Nulové domy
Energeticky nulové domy jsou v souvislosti s novou evropskou směrnicí vnímány částí odborníků jako šance a jinými odborníky jako hrozba a nemravnost. Ne všichni ovšem vědí, co si pod takovým označením představit. Příspěvek komentuje odraz nové směrnice v návrhu revize základní tepelně technické normy.
Úvodem
Nová evropská směrnice [1] vyžaduje, aby členské země udělaly rozhodný krok ve snižování provozní energetické náročnosti. Návrh nově formulované ČSN 73 0540-2 [2] (nyní v připomínkovém řízení) na tento vývoj reaguje jak stanovením ambiciozních (ovšem nepovinných) cílových hodnot součinitele prostupu tepla, tak v informativní příloze. Ta přináší kromě upřesněné definice pasivního domu i definici domů energeticky nulových, a to pro budovy obytné i ostatní. Na evropskou směrnici budou muset v brzké době reagovat i české zákony a vyhlášky.
Kvalita obálky budovy
Základním kriteriem je součinitel prostupu tepla, který je uváděn ve třech úrovních – jako hodnota požadovaná, doporučená a cílová (tab.1). Cílové hodnoty jsou uvedeny jako intervalu: Pokud chceme dosáhnout úroveň pasivního domu, je pro rodinné domy většinou vhodné volit hodnoty při spodním okraji intervalu, pro velké kompaktní budovy mohou postačovat hodnoty při okraji horním.
Současně s tím jsou stanoveny i požadavky na průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy jako celku (tab.2). Kriterium je stanoveno pro každou budovu jednotlivě metodou referenční budovy [2]: Do výpočtu geometricky a funkčně identické virtuální budovy se zadají odpovídající požadované hodnotě součinitele prostupu tepla tab.1, prosklení se však započte nejvýše z 50% plochy obvodových stěn. Případné prosklení navíc se započítá tak, jako by v tom místě byla obvodová stěna. Z toho se stanoví hodnota průměrného součinitele prostupu tepla, která je kriteriem pro posuzovanou budovu, pokud není překročena uvedená konstantní limitní hodnota (tab.2). Doporučený průměrný součinitel prostupu tepla je pak na úrovni ¾ hodnoty požadované. Cílová hodnota průměrného součinitele prostupu tepla je uvažována jako konstanta a pro obytné budovy odpovídá pasivnímu domu podle TNI 73 0329 a TNI 73 0330 [3,4]. Pro nebytové budovy se zatím nestanovuje, vzhledem k různorodosti takových budov.
Bilanční energetické hodnocení nulového domu
Hodnocení [2] vychází z roční bilance energetických potřeb a energetické produkce v budově a jejím okolí, vyjádřené v hodnotách primární energie. Předpokládá se, že budova je připojena na obvyklé energetické sítě. Zpravidla je potřebné, aby stavební řešení a technická zařízení budovy byla navržena tak, aby alespoň přibližně odpovídala standardu pasivního domu [3, 4] a část energetických potřeb kryla z obnovitelných zdrojů.
Předběžně jsou stanoveny dvě základní úrovně hodnocení:
Úroveň A – do energetických potřeb budovy se zahrne potřeba tepla na vytápění, potřeba energie na chlazení, energie na přípravu teplé vody, pomocná elektrická energie na provoz energetických systémů budovy, elektrická energie na umělé osvětlení a elektrické spotřebiče.
Úroveň B – jako A, ale bez zahrnutí elektrické energie na elektrické spotřebiče.
Pro A i B je dále definováno, co se považuje za dosažení úrovně „energeticky nulového domu“ a co za dosažení úrovně domu „blízkého energeticky nulovému“ (podle [1), pro základní druhy budov podle jejich účelu (tab.3).
| Popis konstrukce | Součinitel prostupu tepla [W/(m2·K)] | ||
|---|---|---|---|
| Požadované hodnoty UN,20 |
Doporučené hodnoty Urec,20 |
Doporučené hodnoty pro pasivní budovy Upas,20 | |
| Stěna vnější | 0,30 1) | těžká: 0,25 lehká: 0,20 |
0,18 až 0,12 |
| Střecha strmá se sklonem nad 45° | 0,30 | 0,20 | 0,18 až 0,12 |
| Střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° včetně | 0,24 | 0,16 | 0,15 až 0,10 |
| Strop s podlahou nad venkovním prostorem | 0,24 | 0,16 | 0,15 až 0,10 |
| Strop pod nevytápěnou půdou (se střechou bez tepelné izolace) |
0,30 | 0,20 | 0,15 až 0,10 |
| Podlaha a stěna vytápěného prostoru přilehlá k zemině | 0,45 | 0,30 | 0,22 až 0,15 |
| Výplň otvoru ve vnější stěně a strmé střeše, z vytápěného prostoru do venkovního prostředí, kromě dveří |
1,5 2) | 1,2 | 0,8 až 0,6 |
| Šikmá výplň otvoru se sklonem do 45°, z vytápěného prostoru do venkovního prostředí |
1,4 3) | 1,1 | 0,9 |
| Dveře z vytápěného prostoru do venkovního prostředí (včetně rámu) |
1,7 | 1,2 | 0,9 |
| 1) Pro jednovrstvé zdivo se nejpozději do 31.12.2012 připouští hodnota 0,38 W/(m2K). 2) Nejpozději do 31.12.2012 se připouští hodnota 1,7 W/(m2K). 3) Nejpozději do 31.12.2012 se připouští hodnota 1,5 W/(m2K). | |||
| Požadované hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla Uem,N,20 [W/(m2·K)] |
|
|---|---|
| Nové obytné budovy | Výsledek výpočtu metodou referenční budovy, nejvýše však 0,5 |
| Ostatní budovy | Výsledek výpočtu metodou referenční budovy, nejvýše však hodnota: Pro objemový faktor tvaru: A/V ≤ 0,2 Uem, N,20 =1,05 A/V > 1,0 Uem, N,20 =0,45 Pro ostatní hodnoty A/V Uem, N,20 = 0,30 + 0,15/(A/V). |
| Závaznost kritéria → | Požadovaná hodnota |
Doporučená hodnota |
Požadovaná hodnota podle zvolené úrovně hodnocení |
||
|---|---|---|---|---|---|
| Průměrný součinitel prostupu tepla Uem [W/(m2K)] |
Měrná potřeba tepla na vytápění EA [kWh/(m2a)] |
Měrná roční bilance potřeby a produkce energie vyjádřená v hodnotách primární energie z neobnovitelných zdrojů PEA1) [kWh/(m2a)] |
|||
| Úroveň A | Úroveň B | ||||
| Obytné budovy |
Nulový | Rodinné domy ≤ 0,25 Bytové domy ≤ 0,35 |
Rodinné domy ≤ 20 Bytové domy ≤ 15 |
0 | 0 |
| Blízký nulovému | 80 | 30 | |||
| Neobytné budovy2) |
Nulový | ≤ 0,351) | ≤ 30 | 0 | 0 |
| Blízký nulovému | 120 | 90 | |||
| 1) Uvedená hodnota je doporučená, nejvýše však musí být rovna odpovídající hodnotě doporučené Uem,rec podle článku 5.3.2 [2]. 2) Neobytné budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou 18 °C až 22 °C včetně. Pro jiné budovy není stanoveno. | |||||
Hodnoty dodané energie na vytápění se stanoví postupem podle ČSN EN ISO 13790 [5]. Hodnoty dodané energie na chlazení se stanoví postupem podle ČSN EN ISO 13790 nebo podrobněji. Hodnoty dodané energie pro přípravu teplé vody, pomocné elektrické energie na provoz energetických systémů budovy a hodnoty elektrické energie na elektrické spotřebiče se stanoví podle TNI 73 0329, TNI 73 0330 nebo podrobněji podle ověřených podkladů. Pro přepočet množství dodané energie na hodnoty odpovídající primární energie se použije příslušný faktor energetické přeměny stanovený v tab.4.
Do hodnocení primární energie vyprodukované v souvislosti s budovou se zahrne roční produkce z obnovitelných zdrojů energie, sloužící potřebám domu i energie využitá jinde prostřednictvím energetické sítě (například veřejná elektrická síť). Pro přepočet produkované energie na energii primární se použije odpovídající faktor přeměny energie podle tab.4. Pro dálkové teplo, kogenerační výrobu a další kombinované energetické systémy se hodnoty stanoví podle ČSN EN 15316-4-5 [6].
Ve prospěch hodnocení budovy je možné dále zahrnout produkci elektrické energie z obnovitelných zdrojů umístěných na dalších blízkých stavebních objektech (přístřešky, oplocení, opěrné stěny a jiné budovy), pokud taková produkce již nebyla zahrnuta ve prospěch jiné budovy. Předpokládá se, že takto produkovaná elektrická energie nahrazuje konvenční elektrickou energii ve veřejné elektrické síti. Ve prospěch hodnocení budovy je možné dále zahrnout i produkci tepla z obnovitelného zdroje (spalování biomasy, bioplynu apod.), která je předávána dalším budovám nebo tepelné síti. Předpokládá se, že takto produkovaná tepelná energie nahrazuje jinak potřebnou výrobu tepla spalováním zemního plynu. Podmínky takového započten může stanovit nebo upřesnit zvláštní předpis [7].
Závěrem
Pro všechny uživatele bude výhodné, když se podaří zajistit návaznost revidované normy a nově připravované vyhlášky o energetické náročnosti budov.
Snahy o dosažení nulové budovy jsou stále ještě zatíženy základními otázkami, které musí být co nejdříve a co nejtransparentněji zodpovězeny: co budeme započítávat do energetických potřeb budovy, jak budeme započítávat energetickou produkci a v jakých veličinách budeme vyjadřovat výsledek. Je dobré poznamenat, že snaha o dosažení nulové budovy nemá vést k tomu, že nedostatečnou energetickou úspornost řešení vykompenzujeme velkým fotovoltaickým systémem. I z tohoto důvodu bude potřebné, aby celkové hodnocení budovy obsahovalo jak limit pro prostup tepla obálkou budovy (strop pro průměrný součinitel prostupu tepla), tak hodnocení pomocí primární energie. To efektivně charakterizuje jak energetickou úsporu, tak využití obnovitelných zdrojů energie při současném rozlišení jejich druhů (biomasa, fototermické a fotovoltaické systémy). Současně se může ukázat jako užitečné uvádět informaci o celkové očekávané spotřebě dodávané energie do budovy nebo i tuto hodnotu závazným požadavkem kontrolovat.
| Zdroj | Faktor energetické přeměny [kWh/kWh] |
|---|---|
| Zemní plyn a další fosilní paliva | 1,1 |
| Elektrická energie | 3,0 |
| Dřevo, ostatní biomasa | 0,05 |
| Dřevěné peletky | 0,15 |
| Soustava zásobování teplem - fosilní paliva | 1,5 |
| Soustava zásobování teplem - kombinovaná výroby elektřiny (35 %) a tepla | 1,1 |
| Soustava zásobování teplem - kombinovaná výroby elektřiny (70 %) a tepla | 0,8 |
| Soustava zásobování teplem - biomasa | 0,3 |
| Solární systémy termické | 0,05 |
| Solární systémy fotovoltaické - použití pro vlastní potřebu budovy | 0,05 |
| Solární systémy fotovoltaické - zapojené do veřejné sítě | 0,2 |
| Solární systém fotovoltaický nahrazující konvenční výrobu elektrické energie1) | -2,8 |
| Spalování biomasy nahrazující výrobu tepla spalováním plynu1) | -1,1 |
| Hodnoty faktoru primární energie pro zde neuvedené zdroje a systémy se stanovují kvalifikovaným přepočtem z hodnot uvedených v tabulce a dále s využitím ČSN EN 15316-4-5. 1) Hodnoty jsou odvozeny zjednodušeně, jako rozdíl faktoru energetické přeměny obnovitelného a konvenčního zdroje (pro fotovoltaický sysém: 0,2 - 3,0 = -2,8 (záporná hodnota). Obdobně lze odvodit další hodnoty. Zvláštní předpis může stanovit odlišný způsob započtení takové produkce. | |
Poděkování
Vznik podkladů k této publikaci byl podpořen grantovými prostředky MPO na projektech Energeticky nulový dům a Nová generace energeticky úsporných budov.
Literatura
[1] Směrnice o energetické náročnosti budov, Evropská komise, 2010
[2] ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov. Část 2 - Požadavky, 4. návrh revize, 2011
[3] TNI 73 0329 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi
nízkou potřebou tepla na vytápění - Rodinné domy. ÚNMZ, 2010
[4] TNI 73 0330 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi
nízkou potřebou tepla na vytápění - Bytové domy. ÚNMZ 2010
[5] ČSN EN ISO 13790 Energetická náročnost budov - Výpočet spotřeby energie na vytápění
a chlazení
[6] ČSN EN 15316-4-5 Tepelné soustavy v budovách - Výpočtová metoda pro stanovení
energetických potřeb a účinností soustavy - Část 4-5: Výroba tepla na vytápění, účinnost a
vlastnosti dálkového zásobování teplem a soustav o velkém objemu
[7] Budoucí vyhláška o energetické náročnosti budov, která nahradí vyhlášku 148/2007 Sb.
[8] Tywoniak, J. a kolektiv: Nízkoenergetické domy 2. Principy a příklady. GRADA 2008
