V súčasnej dobe naberá na aktuálnosti otázka znižovania energetickej náročnosti budov a úspory energií v spojení s ich prevádzkou. V súvislosti s touto témou je aktuálna hlavne obnova budov a ich zariadení tak, aby technické riešenie výrazne zlepšilo ich teplotechnické vlastnosti a zlepšilo účinnosť a úspornosť technických zariadení budov.
Pri hľadaní optimálneho riešenia je vždy nevyhnutný komplexný prístup, čo znamená, že pokiaľ chceme dosiahnuť požadovanú účinnosť, musíme komplexne vyhodnotiť celú budovu na základe jej technických parametrov v nadväznosti na potrebu tepla a spotreby energií v dome. Tu treba rozlíšiť aj význam terminológie medzi tzv. potrebou tepla a spotrebou energií, kde potreba tepla je stanovená výpočtom (používa sa ako zložka výpočtu u energetickej certifikácii budov) a spotrebou energií, ktorá je daná priamym meraním skutočnej spotreby dosiahnutej v bežnej prevádzke (používa sa v súvislosti s opatreniami pri vyhodnocovaní bežnej prevádzky budov). Komplexnosť riešenia pozostáva vo veľmi podrobnom vyhodnotení teplotechnických parametrov konštrukčných prvkov a vo výpočte ročnej potreby tepla na mernú jednotku v kWh/m3 alebo v kWh/m2 za rok. Prepočet sa vykonáva za tzv. referenčné obdobie (to je rovnaký počet dní vykurovacieho obdobia, pri rovnakej potrebe tepla na deň) za rok. Na základe dosiahnutého výsledku dosiahneme zaradenie domu do energetickej triedy potreby tepla, prakticky nám to určí súčasný stav budovy vo vzťahu k energetickej náročnosti. Aby sme sa vyhli zložitým porovnaniam a prepočtom, ktoré majú súvis s energetickou certifikáciou budov v nadväznosti na technické normy zostaneme pri ich hodnotení u jednouchého porovnania potreby tepla v kWh/m2 podlahovej plochy vykurovaného podlažia domu za rok.
Domy možno navzájom zaradiť podľa potreby tepla do nasledovných skupín:
- potreba okolo 200 kWh/m2/rok – jedná sa prevažne o staršiu výstavbu domov
- potreba okolo 100 kWh/m2/rok – súčasné novostavby domov bez opatrení na úspory energií
- potreba okolo 50-70 kWh/m2/rok – energeticky úsporný dom
- potreba okolo 15-30 kWh/m2/rok – nízkoenergetický dom
- potreba okolo 5-15 kWh/m2/rok – energeticky pasívny dom
Samotná potreba tepla domu je daná teplotechnickými parametrami jeho jednotlivých konštrukcií. K stratám tepla dochádza prechodom tepla cez steny, okná, konštrukciu strechy a podláh domu, tepelné straty vetraním – spôsobené tzv. škárovou prievzdušnosťou. Straty tepla obvodový plášťom – tvoria k pomeru ploche domu významnú časť strát, sú priamo závislé od parametrov použitého materiálu, jeho hrúbky a jeho tepelnej vodivosti λ (W/m.K). Čím má materiál vyššiu tepelnú vodivosť, tým je jeho vedenie tepla lepšie a tým sú jeho tepelnoizolačné vlastnosti horšie. Materiály s vyššou objemovou hmotnosťou, ako sú napríklad betóny, kameň a kov majú spravidla vysoké hodnoty tepelnej vodivosti, pričom materiály s nízkou objemovou hmotnosťou – ako sú drevotrieska, plynosilikátové tvárnice, polystyrén nižšie hodnoty tepelnej vodivosti. Výsledným ukazovateľom pomeru hrúbky konštrukcie a tepelnej vodivosti je tepelný odpor konštrukcie R (m2.K/W). Hodnoty tepelného odporu požadované normou od roku 1992 boli pre steny 2,0 m2.K/W a pre strechy 3,0 m2.K/W, súčasná norma platná od roku 1997 požaduje uvedené hodnoty odporu pre steny na 3,0 a strechy na 5,0 m2.K/W. Pri porovnaní vlastností zistíme, že klasické obvodové múry starých domov vyrobené z plných pálených tehál o hrúbke 45 cm dosahovali hodnoty tepelného odporu okolo R = 0,50 m2.K/W, čo je hlboko pod súčasnou technickou normou. Uvedené hodnoty majú domy najmä z obdobia 70 rokov, kedy dôraz na úspory tepla nebol taký výrazný ako je tomu dnes. Tieto sú ovplyvňované najmä kvalitou zasklenia, tepelnoizolačnými vlastnosťami samotného rámu okna a jeho škárovou prievzdušnosťou medzi okenným rámom a krídlom a okenným rámom a stenou budovy. Teplotechnický parameter okennej konštrukcie je daný veličinou súčiniteľa prechodu tepla označený ako Uok = W/m2.K, pričom čím je jeho hodnota nižšia, tým sú jeho kvalitatívne vlastnosti lepšie. Rozsah parametrov u okien s jedným sklom je od 5,2 W/m2.K až po hodnoty okolo 1,3 – 1,8 W/m2.K, ktoré sú schopné dosiahnuť okná s dvojitým, prípadne trojitým zasklením so špičkovými izolačnými parametrami. Súčasná norma požaduje dosiahnutie parametrov v rozsahu menej ako 2,0 W/m2.K pre obnovované budovy a odporúčanú hodnotu 1,7 W/m2.K pre nové budovy.Ďalšími významnými prvkami, ktoré ovplyvňujú straty tepla sú výplne okenných otvorov.
Ako postupovať prakticky pri obnove domu a dosiahnuť efektívnu úsporu tepla
Pri obnove domu treba jednoznačne zvýšiť izolačné schopnosti obvodového plášťa domu, strechy, detailov fasádnych konštrukcií ako sú balkóny, lóggie a podobne, ďalej prehodnotiť výmenu okien a podľa toho do akej triedy úspornosti sa chceme s naším domom dostať aj výmenu okien a prípadne realizáciu vetrania budovy. Navrhnuté opatrenia a opravy by mali byť rovnako efektívne ako výsledok, ktorý chceme dosiahnuť. To znamená že u starších objektov treba vyhodnotiť aj efektivitu návratnosti investícii k životnosti domu ako celku, aby sme nenavrhli rekonštrukciu domu s návratnosťou, ktorá presahuje životnosť domu ako celku. Optimálnym sa v tomto smere ukazujú už opatrenia, ktoré nám objekt so spotrebou okolo 200 KWh/m2/rok, dokážu znížiť na polovicu, prípadne ich dosiahnuť do triedy energeticky úsporných domov.
Opatrenia sú v celku jednoduché a spočívajú v zateplení domu ako celku v nadväznosti na dosiahnutie normových hodnôt tepelných vlastností konštrukcií, v zaizolovaní tepelných mostov, výmene okien – tu si treba zvážiť podľa celkovej plochy okien na fasáde domu, či zvoliť zasklenie izolačným dvojsklom, prípadne izolačným trojsklom, podľa toho, akú úsporu chceme dosiahnuť. Vzduchotesnosť domu je daná najmä tesnosťou obvodového plášťa a škár výplňových konštrukcií, tu si treba uvedomiť, že každá budova musí byť vetraná a to buď prirodzeným vetraním alebo núteným riadeným vetraním. Domy, ktoré sú zaradené do energetickej triedy pasívnych domov musia byť vetrotesné. Uvedený stav sa pri obnove prakticky dá dosiahnuť len zložitými procesmi, ktoré by výrazne zvýšili náklady k efektivite návratnosti investícii, preto je potrebné zamerať sa na to, aby sme do domu, ktorý má mať prirodzené vetranie nezabudovali okná, ktoré sú určené pre iný úsporný typ domu.
Ďalšou súčasťou opatrení je zateplenie strechy v rozsahu požadovanom normou. Pokiaľ chceme ešte viac zvýšiť efektivitu opatrení, k úspore sa dá prispieť samostatnou výrobou tepla, ktorú dokážu zabezpečiť slnečné kolektory na dome. K ďalším opatreniam treba priradiť vyhodnotenie účinnosti vykurovacej sústavy. V prípade, že sa jedná o starší typ sústavy, dá sa jej účinnosť zvýšiť pravidelnou údržbou, prípadne jej výmenou.
Aj keď uvedeným opatreniam má predchádzať podrobný výpočet a projekt, v praxi sa dá povedať, že u starších objektov podľa typu konštrukcie môžeme zateplením plášťa a strechy v spojení s výmenou okien dosiahnuť významnú úsporu a dosiahnuť hodnoty potreby tepla okolo 100 KWh/m2/rok. V prípade použitia materiálov a prvkov s vysokými teplotechnickými parametrami doplnenom montážou slnečných kolektorov domu, môžeme dosiahnuť zaradenie domu do pásma energeticky úsporného. Samotný efekt je úmerný stupňu posudzovania a podrobného spracovania dokumentácie a zároveň aj správnej a kvalitnej realizácie.
Autor: Ing. Peter Mesároš
Foto: archív redakcie a firiem
