Do not follow this link, or your host will be blocked from this site. This is a spider trap.
PŘIHLÁSIT SE  (trvale)
Uživatel:
Heslo:
Zapomněli jste heslo?
Registrace nového čtenáře
archiweb
JAP
HLEDEJ v sekci     

Pasivní domy III.
Pravidla navrhování, koncepční přístup k řešení pasivních domů
I. Historický vývoj
II. Navrhování budov s nízkou energetickou náročností
III. Pravidla navrhování, koncepční přístup k řešení pasivních domů
IV. Opatření pro snížení energetické náročnosti
V. Provoz pasivního domu
VI. Příklady realizovaných domů s nízkou energetickou náročností


U nízkoenergetických a pasivních domů vystupuje více než u běžné výstavby do popředí nutnost koncepčního přístupu již v přípravné fázi projektu. Je nutno dokonale sladit vlastnosti stavebního řešení budovy s jejím technickým zařízením, s ohledem na požadavky budoucího uživatele (provoz domu), ekonomické aspekty (investiční náklady a energetická potřeba) a vliv na životní prostředí.
Přitom je potřeba zdůraznit, že neexistuje žádné univerzální ideální řešení. Ve snaze o maximální úspory energií při zachování či zlepšení kvality vnitřního prostředí, se musí hledat individuální řešení, které však bude pro každého uživatele jiné.

Stavebně koncepční řešení

Energetickou bilanci budovy mohou ovlivňovat tyto faktory:

- Vliv místních klimatických podmínek
Výběr pozemku a umístění budovy na něm závisí na správném vyhodnocení místních klimatických podmínek, které výrazně ovlivňují energetickou bilanci domu.
Přitom rozhodující roli hrají tyto faktory: nadmořská výška, orientace pozemku ke světovým stranám, tvar terénu, povětrnostní poměry, hustota okolní zástavby, hustota a druh okolní vegetace, vodní plochy a toky.

- Tvarové řešení a velikost domu
Kompaktnější a jednodušší tvar budovy (nízká geometrická charakteristika budovy A/V) jsou předpokladem nižší potřeby energie na vytápění a naopak. Zalomení fasády, balkony, zapuštěné lodžie, arkýře, vikýře, věžičky, niky apod. zvětšují ochlazovanou plochu obvodového pláště a tím i tepelné ztráty objektu.

- Dispoziční řešení, umístění místností a zónování
Doporučuje se navrhování dispozičního řešení podle teplotních zón v domě, tím se vytváří přirozený teplotní spád od vytápěných obytných místností směrem k vedlejším, částečně vytápěným nebo nevytápěným místnostem, přičemž nejteplejší a nejčastěji užívané místnosti se umisťují na osluněných stranách domu.

- Umístění a velikost prosklených ploch
Velikost a provedení prosklených ploch se volí v závislosti na orientaci ke světovým stranám. Jejich plocha se řeší jednak z hlediska požadavku na minimální teplené ztráty a maximální žádoucí tepelné zisky a jednak z hlediska zajištění potřebného denního osvětlení. Největší podíl prosklených ploch mívá zpravidla jižní fasáda, na severní stranu, kde jsou orientovány vedlejší prostory, se umisťuje co nejmenší počet oken s minimální prosklenou plochou. Celková plocha prosklených částí fasády by neměla přesáhnout 25% celkové plochy vnějších obvodových konstrukcí. Prostory za okny na osluněných stranách jsou náchylné k přehřívání a vhodným stíněním je tedy potřebné zajistit, aby teplota v interiéru nepřekročila hranici tepelné pohody.
Na níže uvedeném příkladu je prezentován pasivní sluneční dům, který v maximální míře využívá svým dispozičním a konstrukčním řešením pasivní zisky sluneční energie.Pro osazení do terénu platí zásada přípustné odchylky od jižní azimutální orientace 22,5°,optimální orientace je JJZ.


Obr. 1 - Sluneční architektura-prosklená jižní fasáda kruhového půdorysu

- Tepelná pohoda v letních měsících
Velké prosklené plochy určené k využívání solárních zisků a vysoce tepelně izolované obalové konstrukce u nízkoenergetických a pasivních domů mohou negativně ovlivňovat tepelnou stabilitu místností v letním období a tím i tepelnou pohodu uvnitř budovy. Čím vyšší je tepelná ochrana obalových konstrukcí (vč. oken), tím vyšší je vzestup teploty vnitřního vzduchu v místnosti v letním období a tím se zvyšuje možnost narušení tepelné pohody. Použitím oken s nižší propustností slunečního záření (nebo s odpovídajícím stíněním) se denní vzestup teploty výrazně snižuje.
Proto se při navrhování budov s nízkou energetickou náročností doporučuje věnovat velkou pozornost zabezpečení vyhovujícího stavu vnitřního prostředí v letním období. To závisí na tepelných ziscích od vnitřních zdrojů a od slunečního záření, denního průběhu teploty vnějšího vzduchu, orientace místnosti a oken, intenzity a režimu větrání, úrovně tepelné ochrany obalových konstrukcí a jejich akumulačních vlastnostech.

1. Volba pozemku a vliv místních klimatických podmínek

Protože místní klimatické podmínky, které výrazně ovlivňují energetickou bilanci domu jsou dané a námi neovlivnitelné, závisí výběr pozemku a umístění budovy na jejich správném vyhodnocení. Přitom rozhodující roli hrají tyto faktory:
  • Nadmořská výška - s nárůstem nadmořské výšky o 100 m poklesne teplota vnějšího vzduchu zhruba o 0,5 °C.
  • Orientace pozemku ke světovým stranám - důležitý je především směr svahu, na jižně orientované svahy dopadá v zimě o 10 až 30 % globálního slunečního záření více než na svahy severní. Solární zisky mohou snižovat mlhy, zejména v podzimním období.
  • Tvar terénu - teploty vzduchu jsou v údolích a na vrcholech kopců nižší než v chráněných polohách a na jižních svazích. V údolních oblastech se mohou hlavně v noci vytvářet tzv. jezera studeného vzduchu vlivem jeho klesání do nižších poloh. Údolí a kotliny se oproti úbočím a svahům vyznačují výraznými denními teplotními výkyvy.

Obr. 2 - Tepelné ztráty budovy (v %) a teplota okolního vzduchu v závislosti na jejím umístění v terénu
Poznámka: Dům lze ve svahovitém terénu při dodržení správného zónování vnitřní dispozice z části zapustit i pod úroveň terénu.
  • Povětrnostní poměry - zatížení větrem ovlivňuje spotřebu tepla na vytápění v zimním období. Rychlost větru je mimo jiné závislá také na výškové poloze a tvaru budovy. Proudění vzduchu výrazně ovlivňuje hodnotu součinitele přestupu tepla na vnější straně konstrukce. Vhodnou orientací budovy ke směru převládajících zimních větrů, kompaktním tvarem budovy bez zbytečného členění a omezením její výšky, dobrou tepelnou izolací a vzduchotěsností obvodových konstrukcí lze negativní vliv větru eliminovat. Přesné zjištění povětrnostních poměrů v dané lokalitě vyžaduje dlouhodobé pozorování i získávání informací např. od starousedlíků.

Obr. 3 - Tepelné ztráty budovy (v %) v závislosti na síle větru a na jejím umístění v terénu


Obr. 4 - Rozložení působení větru v závislosti na morfologii terénu
  • Hustota okolní zástavby - v hustě zastavěných lokalitách může být teplota vnějšího vzduchu o 5 až 10 °C vyšší než ve volné krajině.
  • Hustota a druh okolní vegetace - zalesněné plochy zadržují vláhu a tím ovlivňují vlhkost a teplotu okolního vzduchu, vytváří přirozenou ochranu před větrem a před nadměrnými solárními zisky. Cílenou výsadbou zeleně lze i částečně usměrňovat a odvádět studený vzduch.
  • Vodní toky a plochy - vzhledem k vysoké tepelně akumulační schopnosti vody mohou zmírňovat teplotní výkyvy ve svém okolí.
V poslední době se začínají častěji objevovat realizace domů, které jsou kryté (alespoň částečně) zemí. Citlivým koncepčním přístupem může vzniknout velmi kvalitní dům s nízkou energetickou potřebou a vysokým standardem vnitřního prostředí. Kromě nesporných výhod (ochrana vnějších konstrukcí před přímým účinkem jak chladného, tak i horkého počasí), tady však platí dvojnásob to, co bylo řečeno v prvním odstavci. Podzemní místnosti bez oken, třebaže pouze vedlejší (komory, chodby apod.), osvětlené střešními světlíky nebo světlovody, mohou v některých lidech evokovat pocit odříznutosti od okolního světa (tento pocit se může dostavit až po určité době užívání). Kromě toho vliv okolní zeminy na energetickou úsporu je diskutabilní. Teplota v zemině není v zimním období o mnoho vyšší než průměrná teplota venkovního vzduchu a přitom se snižuje možnost využití přímých solárních zisků. Na druho stranu je možno využít dobrých akumulačních vlastností zeminy.


Obr. 5 - Rodinný dům, Ostrata, Česká republika

2. Tvarové řešení a velikost domu

Jedním z  parametrů ovlivňující potřebu energie na vytápění je poměr plochy vnějších ochlazovaných konstrukcí (obálky) budovy k jejímu vytápěnému objemu - tzv. geometrická charakteristika budovy A/V. Nižší hodnoty A/V jsou předpokladem nižší potřeby energie na vytápění a naopak. Z toho plyne, že nízkoenergetický či pasivní dům by měl mít minimum vnějších ploch vzhledem ke svému objemu. Zalomení fasády, balkony, zapuštěné lodžie, arkýře, vikýře, věžičky, niky apod. zvětšují ochlazovanou plochu obvodového pláště a tím i tepelné ztráty objektu. Pro dosažení měrné potřeby energie na vytápění 50 kWh.m-2.a-1 (hraniční potřeba uváděná pro nízkoenergetické domy) je vhodné dosáhnout geometrické charakteritiky budovy A/V ? 0,7 [1].


Obr. 6 - Vliv tvaru objektu na tepelné ztráty. Velikost ochlazovaných povrchů bez základové plochy při stejném objemu objektů je uvedená v %.
Poznámka : U velmi dobře izolovaných domů je ale vliv tvaru budovy malý, protože malý je i podíl ztrát tepla prostupem na celkové energetické bilanci objektu.

3. Dispoziční řešení, umístění místností a zónování

Pro energeticky úsporné stavby se doporučuje tzv. zónování, neboli navrhování dispozičního řešení půdorysu podle teplotních zón v domě. Tímto způsobem se vytváří přirozený teplotní spád od vytápěných obytných místností směrem k vedlejším, částečně vytápěným nebo nevytápěným místnostem.
  • Osluněné strany - zde se umisťují nejteplejší a nejčastěji využívané místnosti, přičemž je vhodné vycházet z předpokládané denní doby jejich používání. Pro ložnice je optimální severovýchodní až jihovýchodní strana (ranní proslunění), obývací pokoje se zase nejčastěji využívají v odpoledních a večerních hodinách, proto je pro ně výhodná orientace na jižní až západní straně.
Poznámka: Je však zapotřebí si dát pozor na nežádoucí solární zisky především v letních měsících, kdy v odpoledních hodinách dopadá sluneční záření ze západní strany na svislé konstrukce ve větším úhlu a při nevhodném nebo nedostatečném stínění prosklených ploch může být příčinou značné tepelné nepohody v místnosti.
  • Severní strana - nevytápěné místnosti s menší frekvencí využívání jako jsou sociální zařízení, sklady, garáže, zádveří apod. vytváří "nárazníkovou" zónu proti chladu ze severu. Jsou to místnosti s malými nároky na denní osvětlení, proto se s výhodou minimalizují tepelné ztráty malými okenními otvory.
Poznámka: Častou chybou bývá umístění koupelny mezi vedlejší prostory do nárazníkové zóny na severní straně. Koupelna je však i z hlediska normových požadavků nejteplejší místností v domě, proto je její umístění potřeba pečlivě zvážit.

  • Vnitřní prostor dispozice - bývá označován jako "přechodová" zóna s chodbami, šatnami, schodištěm apod.
Poznámka: Zónování půdorysu se vyvinulo v rámci nízkoenergetických domů první a druhé generace v 70. a 80. letech 20. století. Zlepšováním tepelně technických parametrů obvodových konstrukcí budov však jeho význam z hlediska energetické bilance poněkud klesá, stále však zůstává výchozím podkladem pro tvorbu vnitřní dispozice, hlavně z důvodu orientace obytných místností na osluněné strany, což má také příznivý psychologický efekt. Nemusí se mu ale podřizovat vše, dům by měl především zachovat přirozené provozní vazby na své okolí.


Obr. 7 - Příklad teplotního zónování solárního domu v Ternitzi (Rakousko). Autoři - arch. G. W. Reinberg a arch. M. Enriquezová - Reinbergová

Prof. Ing. Jiří Vaverka, DrSc.
Ing. Vladan Panovec

Literatura
Nagy, Eugen: Nízkoenergetický ekologický dům. Jaga, Bratislava 2002
Humm, Othmar: Nízkoenergetické domy. Grada, Praha 1999
Počinková, Marcela a kol.: Úsporný dům. ERA, Brno 2004
Internetový portál www.tzbinfo.cz: Stavíme enrgeticky úsporný dům
Řehánek, Jaroslav a kol.: 4x E - energetika, environment, ekonomika, efektivnost. Grada, Praha 2004
Technické specifikace a katalogy výrobků Porotherm, Supertherm, Ytong, Liapor, Velux, Rehau a další
Puškáš, Július: Slnko v urbanizme a architektúre. ALFA, Bratislava 1992
Puškár, Anton a kol.: Okna, dveře, prosklené stěny. Jaga, Bratislava 2000
Jindrák, Miroslav: Pasivní dům v  Rychnově. TOB 1/2005
ČSN 73 0540, 1994, 2002, 2005. Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov.
Chmúrny, Ivan: Vplyv zvyšovania úrovne tepelnej ochrany na tepelnú pohodu budov v letnom období - přednáška na konferenci "Snižování energetické náročnosti staveb", Ostrava 2000
Internetový portál www.energieinstitut.at: CEPHEUS - Wohnkomfort ohne Heizung
Vaverka, Chybík, Mrlík: Stavební fyzika 2 - Stavební tepelná technika. VUTIUM, Brno 2000
Hrazdíra S.: Bioklimatický dům, Ostrata 1988.
Vaverka a kol.: Stavební tepelná technika a energetika budov, VUTIUM, Brno 2006 (vyjde v dubnu)


Stavební tepelná technika a energetika budov

Publikace svým tématem navazuje na knihu autorů Prof. Ing. Jiřího Vaverky DrSc., Doc. Ing. Josefa Chybíka CSc.a prof. Ing. Františka Mrlíka DrSc."Stavební fyzika 2 - Stavební tepelná technika", kterou vydalo nakladatelství VUTIUM v  roce 2000.
Vzhledem k tomu, že v období 2001 až 2005 došlo v normové a legislativní úrovni tepelné techniky k výrazným změnám, které významně ovlivňují kvalitativní úroveň prvků a tím i změny v konstrukčních skladbách prvků, bylo žádoucí původní publikaci v tomto trendu přepracovat a respektovat nové trendy. Tento požadavek byl prezentován z řady odborné veřejnosti-stavebních projektantů, architektů, investorů, pracovníků správních aparátů, ale i  uživatelů, kterým původní publikace byla pomůckou při jejich činnosti.
Odborná úroveň autorského týmu, lektoři i další spolupracovníci dávají záruku, že i tato kniha splní svoji funkci, to znamená, že bude dobrou vysokoškolskou učebnicí na fakultách stavebních a architektury v České republice a zahraničí a současně vhodnou pomůckou pro odbornou veřejnost mající vztah k  problematice.
Autor: Jiří Vaverka, 11.04.06 08:00
Návštěvnost: 23998 čtenářů
Sdílet: 
Poslat odkaz na tuto stránku e-mailem
Vaše jméno Vaše emailová adresa
Váš vzkaz
Na tyto adresy (oddělte čárkou)   
Komentáře
Předmět Autor Datum
Několik poznámek Jiří Svoboda 24.04.06 16:00
show all comments add comment
Burza práce
Aktuálně
Kalendář akcí
arrow
Říjen 2017
arrow
Denní zprávy
e-SHOP
BLOG - poslední články
Poslední komentáře
BLOG - poslední komentáře
TOPlist © archiweb.cz 1997-2017
Všechny materiály zveřejněné na těchto www stránkách podléhají autorskému zákonu (č.121/2000 Sb.). Publikování nebo šíření obsahu je bez písemného souhlasu provozovatele zakázáno.
archiweb.cz využívá agenturní zpravodajství ČTK, která si vyhrazuje veškerá práva. Publikování nebo další šíření obsahu ze zdrojů ČTK je výslovně zakázáno bez předchozího písemného souhlasu ČTK.