Poznatky z masivních domů v energeticky pasivním standardu z jednovrstvé zděné konstrukce

Pojem masivní dům můžeme nejčastěji najít v německy mluvících zemích, kdy se mluví o tzv. Massivhaus nebo Massivbau. Jedná se často o domy vyznačující se svislými konstrukcemi z cihelných bloků doplněné dalšími silikátovými konstrukcemi, např. železobetonovými stropními deskami. Tento typ domů je charakteristický pro celou střední Evropu.

Jedná se o tradiční stavby určené zejména pro bydlení. Tyto domy se vyznačují vysokým komfortem bydlení, extrémně dlouhou životností, bezpečností konstrukcí (statika, požární odolnost, porušení konstrukce nahodilou událostí), jednoduchou realizací díky znalosti technologie provádění, minimálními náklady na údržbu a dobrou cenou na realitním trhu. Je tedy příhodné tento typ staveb neustále rozvíjet a optimalizovat i s ohledem na snižování energetické náročnosti budov na úroveň energeticky pasivních domů.

Energeticky pasivní dům v podmínkách České republiky
V různých dokumentech platných v ČR můžeme nalézt definice domu v energeticky pasivním standardu [1–3]. Porovnání vybraných ukazatelů pro rodinné domy v energeticky pasivním standardu shrnuje tabulka 1. Podle uvedených ukazatelů z různých dokumentů je zřejmé, že z pohledu obálky budovy jsou si jednotlivé standardy velmi podobné. V ČR je možné za energeticky pasivní dům považovat takový dům, který má měrnou potřebu tepla na vytápění max. 20 kWh/(m².a). V podmínkách ČR je kladen poměrně přísný požadavek na měrnou potřebu primární energie, která by neměla přesáhnout 60 kWh/(m².a). Proto je nutné pro návrh domu vhodně navrhnout takový zdroj potřebné energie, který využívá energonositele s nízkým faktorem primární energie (tepelné čerpadlo, FV, kotle na paletky a jiné v různých kombinacích).

Tabulka 1: Porovnání vybraných energeticky pasivních standardů domů v jednotlivých dokumentech

Jednovrstvá zděná konstrukce pro energeticky pasivní dům 
Pro rodinné domy v energeticky pasivním standardu se pro obvodové stěny volí hodnoty U obvykle menší než 0,13 W/m².K. Pochopitelně záleží na mnoha jiných faktorech (faktor tvaru budovy, orientace ke světovým stranám, dispoziční řešení, vlastnosti ostatních konstrukcí apod.). Donedávna bylo dosažení těchto hodnot U v jednovrstvé konstrukci technicky nemožné. V roce 2011 byly představeny cihelné bloky s integrovanou izolací [4]. Zdivo z těchto bloků má dle EN 1745 U_desing,mas = 0,11 W/m².K (bez započítání vlivu omítek). Díky integrování tepelné izolace došlo u cihelných bloků ke zlepšení tepelněizolačních vlastností až o 40 %. Kromě samotné hodnoty U je nutné vyřešit i konstrukční detaily s ohledem na minimalizaci tepelných vazeb obálky budovy. Podle [5] lze pro zdivo z cihelných bloků s U_design,mas = 0,11 W/m².K dle ČSN 73 0540-4 uvažovat přirážku na vliv tepelných vazeb ΔU_tbk k průměrnému součiniteli prostupu tepla U_em hodnotou ΔU_tbk = 0,01 W/m².K. Další důležitou funkcí pro obvodovou stěnu budov v energeticky pasivním standardu je zajištění dobré vzduchotěsnosti konstrukce i v návaznosti na ostatní konstrukce obálky budovy. Na základě provedených měření [6–8] byla vyšetřena plošná průvzdušnost omítnutého zdiva v závislosti na tlakovém rozdílu, viz graf na obr. 2. V oblasti zájmu tlakového rozdílu Δp 0–100 Pa lze oboustranně omítnuté zdivo z cihelných bloků považovat prakticky za neprůvzdušné. U jednostranně omítnutého zdiva lze stanovit závislost průvzdušnosti na tlakovém rozdílu. Přesto je tok vzduchu přes jednostranně omítnuté zdivo v oblasti zájmu velmi nízký. Je dobré na tomto místě připomenout, že zdivo z cihelných bloků, které se vyznačuje styčnými plochami mezi jednotlivými zdicími prvky ve formě pero–drážka (cihelné bloky, pórobetonové tvárnice, vápenopískové zdicí prvky apod.), je nutné opatřit alespoň jednostranně omítkou pro zajištění vzduchotěsné roviny a pro splnění hodnot –U_design,mas má být zdivo ze zdicích prvků oboustranně omítnuto tak, aby všechny styčné, popř. ložné spáry byly uzavřené (resp. lze tolerovat nahrazení omítky z jedné strany velmi tenkou „omítkou“ např. z cementového tmelu, který překrývá ložné a styčné spáry).

Příklady masivních cihlových domů v energeticky pasivním standardu 
Jedním z prvních masivních domů v energeticky pasivním standardu s obvodovými stěnami byl realizován v Českých Budějovicích [9] – viz obr. 3 a 4. Jedná se o experimentální dům, na kterém proběhla sada měření neprůvzdušnosti obálky budovy [11–13] a měření průběhu teplot v konstrukcích podlahy, stěn a střechy [10]. Pro dosažení neprůvzdušnosti nebyla vypracována zvláštní dokumentace, přesto bylo dosaženo hodnoty n₅₀ = 0,2 h^–1 a po roce provozu byla tato hodnota stejná. Zajímavostí bylo, že hodnota n₅₀ se lišila po dokončení budovy včetně vnější omítky od hodnoty změřené ve fázi stavby bez vnější omítky rozdílem Δn₅₀ = 0,2 h^–1. Tento výsledek do jisté míry potvrdil význam druhé vrstvy omítky jako druhé – dodatečné – vzduchotěsnicí vrstvy.

Zajímavou stavbou v energeticky pasivním standardu (úroveň B.1 v programu Zelená úsporám) je RD ve Zlivi – obr. 8–10. Jedná se o stavbu bungalovu s lehkou střešní konstrukcí. Dosažení hodnot energeticky pasivního domu bylo zajištěno důslednou optimalizací obálky budovy a konstrukčních detailů, pochopitelně za předpokladu vhodné orientace domu ke světovým stranám. U tohoto domu byla stanovena konečná hodnota n₅₀ = 0,4 h^–1. Obálka budovy byla precizně zpracována, viz obr. 5–7. Největší netěsnosti byly zjištěny v instalaci vzduchotechniky – ve vzduchotechnické jednotce a v těsnosti potrubí.

Dalším příkladem masivního domu v energeticky pasivním standardu je RD v Radomyšli (obr. 11–13). Jedná se o dům zařazený do kategorie B.1 v programu Zelená úsporám. Dle názoru autora mohl tento dům splnit kategorii B.2 důslednějším výpočtem energetické náročnosti budov (kvantifikováním tepelných vazeb místo použití paušální přirážky ΔU = 0,02 W/m².K) a důslednější optimalizací konstrukcí (zejména oken). Speciální projektová dokumentace pro dosažení vzduchotěsnosti nebyla vypracována. Stavbu dozoroval projektant, který měl zkušenost s energeticky pasivními domy. Výstavbu zajišťovali místní zedníci bez předešlé zkušenosti s výstavbou v energeticky pasivním standardu. Při kontrolním měření vzduchotěsnosti obálky budovy byla stanovena hodnota n₅₀ = 0,7 h^–1. Jako hlavní zdroje netěsnosti byly identifikovány: opracování detailu rohového okna v místě parapetu, průchod svazku kabelů v technické místnosti, oblast rozdělovače podlahového topení, místa styku parapetu a ostění některých oken a některé elektroinstalační krabice s osazením chrániček kabelů (obr. 14–16). Po dokončení budovy – zhotovení vnější omítky a provedení oprav netěsností v hlavní vzduchotěsnicí vrstvě – byla stanovena hodnota n₅₀ = 0,4 h^–1. Na tomto měření lze opět dokladovat jistý význam dodatečné vzduchotěsnicí vrstvy tvořené vnější omítkou.

Závěry a doporučení 
V současné době je možné navrhovat a stavět domy s jednovrstvou zděnou konstrukcí z cihelných bloků v energeticky pasivním standardu, a navázat tak na tradiční výstavbu, kterou zajišťují i drobní řemeslníci (zedníci) a menší stavební firmy.

Při návrhu budovy je kromě jiného nutno optimalizovat konstrukční detaily a kvantifikovat je z pohledu šíření tepla – vypočítat hodnoty li-neárních činitelů prostupu tepla a následně je zavést do výpočtu energetické náročnosti budovy. Současné metodické pokyny umožňují přirážku na tepelné vazby zavádět paušální přirážkou k U_em hodnotou ΔU = 0,02 W/m².K. Toto zjednodušení však vede k podstatným rozdílům ve stanovení potřeby tepla na vytápění, např. kolem 5 kWh/m².a. Takto velký rozdíl by měl motivovat projektanty k využívání přesnějších hodnot vlivu tepelných vazeb (např. k použití katalogových hodnot), někteří projektanti však raději volí kompenzaci tohoto nedostatku (důsledku méně přesného zjednodušeného hodnocení) předimenzováním tepelněizolačních vlastností.

Pro dosažení vzduchotěsnosti obálky budovy je výhodné volit konstrukce, které jsou opatřeny omítkami z obou stran. Neprůvzdušnost oboustranně omítnutého zdiva je prakticky nulová na rozdíl od jednostranně omítnutého zdiva. To se evidentně odráží i v praxi při realizaci domů. Vnější omítku zdiva lze považovat za dodatečnou vzduchotěsnící vrstvu. Oboustranné omítnutí zdiva zajišťuje i dosažení návrhových hodnot součinitele prostupu tepla konstrukcí U_design,mas. Již v době návrhu si je potřeba ujasnit napojení hlavní vzduchotěsnicí vrstvy a zanést ho do projektu. S navrženým konstrukčním řešením se musí seznámit všechny subjekty provádějící stavbu, zejména pak ti řemeslníci, kteří realizují technické instalace, při jejichž realizaci vzniká nejvíce netěsností v obálce budovy.

PAVEL HEINRICH 
foto archiv firmy Heluz cihlářský průmysl, v. o. s.

Literatura:
1) ČSN 73 0540-2 (2011) Tepelná ochrana budov – Část 2: Požadavky.
2) TNI 73 0329 (2010) Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění – Rodinné domy.
3) Metodický pokyn programu Zelená úsporám, http://www.novazelenausporam.cz/file/296/mp-energeticke-hodnocen-2-v-rd-b-verze-2-0.pdf.
4) Sborník konference Teplo 2011.
5) ŠUBRT, R. Studie vlivu tepelných mostů na energetické hodnocení budov ze zdicího systému HELUZ pro cihly HELUZ Family a HELUZ Family 2in1. Energy consulting project, s. r. o., 2014.
6) LANGER, T. Protokol o zkoušce č. A 105/2012 Jednostranně omítnutý fragment zdiva. VÚPS, s. r. o., zkušební laboratoř č. 1234 akreditovaná ČIA, 2012.
7) LANGER, T. Langer T.: Protokol o zkoušce č. A 109/2012 Oboustranně omítnutý fragment zdiva. VÚPS, s. r. o., zkušební laboratoř č. 1234 akreditovaná ČIA, 2012.
8) LANGER, T. Protokol o zkoušce č. A 055/2013 Oboustranně omítnutý fragment zdiva s úpravami. VÚPS, s. r. o., zkušební laboratoř č. 1234 akreditovaná ČIA, 2013.
9) HEINRICH, P. Experimentální pasivní dům. Energeticky soběstačné budovy, 4/2012, Informační centrum ČKAIT, Praha, 2012.
10) HEINRICH, P. Vybrané výsledky z měření z experimentálního domu HELUZ. Energeticky soběstačné budovy 4/2014. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2014.
11) NOVÁK, J. Experimentální pasivní cihlový dům – měření vzduchotěsnosti. Energeticky soběstačné budovy 2/2013. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2013.
12) NOVÁK, J. Experimentální pasivní dům HELUZ výsledky měření vzduchotěsnosti – doplněná a upravená závěrečná zpráva. Katedra konstrukcí pozemních staveb, Fakulta stavební ČVUT, 2014.
13) NOVÁK, J. Experimentální pasivní dům HELUZ výsledky měření vzduchotěsnosti kontrolní měření po prvním roce provozu, Katedra konstrukcí pozemních staveb, Fakulta stavební ČVUT, 2014.