Zkušenosti s převodem typového rodinného domu na pasivní standard

Úvod

Na počátku byl osvícený investor. Jeho ambicí bylo zajistit pro svoji rodinu bydlení v pasivním domě. Nebyly však k dispozici vhodné stavební pozemky. Posléze se mu naskytla možnost zajistit pro sebe jeden z posledních pozemků v nové lokalitě, jehož poloha a orientace odpovídala představám investora. Zástavbu zastřešoval místní developer (stavební firma), který zároveň nabízel výstavbu jednoho z připravených typových domů. Na předmětný pozemek byl touto firmou zpracován typový projekt a vydáno stavební povolení. Na žádost profesní asociace Sdružení EPS ČR, jež se stala podporovatelem tohoto projektu, se naše kancelář ujala úkolu převést tento typový rodinný dům na pasivní standard. Byla zpracována analýza původního záměru, energetické výpočty (optimalizace dle PHPP), návrh řešení a návrh změn ve vazbě na cenu a návratnost, vyhodnocení, podrobný realizační projekt, realizace (dozor stavby), užívání. Zakoupením pozemku pak předcházela důkladná analýza stavebního záměru. Kritérii byla jednoduchost, účelnost, vyváženost, zachování původních vnějších rozměrů. Nakonec bylo rozhodnuto. Dům lze i za stávajících, do značné míry limitovaných podmínek realizovat jako pasivní, s možností dosáhnout na dotaci v rámci programu Nová zelená úsporám. Dům byl následně vybaven nadstandardním počtem měřících zařízení, aby bylo možno co nejlépe vyhodnotit spotřeby a kvalitu vnitřního ovzduší. Dnes již jsou k dispozici data za první rok užívání. Protože o pasivních domech u nás není stále dost praktických informací, rozhodli jsme se, se svolením investora, podělit se s vámi o získané zkušenosti.

Změna typového projektu na pasivní a ekonomické zhodnocení

Tab. 1. Tepelné izolace, původní a nový stav

Tab. 2. Základní ekonomické hodnocení

Tab. 3 Energetická náročnost původní a nově navržený objekt

Z hlediska kvalitního návrhu pasivního domu hraje velkou roli jeho osazení do terénu a orientace ke světovým stranám. V našem případě se jedná o mírně svažitý pozemek směrem k jihu. Dům je tedy přirozeně chráněn sousedním domem před severními větry a naopak dům jižního souseda nijak nestíní a nebrání slunečním ziskům v zimním období. Obývací místnost byla navržena jako velká společná místnost propojená s kuchyní a jídelnou s krbovými kamny v centrální části a velkými francouzskými okny na jižní stranu. Kuchyň sousedí s komorou o ploše 4 m², kde je umístěna lednice s mrazákem a skladové prostory pro kuchyňský provoz. Ložnice je umístěna ve východní části domu. To má své výhody, protože ráno jsou obyvatelé probouzeni vycházejícím sluncem a večer není tato místnost přehřívaná zapadajícím sluncem. Obslužné prostory, jako je vstupní hala a technická místnost, jsou umístěny v severní části domu bez oken. Jsou zde jen vstupní dveře. Chod celého domu zajišťuje inteligentní instalace HAIDY s možností průběžného sběru dat a dalšího rozšiřování v budoucnu (fotovoltaika apod.).

Abychom získali dům s parametry pasivního standardu, provedli jsme nový návrh obalových konstrukcí, dispoziční změny (zónování) a změnu technologií TZB (vytápění, větrání, ohřev TUV).

Obálka budovy: Byla navržena změna zdícího materiálu a tloušťky tepelné izolace. V podlaze na terénu došlo ke změně typu tepelné izolace a byla navýšena její tloušťka. Dále došlo ke změně typu a velikostí otvorových výplní a jejich osazení vzhledem k světovým stranám. Byla zde použita tzv. předsazená montáž do roviny tepelné izolace. Byla určena hlavní vzduchotěsnící vrstva, vyřešeny styky jednotlivých konstrukcí, detaily a návaznosti.

Větrání: Původní větrání okny bylo nahrazeno řízeným větráním s aktivní rekuperací tepla. Rozvody vzduchotechniky jsou vedeny v sádrokartonovém podhledu a vlastní řízená výměna vzduchu je zajišťována dánskou jednotkou NILAN VP 18 K WT obsahující malé tepelné čerpadlo a v prostoru odpovídajícímu běžné lednici s mrazákem poskytuje větrání, chlazení a předehřev domu a dále ohřev 180litrové nádrže na TUV, která je rovněž integrována v jednotce.

Vytápění: Jak již bylo uvedeno výše, topení je zabezpečeno především aktivní rekuperační jednotkou a doplňkově krbovými kamny OSORNO (kamna s nejmenším výkonem na trhu určená pro NED a PD) a jako záloha slouží elektrické topné rohože v podlaze. Toto řešení nahradilo dříve zamýšlené topení radiátory s využitím plynového kondenzačního kotle. Zbavili jsme se tak radiátorů a získali další cenné prostory.

Ohřev TV: Ohřev TUV je nově zajištěn kompaktní jednotkou s aktivní rekuperací. Po většinu roku stačí k dohřevu vody na 50–60 °C energie získaná tepelným čerpadlem z teplého odpadního vzduchu a v případě potřeby sepne elektrická topná spirála (pozn. investora: spirála za celý rok nesepnula – potvrzeno samostatným elektroměrem).

Realizace stavby

Prováděcí firmě byl v předstihu poskytnut písemný dokument, kde byly vysvětleny zásadní odlišnosti provádění pasivního domu od realizace standartního domu. Tento se v rámci následného vytýkacího řízení, k němuž došlo před definitivním převzetím projektové dokumentace prováděcí firmou, ukázal jako zásadní. Díky preciznímu seznámení s tímto dokumentem byl zhotovitel schopen projektové dokumentaci plně porozumět. Vytýkací řízení za účasti investora, projektanta, technického dozoru investora a prováděcí firmy se ukázalo jako zásadní z hlediska proveditelnosti většiny detailů na stavbě. Byl jednoznačně vysvětlen smysl jednotlivých kroků. Podrobně byla prováděcí firmě vyspecifikována vzduchotěsná obálka na jednotlivých konstrukcích včetně vzájemných propojení. Jako vzduchotěsná obálka byla dle projekčního návrhu určena na svislých obvodových stěnách omítka, v místě podhledu OSB desky a v místě podlahy hydroizolace z modifikovaných asfaltových pásů.

Při prvním kontrolním dnu byl před založením zdiva zjištěn nesoulad mezi navrženými detaily a skutečným provedením na stavbě. Při realizaci hydroizolace nebyl respektován fakt, že základové pasy budou izolovány tepelnou izolací. Hydroizolace byla provedena s krajem desky, bez možnosti provést zpětný spoj pod dodatečnou tepelnou izolaci v úrovni základových pasů a přechodu na nosné stěny RD. Tato první chyba byla opravena a stala se v podstatě jedinou v konfrontaci s projektovou dokumentací v celém průběhu stavby. Volbou investora byly jako zdící prvky nosného zdiva použity keramické cihly s označením AKU. Tyto keramické tvárnice jsou vhodné z hlediska větší tepelné akumulace s objemovou hmotností 1020 kg/m³ a šířkou 250 mm, oproti klasickým tvárnicím a zároveň i tím, že jsou zděny na klasickou maltu. Tím byla zvýšena nejen akumulační vlastnost, ale zejména bylo zamezeno proudění vzduchu vertikálními dutinami a sníženo riziko vzduchové průvzdušnosti, což se pozitivně projevilo na akustických vlastnostech konstrukce. Na vnitřní nenosné zdivo bylo myšleno již v průběhu vyzdívání nosných stěn a jejich napojení bylo zvoleno přes plechové kotvy vsazené do obvodových stěn. Následně byly tyto spoje hrubě omítnuty a tím byla zajištěna celistvost vzduchotěsné vrstvy z vnitřní strany obvodové stěny a zamezeno proudění vzduchu mezi obvodem a vnitřními konstrukcemi.

Dokončené zdivo – pohled z interiéru

Dokončené zdivo včetně zatepleného ŽB věnce – pohled z exteriéru

V úrovni věnce bylo místo standardní věncovky použito jako ztracené bednění z exteriérové strany EPS s grafitem. Tím bylo docíleno stejných tepelných vlastností jako u nosné stěny.

Střešní konstrukce je vazníková. Ze spodní strany opatřená OSB deskami s kašírovanou parozábranou. Jako nejideálnější způsob zateplení lehkého stropu byl zvolen sypaný pěnový polystyren s λ = 0,036 W/m.K o celkové tloušťce 500 mm, pro jeho schopnost vyplnit dutiny vzniklé ve vazníkové konstrukci přímo při jeho aplikaci.

Oproti typovému projektu, který umožňuje vstup do půdního prostoru z interiéru přes sklápěcí schody, byl tento vstup u pasivního domu vyřešen střešním oknem. Omezili jsme tím možné problémy vzniklé tepelným mostem a problémy s průvzdušností.

Před aplikací sypaného pěnového polystyrenu bylo vytvořeno v místě mezi vazníky, věncem a střešní pojistnou fólií bednění z EPS desek. Spoje mezi EPS a pojistnou fólií byly přelepeny těsnicí páskou.

Původně navržená plastová okna s dvojitým zasklením byla nahrazena špičkovými okny z plastových kompozitních profilů Rehau Geneo dodaných společností Dafe Plast s trojitým zasklením s větší propustností světla. Výhodou těchto velmi pevných profilů je, že nemají kovovou výztuž a do takto vzniklého prostoru je vsunuta další tepelná izolace zvyšující tepelněizolační parametry rámu. Pro zabudování oken byla zvolena předsazená montáž s využitím systémového řešení společností Ejot a Compacfoam. Lineární hodnota prostupu tepla dle dodavatele tohoto řešení je 0,007 W/m.K

Jako stínicí prvky byly zvoleny exteriérové hliníkové žaluzie. Pro jejich umístění byly zvoleny boxy z pěnového materiálu, pro jejich částečnou eliminaci tepelného mostu. Výrobce uvádí hodnoty kastlíku U = 0,75 až 0,46 W/m²K.

Pro zateplení objektu byl zvolen pěnový polystyren s obsahem grafitu s λ = 0,032 W/m.K v jedné vrstvě o celkové tloušťce 300 mm se zapuštěnými a překrytými. Stěnová konstrukce se tak dostala na hodnotu U = 0,097 W/m²K. Samozřejmostí bylo i zateplení soklové části a základových pasů deskami XPS s λ = 0,034 W/m.K o celkové tloušťce 260 mm. Pro venkovní instalace byly použity prvky s přerušenými tepelnými mosty využívající prvky Compacfoamu a jiných materiálů.

Předsazená montáž, upevňovací body z materiálu Compactfoam, osazení hranolů z EPS

Přerušení tepelného mostu – venkovní elektroinstalace

V podlaze byla navržena tepelná izolace ve dvou vrstvách. Spodní vrstva je z EPS 150 S s přísadou grafitu s lepšími tepelnými vlastnostmi s λ = 0,031 W/m.K v tloušťce 150 mm a nad ní jako roznášecí vrstva bílý EPS 200 S v tloušťce 100 mm. Celková skladba podlahy má hodnotu U = 0,145 W/m²K.

Pro zajištění příjemné atmosféry a záložního zdroje tepla v zimních měsících bylo nutné instalovat komín pro krbová kamna, což je v pasivním domě jistý problém. Aby nedocházelo k odběru vzduchu krbem z místnosti je použit kvalitní komín od firmy Schidel s dvěma průduchy. Jeden slouží k odvodu spalin a druhý k přívodu kyslíku do topeniště. Komínové těleso bylo pro zmenšení tepelného mostu uloženo na desky z pěnového skla a pěnové sklo bylo použito i v přechodu komínového tělesa skrz tepelnou izolaci stropu. Pro zajištění požární bezpečnosti (požadavek na odstup hořlavých materiálů), bylo komínové těleso v místě prostupu OSB deskami a tepelnou izolací, opatřeno 50 mm minerální vaty, která byla zatažená do tenkovrstvé omítky v napojení na celý plášť tělesa. Ten zároveň tvoří vzduchotěsnou vrstvu. Tím se i zjednodušilo vzduchotěsné napojení komínového tělesa na stropní konstrukci. Na povrchu minerální vaty již nejsou tak vysoké teploty, které by zamezovaly použití standardní vzduchotěsné pásky.

Vzduchotěsné napojení prostupujícího komínového tělesa přes parobrzdu

Příprava drážek v obvodové stěně vystěrkováním před provedením elektroinstalací

Jako vzduchotěsná obálka byla v prostoru podlahy použita živičná hydroizolace na roznášecí desce s napojením přes vzduchotěsnou pásku lepenou tmelem na omítku obvodových stěn. Omítka na obvodové stěně byla po celém obvodu nepřerušena a vytažena až nad OSB záklop, který byl proveden s lepenými spoji tmelem a přelepenými páskou. Všechny kotvící vruty byly přelepeny vzduchotěsnou páskou. Při provádění závěsů pro SDK podhled byly všechny vruty šroubovány do tmelového lože. Veškerá instalace byla provedena v podlaze, nebo v SDK podhledu, tak aby minimálně narušovala obálku budovy. Instalace provedené v obvodové stěně byly provedeny tak, že byla vytvořena větší drážka, ta byla celoplošně vymaltována a do ní byla následně vložena instalace. Veškeré krabičky byly provedené do celoplošně vymaltovaného lože. Toto opatření je nezbytné, pokud svislé nosné konstrukce jsou tvořeny bloky keramického zdiva.

Při měření vzduchotěsnosti ve fázi B byly zjištěny některé úniky. Z čehož závažnou ale jednoduše opravitelnou závadou byly úniky v rozích oken v místě parapetů. Tento nedostatek byl opraven zatmelením přechodů pásek mezi vodorovným se svislým napojením. Další únik byl zjištěn v podlaze v místě vyústění odpadu pro kondenzát u komínového tělesa. Tento únik byl zřejmě zapříčiněn prostupem skrz betonovou podložku. Tato chyba byla odstraněna omítnutím vývodu kondenzátu. Další dvě chyby se vyskytly u pouzder pro posuvné dveře v nenosných stěnách. Původ této chyby lze pouze odhadovat. Jako nejvíce pravděpodobné se jeví opomenutí použití vzduchotěsné pásky v místě napojení nenosné stěny, OSB desek a nosné stěny, neboť nikde jinde se na do té doby odhalených nenosných stěnách nenašel žádný defekt. Vzduchotěsný test B však vyšel s hodnotou n₅₀ = 0,25 1/h, což je pro keramické zdivo velice dobrá hodnota. Tento výsledek byl docílen nejen díky kvalitnímu projekčnímu návrhu, ale rovněž důslednou kontrolou prováděných činností a pečlivou prací prováděcí firmy. Pro porovnání byl proveden test vzduchotěsnosti i u sousedního objektu, zrealizovaného podle typového projektu v běžném standardu. Zde dosažená hodnota průvzdušnosti dosáhla hodnoty n₅₀ = 2,70 1/h, tedy skoro 11× horší hodnotu. Oba domy realizovala táž firma.

Osvětlení je v celém domě realizováno kompaktními LED svítidly. Elektrická zařízení jako je lednice, pračka, myčka, sušička jsou minimálně v energetické třídě A+. Pro sběr dešťové vody ze střechy byla zabudována do země nádrž o objemu 5 m³, která slouží k zalévání zahrady.

Na střeše byla umístěna meteostanice, která pomáhá řídit klima v domě a při vysoké rychlosti větru dá systém pokyn k vytažení žaluzií, aby nedošlo k jejich poškození.

V domě jsou instalovány datalogery pro měření teploty a vlhkosti a čidlo CO₂. Relativní vlhkost se v zimě pohybuje mezi 30 a 45 % a v létě v rozmezí 45 a 55 %. Teplota je velmi stabilní po celý rok a pohybuje se mezi 21 °C a 23 °C. Rozdíl teplot 0,5 m nad podlahou a 2 m nad podlahou je 1 °C. Povrchová teplota vnitřních ploch obvodových konstrukcí je velmi podobná vnitřní teplotě (rozdíly jsou do 1 °C). Kvalita vnitřního prostředí je měřena obsahem oxidu uhličitého, který se pohybuje mezi 400 a 700 ppm (částí CO₂ na milion částí vzduch). Venku se tato koncentrace pohybuje kolem 400 ppm. Hygienická hranice je v současnosti stanovena na úrovni 1500 ppm. Kvalitu vnitřního ovzduší také pozitivně ovlivňují filtry v rekuperační jednotce, přes které je do domu vzduch přiváděn. Alergici mohou použít i filtry proti pylům.

Protože je v místě velmi tvrdá voda, byla na vstupu vody do domu instalována jednotka pro změkčování vody. To má pozitivní vliv na množství používaných saponátů a na životnost vodovodních baterií, domácích spotřebičů procujících s vodou a na snadnost údržby sprchovacího koutu.

V koupelně se nakonec našel prostor i pro infrasaunu, která dokáže v období zimních plískanic zpříjemnit toto období a navíc posiluje naší imunitu a je vhodná i pro osoby, které jinak nemohou navštěvovat klasickou finskou saunu.

Díky výborným sousedům máme možnost porovnávat spotřebu domu postaveného podle původního projektu a domu v pasivním standardu.

Spotřeba energií od 1. 5. 2014 do 30. 4. 2015

Závěr

Úvodní analýzou, přepracováním projektu a samotnou realizací stavby jsme došli k poznání, že i typový rodinný dům lze při vhodném pozemku, relativně příznivém poměru A/V posunout až k hranici pasivního standartu, a to dokonce i při již vydaném stavebním povolení. Klade to velké nároky na všechny zúčastněné, ale jde to. Při samotném provádění je nutná úzká spolupráce projektanta, stavební firmy, technického dozoru investora a samotného klienta. Velký důraz je kladen na kvalitu prací a to zejména ve vztahu ke vzduchotěsnosti objektu a eliminaci tepelných mostů. Extrémní pečlivost je třeba věnovat provádění a také kontrole všech provedených detailů. Důležitým poznatkem je fakt, že i prováděcí firma bez zkušeností s výstavbou pasivních domů je schopna podle kvalitního projektu a zejména ve spolupráci s problematikou znalým technickým dozorem investora, úspěšně zrealizovat pasivní dům. Díky dotaci z programu Nová zelená úsporám se pasivní dům ani nemusí prodražit. Ale i případná vyšší investice na počátku se ve stáří vrátí v podobě nízkých provozních nákladů. Dá se tedy s nadsázkou říci, že taková investice je vlastně čtvrtým pilířem penzijního připojištění. Nezbývá než popřát majitelům domu příjemný pobyt v pasivním domě.

Prezentaci domu je možné nalézt na www.epscr.cz v sekci pasivní domy.

Literatura

• Projektová dokumentace typová.
• Projektová dokumentace – přepracování na pasivní standard.
• Prezentace k přihlášce ČEEP STAVBA ROKU 2013.
• Zápisy z kontrolních dnů.
• Fotodokumentace z průběhu stavby.