pre teplú vodu, vďaka efektívnejšej distribúcii v rámci domu. Technologická výbava nízkoenergetického domu je plynový kotol a podlahové kúrenie, pasívny dom má inštalované tepelné čerpadlo zem-voda a temperované stropy. Pasívny dom má samozrejme aj inštalované vetranie s rekuperáciou a drevo-hliníkové okná s dlhou životnosťou v pasívnom štandarde. Inak sa tie domy líšia iba hrubšou tepelnou izoláciou a kvalitou riešenia vzduchotesnosti a tepelných mostov.
Ušetrené náklady na energie: Pri výpočte spotreby energie musíme zohľadniť ročný efektívny faktor (to sú straty ktoré nevieme využiť) a koeficient účinnosti (plynový kotol 92%, TČ má naopak ročný COP 3,5). Pasívny dom spotrebuje pre vykurovanie a teplú vodu vďaka tepelnému čerpadlu iba 1353 kWh/rok kým nízko-energetický dom s plynovým kotlom spotrebuje 15446 kWh/rok. Napriek tomu že plyn je lacnejší (4,81 centov/kWh - sadzba ZSE DD2) ako elektrina (12,41 centov/kWh - sadzba SPP D2), je rozdiel v nákladoch výrazný: Ročné platíte za plyn 803 € (včetne mesačných paušálov) voči 168 € za elektrinu (bez mesačných paušálov) - tie musíte pri oboch domoch platiť rovnako a teda to nepredstavuje rozdiel v nákladoch. Ročná úspora na energiách je 635 € v prospech pasívneho domu.
Faktory Ovplyvňujúce Spotrebu Tepla
Medzi hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú ročnú spotrebu tepla na vykurovanie, patria:
- Tepelná izolácia: Kvalitná tepelná izolácia obvodových stien, strechy a podlahy minimalizuje tepelné straty. Súčiniteľ prestupu tepla vonkajších stien by mal byť približne 0,11 W/m2K a strechy 0,10 W/m2K.
- Okná a dvere: Použitie kvalitných okien a dverí s nízkym súčiniteľom prestupu tepla (U) je kľúčové. Okná pasívneho domu by mali byť trojvrstvové, s dobre izolovaným rámom a U by nemalo prekročiť 0,8 W/m2K. Dôležitá je tiež energetická priepustnosť skla (g), ktorá by mala byť 0,5 alebo viac.
- Vzduchotesnosť: Zabezpečenie vzduchotesnosti konštrukcie zabraňuje nekontrolovanému úniku tepla. Kontrola priepustnosti stavby sa vykonáva pomocou Blower door testu.
- Vetranie s rekuperáciou: Vetranie s rekuperáciou znižuje náklady na vykurovanie a zabezpečuje stály prívod čerstvého vzduchu. Odporúča sa prívod čerstvého vzduchu do obývačky, detskej izby a spálne, a odvod spotrebovaného vzduchu z kuchyne, kúpeľne a toalety.
- Vykurovací systém: Výber efektívneho vykurovacieho systému, ako je tepelné čerpadlo alebo podlahové kúrenie, môže výrazne znížiť spotrebu energie.
- Orientácia domu: Orientácia domu na juh umožňuje využívať solárne zisky na vykurovanie.
Nízkoenergetický vs. Pasívny Dom: Rozdiely a Kritériá
Aby mohli byť montované domy, resp. akékoľvek iné stavby zaradené do nízkoenergetickej triedy, musia spĺňať určité podmienky definované nízkoenergetickým štandardom. Horná hranica pre nízkoenergetický štandard je teda 50 kWh/m2 a špecifického tepla potrebného na vykurovanie objektu (Qnh) počas jedného roka.
Energetické triedy domov:
Prečítajte si tiež: Rekuperácia a efektivita
- Trieda C: Spĺňajú minimálne požiadavky nízkoenergetických domov, spravidla klasická montovaná stavba, s modernými oknami a dverami, vykurovaním plynovým kotlom a bez centrálneho vetracieho systému.
- Trieda B2: Nízkoenergetické (montované) domy s vylepšeným plášťom budovy.
- Trieda B1: Lepšie nízkoenergetické (montované) domy, s vylepšeným izolačným plášťom, vykurovaním tepelným čerpadlom a rekuperačným vetraním.
- Trieda A2: Pasívne (montované) domy, s dodatočným zateplením, vylepšenou izoláciou, vykurovaním tepelným čerpadlom a rekuperačným vetraním.
- Trieda A1: Ultranízkoenergetické stavby, s dodatočným izolačným vylepšeným plášťom budovy, vylepšené okná a dvere, vykurovanie tepelným čerpadlom a vetranie s rekuperáciou.
Investícia do Pasívneho Domu: Oplatí sa?
Cena pasívneho montovaného domu na kľúč závisí od poskytovateľa, tvaru a dizajnu domu, veľkosti, použitého materiálu, konštrukčného systému, typu pasívneho montovaného domu atď. Cena pasívneho montovaného domu je v priemere o 20 % vyššia v porovnaní s normálnym, resp. obyčajným zhotovením nízkoenergetického montovaného domu. Náklady sú vyššie v dôsledku hrubšej izolácie vonkajších múrov, inštalácie lepších pasívnych okien a dverí, drahšieho vykurovacieho zariadenia, zhotovenia osobitných detailov opláštenia a vylepšenej vzduchotesnej konštrukcie.
Výpočet ukazuje že sa oplatí investovať do pasívneho domu. Priemerná ročná úspora počas zohľadneného obdobia 30 rokov preto nie je 635€ ale až 892€. Potrebnú výšku vkladu do banky sa vypočíta ako súčasná hodnota. Pri 30 rokoch a 3,5% reálnej úrokovej sadzbe (nominálny úrok mínus inflácia) je faktor súčasnej hodnoty 18,39. Súčasná hodnota ročných úspor 893€ je 16410€. Reálny rozdiel súčasnej hodnoty medzi nízko-energetickým a pasívnym domom je teda 8590€. Alebo inak vyjadrené, 467€/ročne alebo 39€/mesačne ak vypočítame anuitu (obdobie 30 rokov, 3,5% reálny úrok).
tags: #rocna #spotreba #tepla #na #vykurovanie #nizkoenergetickeho