Jedním z hlavních parametrů, kromě potřeby tepla na vytápění je u kvalitního domu také potřeba primární energie. Ta vyjadřuje, jaké množství neobnovitelných zdrojů je spotřebováno a komplexněji vypovídá nejen o celkové energetické náročnosti objektu, ale také o provozních nákladech.
Maximální roční potřeba primární energie pasivního domu je 120 kWh/(m2a) a je do ní započten podíl vytápění, ohřevu teplé vody, provozní energie (ventilátory, čerpadla), osvětlení a domácích spotřebičů. Potřebu primární energie můžeme nejvýrazněji ovlivnit volbou zdroje. U elektřiny je faktor energetické proměny nevýhodný, neboť je známo, že elektrárny pracují s nízkou účinností kolem 30 %. Na 1 kWh elektrické energie jsou při výrobě spotřebovány 3 kWh z neobnovitelných zdrojů, tedy se počítá s faktorem energetické proměny rovným číslu 3. Ani u obnovitelných zdrojů energie není tento koeficient nulový, vždy je tu jistý podíl energie neobnovitelného původu (pohon čerpadel, ventilátorů, doprava, řízení atd.). Zjednodušeně – čím vyšší je koeficient podílu primární energie zdroje, tím vyšší jsou i emise CO2 a dalších škodlivin do ovzduší a většinou i provozní cena.
Teplovzdušný systém vytápění
Rozvod vzduchu lze současně využít k distribuci tepla a nahradit tím klasickou otopnou soustavu. Teplo dodávané vzduchu slouží nejen pro samotné dohřátí vzduchu, ale hlavně k pokrytí tepelných ztrát místností. Teplovzdušné vytápění lze realizovat jen u objektů s velmi nízkou tepelnou ztrátou. Omezení vyplývá z faktu, že vzduch jako teplonosná látka má nízkou schopnost vést teplo a současně je maximální teplota vzduchu z hygienických důvodů omezena na 50 °C. Při vyšší teplotě již dochází k rozkladu částic prachu, což zhoršuje kvalitu vzduchu.
Kombinace řízeného větrání a klasického vytápění
Kombinace běžného, ale výrazně zmenšeného systému vytápění a samostatného systému větrání se dnes v pasivních domech používá nejčastěji. Distribuce tepla se realizuje klasickým způsobem – radiátory, stěnovým nebo podlahovým topením. V koupelně se standardně navrhuje topný žebřík nebo podlahové topení. Výhodou je, že u pasivních domů nemusí být umístěny zdroje tepla u oken, protože povrchové teploty skla jsou vyšší a nedocházízde ke kondenzaci vlhkosti. Je ovšem nutno zabezpečit kvalitní regulaci a přiměřený výkon těchto zdrojů.
Letní chlazení
Noční větrání ve spojení s vyváženým návrhem oken a jejich stínění je nejjednodušším způsobem, jak zabezpečit letní komfort. Běžné pasivní domy v našich klimatických podmínkách nepotřebují žádné doplňkové chladicí zařízení, jako je klimatizace apod. Systém řízeného větrání spolehlivě funguje i v době, kdy by přirozené větrání okny v důsledku malého pohybu vzduchu nefungovalo.
Větrací jednotky obyčejně mají i letní režim, kdy odpadní vzduch prochází kolem výměníku tepla přes by-pass a neohřívá nasávaný chladný vzduch.
Předehřev a předchlazení zemním výměníkem
Zemní výměník tepla (ZVT) kromě funkce protimrazové ochrany rekuperačního výměníku v zimě zabezpečuje v létě účinné předchlazení nasávaného vzduchu. Z ekonomických důvodů se však již tyto systémy pomalu opouštějí. Rozlišujeme dva druhy zemních výměníků dle druhu teplonosného média – vzduchový nebo kapalinový (tzv. solankový). Princip je stejný u obou. Využíváno je teplo země, které má v hloubce asi 1,5–2 m přibližně konstantní teplotu v zimě 4–8 °C a v létě 10–14 °C. Teplonosné médium, které prochází potrubím zakopaným v zemi, se na přiměřené délce ohřívá nebo ochlazuje. V zimě je možné pomocí ZVT předehřát nasávaný vzduch na teplotu 0–5 °C, v létě zase předchladit na teplotu 18–22 °C.
Závěr
Doporučení (shrnutí) využívání úsporných zdrojů energie a technologií v pasivním domě:
▪ Vytápění spojené s ohřevem teplé vody, například akumulační zásobník tepla umožňující průtočný ohřev teplé vody s možností připojení více zdrojů, nejlépe z obnovitelných zdrojů (fotovoltaické panely, solární kolektory, krbová teplovodní vložka, kotel na biomasu…).
▪ Tepelné čerpadlo jen nízko výkonové např. ve spojení s větracími jednotkami, případně pro větší objekty geotermální.
▪ Použití solárních kolektorů pro ohřev teplé vody; pro čtyřčlennou rodinu s průměrnou spotřebou teplé vody je dostačující plocha asi 5–8 m2.
▪ Krátké kvalitně izolované rozvody tepla využívání šetrných spotřebičů třídy A, A+.
▪ Šetrné chování uživatelů domu.
Kalkulačka pro porovnání různých zdrojů tepla pro úsporné domy
V dnešní době jsou domácnosti největším spotřebitelem primární energie v ČR. Z toho přibližně 70 % spotřeby energie tvoří vytápění, zbytek připadá na přípravu teplé vody, spotřebiče a osvětlení. U úsporných domů se tyto poměry otáčí a minimální potřeba tepla na vytápění klesá až na třetinu. Při takto nízké potřebě energie je vhodné používat jednoduché, levné a účinné zdroje s maximálním využitím obnovitelné energie, např. ze slunce, biomasy nebo země.
Nezávislá kalkulačka umožňuje volit a vyhodnocovat různé zdroje energie, technologie řízeného větrání, jejich kombinace a vyhodnocovat pořizovací vs. provozní náklady vč. doby návratnosti. Nabízí rychlé srovnání 2 zvolených technologií a návrh ideálního řešení ve třech typech modelových domů (dle podlahové plochy 100, 150 a 200 m2). Všechny modelové domy mají měrnou potřebu tepla na vytápění rovnu 20 kWh/m2a (kategorie B1) a odpovídají požadavkům programu Nová zelená úsporám.
Do výpočtu vstupuje i počet obyvatel v domě, to má vliv na množství spotřebované elektrické energie v domě (spotřebiče a svícení) a také na spotřebu teplé vody. Zvolená technologická varianta se projevuje spotřebovaným energonositelem (elektřina, zemní plyn, biomasa), účinností systému, typem tarifu elektrické energie a také vstupními a provozními náklady. Pořizovací náklady jednotlivých variant technologií se neskládají pouze z pořizovací ceny zařízení, ale také ze souvisejících nákladů (například otopná soustava,hydraulické zapojení soustavy, měření a regulace, cena práce atd.). Provozní náklady variant berou v potaz i tarif a spotřebu elektrické energie domácnosti, a také například velikost jističe.
Martin Němeček, projektant (Tector): „Kalkulačka mi přijde velmi zajímavá, jednak s ohledem na porovnání jednotlivých zdrojů v momentě, kdy vybírám technologie do domu, a také v tom, že je zde možné dohledat konkrétní technologie v dané kategorii. Nejsem si vědomý toho, že by na trhu v současnosti existovalo něco podobného. Doporučuji to pro rychlou orientaci především svým klientům. Důležité upozornění: Kalkulačka neslouží jako náhrada projektu, hodnoty jsou pouze modelové. Pro návrh konkrétního řešení je nutné oslovit projektanta.“
Kalkulačka má za cíl:
▪ Co nejobjektivněji stanovit celkové investiční náklady.
▪ Co nejobjektivněji stanovit provozní náklady.
▪ Zahrnout náklady na renovaci příslušných technologií.
▪ Zahrnout růst cen energií v čase.
LIBOR HRUBÝ
Foto: archiv autora
Ing. Libor Hrubý (*1989)
– absolvoval Fakultu stavební VUT v Brně, obor pozemní stavby, zaměření na navrhování pozemních staveb a certifikovaný projektant pasivních domů. Pracoval jak v projekční kanceláři zaměřující se na pasivní domy, tak pro dodavatele specializovaných stavebních materiálů. Od roku 2014 působí v Centru pasivního domu jako odborný poradce. Jeho hlavní náplní je poradenství, optimalizace projektů a stavebních detailů, publikační a přednášková činnost.
Související články:
Masivní konstrukce vhodné pro pasivní dům
NZEB a pasivní domy z jednovrstvého zdiva Porotherm
Projektant si na kraji jihočeské obce postavil vzorový pasivní dům
Chlazení domu tepelným čerpadlem je šetrnější než klimatizace
Jak funguje tepelné čerpadlo? V hlavní roli kondenzace a vypařování
Energetický zdroj pro téměř nulové budovy. Kombinace fotovoltaického systému, tepelného čerpadla a zemního akumulátoru tepla
