Dobrovolně povinný standard
Pasivní dům je považován za nejpřísnější standard v oblasti navrhování a výstavby, který je v současné době založen na energetickém standardu. Standard pasivního domu, který spotřebovává až o 90 % méně energie na vytápění a chlazení než běžné budovy a je použitelný pro téměř jakýkoli typ nebo konstrukci budovy, je jediným mezinárodně uznávaným, ověřeným a vědecky podloženým energetickým standardem ve stavebnictví, který poskytuje tuto úroveň výkonu.
Zásadní pro energetickou účinnost těchto budov je následujících pět principů, které jsou pro navrhování a výstavbu pasivních domů klíčové:
1) superizolované obvodové pláště
2) vzduchotěsná konstrukce
3) vysoce výkonné zasklení
4) detaily bez tepelných mostů
5) větrání s rekuperací tepla
Všechny tyto klíčové principy spolu souvisejí a vzájemně se při návrhu ovlivňují. Žádnou zásadu nelze zanedbat, aniž by to mělo negativní dopad na ostatní. Pro efektivní vytvoření budovy pasivního domu je třeba na návrh pohlížet komplexně a zahrnout všech pět principů návrhu.
Izolovaná obálka budovy
Obálka budovy je to, co odděluje interiér budovy od exteriéru; skládá se z vnějších stěn, střech a podlah. V chladných klimatických podmínkách, jako je tuzemské podhůří, kde se vnitřní vzduch ohřívá, aby se v budově udržel komfort, se část tohoto tepla ztrácí při prostupu skrz obálku. Aby se tyto tepelné ztráty snížily, instaluje se do stěn a střech izolace. Pasivní dům maximálně využívá obálku tím, že budovu superizoluje, aby se tepelné ztráty minimalizovaly. Výsledkem je výrazné zvýšení tepelného výkonu očekávaného od obálky budovy. Izolace na úrovni pasivního domu má další výhody v podobě lepší zvukové izolace, vyšší trvanlivosti a větší odolnosti budovy – včetně schopnosti udržet komfort v interiéru po delší dobu i v případě výpadku proudu.
Dosažení úrovně tepelné odolnosti pasivního domu není jen o tom, kolik izolace máte, ale také o tom, zda je tato izolace efektivně využita. Izolace je nejúčinnější, když obklopuje budovu nepřerušenou jinými materiály, ale vždy budou existovat oblasti, kde to není možné, například kolem prvků použitých z konstrukčních důvodů. Pokud materiál obchází izolaci, jde se o tzv. tepelný most, který může výrazně snížit účinnost izolace, zejména pokud je tento materiál velmi vodivý, například kov.
Minimalizace opakujících se tepelných mostů a snaha o souvislou izolaci tam, kde je to možné, jako v sestavách znázorněných na obrázku 1, pomáhá maximálně využít izolaci v plášti budovy.
Vzduchotěsná konstrukce
Teplo se může ztrácet také únikem vzduchu přes obvodový plášť. Vzduchová bariéra budovy je vrstva materiálu (membrána, páska, těsnění) kolem obvodového pláště, která omezuje pohyb vzduchu dovnitř a ven z budovy. Mezery ve vzduchové bariéře mohou umožnit nekontrolovaný pohyb vzduchu dovnitř a ven z budovy; vznikají při nedostatečném propracování detailů při výstavbě, při četných průchodech potrubí nebo jiných prostupech vzduchovou bariérou nebo při obecně nekvalitní výstavbě.
Vysoké objemy nekontrolované výměny vzduchu s exteriérem mohou vést k řadě problémů, včetně zvýšené spotřeby energie z důvodu nutnosti opakovaného ohřívání vzduchu, nepohodlí z průvanu studeného vzduchu u stěn a lokálních problémů s vlhkostí a kondenzací. Výměna vzduchu je sice nezbytná pro větrání a zajištění čerstvého vzduchu, ale mnohem účinnější je řídit výměnu vzduchu těsněním obvodového pláště a použitím mechanického větrání.
Aby mohl být projekt pasivního domu certifikován jako vzduchotěsný, existují přísné požadavky na návrh a konstrukci. Kvantitativně to znamená, že při testování musí mít budova méně než 0,6 výměny vzduchu za hodinu, aby získala certifikaci pasivního domu. Jako dodatečné zajištění kvality projektu pasivního domu během výstavby musí být provedena alespoň jedna zkouška těsnosti na místě, která prokáže, že budova splňuje požadavky na vzduchotěsnost.
Dosažení tohoto stupně vzduchotěsnosti vyžaduje pečlivé plánování ve fázi návrhu, včetně zajištění toho, aby vzduchová bariéra byla souvislá a zřejmá na výkresech, aby byly použity účinné materiály vzduchové bariéry a aby byly jasně popsány detaily prostupů a zakončení. Při instalaci vzduchové bariéry je rozhodující kvalita konstrukce s důkladnou kontrolou kvality, a to od dodavatele až po řemeslníky. Celý stavební tým by si měl být vědom toho, jak důležitou roli hraje vzduchotěsnost v projektu pasivního domu.
Vzduchotěsná konstrukce v projektu pasivního domu dále sníží náklady na vytápění prostor a problémy s lokální kondenzací a zajistí lepší komfort uvnitř budovy. V budově pasivního domu nelze těchto výhod dosáhnout pouhým utěsněním obálky budovy, ale musí být spojeny s vhodnou strategií větrání, která se vypořádá s nadměrnou vlhkostí v budově.
Vysoce výkonné zasklení
Zatímco stěny obvykle tvoří největší plochu fasády budovy, zasklívací systémy (okna a prosklené dveře) mohou hrát ještě větší roli, pokud jde o podíl na energii na vytápění prostoru. Zasklení nelze vzhledem k jejich funkci (zajišťují světlo a viditelnost) izolovat ve stejné míře jako stěny, což vede k tomu, že okna jsou nejslabšími místy obvodového pláště z hlediska odolnosti proti tepelným tokům. Proto je velmi důležité, aby byly použity vysoce výkonné systémy, jako jsou okna s certifikátem pasivního domu, které tento tepelný tok co nejvíce snižují. Mezi klíčové vlastnosti vysoce výkonného zasklívacího systému pro pasivní domy patří nevodivé rámování, izolované rámování, dvojitá nebo spíše trojitá zasklení, plynová výplň argonem nebo kryptonem, vícenásobné nízkoemisní nátěry a teplé okraje nebo nevodivé distanční rámečky.
Důležité je nejen zadat vysoce účinná okna, ale rovněž pečlivě zvážit jejich začlenění do návrhu budovy. Projekty pasivních domů využívají bezplatné tepelné zisky ze Slunce. Solární tepelné zisky vhodně umístěnými okny mohou pomoci kompenzovat množství tepla, které budova potřebuje v chladných měsících. V letních měsících je třeba proti tomu působit stíněním, aby se do budovy nedostalo příliš mnoho slunečního tepla, které by způsobilo přehřátí. Pro každý projekt pasivního domu bude existovat ideální počet oken, který dokáže vyvážit výhodu volného tepla ze slunce s minimalizací tepelných ztrát způsobených příliš velkým počtem oken.
Posledním hlediskem pro zasklívací systémy jsou povrchové teploty. Když jsou v zimních měsících venkovní teploty nízké, mohou být i vnitřní povrchové teploty na málo výkonných oknech poměrně nízké. Nízké teploty v okolí okna mohou mít za následek vyšší riziko kondenzace (a možného vzniku plísní) a pocit chladu, když jste v blízkosti okna kvůli ztrátám sálavého tepla nebo kvůli průvanu způsobenému teplotou. Pro snížení těchto rizik musí být certifikovaná okna posuzována podle hygienických a komfortních kritérií, která stanovují minimální přípustné povrchové teploty v okolí okna.
Detaily bez tepelných mostů
Posledním aspektem obálky je minimalizace tepelných mostů. O tom jsme již hovořili dříve v souvislosti s opakováním tepelných mostů v obecných sestavách stěn a střechy, ale návrhy pasivních domů se snaží být bez tepelných mostů i v případě architektonických detailů rozhraní. Jde o části budovy, kde se setkávají různé architektonické prvky, které vyžadují dodatečnou pozornost při výstavbě. Příkladem může být způsob připevnění okna ke stěnám, styk stěny s balkonem a styk stěn v rozích. Způsob, jakým se tyto prvky budovy spojují a jak jsou navrženy, může také způsobit tepelné mosty, které není vždy snadné rozpoznat.
Tepelné mosty způsobené detaily rozhraní mohou mít četné účinky na výkon budovy. U vysoce izolovaných obvodových plášťů, jako jsou například projekty pasivních domů, může tepelný most výrazně omezit výhody superizolace tím, že umožňuje proudění tepla kolem izolace a ven z budovy, a může také vytvářet lokální chladná místa, což zvyšuje riziko kondenzace a růstu plísní v okolí těchto detailů.
Nejjednodušší způsob, jak se vyhnout tepelným mostům, je provést změny v architektonickém návrhu (tam, kde je to možné), jako je použití samonosných ploch u nízkopodlažních budov nebo snížení počtu konzolových balkonů a členité architektury (hodně rohů) u větších budov. Ne vždy je to reálné nebo dosažitelné a v těchto případech je třeba těmto rozhraním věnovat zvláštní pozornost. Důležité je omezit přímá vodivá spojení mezi interiérem a exteriérem.
I když se to nemusí zdát zřejmé, tepelné mosty způsobené rozhraním mezi okny a stěnami mohou mít velmi velký vliv. Celkový obvod všech napojení okna na stěnu může u některých projektů dosáhnout až několika set metrů, takže způsob, jakým je okno do otvoru instalováno, hraje důležitou roli při minimalizaci tepelného toku. Snížení tepelných mostů v tomto napojení zahrnuje umístění okna tak, aby bylo v jedné linii s izolační vrstvou, nadměrné zateplení před rámem a minimalizaci toho, jak daleko do hrubého otvoru zasahují uzavírací lemování, a zároveň zachování odpovídajících odvodňovacích cest. Eliminace nebo minimalizace tepelných mostů u projektů pasivních domů pomáhá zajistit účinnost obvodového pláště při snižování spotřeby energie na vytápění prostoru.
Větrání s rekuperací tepla
Vzhledem k tomu, že projekty pasivních domů jsou vzduchotěsné, je zapotřebí větrací systém, který přivádí čerstvý vzduch a odvádí nahromaděné škodliviny, pachy, CO2 a vlhkost. V zimě to znamená vypouštění teplého vzduchu a přivádění chladnějšího vzduchu, který je třeba znovu ohřát, což zvyšuje spotřebu energie na vytápění. Větrací systém pasivního domu využívá rekuperace, která nepřetržitě odvádí znehodnocený nebo vlhký vzduch a přivádí čerstvý vzduch. Během tohoto procesu odebírá teplo z odváděného vzduchu a předává ho do přiváděného vzduchu, aniž by se oba proudy vzduchu přímo mísily. Tímto způsobem se veškeré teplo z odváděného vzduchu zcela neztratí ven. V případě pasivního domu je třeba získat zpět alespoň 75 % tohoto tepla.
Pro teplejší letní měsíce je většina větracích systémů certifikovaných pro pasivní domy vybavena také letní obtokovou klapkou, která odvádí vzduch kolem jádra zpětného získávání tepla. Tímto způsobem může systém stále přivádět čerstvý vzduch, ale nerekuperuje teplo, když není potřeba.
V suchých lokalitách mohou budovy bez zvlhčování vzduchu v zimě zanechávat ve vnitřních prostorách nízkou vnitřní vlhkost (pod 30 % relativní vlhkosti vzduchu), což vede k nepohodlí, možným zdravotním problémům a poškození vnitřních materiálů. V těchto případech lze použít ventilátor s rekuperací energie. Na rozdíl od ventilátorů, které přenášejí pouze teplo, mohou tyto ventilátory přenášet i vlhkost z odváděného vzduchu a pomáhat tak udržovat příjemnější úroveň vlhkosti ve vnitřních prostorách. Obyvatelé mohou využívat přirozené větrání (pomocí chladného letního vánku) z otevřených oken k výměně znehodnoceného vzduchu nemechanickými prostředky a doporučujeme jim, aby tak činili, pokud to má smysl. Návrhy pasivních domů využívají obě metody, aby se energie na větrání snížila na minimum. Ačkoli projekty pasivních domů mohou být stále vybaveny systémem vytápění (například tepelnými čerpadly se zdrojem vzduchu, elektrickými základními deskami nebo kotli), rekuperace tepla při větrání může výrazně snížit velikost, kapacitu a potřeby údržby tohoto zařízení, čímž se náklady projektu přesunou z mechanických systémů na lepší obálku budovy.
Shrnutí
Celoroční kvalita čerstvého vzduchu v interiéru a stabilní teplota, výrazné snížení spotřeby energie a provozních nákladů a tichou atmosféru, které standard pasivního domu přináší, jsou přímo dány těmito pěti principy a způsobem jejich integrace do budovy pasivního domu. Dodržováním holistického přístupu s těmito pěti principy při návrhu a výstavbě jakéhokoli projektu si mohou být majitelé, projektanti a stavitelé jisti, že mohou dosáhnout skutečně vysoce výkonné budovy.