Pasívny dom (PD) bol diskutovaný v súvislosti s európskou legislatívou z roku 2008, ktorá stanovila pokles emisií CO2 o 20 %, zvýšenie podielu obnoviteľnej energie o 20 % a zvýšenie energetickej účinnosti o 20 % do roku 2020. Dnes sa ale nikto nezaujíma, či bol tento cieľ splnený. Dotknuté úrady nevideli žiadne hlásenia. Ľudia ale hľadajú cesty k vlastnej energetickej nezávislosti.
Energetika stavieb
Uvedená výzva 20-20-20 riešila len výrobu a spotrebu energie. Nevšimla si ale, že je na svete energie dosť: za necelé dve hodiny dodá totiž Slnko na Zem v podobe žiarenia viac energie, než ľudstvo vyťaží a vyrobí za celý rok. Pre ľudstvo je to veľká výzva: Nenaháňajme sa kŕčovito za úsporami. Stavajme domy, ktoré čo najviac využívajú energiu Slnka. To je aj cesta k energetickej slobode až na úrovni jedinca či rodiny.
Pasívne domy
Pasívne domy majú na Slovensku za sebou asi 15 rokov existencie. Ohlasy ich užívateľov a majiteľov sú napospol kladné, oceňovaná je hlavne kvalita vnútorného prostredia, tzn. rovnomerná vnútorná teplota a v prípade tzv. ťažkých stavieb aj ich vysoká teplotná stabilita. Mohutné pasívne stavby vykazujú aj stabilnú vnútornú vlhkosť, ktorej optimum je okolo 45%.
Najviac diskusií bolo a je okolo riadeného vetrania. Pôvodné riešenie neotváracích okien, ktoré pasívny dom celoročne izolujú od vonkajšieho sveta, bolo odmietnuté. Milovníci pasívnych domov väčšinou zbožňujú prírodu tak, že by ju najradšej vtiahli až do kuchyne. Hermeticky utesnené okná a "čerstvý vzduch" z rúrok vzduchotechniky často nelákajú, aj keď "chránia" proti prachu, peľu, hmyzu a pod.
Okná
Aj tie fungujú v praxi inak, než hovoria učebnice a prednáša sa na seminároch. Napríklad sa hovorí, že oknami so súčiniteľom prechodu tepla 0,7 W/(m2K) uniká asi 5× viac tepla, než stenou so súčiniteľom 0,16 W/(m2K). Tento mylný argument viedol až „vynálezu“ neotváracích okien.
Ako teda okná v praxi fungujú? Tabuľka 1, ktorej údaje plynú priamo z meraní v rámci tzv. referenčného klimatického roka (v tomto prípade pre Hradec Králové - ČR), hovorí, že slnečný impakt na okno je (až na december) väčší, než je tepelná strata okna. K tomu dve poznámky:
a) Keď len polovica slnečného žiarenia, ktoré dopadá na okno, priamo vstúpi do budovy, sú až na november, december a január tieto okná aktívne.
b) Asi 40% dopadajúceho slnečného žiarenia okno absorbuje, následkom čoho sa ohreje jeho vnútorný povrch, ktorý potom sála podľa Stefanov-Boltzmannovho zákona ďalšie teplo do miestnosti.Suma sumárum sú asi 3/4 slnečného žiarenia, ktoré dopadá na okno, zužitkované ako tepelný zdroj. Okná sú stratové len jeden až dva mesiace v roku, tie s trojsklami navyše významne chránia proti vonkajšiemu hluku, čo mnohí ocenia tiež.
Ťažké pasívne domy
Pasívneho staviteľstva sa ako prvé "chopili" drevostavby, ktorým patrí vďaka za to, že táto výstavba bola na Slovensku zobraná na známosť a bola spopularizovaná. Pod ich taktovkou bol rozvoj tejto výstavby ale spomaľovaný opičou láskou k drevu a ekologickou ideológiou.
Čoskoro sa ale ukázalo, že hodnoty pasívneho domu nemajú súvislosť s ich materiálovou podstatou. Do hry tak vstúpili aj tradičné "slovenské" stavebné hmoty a jednou z prvých bol biely pórobetón, tradičný slovenský materiál na vápennopieskovej báze. Ten potom na poli pasívnej výstavby urobil veľký kus práce a na jeho príklade vznikol aj tento text.
Merná potreba na vykurovanie 20 kWh/(m2.rok)
Titulok uvádza slovenskú definíciu pasívneho domu. Jeho celoročná prevádzka a pri obytnej ploche 100 m2 by nemala presiahnuť 380 Eur (v cenách roku 2020). Dodržanie tejto požiadavky však úrady nestrážia, aj keď bola na stavbu PD čerpaná dotácia.
Pravdy a nepravdy
Dobre postavený pasívny dom je dobrý dom pre život. Skeptici, často z radov neskúsených ľudí, ale stále vidia problémy: napríklad, že sa v pasívnom dome nesmie vetrať oknami.
Toto tvrdenie nie je opodstatnené. Stavitelia ťažkých pasívnych domov, napr. z pórobetónu, naopak hovoria, že vetranie oknami je tu veľmi výhodné, najmä potom v lete a v nočných hodinách.
Oproti tomu predstava účinného a nepretržitého "ručného" vetrania oknami je mimo realitu. To by vyžadovalo pravidelne, hodinu čo hodinu, vo dne v noci na päť minút otvárať a potom opäť zatvárať všetky okná v dome. Inak povedané, bez vetracej sústavy nezabezpečíme efektívnu a pohodlnú prevádzku domu a zhoršíme jeho energetickú bilanciu. Dom bude striedavo podchladzovaný, resp. prekurovaný. Iným efektom bude striedanie vlhkého a suchého vzduchu a celkové nepohodlie.
Úradné prekážky
Prvým úskalím, na ktoré budúci majiteľ vysnívaného domu naráža, je výber stavebnej parcely. Výstavba sa totiž musí riadiť územnou štúdiou, pričom niektoré sú tak zle spracované, že na väčšine pozemkov nemožno pasívny dom vôbec postaviť. To je dané nielen nevhodnou orientáciou parciel voči okoliu, ale aj situáciou, ktorá neumožňuje čerpanie slnečných ziskov. Iným problémom sú predpisy o tvare strechy, smere hrebeňa, veľkosti vikierov a pod. Územné štúdie by sa mali zbaviť puntičkárstva a uľahčiť stavebníkom jedno z najviac komplikovaných a zdĺhavých stavebných konaní na svete.
Materiál pre hrubú výstavbu
Keď máme pozemok a architekta na "našej vlne", musíme vybrať materiál pre hrubú stavbu. To si zaslúži veľkú pozornosť a snaha po úsporách by tu nemala víťaziť. Tieto prostriedky väčšinou neprevyšujú ani 10% nákladov na celú stavbu, sú ale pre dom, kvalitu bývania a pre budúce úpravy a opravy doslova kľúčové. Materiál vyberáme aj tak, aby bola stavba ľahko realizovateľná a ekonomicky výhodná, prívetivá k životnému prostrediu a umožňovala jednoduchú údržbu a opravy.
Pri výbere by mal byť skúsený projektant. Pre svojpomocného stavebníka je potom ideálny systém jednovrstvového murovania. Ten je jednoduchý, rýchly a široko odskúšaný. Vápenosilikátový stavebný systém, o ktorom je reč, zahŕňa rad tepelnoizolačných tvárnic, ktoré umožňujú dosiahnuť hodnôt pasívnej výstavby jednoduchým jednovrstvovým murovaním. S ním vylúčime aj riziká tepelných mostov a ďalších chýb vznikajúcich v prípade najrôznejších improvizácií.
Flexibilita pórobetónu
Pri hrúbke obvodového muriva 500 mm je súčiniteľ prechodu tepla U = 0,076 W/(m2K), čo s rezervou stačí pre PD. Pokiaľ sa čitateľ pýta, prečo sa zameriavame práve na pórobetón, je to hlavne preto, že sa jedná o dokonale izotropný materiál.
To znamená, že originálnu tvárnicu môžeme akokoľvek rozrezať na diely a tie potom v murive rôzne natáčať (doprava, doľava, hore, dole) a skladať, bez toho aby sme menili vlastnosti muriva. Inými slovami, keď hrúbka tejto rôzne orientovanej skladby dosiahne 500 mm, má výsledný múr U = 0,076 W/(m2K) pri zachovaní pôvodnej tuhosti a pevnosti.
Opísané možnosti sa hodia hlavne pri svojpomocnej výstavbe. Vítajú to ale aj profesionáli, napríklad pri realizácii otvoru pre okno; tento detail nemožno riešiť bez odrezkov zo systémovej tvárnice. Inou výhodou je minimálny odpad pri hrubom murovaní z týchto tvárnic. Bol zaznamenaný prípad, kedy sa odpad po realizácii hrubej stavby domu z pórobetónu vošiel do jediného stavebného fúrika.
Akumulácia tepla a stála teplota
Popisované vápennopieskové pasívne domy ponúkajú nielen vysokú tepelnú ochranu domu a nízke výdavky za vykurovanie. Ich relatívne nízka hmotnosť, kombinovaná s vysokým tepelnoizolačným účinkom stačí aj na to, aby účinne odolávali letnému prehrievaniu bez energeticky náročného chladenia.
S nástupom ľahkých stavieb z dosiek, medzi ktorými je silná vrstva tepelnej izolácie, bol ale opomenutý význam tepelnej kapacity, ak chcete akumuláciu domov. Hovorí sa, aj medzi odborníkmi (!), že hrubá tepelná izolácia nevpustí dnu ani zimu ani horúco. Lenže tak príroda nefunguje.
Tepelná izolácia síce bráni prechodu tepla, ale teplotu stabilizuje len a práve tepelná akumulácia. Ukážme si to na konkrétnom príklade: Nech je súhrnná tepelná izolácia nadzemnej obálky domu (strecha, steny a okná) na úrovni U = 0,2 W/(m2K). Pri rozdiely vnútornej (27 °C) a vonkajšej teploty (19 °C) prechádza nadzemnou obálkou domu v ploche 220 m2 tepelný výkon 352 W, ktorý musíme kompenzovať chladiacim zdrojom o výkonu -352 W. Zdvihneme teraz skokovo vonkajšiu teplotu na 35 °C.
Rozlišujeme dva prípady:
a) Keby obálkové konštrukcie domu a všetka jeho hmota vo vnútri vôbec neakumulovali teplo, vnútorná teplota by bezprostredne opísala vonkajšiu teplotu. Aby sa tomu zabránilo, museli by sme bezprostredne otočiť režim vykurovania na režim chladenia o výkone -352 W. Inými slovami, nebyť tepelnej akumulácie, museli by sme realizovať veľmi rýchlu vykurovaco-klimatizačnú jednotku, ktorá rýchlo reaguje na zmenu vonkajšej teploty.
b) Reálne stavebné konštrukcie ale teplo akumulujú. To znamená, že pri zmene vonkajšej teploty (vrátane silných sálavých impaktov, hlavne slnečného žiarenia) sa najskôr ohrievajú/chladia vonkajšie teploty obálkových konštrukcii domu, následne ich vnútorné povrchy a nakoniec aj vnútorný vzduch. Čím ťažšie sú obálkové konštrukcie, s tým dlhším oneskorením a väčším útlmom dorazí teplotná vlna do interiéru.
K ešte väčšej stabilizácii vnútornej teploty napomáha tzv. tepelne aktivovaná konštrukcia základovej dosky, s ktorou prišiel Ytong. Celá hmota dosky leží, na rozdiel od klasického založenia na pásoch, vnútri tepelnej obálky budovy. Tým je možné využívať tepelnú kapacitu celej základovej dosky pre stabilizáciu vnútornej teploty. Vykurovacia sústava pracuje s teplotami vody do 35 ° C a vďaka minimálnym tepelným stratám udržuje teplotu vnútorných povrchov konštrukcií na cca. 22 až 23 °C.
Ochrana proti Slnku
Časopis, ktorý naša redakcia vydáva a distribuuje v Čechách - Stavebnictví a interiér je jediným časopisom, ktorý so slnečným žiarením, za slnečných dní významným a určujúcim zdrojom tepla, systematicky a viac ako dve desiatky rokov pracuje. Ak chceme, aby sa dnešná teplovzdušná stavebná fyzika viac priblížila realite, musíme fasády a strechy budov, po južanskom spôsobe, vybaviť nízkoemisívnym, tzn. svetlým či bielym náterom, ktorý odráža slnečné žiarenie. Tmavé a čierne farby toto žiarenie pohlcujú a tým sa ohrievajú až nad 70 ° C na priamom slnku. Potom ale musíme dosadzovať do vzorca s U•(θE – θI) nie teplotu vonkajšieho vzduchu θE, ale teplotu rozpáleného povrchu.
Rekuperácia tepla
Samozrejmosťou ťažkých pasívnych domov, ktoré opisujeme, je vetranie s rekuperáciou tepla. Toto riešenie zariadi, aby odchádzajúci vydýchaný vnútorný vzduch odovzdal teplo prichádzajúcemu čerstvému vzduchu a nie do vonkajšieho prostredia.Vnútorné nosné murivo a priečky
Pre vnútorné steny, nosné aj nenosné, má popisovaný stavebný systém k dispozícii okrem štandardných odľahčených tvárnic aj špeciálne a po roky osvedčené ťažké tvárnice pre použitie v priestoroch so zvýšenými požiadavkami na akustický útlm alebo k posilneniu tepelnej akumulácie. Ide o hutné vápennopieskové tehly a tvárnice Silka. Tie vykazujú pevnosť až 20 MPa a je možné ich použiť pre veľmi štíhle, staticky namáhané konštrukcie. Zároveň, vďaka svojej extrémnej tepelnej kapacite, prispievajú aj k vysokej teplotnej stabilite vnútorného prostredia.
Ďalšie ich pozoruhodnou vlastnosťou je vysoká schopnosť pohlcovať zvuk. Priečka z materiálu Silka s hrúbkou len 75 mm má akustický útlm 42 dB. Voľba štíhlych konštrukcií Silka prináša aj významnú úsporu úžitkovej plochy domu, ktorá môže obnášať až 1 m² v jednom podlaží (za meter štvorcový v Prahe 1 dnes zaplatíte v priemere 134 667 Českých korún, tzn. cca 5 000 Eur).
Strop a strecha
Strecha je tepelne veľmi namáhanou konštrukciou. Pri rodinnom dome už len tým, že je vzhľadom k ploche fasády často najviac vystavená slnečnému žiareniu, chladnému sálaniu oblohy a poveternostným vplyvom. Slovenská obľuba čiernych striech tento atak umocňuje. Ak postavíme kvalitný prízemný murovaný dom a naň posadíme ľahkú strechu, opláštenú zvnútra sadrokartónom, nemôžeme čakať, že vznikne podkrovie s príjemnou pobytovou klímou. Letné teploty v takých miestach šplhajú vysoko nad 30 ° C a nie sú vhodné na pobyt.
Preto bola vyvinutá montovaná strecha Ytong Komfort s hrúbkou 200 mm pre montáž ťažkých strešných plášťov. Ide o osvedčený rebrový strop Ytong Ekonóm, aplikovaný pri realizácii striech šikmo. Rovnako ako strop, je aj táto strecha koncipovaná bez dodatočnej nadbetonávky. Jej plošná hmotnosť 230 kg zásadným spôsobom prispieva k tepelnej stabilite vnútorného priestoru v podkroví a podieľa sa na vysokej odolnosti proti letnému prehrievaniu. Na dosiahnutie potrebných tepelno-technických vlastností je doplnená izolačnými doskami Multipor. To je pomenovanie pre extrémne ľahký materiál Ytong s funkciou tepelnej izolácie. Nepodlieha hnilobe ani plesniam a je absolútne nehorľavý.
Blower door test
Pasívny dom musí byť veľmi tesný, aby skrz jeho netesnosti neunikal vnútorný vzduch von (a vonkajší dovnútra) a s tým aj významné množstvo tepla. Skúška, ktorá preukazuje dostatočnú tesnosť, sa nazýva Blower door test a vykonáva sa po dokončení vnútorných omietok a obkladov pred vykonaním hrubých podláh. Aby mohol byť dom pasívny, nesmie miera netesnosti domu prekročiť 0,6 h-1. Tým sa myslí, že pri pretlaku alebo podtlaku 50 Pa v priestore celej meranej budovy nesmie za jednu hodinu prenikať vzduch o väčšom objeme, ako je 60% objemu budovy. Dobrou správou je, že domy postavené z popísaného jednovrstvového pórobetónového muriva majú netesnosť len 0,2 až 0,22 h-1. Tento výnimočný výsledok (v porovnaní s drevostavbami) má okrem iného „na svedomí” tiež homogénna štruktúra materiálu Ytong.
