IZOLAâNÍ PRAXE 6. SniÏování energetické nároãnosti staveb pomocí EPS. bezpeãnû izolovat. Úvod

IZOLAâNÍ PRAXE

6.

SniÏování energetické nároãnosti staveb pomocí EPS PouÏitá literatura, související právní a jiné pfiedpisy âSN EN 832 - Tepelné chování budov – V˘poãet potfieby tepla na vytápûní – Obytné budovy, Vyhlá‰ka MPO âR ã. 291/2001 Sb – kterou se stanoví podrobnosti úãinnosti uÏití energie pfii spotfiebû tepla v budovách, âSN 73 0540 – Tepelnû technické vlastnosti stavebních, konstrukcí a budov, âSN 38 3350 – Zásobování teplem v‰eobecné zásady. Seznam pouÏité literatury: âSN 73 0540: 02 – Tepelná ochrana budov Vyhlá‰ka MPO âR ã. 291/2001Sb. EKOWATT: V˘poãet energetické nároãnosti budov Energetické audity budov vypracované firmy STOPTERM s.r.o. Cenové kalkulace fy URS Praha a RTS Brno Související pfiedpisy: – Zákon ã. 406/2000 Sb. o hospodafiení s energií, – Zákon ã. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o v˘konu státní správy v energetick˘ch odvûtvích a o zmûnû nûkter˘ch zákonÛ (energetick˘ zákon), – Vyhlá‰ka MPO âR ã. 213/2001 Sb.. kterou se vydávají podrobnosti náleÏitostí energetického auditu, – Vyhlá‰ka ã. 151/2001 Sb., kterou se stanoví podrobnosti uÏití energie pfii rozvodu tepelné energie a vnitfiním rozvodu tepelné energie, – Vyhlá‰ka MPO âR ã. 152/2001 Sb. – kterou se stanoví pravidla pro vytápûní a dodávku teplé uÏitkové vody, mûrné ukazatele spotfieby tepla pro vytápûní a pfiípravu teplé uÏitkové vody a poÏadavky na vybavení vnitfiních tepeln˘ch zafiízení budov pfiístroji regulujícími dodávku tepelné energie koneãn˘m spotfiebitelÛm.

Úvod SniÏování tepeln˘ch ztrát budov a spotfieby energie na vytápûní se postupnû stává základním poÏadavkem jak majitelÛ jiÏ postaven˘ch budov, tak i stavebníkÛ budov nov˘ch. K této situaci pfiispívá nejen neustál˘ trend zvy‰ování cen energií, ale téÏ stále sílící tlak na nezhor‰ování stavu vnûj‰ího prostfiedí. Pfiedkládaná publikace si klade za cíl poskytnout jednoduchou formou základní informace o problematice hodnocení tepelnû technick˘ch vlastností konstrukcí a objektÛ. V úvodu je uveden historick˘ v˘voj tepelnû technick˘ch poÏadavkÛ od prvních pfiedpisÛ aÏ po souãasné poÏadavky a zpÛsob stanovení tepelného odporu konstrukce a souãinitele prostupu tepla. Na tuto kapitolu navazuje ãást vûnovaná v˘poãtu tepeln˘ch ztrát budovy a stanovení spotfieby tepla na vytápûní. Mnoho majitelÛ objektÛ zajímá, jak sníÏit spotfiebu energie na vytápûní pomocí dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací. V kapitole jsou uvedeny zásady navrhování dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací stûnov˘ch a stfie‰ních konstrukcí, v˘hody a nev˘hody umístûní tepelnû izolaãní vrstvy na vnûj‰í a vnitfiní stranû konstrukce. Dal‰í kapitola je vûnována moÏnostem sniÏování spotfieby tepla na vytápûní. Postupnû je uvedeno, se kter˘mi konstrukcemi je nejprve nutné se zab˘vat, jaké tlou‰Èky tepelnû izolaãních vrstev navrhovat a jaké jsou ekonomické dopady navrhování úsporn˘ch opatfiení. Závûreãná kapitola je vûnována pfiíkladÛm úspû‰n˘ch realizací. Pfiíklady jsou doplnûny o v˘sledky prÛzkumÛ stavu objektÛ pfied a po provedení úsporn˘ch energetick˘ch opatfiení.

bezpeãnû izolovat

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS 1. Historie v˘voje poÏadavkÛ na tepelnû technické vlastnosti budov

zlep‰ování tepelnû technick˘ch vlastností konstrukcí budov spojeno s jin˘mi kriterii, které je nutné respektovat: - kriterium energetické, - kriterium ekologické, - kriterium ekonomické.

Problematika sniÏování tepeln˘ch ztrát a zabezpeãení tepelné pohody v obydlích v zimním období zajímala obyvatele na na‰em území jiÏ od pravûku. Od doby, kdy lidé poznali oheÀ jako zdroj tepelné energie a kdy opustili jeskynû a zaãali si stavût obydlí, zaãali pouÏívat rÛzné technologie stavûní budov tak, aby se teplo z ohnû v budovû co nejdéle uchovalo. Proto se obydlí zapou‰tûla do zemû (zemljanky), obvodové stûny ch˘‰í se vyplétaly ro‰tím a opatfiovaly hlinûnou mazanicí. Po zdokonalení nástrojÛ se zaãalo pouÏívat dfievo, a to ve formû srubov˘ch staveb, které se pouÏívají aÏ do dne‰ní doby. Srubové stavby z otesan˘ch kmenÛ v tlou‰Èkách aÏ 250 mm pfiedstavovaly v˘razn˘ posun v tepelnû izolaãních vlastnostech. Proto se jejich konstrukce realizovala více jak 1000 rokÛ. Jinou historii mají stavby kamenné. Proti dfievu má kámen znaãnû vy‰‰í tepelnou vodivost, a tím hor‰í tepelnû izolaãní vlastnosti. Proto se stûnové konstrukce z kamenného zdiva stavûly v tlou‰Èkách 750 aÏ 1500 mm. Proti dfievûn˘m stavbám mají kamenné stavby v˘hodu v tepelnû akumulaãních vlastnostech. Stfiedovûké hrady mohly b˘t vytápûné krby, neboÈ tepelná energie naakumulované v konstrukcích vyrovnávala pokles teploty vzduchu v místnostech po pfieru‰ení vytápûní.

Snaha specialistÛ v oboru energetiky budov vede k realizaci nízkoenergetick˘ch objektÛ, nebo i budov, které mají aÏ nulovou spotfiebu energie. Je nutné konstatovat, Ïe nízkoenergetick˘ dÛm je v uvaÏování mnoha potenciálních investorÛ brán jako nûco vyjimeãného, jako dílo, kde se uplatÀují ‰piãkové technologie a materiály, a tudíÏ nûco znaãnû nákladnûj‰ího proti bûÏné v˘stavbû. Je skuteãností, Ïe realizace nízkoenergetick˘ch domÛ je draωí, a jestliÏe není provedena optimalizace jednotliv˘ch úsporn˘ch opatfiení, je pfii souãasn˘ch i v budoucnu oãekávan˘ch cenách energií ekonomická návratnost vloÏen˘ch investic dlouhodobûj‰í.

3. Tepelnû technické vlastnosti konstrukcí Tepelnû izolaãní vlastnosti konstrukcí (ty popisují vlastnosti pfii prostupu tepla konstrukcemi) by mûly b˘t co nejlep‰í, neboÈ rozhodují o tom, kolik budeme platit za vytápûní domu. Abychom mohli porovnávat tepelnû izolaãní vlastnosti jednotliv˘ch konstrukcí, neobejdeme se bez uvedení nûkter˘ch základních tepelnû fyzikálních údajÛ. Tepelnû izolaãní schopnost konstrukce se vyjadfiuje hodnotou tepelného odporu konstrukce. Tepeln˘ odpor je pomûr tlou‰Èky vrstvy (vyjádfien˘ v metrech) a hodnoty tepelné vodivosti materiálu, z kterého je vrstva provedena. Z uvedené závislosti vypl˘vá, Ïe ãím bude tlou‰Èka vrstvy vût‰í, tím bude tepeln˘ odpor vy‰‰í a naopak, ãím bude niωí tepelná vodivost pouÏitého materiálu, tím bude opût, pfii stejné tlou‰Èce vrstvy, v˘sledn˘ tepeln˘ odpor vy‰‰í. ProtoÏe stavební konstrukce jsou vût‰inou vícevrstvé, platí pro vícevrstvé konstrukce, Ïe tepeln˘ odpor je souãtem tepeln˘ch odporÛ jednotliv˘ch vrstev ( vnitfiní omítka + cihelné zdivo + vnûj‰í omítka).

Revoluci v oblasti v˘stavby znamenalo zahájení v˘roby pálen˘ch cihel. Stavûní z cihel je známé jiÏ z Mezopotámie (cca 3 tis. let pfied Kr). Nepálené cihly tzv. vepfiovice se na na‰em území pouÏívaly jiÏ od 17. století, ale pálené cihly znamenaly kvalitativní posun hlavnû z hlediska únosnosti a trvanlivosti. V druhé polovinû 19. století se jiÏ zaãaly formulovat základní pfiedpisy pro stavûní. Pro âechy byl vydán nejprve „PraÏsk˘ stavební fiád“, kter˘ byl pozdûji roz‰ífien na „Stavební fiád pro Prahu, PlzeÀ a âeské Budûjovice“. Tyto pfiedpisy urãovaly pro cihelné zdivo obvodov˘ch stûn, cituji „ … stûny hraniãní budiÏ zdûny na tl. 1 1/2 cihly..”, coÏ je tlou‰Èka cihelného zdiva 450 mm. Cihelná stûna z pln˘ch pálen˘ch cihel byla cca 100 rokÛ „etalonem“ pro posuzování tepeln˘ch vlastností obvodov˘ch konstrukcí. Tento stav trval aÏ do roku 1979, kdy se zaãalo v dÛsledku energetick˘ch krizí v 70. letech, s postupn˘m zvy‰ováním poÏadavkÛ na tepelnû technické vlastnosti konstrukcí.

Tepeln˘ odpor konstrukce je dán vztahem: R=

2. Základní kriteria tepelnû technick˘ch vlastností konstrukcí

si

 ———— i

(m2K / W)

Souãinitel prostupu tepla je dán vztahem: 1 U = ----------------Ri + R + Re

V˘voj tepelnû technick˘ch vlastností stavebních konstrukcí a objektÛ zaznamenal za období cca posledních 15 rokÛ znaãn˘ pokrok. Zatímco byly prvotní tepelnû technické poÏadavky odvozovány od hygienick˘ch kriterií, tj. zaji‰tûní vnitfiních povrchov˘ch teplot konstrukcí nad teplotou rosného bodu, zaji‰Èují souãasné poÏadavky hlavnû úsporu tepeln˘ch ztrát a spotfieby tepla na vytápûní ãi chlazení budov, spolu s poÏadavky na sniÏování mnoÏství ‰kodliv˘ch emisí pronikajících do ovzdu‰í.

(W/m2. K)

kde - si je tlou‰Èka vrstvy (m) i tepelná vodivost materiálu vrstvy Ri odpor pfii pfiestupu tepla na vnitfiní stranû konstrukce Re odpor pfii pfiestupu tepla na vnûj‰í stranû konstrukce PoÏadavky na tepelné odpory konstrukcí byly vÏdy souãástí stavebních pfiedpisÛ a norem. První poÏadavky byly u nás formulovány na poãátku 20. století a od roku 1960 jsou uvádûny v âSN 73 0540. V posledním období do‰lo vlivem pfiijímání evropsk˘ch norem (EN a EN ISO) ke zmûnû kriteriální hodnoty na tepelnû izolaãní vlastnosti konstrukcí. Tyto se jiÏ nevyjadfiují tepeln˘m odporem konstrukce, ale hodnotou souãinitele prostupu tepla U (W/m2K). Hodnota U udává, kolik tepla projde konstrukcí o plo‰e 1 m2 pfii teplotním spádu 1 K (°C) za 1 hodinu. âím je tato hodnota niωí, tím lep‰í jsou tepelnû izolaãní vlastnosti konstrukce. Souãinitel prostupu tepla je reciproká hodnota tepelného odporu konstrukce roz‰ífiená o tepelné odpory pfii pfiestupech tepla na vnitfiní a na vnûj‰í stranû konstrukce, tak jak je patrné z následujícího obrázku (obr ã.1).

Hlavním cílem správného tepelnû technického návrhu budovy je kvalita tepelného stavu vnitfiního prostfiedí. To v‰ak není jedin˘ problém, kter˘ se k tepelnû technick˘m vlastnostem vztahuje. Zaji‰Èování poÏadovaného tepelného stavu vnitfiního prostfiedí je spojeno s pfiívodem energie do budov v mnoÏství pokr˘vajícím tepelné ztráty budovy. Zde platí pravidlo, Ïe ãím lep‰í jsou tepelnû technické vlastnosti budovy, tím men‰í je mnoÏství energie potfiebné na vytápûní a souãasnû tím jsou men‰í nároky na dimenzování technick˘ch zafiízení budov a na tepelné zdroje. Vzhledem k tomu, Ïe základní poÏadavek zaji‰tûní tepelného stavu vnitfiního prostfiedí je souãasnou úrovní poÏadavkÛ na souãinitele prostupu tepla podle âSN 730540:02 dostateãnû zaji‰tûn, je dal‰í

2

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS 4. V˘poãet tepeln˘ch ztrát budovy a spotfieby tepla na vytápûní V˘poãet tepeln˘ch ztrát budovy se pfii návrhu vytápûcích soustav provádí pro kaÏdou vytápûnou místnost budovy. Pro stanovení spotfieby tepla na vytápûní lze v˘poãet zjednodu‰it tím, Ïe lze vypoãítat tepelné ztráty pouze obálkou budovy, to je obvodov˘mi konstrukcemi na styku s vnûj‰ím prostfiedím, ãi s prostfiedím nevytápûn˘ch prostorÛ a zeminou. K tepeln˘m ztrátám dochází jednak prostupem tepla pfies konstrukce a dále v˘mûnou vzduchu v místnostech – ztráty vûtráním. Tepelná ztráta prostupem tepla konstrukcemi se stanoví ze vztahu:

Obr. ã. 1 – PrÛbûh teploty v obvodové stûnové konstrukci

Q = U . S . (i - e)

Pfiestupy tepla jsou ovlivnûny proudûním vzduchu podél konstrukce a sáláním tepla na ostatní konstrukce (na vnitfiní stranû) a do volného prostoru (na vnûj‰í stranû). Souãasné poÏadavky na tepelnû izolaãní vlastnosti konstrukcí platné od dubna 2005 jsou následující.

Konstrukce

Souãinitel prostupu tepla U (W/m2K)

kde

0,38

2,46

·ikmá a plochá stfiecha

0,24

4,00

Podlaha na terénu

0,60

1,50

Strop nad sklepem

0,60

1,38

Okna a dvefie ve vnûj‰ích stûnách

1,70

0,42

Konstrukce

Tab. ã. 1 – PoÏadavky âSN 73 0540:02 platné pro bytové domy

Z údajÛ uveden˘ch v tabulce ã. 2 vypl˘vá, Ïe poÏadavky na tepelné odpory konstrukcí se od roku 1960 zv˘‰ily cca 5x. Jak vypl˘vá z v˘poãtu tepelného odporu konstrukce, má rozhodující vliv na v˘sledné tepelnû izolaãní vlastnosti tepelná vodivost pouÏitého materiálu. Hodnota tepelné vodivosti udává mnoÏství tepla, které projde krychlí z uvaÏované hmoty o hranû 1 m pfii teplotním rozdílu 1 K za ãasovou jednotku. Podle hodnoty tepelné vodivosti rozdûlujeme stavební materiály na tepelnû izolaãní ( ≤ 0,1 W/mK) a ostatní. Tepelnou vodivost ovlivÀuje fiada faktorÛ jako jsou objemová hmotnost, pórovitost, teplota, ale nejv˘raznûj‰í vliv má vlhkost. Nejniωí tepelnou vodivost má such˘ materiál a nejvy‰‰í materiál, kter˘ je zcela nasákl˘ vodou. Proto je snahou stavafiÛ provádût takové návrhy konstrukcí, aby byly proti vlhkosti chránûny. Zdroje vlhkosti ve stavbách jsou následující: - vlhkost stavební (technologická) – která se dostává do konstrukcí mokr˘mi stavebními procesy - vlhkost atmosférická – dé‰È a sníh spolu s pÛsobením vûtru - vlhkost zemní – vzlínání zemní vlhkosti kapilaritou materiálÛ - vlhkost provozní – vnikající praním prádla, Ïehlením, vafiením a odparem z kvûtin a akvárií - vlhkost difúzní – prostup vodní páry konstrukcemi Rok

stfiechy

< 1964

0,52

0,91

1964

0,52

0,91

1979

0,95

1,80

1992

2,00

3,00

1994

2,00

3,00

2002

2,5 – 3,2

3,2 – 4,0

Souãinitel prostupu tepla U (W/m2K)

Cihelná stûna tl. 450 mm

1,42

Cihelná stûna tl. 600 mm

1,15

Stûna z pórobetonov˘ch tvárnic 240 mm

0,92

Stûna z p⁄obetonov˘ch tvárnic 300 mm

0,70

Stûna z keramick˘ch tvarovek POROTHERM tl. 365 mm

0,38

Stûna z keramick˘ch tvarovek POROTHERM tl. 400 mm

0,35

Stûna z keramick˘ch tvarovek POROTHERM tl. 440 mm

0,32

Strop dfievûn˘ pod pÛdou bez tepelné izolace

1,28

Strop pod pÛdou s tepelnou izolací tl. 100 mm (EPS)

0,30

Podlaha nad sklepem bez tepelné izolace

1,20

Podlaha nad sklepem s tepelnou izolací (EPS)

0,80

Okno dfievûné zdvojené

2,90

Okno dfievûné dvojité ( se vzduchovou vrstvou 150 mm)

2,70

Okno plastové tfiíkomorové

2,0

Okno plastové pûtikomorové

1,1 - 1,4

Tab. ã. 3 – Souãinitele prostupu tepla konstrukcí

Uvedené hodnoty souãinitelÛ prostupu tepla jsou pouze orientaãní a pro pfiesnûj‰í v˘poãet tepeln˘ch ztrát budovy je nutné provést podrobnûj‰í v˘poãet pro skuteãnou skladbu konstrukce pro skuteãnû pouÏité materiály a dané tlou‰Èky vrstev.

Tepeln˘ odpor RN (m2K/W) obvodové stûny

U – souãinitel prostupu tepla S – plocha konstrukce v m2 (i - e) - teplotní rozdíl mezi teplotou vnitfiního a vnûj‰ího vzduchu (v na‰í teplotní oblasti lze poãítat s rozdílem 32 °C)

Souãinitel prostupu tepla je mnoÏství tepla ve (W), kter˘ projde konstrukcí o plo‰e 1 m2 pfii teplotním rozdílu 1 °C (správnûji 1K). Hodnoty souãinitelÛ prostupu tepla pro nûkteré typy konstrukcí jsou uvedeny v následující tabulce:

Tepeln˘ odpor R (m2K/W)

Obvodová stûnová konstrukce

(W)

Tepelná ztráta vûtráním se stanoví pfiibliÏnû ze vztahu: Qv = 1300 . V . (ti - te) kde

Tab. ã. 2 - V˘voj poÏadavkÛ na tepelné odpory konstrukcí od roku 1960.

3

(W)

1300 (J/m3K1) - mûrné teplo vzduchu pfii teplotû 0°C V – objem vzduchu v místnostech (pfiibliÏnû obestavûn˘ prostor budovy x 0,80) (ti - te) – teplotní rozdíl mezi vnitfiním a vnûj‰ím vzduchem

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS Skladby konstrukcí:

Objem v˘mûny vzduchu v místnostech závisí na fiadû faktorÛ jako je tûsnost oken a délka spár mezi okenními rámy a kfiídly, situování objektu ke smûru pfievládajících vûtrÛ, poloha budovy v krajinû a dal‰í faktory. Z hygienického hlediska se v bytov˘ch stavbách poÏaduje 0,3 – 0,6 násobná v˘mûna vzduchu za hodinu. Pfii mal˘ch v˘mûnách vzduchu se v místnostech zvy‰uje relativní vlhkost vnitfiního vzduchu, a pak dochází k povrchové kondenzaci nejprve na oknech, a pak i na dal‰ích povr‰ích konstrukcí. V˘sledkem je bujení plísní, které jsou velmi karcirogenní a tím zdraví nebezpeãné. Pfii nadmûrn˘ch v˘mûnách vzduchu zase z budovy uniká zbyteãnû velké mnoÏství tepla. Pro stanovení spotfieby tepla na vytápûní objektu se uvaÏuje 0,5 násobná v˘mûna vzduchu v místnostech. JestliÏe máme vypoãtené tepelné ztráty prostupem a vûtráním, mÛÏeme pfiikroãit ke stanovení spotfieby tepla na vytápûní. Spotfieba tepla se vypoãte pfiibliÏnû ze vztahu:

- obvodová stûna

0,015 m 0,440 m 0,020 m

R = 0,015/0,87 + 0,44/0,86 + 0,02/0,99 = 0,017 + 0,512 + 0,020 = 0,549 m2K/W U = 1/(0,168+0,549) = 1,396 W/m2K

- strop pod pÛdou E = 2,15 . (Qp + Qv)

omítka vnitfiní zdivo z pln˘ch cihel omítka vnûj‰í

(MWh/rok)

(Qp + Qv) – souãet tepeln˘ch ztrát prostupem a vûtráním v kW. V˘poãet spotfieby tepla na vytápûní vychází z denostupÀové metody, která v sobû nezahrnuje tepelné zisky ze sluneãního sálání v topném období a z vnitfiních zdrojÛ tepla. Konstanta 2,15 vychází z prÛmûrného poãtu topn˘ch dnÛ v roce a z prÛmûrné stfiední teploty vnûj‰ího vzduchu za otopné období. Vynásobíme-li poãet topn˘ch dnÛ s prÛmûrnou teplotou vnûj‰ího vzduchu za otopné období dostaneme tzv. denostupnû. Z uvedeného je zfiejmé, Ïe kaÏdé topné období a kaÏdá lokalita bude mít jin˘ poãet denostupÀÛ, proto byl pro porovnání energetické nároãnosti budov zvolen prÛmûrn˘ poãet denostupÀÛ pro âR ve v˘‰i cca 3500 dst.

omítka vnitfiní podbíjení vzduchová dutina záklop lepenka A400H ‰kvárobeton

0,010 m 0,013 m 0,200 m 0,024 m 0,003 m 0,100 m

R = 0,010/0,87 + 0,013/0,17 + 0,200/1,068 + 0,024/0,17 + 0,003/0,21 + 0,100/0,67 = 0,578 m2K/W

EKV = 0,85 x 1,227 + 0,15 x 0,17 = 1,068

(W/mK)

U = 1/ (0,125 + 0,578 + 0,083) = 1,272 W/m2K

V˘poãet tepeln˘ch ztrát budovy je moÏné, pro prvotní stanovení spotfieby tepla na vytápûní, provést tzv. „obálkovou metodou“, kdy se objekt hodnotí jako jeden prostor s obalov˘mi vnûj‰ími konstrukcemi. Tento postup je názornû uveden v následujícím pfiíkladu. Pfiedmûtem hodnocení je jednoduch˘ rodinn˘ dÛm s obvodov˘mi stûnami z pln˘ch pálen˘ch cihel na tl. 450 mm, stropní konstrukce nad pfiízemím je dfievûná trámová a podlaha na terénu je tepelnû izolována ‰kvárobetonem. Okna v objektu jsou dfievûná zdvojená.

U = 1/ (0,166 + 0,276) = 2,259 W/m2K

Obr. ã. 2 - PÛdorys hodnoceného objektu

Obr. ã. 3 – ¤ez hodnocen˘m objektem

- podlaha na terénu

PVC cementov˘ potûr ‰kvárobeton hydroizolace

0,003 m 0,040 m 0,150 m 0,003 m

R = 0,003/0,16 + 0,04/1,16 + 0,150/0,67 = 0,276 m2K/W

4

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS konstrukce

R (m2K/W)

U (W / m2 K)

U poÏadované

hodnocení

obv. stûna

0,549

1,40

0,38

nevyhovuje

strop

0,578

1,27

0,30

nevyhovuje

podlaha

0,276

2,26

0,60

nevyhovuje

okna, dvefie

0,18

2,90

1,70

nevyhovuje

Tab. ã. 4 - Hodnocení tepelnû technick˘ch vlastností obvodov˘ch konstrukcí konstrukce

plocha (m2)

U (W / m2 K)

(i - e)

Q (W)

stûny

131,805

1,40

32

5 904,86

strop

80,0

1,27

29

2 946,40

podlaha

80,0

2,26

15

2 712,00

okna prostup

12,195

2,9

32

1 131,70

okna infiltrace

46,337

i = 1,0 x 10

-4

32

1 079,47

vnitfiní konstr.

1 377,44

celkem

15 151,87

Tab. ã. 5 - V˘poãet tepeln˘ch ztrát objektu obálkovou metodou

Podlaha PoÏadovan˘ tepeln˘ odpor dodateãné tepelné izolace: UpoÏ = 0,60 R = 1/U – 0,17 = 1,50 m2K/W RP = 1,50 – 0,276 = 1,224 W/m2K EPS … 1,224 x 0,032 = 39 mm – navrhneme tl. 40 mm

Poznámka: Aby nedo‰lo k zanedbání tepeln˘ch ztrát vnitfiními konstrukcemi, napfi. mezi vytápûnou místností a schodi‰tûm, jsou tepelné ztráty obvodov˘mi konstrukcemi nav˘‰eny o 10 %. Návrh dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací na hodnoty dle âSN 73 0540:

Tepelné odpory a souãinitele prostupu tepla upraven˘ch konstrukcí: Návrh tlou‰Èky dodateãné tepelné izolace konstrukcí byl proveden tak, aby konstrukce vyhovovaly souãasn˘m poÏadavkÛm âSN 73 0540:02. Proto byly pfii v˘poãtu tepeln˘ch ztrát objektu po provedení dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací uvaÏovány „normové“ hodnoty souãinitele prostupu tepla: Stûna U = 0,380 W/m2K Strop U = 0,300 W/m2K Podlaha U = 0,600 W/m2K Okna U = 1,70 W/m2K

Obvodová stûna PoÏadovan˘ tepeln˘ odpor dodateãné tepelné izolace (DTI): UpoÏ = 0,38 R = 1/U – 0,168 = 2,46 m2K/W RP = 2,46 – 0,549 = 1,911 W/m2K EPS … 1,911 x 0,043 = 8,2 cm – navrhneme tl. 100 mm Strop pod pÛdou PoÏadovan˘ tepeln˘ odpor dodateãné tepelné izolace: UpoÏ = 0,30 R = 1/U – (0,25 + 0,10) = 2,98 m2K/W RP = 2,98 – 0,578 = 2,405 W/m2K EPS … 2,405 x 0,043 = 10,3 cm – navrhneme tl. 120 mm konstrukce

plocha (m2)

U(W / m2 K)

(i - e)

Q (W)

stûny

131,805

0,380

32

1 603

strop

80,0

0,300

29

696

podlaha

80,0

0,600

15

720

okna prostup

12,195

1,70

32

663

okna infiltrace

46,337

i = 0,5 x 10-4

32

540

vnitfiní konstr.

422

celkem

4 644

Tab. ã. 6 - V˘poãet tepeln˘ch ztrát po provedení DTI

Úspora tepeln˘ch ztrát: 15 152 – 4 644 = 10 508 W

Úspora spotfieby tepla na vytápûní : E = 2,15 x 10,508 = 22,59 MWh/rok = 81,3 GJ/rok

konstrukce

plocha

Cena za m2

Cena celkem

stûny

131,805

1050,-

138 395,25 Kã

strop

80,0

200,-

16 000,00 Kã

podlaha

80,0

350,-

28 000,00 Kã

okna v˘mûna za nová

12,195

6000,-

Celkem

73 170,00 Kã 255 565,25 Kã

Tab. ã. 7 - Cena navrÏen˘ch opatfiení :

Prostá návratnost: Cena u‰etfiené energie …… CZT = 81,3 x 450,- = 36 585,-Kã

N = 255 565,25/36 585 = 7 rokÛ

5

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS 5. Souãasné legislativní pfiedpisy pro stanovení spotfieby tepla v budovách

Z uvedeného v˘poãtového vztahu lze odvodit vlivy, které ovlivÀují potfiebu tepla na vytápûní budov. Jsou to zejména:

Stanovení energetické nároãnosti pfii provozu budov patfií jiÏ po mnoho let k základním charakteristikám objektÛ. Svûdãí o tom nafiízení Evropského parlamentu a Rady ã. 2002/91/EC ze dne 16. prosince 2002 o energetickém provedení budov. Podle v˘‰e energetické nároãnosti se budovy dûlí na ty, které splÀují základní poÏadavky a na budovy nízkoenergetické ãi s „nulovou“ spotfiebou tepla, které mají energetickou nároãnost sníÏenou pod urãité hranice. Stanovení spotfieby tepla na provoz v objektech je uvádûno v fiadû legislativních pfiedpisÛ. Jsou to zejména: - âSN EN 832 - Tepelné chování budov – V˘poãet potfieby tepla na vytápûní – Obytné budovy, - Vyhlá‰ka MPO âR ã. 291/2001 Sb – kterou se stanoví podrobnosti úãinnosti uÏití energie pfii spotfiebû tepla v budovách, - âSN 73 0540 – Tepelnû technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov, - âSN 38 3350 – Zásobování teplem v‰eobecné zásady. Související pfiedpisy: - Zákon ã. 406/2000 Sb. o hospodafiení s energií, - Zákon ã. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o v˘konu státní správy v energetick˘ch odvûtvích a o zmûnû nûkter˘ch zákonÛ (energetick˘ zákon), - Vyhlá‰ka MPO âR ã. 213/2001 Sb.. kterou se vydávají podrobnosti náleÏitostí energetického auditu, - Vyhlá‰ka ã. 151/2001 Sb., kterou se stanoví podrobnosti uÏití energie pfii rozvodu tepelné energie a vnitfiním rozvodu tepelné energie, - Vyhlá‰ka MPO âR ã. 152/2001 Sb. – kterou se stanoví pravidla pro vytápûní a dodávku teplé uÏitkové vody, mûrné ukazatele spotfieby tepla pro vytápûní a pfiípravu teplé uÏitkové vody a poÏadavky na vybavení vnitfiních tepeln˘ch zafiízení budov pfiístroji regulujícími dodávku tepelné energie koneãn˘m spotfiebitelÛm.

a) Tepelné ztráty objektu Tepelné ztráty objektu jsou dány tepelnû technick˘mi vlastnostmi konstrukcí kter˘mi dochází k tepeln˘m ztrátám, b) Vnitfiní v˘poãtová teplota Vnitfiní v˘poãtová teplota je pro v˘poãet uvaÏována ve v˘‰i i = 20 °C, c) Vnûj‰í v˘poãtová teplota Vnûj‰í v˘poãtová teplota je dána situováním objektu. Území âR je dle âSN 73 0540 rozdûleno do dvou teplotních oblastí s v˘poãtov˘mi teplotami e = -15 °C (oblast I) a e = -18 °C (oblast II), d) Stfiední teplota vnitfiního vzduchu za topné období Stfiední teplota vnitfiního vzduchu závisí na jaké teploty vnitfiního vzduchu je objekt vytápûn. Vytápûcí teplota vnitfiního vzduchu by mûla zaji‰Èovat tepelnou pohodu v místnostech. Zv˘‰ení vytápûcí teploty vnitfiního vzduchu o 1 K znamená zv˘‰ení potfieby tepla na vytápûní cca o 6 %, e) Stfiední teplota vnûj‰ího vzduchu za topné období Stfiední teplota vnûj‰ího vzduchu za topné období je dána ãetností v˘skytu minusov˘ch teplot a jejich v˘‰í. Proto nelze jednotlivá topná období srovnávat bez transformace na srovnatelnou úroveÀ. f) Poãet dnÛ topného období Poãet dnÛ topného období je dán vnûj‰ími atmosférick˘mi podmínkami. Zahájení a ukonãení topné sezóny je dáno Vyhl. ã. 152/2001 Sb. Vytápûní je zahájeno, jestliÏe klesne po tfii po sobû jdoucí dny prÛmûrná teplota vnûj‰ího vzduchu pod 13°C a topení je ukonãeno, kdyÏ prÛmûrná teplota vnûj‰ího vzduchu je ve tfiech po sobû jdoucích dnech nad 13 °C.

Termín „spotfieba tepla na vytápûní“, je v poslední dobû velmi diskutován. Uvádí se, Ïe v˘sledná hodnota „spotfieby tepla na vytápûní“ není skuteãná spotfieba tepla na vytápûní v budovû, neboÈ neuvaÏuje fiadu okolností, které spotfiebu tepla ovlivÀují. Jde zejména o úãinnost pfiemûny energie na teplo (napfi. úãinnost kotle), ztráty energie v rozvodech apod. Proto je fiadou specialistÛ navrhován termín „potfieba tepla pro krytí tepeln˘ch ztrát budovy“, kter˘ v˘sledek v˘poãtov˘ch postupÛ pfiesnûji vystihuje. Jak vypl˘vá z pfiehledu uveden˘ch legislativních pfiedpisÛ, je stanovení potfieby tepla na provoz budovy moÏné celou fiadou v˘poãtov˘ch postupÛ. Proto pro orientaci v dané oblasti uvádím základní v˘poãtové postupy, které se pfieváÏnû pouÏívají.

2) âSN EN 832: âSN EN 832 – stanovuje potfiebu tepla na vytápûní a ohfiev TUV se zapoãtením nejen tepeln˘ch ztrát konstrukcemi, tepeln˘ch ztrát vûtráním a ztrát v rozvodech tepla, ale téÏ se zapoãtením tepeln˘ch ziskÛ z vnitfiních zdrojÛ tepla a z tepeln˘ch ziskÛ ze sluneãního záfiení v topném období. MnoÏství energie, které musí b˘t do otopné soustavy dodáno se stanovuje ze vztahu: Q + Qr = Qh + Qw + Qt

1) Metoda „denostupÀová“. Základním v˘poãtov˘m postupem, kter˘m byla stanovována potfieba tepla v budovách je „denostupÀová metoda“. Potfieba tepla na vytápûní je dána vztahem:

(W)

kde : Q – je potfieba tepla na provoz budovy (W) Qr – teplo zpûtnû získané z provozu pomocn˘ch zafiízení otopné soustavy a okolí (W) Qh – potfieba tepla na vytápûní budovy(W) Qw – potfieba tepla na ohfiev teplé uÏitkové vody (W) Qt – celková tepelná ztráta vznikající pfii provozu otopné soustavy (W)

 . Q. 24 E = ---------------- . (i,s - e.stfi) . dvd (kWh) (i + e ) kde:  – umen‰ující souãinitel Q – tepelné ztráty objektu stanovené podle âSN 06 0210 (W) i – vnitfiní v˘poãtová teplota (°C) e – vnûj‰í v˘poãtová teplota (°C) i,s - stfiední teplota vnitfiního vzduchu za topné období (°C) e.stfi - stfiední teplota vnûj‰ího vzduchu za topné období (°C) dvd – poãet dnÛ topného období (i,s - e.stfi) . dvd = D – poãet denostupÀÛ

Z uvedeného vztahu vypl˘vá, Ïe do celkové potfieby tepla na vytápûní objektu se zapoãítává i potfieba energie na ohfiev TUV a dále se do potfieby energie na provoz objektu zapoãítávají tepelné zisky. V˘poãet dále zapoãítává i pfiídavné tepelné ztráty vypl˘vající z nerovnomûrného rozloÏení teplot, pfiídavnou tepelnou ztrátu obvodov˘mi stûnami sáláním a proudûním mezi otopn˘mi tûlesy a povrchem stûn za nimi, pfiídavnou tepelnou ztrátu vypl˘vající z nedokonalé regulace dodávky tepla do jednotliv˘ch místností a z dynamick˘ch veliãin vytápûcí soustavy.

6

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS Jak vypl˘vá z uvedené metodiky hodnocení potfieby energie pro vytápûní budov, je tato metoda velmi podrobná a sloÏitá. Proto jednotlivé zemû vyuÏívají moÏnosti stanovení potfieby tepla na vytápûní národními pfiedpisy, jako je Wärmeschutzverordnung (dále WSV) v SRN ãi Vyhl. ã. 291/2001 Sb v âR.

ristiky. Tepelná charakteristika byla stanovena na základû geometrické charakteristiky budovy, coÏ je pomûr plochy obalov˘ch ochlazovan˘ch konstrukcí k obestavûnému prostoru spodní a vrchní ãásti budovy. Hodnoty pro obytné a obãanské budovy byly stanoveny ve tfiech rovinách a to jako hodnoty poÏadované, které musely b˘t splnûny u novû realizovan˘ch budov, dále hodnoty doporuãené, platné pro budovy s nízkou energetickou nároãností a hodnoty pfiípustné, které musely b˘t dodrÏeny u rekonstruovan˘ch budov. V roce 2001 byla vydána Vyhlá‰ka MPO âR ã. 291/2001 Sb., která stanovila opût kriterium spotfieby tepla na vytápûní. PoÏadované hodnoty mûrné spotfieby tepla pfii vytápûní budov jsou stanoveny na základû geometrické charakteristiky budovy. PoÏadované hodnoty jsou uvedeny v tab. ã. 8.

3) Vyhlá‰ka ã. 291/2001 Sb Vyhlá‰ka ã. 291/2001 Sb stanovuje potfiebu tepla na vytápûní zjednodu‰en˘m postupem, kter˘ vychází, tak jako WSV v SRN z EN 832. Potfieba tepla na vytápûní za otopné období se stanovuje ze vztahu: Er = Ev – 0,9(EZS + EVS)

(kWh)

EV = EVP + EVV

(kWh)

eVN (kWh/m3a)

eVA (kWh/m2a)

0,2

25,8

80,6

kde: Er je v˘sledná potfieba tepelné energie pro vytápûní budovy za otopné období (kWh) EV - potfieba tepelné energie pro vytápûní za otopné období (kWh) EVP - potfieba energie na vytápûní prostupem tepla (kWh) EVV - potfieba tepelné energie na krytí tepeln˘ch ztrát vûtráním (kWh) EZS - tepeln˘ zisk ze sluneãního záfiení za otopné období (kWh) EVZ - tepeln˘ zisk z vnitfiních zdrojÛ tepla za otopné období (kWh)

0,3

28,4

88,8

0,4

31,0

96,9

0,5

33,6

105,0

0,6

36,2

113,1

0,7

38,9

121,6

0,8

41,5

129,7

0,9

44,0

137,5

1,0

46,7

145,9

4) âSN 73 0540:79

eVA = eVN / 0,32 (kWh/m2a)

A/V (1/m)

Mezilehlé hodnoty je moÏné stanovit podle vztahÛ: eVN = 20,64 + 26,03 x (A/V) (kWh/m3a) A – celková plocha ochlazovan˘ch konstrukcí (m2)

âSN 73 0540:79 uvádûla pro v˘poãet potfieby tepla na vytápûní jednoduch˘ vztah vycházející z denostupÀové metody:

V - vytápûn˘ objem budovy (m3) Tab. ã. 8 – PoÏadované hodnoty mûrné spotfieby tepla pfii vytápûní budovy

E = p. 2,15. Q

(kWh) Dal‰ím kriteriem energetické nároãnosti budov je „Energetick˘ ‰títek budovy“ uvádûn˘ v revidované âSN 73 0540:02 – Tepelná ochrana budov. V˘sledkem energetického hodnocení je „stupeÀ tepelné nároãnosti – STN“ podle kterého se budovy dûlí do následujících kategorií – viz tab. ã. 9.

kde : p je souãinitel stanoven˘ na základû denní doby vytápûní urãené pomocí kfiivek chladnutí objektu (pro nepfieru‰ované vytápûní p = 1) 2,15 - konstanta byla stanovena pro prÛmûrn˘ poãet denostupÀÛ a v˘poãtové okrajové podmínky vnitfiní a vnûj‰í v˘poãtové teploty (= 0,9 x 24 x 3,485 / (20+15)) Q – tepelná ztráta objektu (kW)

StupeÀ Klasifikace Slovní energetické energetické vyjádfiení nároãnosti nároãnosti budov klasifikace STN (%) budovy

A B C D E F G

Na podkladû uvedeného v˘poãtového postupu potfieby tepla na vytápûní objektu lze velmi jednodu‰e porovnávat skuteãnou spotfiebu tepla na vytápûní objektu s teoreticky stanovenou potfiebou tepla napfi. v energetick˘ch auditech. Podmínkou je zji‰tûní prÛmûrné spotfieby tepla minimálnû za poslední tfii topné sezóny a nepfieru‰ovan˘ zpÛsob vytápûní. Kriteria potfieby tepla na vytápûní Kriterium spotfieby tepla na vytápûní bylo v âSR poprvé stanoveno v âSN 73 0540:79. Spotfieba tepla na vytápûní byla stanovena pro mûrn˘ byt o obestavûném prostoru 200 m3 ve v˘‰i

≤ 40

A

mimofiádnû úsporná

≤ 60

B

velmi úsporná

≤ 80

C

úsporná

≤ 100

D

vyhovující

≤ 120

E

nevyhovující

≤ 150

F

V˘raznû nevyhovující

> 150

G

mimofiádnû nevyhovující

Tab. ã. 9 – Klasifikace stupnû tepelné nároãnosti budov

StupeÀ tepelné nároãnosti se stanovuje pomocí vztahu: E = 9,3 MWh/rok,byt

STN = 100 x eV / eV,N

Uvedená poÏadovaná spotfieba tepla znamenala omezení tepeln˘ch ztrát prÛmûrného bytu na 4 326 W. Mûrná spotfieba tepla na m3 byla E = 46,5 kWh/m3 a 129,2 kWh/m2.

kde eV je mûrná potfieba tepla na vytápûní budovy stanovená podle Vyhl. ã. 291/2001 Sb. eV,N - poÏadovaná mûrná potfieba tepla – viz tab. ã. 1 (podle Vyhl. ã. 291/2001 Sb)

Revidovaná âSN 73 0540:94 ustoupila od hodnocení spotfieby tepla na vytápûní a zavedla hodnocení pomocí tepelné charakte-

7

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS PoÏadované doklady o energetické nároãnosti budov

(6) Vlastník budovy nebo spoleãenství vlastníkÛ jednotek nesmí pfii uÏívání nov˘ch staveb nebo pfii uÏívání staveb dokonãen˘ch po jejich zmûnû pfiekroãit mûrné ukazatele spotfieby tepla pro vytápûní a pro pfiípravu teplé uÏitkové vody, stanovené vyhlá‰kou.

Legislativní pfiedpisy vydané v posledním období poÏadují fiadu prÛkazÛ o energetické nároãnosti budov. Jsou to zejména: - energetick˘ audit budovy - energetick˘ prÛkaz budovy - energetick˘ ‰títek budovy

(7) Vlastník budovy nebo spoleãenství vlastníkÛ jednotek musí vybavit vnitfiní tepelná zafiízení budov pfiístroji regulujícími dodávku tepelné energie koneãn˘m spotfiebitelÛm v rozsahu stanoveném vyhlá‰kou. Koneãn˘ spotfiebitel je povinen umoÏnit instalaci, údrÏbu a kontrolu tûchto zafiízení.

Energetick˘ audit budovy je pfiedepsán zák. ã. 406/2000 Sb. a provádûcí vyhlá‰kou ã. 213/2001 Sb. Povinnost podrobit své energetické hospodáfiství a budovu energetickému auditu se vztahuje na: - kaÏdou fyzickou ãi právnickou osobu, která Ïádá o dotaci v rámci programÛ dotovan˘m ze státních prostfiedkÛ, - organizaãní sloÏky státu, organizaãní sloÏky krajÛ a obcí a pfiíspûvkové organizace s celkovou roãní spotfiebou vy‰‰í, neÏ je vyhlá‰kou stanovená hodnota, - fyzické ãi právnické osoby, s v˘jimkou pfiíspûvkov˘ch organizací, s celkovou roãní spotfiebou energie vy‰‰í, neÏ je vyhlá‰kou stanovená hodnota – viz Vyhl. ã. 213/2001 Sb. §10 – cituji:

(8) Vlastník budovy nebo spoleãenství vlastníkÛ jednotek se musí fiídit pravidly pro vytápûní a dodávku teplé uÏitkové vody, stanoven˘mi vyhlá‰kou, s v˘jimkou: a) dodávky uskuteãÀované v˘hradnû pro vlastní osobní potfiebu, b) dodávky uskuteãÀované pro nebytové prostory za podmínky nepfiekroãení limitÛ stanoven˘ch vyhlá‰kou a neohroÏení zdraví a majetku,

(1) Hodnota, od níÏ vzniká pro organizaãní sloÏky státu, organizaãní sloÏky krajÛ a obcí a pfiíspûvkové organizace povinnost podrobit své budovy ãi zafiízení energetickému auditu, se stanoví ve v˘‰i 1500 GJ celkové roãní spotfieby energie.

c)

(2) Hodnota, od níÏ vzniká pro fyzické a právnické osoby s v˘jimkou uveden˘ch v § 10 odst. 1 povinnost podrobit své budovy ãi zafiízení energetickému auditu, se stanoví ve v˘‰i 35 000 GJ celkové roãní spotfieby energie.

dodávky uskuteãÀované pro byty, pfii souhlasu alespoÀ dvou tfietin nájemníkÛ nebo vlastníkÛ tûchto bytÛ s odli‰n˘mi pravidly, za podmínky nepfiekroãení limitÛ stanoven˘ch vyhlá‰kou a neohroÏení zdraví a majetku.

6. Dodateãné tepelné izolace konstrukcí a zásady jejich navrhování

(3) Hodnota, od níÏ vzniká pro fyzické a právnické osoby povinnost zajistit zpracování energetického auditu, se u budov a areálÛ samostatnû zásobovan˘ch energií, stanoví ve v˘‰i 700 GJ celkové roãní spotfieby energie.

Jedním ze základních racionalizaãních opatfiení ke sníÏení energetické nároãnosti budov jsou dodateãné tepelné izolace konstrukcí. Pfii jejich uplatnûní se v‰ak ãasto zapomíná, Ïe DTI tvofií souãást celého komplexu vzájemnû se podmiÀujících racionalizaãních opatfiení, které mají svoji posloupnost a návaznost. JestliÏe není tato posloupnost respektována, nejsou dosahovány pfiedpokládané úspory energie.

Energetick˘ prÛkaz budovy je základní soubor údajÛ klasifikujících budovu z hlediska základních uÏitn˘ch vlastností a energetické úãinnosti. Energetick˘ prÛkaz budovy se zpracovává pro v‰echny nové budovy a budovy, u nichÏ byla provedena zmûna dokonãené stavby podléhající energetickému auditu.

Dodateãné tepelné izolace se realizují s následujícím cílem: - sníÏit tepelné ztráty obvodov˘mi konstrukcemi, - zv˘‰it vnitfiní povrchové teploty konstrukcí a tepelnou pohodu v místnosti, - zabránit nebezpeãí vzniku kondenzace vodní páry a plísní, - zajistit poÏadavky legislativy (âSN, elektrické teplo).

Energetick˘ ‰títek budovy je v souãasné dobû pro budovy doporuãené hodnocení. Povinnost vybavovat spotfiebiãe energie energetick˘mi ‰títky je dána zák. ã. 406/2000 Sb. § 8. Povinnosti stavebníkÛ a majitelÛ budov Pfii v˘stavbû nov˘ch budov vypl˘vají stavebníkÛm a majitelÛm budov povinnosti uvádûné v zák. ã. 406/2000 Sb. PoÏadavky zákona vztahujících se na budovy – viz § 6, jsou následující:

Pfii provádûní dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací objektu s cílem sníÏit jeho energetickou nároãnost, je tfieba provést dodateãné tepelné izolace následujících konstrukcí : - obvodov˘ch stûn - stfie‰ní konstrukce - stropÛ a podlah - vnitfiních stûn - oken a dvefií

(4) Vlastník budovy nebo spoleãenství vlastníkÛ jednotek musí v dokumentaci pfiikládané k Ïádosti o vydání stavebního povolení v rámci dodrÏení obecn˘ch technick˘ch poÏadavkÛ na v˘stavbu prokázat splnûní poÏadavkÛ hospodárné spotfieby energie na vytápûní, vyjádfiené pfiípustn˘mi hodnotami tepelné charakteristiky budovy, tepelného odporu konstrukce, tepelné stability místností, ‰ífiení vzduchu a vlhkosti konstrukcí; dále musí dodrÏet zpÛsob urãení tepelné ztráty vnitfiních prostor vytápûné budovy, uplatnûn˘ pfii stanovení celkové tepelné charakteristiky budovy. K tomu vlastník budovy, spoluvlastníci budovy nebo spoleãenství vlastníkÛ jednotek pofiídí písemn˘ dokument obsahující vyjmenované hodnoty. Tato povinnost se vztahuje i na vlastníky nebo spoleãenství vlastníkÛ jednotek, u nichÏ se provádí zmûna dokonãené stavby podle zvlá‰tního právního pfiedpisu ovlivÀující plnûní v˘‰e uveden˘ch poÏadavkÛ a pokud se na nû vztahuje povinnost energetického auditu podle § 9 tohoto zákona.

Dodateãnou tepelnou izolaci konstrukcí lze provádût z vnûj‰í i vnitfiní strany konstrukce. Oba zpÛsoby mají své v˘hody i nedostatky. Izolace z vnûj‰í strany konstrukce zlep‰uje vlastnosti konstrukce nejen v ustáleném teplotním stavu, ale téÏ zvy‰uje i tepelnû akumulaãní vlastnosti. Musí se v‰ak chránit proti atmosférick˘m vlivÛm, musí se nákladnû stavût le‰ení a DTI provádût na celé plo‰e konstrukce. Naproti tomu DTI z vnitfiní strany zlep‰uje pouze tepeln˘ odpor konstrukce a vyvolává znaãné problémy s difuzí a kondenzaci vodní páry na styku stávající konstrukce a pfiidávané tepelnû izolaãní vrstvy. Naopak velkou v˘hodou je snadn˘ pfiístup ke konstrukci, odpadají náklady na stavbu le‰ení a pod. DTI z vnitfiní strany konstrukce lze bezpeãnû provádût pouze tam, kde je relativní vlhkost vnitfiního vzduchu v normálních mezích tj. do 60 %. Pfii vy‰‰ích relativních vlhkostech vnitfiního vzduchu, je provádûní DTI z vnitfiní strany rizikové. Pfiíklad rozloÏení teplot v obvodové stûnové konstrukci pfii provedení dodateãné tepelné izolace z vnûj‰í a z vnitfiní strany konstrukce je uvedeno na obr. ã. 4.

(5) PoÏadavky podle odstavce 4 nemusí b˘t splnûny pfii zmûnû dokonãené stavby u budovy v pfiípadû, Ïe vlastník prokáÏe energetick˘m auditem, Ïe to není technicky moÏné nebo ekonomicky vhodné s ohledem na Ïivotnost budovy, její provozní úãely nebo pokud to odporuje poÏadavkÛm zvlá‰tního právního pfiedpisu.

8

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS - poÏární bezpeãnosti - statick˘ch vlastností - bezpeãnosti a ochrany zdraví Spolehlivost systému z hlediska tepelnû technick˘ch vlastností spoãívá ve vlastnostech systému z hlediska : - prostupu tepla - difúze a kondenzace vodní páry - vzduchové propustnosti Rozhodující vlastností pfii hodnocení systému z hlediska prostupu tepla jsou stavebnû fyzikální vlastnosti dodateãné tepelnû izolaãní vrstvy. Kontaktní systémy vyuÏívají pfieváÏnû vysoce úãinné tepelné izolanty, jako jsou pûnov˘ polystyren ãi desky minerální plsti. Minimálnû se jiÏ dnes pouÏívají desky LIGNOPOR ãi HERAMIN. Tepeln˘ odpor tepelnû izolaãní vrstvy je závisl˘ na hodnotû tepelné vodivosti materiálu. Pro navrhovaní tlou‰Èky tepelnû izolaãní vrstvy musíme pouÏívat buì návrhové hodnoty tepelné vodivosti, která v sobû zahrnuje vliv vlhkosti, nehomogenity objemové hmotnosti a pod., nebo vycházet z charakteristick˘ch hodnot, upraven˘ch podle pfiedpisu âSN 730540:02 – ãást 3.

a) DTI z vnûj‰í strany b) DTI z vnitfiní strany Obr. ã. 4 – PrÛbûh teploty ve stûnové konstrukci zateplené z vnûj‰í strany konstrukce a z vnitfiní strany konstrukce

V souãasné dobû je na na‰em trhu celá ‰kála systémÛ DTI. Jsou to zejména systémy kontaktní, spoãívající v lepení tepelnû izolaãní vrstvy k podkladu pomocí akrylátov˘ch, silikátov˘ch a silikonov˘ch tmelÛ, dále kotven˘ch talífiov˘mi hmoÏdinkami a pfiekr˘van˘ch stûrkou vyztuÏenou skelnou sítí.

Na v˘sledn˘ efekt dodateãné tepelné izolace bude mít vliv provedení tepelnû izolaãní vrstvy. Tato vrstva musí b˘t souvislá a v deklarované tlou‰Èce, beze spár a zátekÛ stûrkové hmoty. âasto se zapomíná, Ïe kompenzování nerovností podkladu tepelnû izolaãní vrstvou (napfi. zbru‰ování povrchu u desek) mÛÏe vést ke sníÏení v˘sledného tepelného odporu zateplení.

Pro DTI vnitfiních konstrukcí lze vyuÏít v‰ech systémÛ lepen˘ch tepeln˘ch izolací s tím, Ïe musí b˘t provedeno peãlivé posouzení skladby konstrukce hlavnû z hlediska difúze a kondenzace vodní páry. NavrÏení tlou‰Èky stûrky a její difúzní odpor musí vycházet z poÏadavku maximálního sníÏení nebezpeãí kondenzace vodní páry uvnitfi konstrukce. Nejvût‰í pozornost správnému návrhu skladby konstrukce je tfieba vûnovat pfii provádûní DTI z titulu zabránûní vzniku plísní na vnitfiním povrchu konstrukcí. Dále je nutné fie‰it problémy s v˘razn˘mi tepeln˘mi mosty vznikajícími napfi. u pfiíãn˘ch nosn˘ch stûn apod.

Velkou pozornost je tfieba vûnovat detailÛm. Ostûní oken a dvefií, ukonãení u soklu ãi u atiky a fiímsy, mÛÏe b˘t, pokud nejsou tyto detaily správnû navrÏeny, zdrojem znaãn˘ch poruch. Tyto detaily je tfieba pfii návrhu provûfiit v˘poãtem teplotního dvourozmûrného ãi prostorového pole a jejich podkladû zvolit nejv˘hodnûj‰í fie‰ení.

Osvûdãené zásady pro provádûní dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací jsou následující : - obvodové stûny izolovat z vnûj‰í strany konstrukce, DTI z vnitfiní strany konstrukce provádût pouze vyjimeãnû, - izolovat v‰echny konstrukce, kter˘mi dochází k tepeln˘m ztrátám, t.j. i vnitfiní konstrukce stûnové i stropní, - souãasnû s izolací neprÛsvitn˘ch pln˘ch konstrukcí zlep‰it tepelnû technické vlastnosti oken a dvefií (pfiídavné zasklení, osazení speciálních skel, utûsnûní spár a pod.), - po provedení dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací provést racionalizaãní opatfiení u zdroje tepla se zabezpeãením optimálního vytápûcího reÏimu (v˘kon zdroje, regulace a podobnû).

Jedním z nejãastûj‰ích problémÛ, pfii navrhování a provádûní dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací, jsou problémy spojené s difúzí vodní páry. Stûrková vrstva spolu s omítkou a téÏ vrstva pûnového polystyrenu u vnûj‰ího líce stûny, podstatnû zmûní tok vodní páry konstrukcí. Rozhodující pro zabezpeãení dlouhodobé Ïivotnosti zateplené konstrukce, je její podrobné vyhodnocení pfii návrhu skladby konstrukce. DÛleÏité je, Ïe hodnotíme celou skladbu konstrukce tj. stávající konstrukci vãetnû zateplení. Z proveden˘ch hodnocení a praktick˘ch poznatkÛ z realizace vypl˘vá, Ïe kontaktní systémy DTI nejsou vhodné pro zateplování konstrukcí na bázi dfieva. I kdyÏ fiada na‰ich firem dfievûné objekty typu OKAL, STAMO a dal‰í kontaktními systémy s pûnov˘m polystyrenem zatepluje, je tfieba si uvûdomit, Ïe závady vznikající v dÛsledku difúze a kondenzace vodní páry jsou dlouhodobé a mohou se projevit aÏ po mnoha letech uÏívání stavby.

PoÏadavky na spolehlivost kontaktních systémÛ dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací tzv. ETICS Základní provûrkou spolehlivé funkce kontaktních systémÛ dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací stûnov˘ch konstrukcí je jejich certifikace pfiíslu‰nou státní zku‰ebnou.

Pfii provádûní kontaktních systémÛ dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací je tfieba dÛslednû dodrÏovat technologické postupy. Pfii nedodrÏování tûchto postupÛ dochází k fiadû závad, jejichÏ ukázky jsou uvedeny na následujících obrázcích ã. 5 - 7.

Certifikace systému se provádí z následujících hledisek : - tepelnû technick˘ch vlastností a úspory energie

Obr. ã. 5 – Odlupování stûrkové vrstvy a omítky

Obr. ã. 6 – Po‰kození soklové li‰ty

9

Obr. ã. 7 – Poru‰ení DTI datlovit˘mi ptáky

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS V˘mûna vzduchu v místnostech pomocí v˘plní otvorÛ

SniÏování tepeln˘ch ztrát okny Tepelné ztráty v˘plnûmi otvorÛ mají v objektech s dobr˘mi tepelnû technick˘m vlastnostmi pln˘ch konstrukcí nejvy‰‰í podíl. U rodinn˘ch domkÛ ãiní tepelné ztráty okny cca 30 % a více, u vícepodlaÏních domÛ 48 - 60 % z celku. Tyto hodnoty pomûru tepeln˘ch ztrát okny k celkov˘m tepeln˘m ztrátám platí pro souãasné tepelnû technické vlastnosti konstrukcí. Pfii zvy‰ování tepeln˘ch odporÛ stûn a stfiech bude podíl ztrát okny prostupem tepla stoupat a lze fiíci, Ïe tepelné ztráty okny jiÏ jsou a budou u nov˘ch budov dominující.Rozdûlení tepeln˘ch ztrát pln˘mi konstrukcemi a v˘plnûmi otvorÛ – okny a dvefimi je uveden na obr. ã. 8.

V˘mûna vzduchu v místnostech patfií k základním hygienickym poÏadavkÛm pro pobyt osob v budovách. V˘mûna vzduchu b˘vá zaji‰Èována: - infiltrací spárami mezi kfiídly a rámy oken a dvefií, - pohybem vzduchu vyvolan˘m ventilaãními komínov˘mi prÛduchy, - ventilaãním zafiízením pracujícím na principu nucené v˘mûny vzduchu. Infiltrace spárami oken a vnûj‰ích dvefií byla do dne‰ní doby základnim prostfiedkem k v˘mûnû vzduchu v obytn˘ch stavbách. V˘mûna vzduchu spárami je závislá na hodnotû souãinitele spárové prÛvzdu‰nosti iL,V = (m3/m.s.Pa0,67). coÏ je mnoÏství vzduchu v m3 /s proudícího 1 m spáry pfii tlakovém rozdílu 1 Pa. PoÏadavky na minimální v˘mûnu vzduchu v budovách jsou dány normov˘mi a hygienick˘mi poÏadavky. Pro bytové stavby je uvádûna poÏadovaná hodnota v˘mûny vzduchu v rozsahu n = 0,3 aÏ 0,5 h-1. V˘mûna vzduchu v místnostech infiltrací závisí nejen na hodnotû souãinitele spárové prÛvzdu‰nosti, ale dále na orientaci oken budovy ke smûru pfievládajících vûtrÛ, v˘‰ce budovy, dispoziãním fie‰ení bytu (jednostranná orientace ãi moÏnost pfiíãného vûtráni), tûsnosti vnitfiních dvefií, situováni budovy v krajinû a pod. Hodnoty souãinitele spárové prÛvzdu‰nosti rÛzn˘ch typu oken v závislosti na zpÛsobu tûsnûni spár jsou uvedeny v tabulce ã. 10.

Typ tûsnûní okenních spár

33 %

28 % 24 %

Souãinitel prÛvzdu‰nosti i L,V (m3/m.s. Pa0,67)

Okno dfievûné zdvojené netûsnûné

1,4 x 10-4

Okno dfievûné s tûsnûním kovotûs

0,7 x 10-4

Okno dfievûné tûsnûné molitanov˘mi pásky

0,5 x 10-4

Okno dfievûné tûsnûné neoprénov˘mi profily

0,2 – 0,4 x 10-4

Tabulka 10 - Souãinitelé prÛvzdu‰nosti pro rÛzné druhy tûsnûní spár podle mûfiení CSl – prac. Zlín

Pro zaji‰tûní pfiirozené v˘mûny vzduchu v místnostech ve v˘‰i 0,5 h-1 se uvádí u standardních bytÛ o 200 m3 obytného prostoru maximální míra utûsnûní oken ve v˘‰i i = 0,7 [m2s-1Pa-n] Infiltraci mezi okenním rámem a ostûním je moÏno odstranit vypûnûním PUR pûnou, coÏ se jiÏ bûÏnû provádí. Zmen‰ení tepeln˘ch ztrát prostupem lze provést : - v˘mûnou jiÏ doÏil˘ch oken za okna s v˘hodnûj‰ími tepelnû technick˘mi vlastnostmi, - pfiídavn˘m zasklením, - osazením specielního skla, - nalepením odrazivé folie, - osazením akrylátového skla.

10 %

o - kna in fil tr ac e vn ko itfi ns ní tr uk ce

na ok

dl

ah

a po

fie ch st

ûn a st

2%

a

3%

Obr. ã. 8 – Rozdûlení tepeln˘ch ztrát u panelového objektu

Z hlediska prostupu tepla, tedy z hlediska zmen‰ení souãinitele prostupu tepla, je moÏno doplnit okna na stavbách pfiídavn˘m okenním rámeãkem. Tím se zmûní okno, je-li dvojité, na okno s trojit˘m zasklením. PouÏívají se k tomu rámeãky z plastÛ, do kter˘ch se vlepují tabule skla. Tyto konstrukce se nepohyblivû pfiipevÀují ke stávajícímu rámu kfiídla. Toto fie‰ení není v‰ak vhodné pro vût‰í okna, protoÏe neumoÏÀuje objemové zmûny skla, coÏ vede k jeho praskání. Dal‰ím dÛvodem, pro kter˘ nelze pfiídavné zasklení doporuãit je podstatné zv˘‰ení hmotnosti kfiídla, na které nejsou dimenzovány okenní závûsy. Dochází tak k jejich postupnému provû‰ování, které brání v otevírání okenních kfiídel. V˘hodnûj‰í je proto rámeãek z hPVC, kter˘ se pfiipevÀuje na vnitfiní stranu okna (fie‰ení má ‰védsk˘ pÛvod). Toto fie‰ení umoÏÀuje dilataãní pohyb sklenûné tabule pfii objemov˘ch zmûnách. Jeho nev˘hodou je v‰ak to, Ïe neumoÏÀuje ãi‰tûní skel z vnitfiní strany a také to, Ïe ve styku

SníÏení tepeln˘ch ztrát u zabudovan˘ch oken Zvût‰ení tepelnû izolaãního úãinku oken je moÏné mj. zmen‰ením prostupu tepla a sníÏením infiltrace spárami oken. Tepelné ztráty infiltrací vznikají netûsnostmi mezi následujícími konstrukãními ãástmi oken: - sklem a rámem okenního kfiídla, - okenním kfiídlem a rámem okna, - rámem okna a ostûním. Ke zmen‰ení infiltrace je tfieba spáry mezi okenním kfiídlem a rámem utûsnit. Na trhu je fiada tûsnûní od klasického plechového tûsnûní KOVOTùS aÏ k nov˘m typÛm tûsnûní z neoprénov˘ch trubiãkov˘ch profilÛ. MnoÏství tepla, které odchází z vytápûné místnosti spárami oken a dvefií je dáno souãinitelem infiltrace.

10

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS pouÏívá dnes jiÏ dfiíve osvûdãen˘ch okenních zafiízení, jako jsou Ïaluzie, rolety, rÛzné druhy závûsÛ apod.

pryÏového tûsnûní rámeãku s pÛvodní tabulí skla mÛÏe docházet ke kondenzaci vodní páry.V zahraniãí byl také vyvinut pfiídavn˘ rámeãek z hliníkov˘ch slitin pro pouÏití u dfievûn˘ch oken otvírav˘ch s izolaãním dvojsklem. Pfiídavn˘ profil se pfiipevÀuje na rám okenního kfiídla nebo na rám okna z vnûj‰í strany. Tûsnûní spár se provádí jako dvoustupÀové, pomocí pryÏov˘ch tûsnících profilÛ. Mezi konstrukci dvojskla a pfiídavného skla, lze umístit Ïaluzie. Tento typ pfiídavného zafiízení není moÏno v‰ak pouÏít u jiného typu okna neÏ pro které bylo navrÏeno. Nev˘hodou tohoto fie‰ení je moÏnost svû‰ování kfiídel, zpÛsobené malou únosností okenních závûsÛ. Univerzálnûj‰í je fie‰ení pfiídavného rámeãku z hliníkov˘ch slitin, kter˘ je moÏno namontovat na staré typy dfievûn˘ch oken s rÛzn˘m otevíráním a rÛzn˘mi rozmûry kfiídel. Rámeãek je opatfien závûsem, kter˘ umoÏÀuje jeho otevírání pfii ãi‰tûní skel. Závûs je umístûn pod profilem rámeãku, takÏe neporu‰uje vzhled okna.

SniÏování pfiirozené stálé v˘mûny vzduchu ve stavbách vyvolává nárÛst relativní vlhkosti vnitfiního vzduchu. Zatímco byly byty v panelov˘ch domech cca do roku 1980 charakteristické nízk˘mi hodnotami relativní vlhkosti vnitfiního vzduchu, které byly po celou dobu topného období mezi 20 – 40%, postupnû tato vlhkost narÛstala a v souãasné dobû se pohybuje u cca 90 % bytÛ do 60% a v cca 10 % bytÛ je nad 80 %. Zv˘‰ená relativní vlhkost vnitfiního vzduchu vyvolává v obytn˘ch místnostech vznik povrchové kondenzace a plísní. O váÏnosti situace vypovídá poÏadavek na v˘mûnu vzduchu podle DIN 1946-6, kter˘ je uveden v tabulce ã. 11. Vezmeme-li si jako pfiíklad typick˘ byt v panelovém domû se ãtyfimi okny velikosti 1600/1500 mm, délkou okenní spáry 30,8 m, s plochou bytu 72,0 m2 a objemem bytu 184,0 m3 (pfii svûtlé v˘‰ce místnosti 2,55 m) vychází následující závislost v˘mûny vzduchu na zpÛsobu tûsnûní okenních spár. V˘poãet byl proveden pro budovu situovanou v krajinû normální s rychlostí vûtru cv = 6,0 m/s (viz âSN 06 0210).

Dal‰í moÏností jak sníÏit tepelné ztráty prostupem tepla okny je osazení specielních skel. Vnitfiní sklo okna se zamûní za sklo s odrazivou vrstvou, které odráÏí tepelné záfiení zpût do místnosti. V˘hodou je, Ïe se nezvy‰uje hmotnost okenního kfiídla a sklo lze bûÏn˘m zpÛsobem a tradiãními ãistícími prostfiedky o‰etfiovat. Osazením skla napfi. ENERGY KAPPA Float se sníÏí hodnota souãinitele prostupu tepla u dfievûného zdvojeného okna z hodnoty U = 2,9 W m-2K-1 na hodnotu U = 2,3 W m-2K-1. Stejného úãinku dosáhneme pouÏitím folií s odrazivou vrstvou. VyuÏívá se folií vyvinut˘ch v USA pro ochranu klimatizovan˘ch prostor s tím, Ïe nové energetické folie jsou naprosto ãiré a nesniÏují svûteln˘ tok do místnosti. pomocí folie lze dosáhnout stejného úãinku jako u odraziv˘ch skel tj. U = 2,3 W m-2K-1.

Z uvedeného rozboru vypl˘vá, Ïe poÏadovaná v˘mûna vzduchu ve v˘‰i 0,5/h je zaji‰tûna pfiirozenou infiltrací spárami pfii hodnotû souãinitele spárové prÛvzdu‰nosti iL,V = 0,7 x 10-4 (m3/m.s.Pa0,67). Poznámka: V˘mûna vzduchu v pfieváÏné vût‰inû souãasn˘ch bytov˘ch staveb se provádí vûtráním okny tj. otevíráním oken. V minulém období, díky malé tûsnosti dfievûn˘ch zdvojen˘ch oken docházelo k v˘mûnû vzduchu i pfii zavfien˘ch oknech. To souãasná plastová ãi dfievûná „eurookna“ neumoÏÀují. Pfii v˘mûnû star˘ch dfievûn˘ch oken za okna nová se podstatnû sníÏí stálá v˘mûna vzduchu v místnostech a v koutech a rozích místností se zaãnou objevovat plísnû. Na druhé stranû „zbyteãná“ nadmûrná v˘mûna vzduchu znamená vy‰‰í tepelné ztráty a spotfiebu tepla na vytápûní. Proto se u nízkoenergetick˘ch staveb navrhuje nucená regulovatelná v˘mûna vzduchu s vyuÏitím rekuperace tepla z odcházejícího vzduchu, která zaruãí nejen dodrÏení hygieniky poÏadovan˘ch v˘mûn vzduchu, ale i minimalizaci tepeln˘ch ztrát vûtráním.

Zajímavou moÏností jak sníÏit tepeln˘ tok okny a svûtlíky v prÛmyslov˘ch objektech je osazení akrylátového skla. Tato skla jsou vyrábûna v rÛzn˘ch tlou‰Èkách s komÛrkov˘m uspofiádáním a to jako dvojskla aÏ ãtyfiskla. Souãinitel prostupu tepla je od hodnot U = 3,0 W m-2K-1 aÏ U = 1,3 W m-2K-1. Hlavní vyuÏití je u ocelov˘ch jednoduch˘ch oken a svûtlíkÛ. Úspory tepla jsou znaãné, neboÈ jednoduché sklo s drátosklem v ocelovém rámu má U = 5,2 W.m-2K-1. Objevují se téÏ varianty vyuÏívající ãiré akrylátové sklo jako vnitfiní zasklení u zdvojen˘ch oken. Touto kombinací lze dosáhnout souãinitele prostupu tepla pod U = 2,0 W/m2K. Ke zmen‰ení souãinitele prostupu tepla oken se skupina budovy

velikost bytu

obsazení bytu

m2

osoby

poÏadovaná v˘mûna vzduchu volná v˘mûna vzduchu mechan. v˘mûna vzduchu m3/h h-1 m3/h h-1

I

≤50

do 2

60

≥0,45

66

≥0,45

II

>50

do 4

90

≤0,70

120

≤0,90

III

>80

do 6

120

180

≤0,85

≤80

>0,45 ≤0,60

>0,6

Tab. ã. 11 – PoÏadované v˘mûny vzduchu podle DIN 1946-6 Souãinitel iL,V 3

0,67

Délka spár oken

V˘mûna vzduchu

Násobnost v˘mûny

(m)

V (m /h)

h-1

-4

0,1 x 10

30,8

14,85

0,081

0,3 x 10-4

30,8

44,56

0,242

0,5 x 10-4

30,8

74,29

0,404

-4

0,7 x 10

30,8

103,98

0,565

1,0 x 10-4

30,8

148,58

0,807

1,4 x 10-4

30,8

208,00

1,134

(m /m.s.Pa )

3

Tab. ã. 12 - V˘mûna vzduchu v místnostech v závislosti na hodnotû souãinitele spárové prÛvzdu‰nosti spár

11

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS Zásady jak sníÏit energetickou nároãnost staveb: Energetickou nároãnost staveb je moÏné sníÏit uplatnûním následujících opatfiení: - zlep‰ením tepelnû technick˘ch vlastností konstrukcí a budov, - získáním tepelné energie netradiãními formami, - opatfiením v rozvodné síti topného média. Z proveden˘ch rozborÛ a mûfiení spotfieby energie pfii provozu budov vypl˘vá následující postup racionalizaãních opatfiení : 1. zlep‰it tepelnû technické vlastnosti staveb formou dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací, 2. na základû zmûny tepeln˘ch ztrát objektu provést úpravu vytápûcího zafiízení, 3. regulovat dodávku tepla pro vytápûní v závislosti na poÏadované tepelné pohodû a vnûj‰ích klimatick˘ch podmínkách, 4. mûfiením spotfieby tepla na vytápûní, vyvolat u uÏivatelÛ snahu se pfiímo podílet na sníÏení spotfieby tepla na vytápûní místností a bytÛ.

Obr. ã. 9 – Vícevrstvé zdivo s vkládan˘m tepeln˘m izolantem

Pfii návrhu objektu lze zajistit dosaÏení nízké energetické nároãnosti vhodn˘mi dispoziãními fie‰eními objektu, které jsou následující: a) minimalizovat poãet vstupÛ do objektu, b) u vstupÛ do vytápûn˘ch prostor vytváfiet zádvefií, c) vytápûné ãásti objektÛ situovat do skupin oddûlen˘ch dvefimi od prostor nevytápûn˘ch, d) vytápûné místnosti objektu situovat na oslunûné svûtové strany, e) u obytn˘ch a obãansk˘ch staveb fiadit místnosti se stejnou teplotou vnitfiního vzduchu vedle sebe horizontálnû i vertikálnû (nestfiídat pokud moÏno místnosti s rÛznou teplotou vnitfiního vzduchu a rozdílnou dobou vytápûní), f) tvar budovy by mûl mít optimální tvar z hlediska pomûru plochy obvodového plá‰tû k obestavûnému prostoru (nevhodné jsou pavilonové typy staveb, atriové domy, dlouhé pfiízemní budovy, zbyteãné vik˘fie, ark˘fie apod.), g) u obytn˘ch místností nenavrhovat zbyteãnû vysoké místnosti (respektovat minimální poÏadované svûtlé v˘‰ky místností), h) omezit infiltraci u otvorÛ na hygienicky nutné hodnoty v˘mûny vzduchu v místnostech (vyuÏívat pevnû zasklen˘ch oken s vûtracími kfiídly a klapkami, osazovat prahy u dvefií), ch) omezovat tepelné ztráty prostupem u oken vyuÏíváním oken s vícenásobn˘m zasklením a se zasklením specielními dvojskly a trojskly, vyuÏívat doplÀkové okenní prvky (Ïaluzie, okenice, závûsy), i) místnosti pfiíslu‰enství nevytápût na teplotu obytn˘ch místností, tyto místnosti fie‰it tak, aby technická a technologická zafiízení vyÏadující nadnulové teploty, byla umístûna uprostfied dispozice a aby byly max. omezeny tepelné ztráty tûchto prostor, j) velikost okenních otvorÛ fie‰it s ohledem na minimalizaci tepeln˘ch ztrát a s ohledem na moÏnost pasivního vyuÏití sluneãní energie, k) pro co nejv˘hodnûj‰í vyuÏití sluneãní energie, na oslunûné stranû objektu umísÈovat prosklené lodÏie, zimní zahrady a pod.

Obr. ã. 10 – Kontaktní systémy dodateãn˘ch tepeln˘ch izolací ETICS

Zastánci obou táborÛ uvádûjí fiadu dÛvodÛ, kter˘mi obhajují své názory. Pfiíznivci vícevrstv˘ch konstrukcí uvádûjí tyto v˘hody vrstven˘ch stûnov˘ch konstrukcí: a)

jednovrstvé zdivo obsahuje fiadu tepeln˘ch mostÛ, které zpÛsobují znaãné úniky tepla, b) dal‰í tepelné mosty vznikají nedodrÏováním technologick˘ch postupÛ pfii zdûní. LoÏné spáry jsou vy‰‰í jak 15 mm (aÏ 50 mm), styãné spáry jsou promaltovány a keramické tvarovky nelze sekat na potfiebné rozmûry, takÏe dochází k rozbití tvarovek a vyplÀování nerovností cementovou maltou, (Ukázka provádûní zdûn˘ch konstrukcí je uvedena na obr. ã. 11.) c) i kdyÏ fiada zdících systémÛ má specielní prvky na pfieklady ãi pozední vûnce, stavební firmy ve snaze u‰etfiit náklady provádí pfieklady klasick˘mi technologick˘mi postupy a tím vznikají v˘razné tepelné mosty, d) z hlediska tepelnû technick˘ch vlastností vykazují vícevrstvé systémy a systémy s dodateãn˘mi tepeln˘mi izolacemi v˘hodnûj‰í tepelnû akumulaãní vlastnosti projevujícími se vyrovnan˘mi teplotami v zimním období pfii pfieru‰ovaném vytápûní (napfi. u elektrick˘ch pfiímotopn˘ch systémÛ) a v letním období niωí tepelnou zátûÏí, e) technologie vícevrstv˘ch stûnov˘ch konstrukcí snadno fie‰í i problémy spojené s difuzí a kondenzací vodních par. Vûtraná vzduchová vrstva u vícevrstv˘ch stûn dokonale eliminuje pronikající vodní páry jejich odvedení vzduchem proudícím ve vzduchové vrstvû. U stûn s kontaktním zateplením lze snadno fie‰it tento problém uÏitím lepidel a stûrek s mal˘mi difúzními odpory ( na podkladû silikátov˘ch a silikonov˘ch pojiv).

7. Návrhy skladeb obvodov˘ch konstrukcí V odborné vefiejnosti jsou ãasto vedeny polemiky nad tím, které skladby obvodov˘ch stûnov˘ch konstrukcí a stfie‰ních konstrukcí jsou v˘hodnûj‰í. Tento problém je pfieváÏnû zamûfien na stûnové konstrukce a to zda navrhovat stûnové konstrukce jednovrstvé, napfi. z keramick˘ch tvarovek (Porotherm, Heluz) ãi s vícevrstvé s nosnou vrstvou z keramického ãi pórobetonového zdiva a s tepelnû izolaãní vrstvou z vnûj‰í strany konstrukce buì ve formû kontaktního zateplovacího systému nebo formou zdûné vrstvy (viz obr. ã. 9 a 10).

12

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS

Rozbor tepelnû technick˘ch vlastností jednovrstv˘ch a vícevrstv˘ch konstrukcí je uveden v následujících tabulkách. V tab. ã. 13 jsou uvedeny tepelnû technické vlastnosti jednovrstv˘ch zdûn˘ch stûnov˘ch konstrukcí a jejich cena za 1 m2 zdiva bez omítek. V tab. ã. 14 jsou uvedeny tepelnû technické vlastnosti vícevrstv˘ch konstrukcí a hodnocení z hlediska difuze vodní páry.

Obr. ã. 11 – Pfiíklady nedodrÏování technologick˘ch postupÛ pro zdûní

Konstrukce

Tep. odpor

Souã.prostupu

Náklady

R (m2K/W)

tepla

vãetnû zabudování

U (W/m2K)

Kã/m2

Termoizolaãní pálená cihla 240 mm

0,68

1,1

855,-

Termoizolaãní pálená cihla 300 mm

1,25

0,70

1074,-

Termoizolaãní pálená cihla 365 mm

2,50

0,38

1323,-

Termoizolaãní pálená cihla 400 mm

2,74

0,35

1502,-

Superizolaãní pálená cihla 440 mm

4,01

0,24

1735,-

Porobetonová tvárnice 300 mm

2,65

0,35

1002,-

Porobetonová tvárnice 375 mm

3,32

0,29

1251,-

Tab. ã. 13 – Tepelnû technické vlastnosti jednovrstv˘ch stûnov˘ch konstrukcí, cena za m2 zdiva.

Konstrukce

Tep. odpor

Souãinitel U

R (m2K/W)

(W/m2K)

Mc,a (kg/m2,rok)

Mev,a (kg/m2,rok)

Termoizolaãní pálená cihla 240 mm + 100 mm EPS

3,42

0,28

0,077

3,090

Termoizolaãní pálená cihla 240 mm + 150 mm EPS

4,70

0,20

0,041

3,074

Termoizolaãní pálená cihla 300 mm + 80 mm EPS

3,10

0,31

0,085

3,086

Termoizolaãní pálená cihla 300 mm + 100 mm EPS

3,47

0,27

0,067

3,079

Termoizolaãní pálená cihla 300 mm + 120 mm EPS

3,98

0,24

0,052

3,074

Termoizolaãní pálená cihla 300 mm + 150 mm EPS

4,76

0,20

0,035

3,068

Porobetonová tvárnice 300 mm + 80 mmEPS

4,31

0,22

0,070

2,401

Porobetonová tvárnice 300 mm + 100 mmEPS

4,73

0,20

0,055

2,336

Porobetonová tvárnice 300 mm + 120 mmEPS

5,15

0,19

0,043

2,238

Tab. ã. 14 – Tepelnû technické vlastnosti vícevrstv˘ch konstrukcí

Poznámka: Z uvedeného hodnocení vícevrstv˘ch konstrukcí z hlediska difúze vodní páry vypl˘vá, Ïe u v‰ech hodnocen˘ch skladeb nehrozí nebezpeãí hromadûní zkondenzované vodní páry uvnitfi konstrukce. MnoÏství zkondenzované vodní páry Mc,a je mnohonásobnû niωí, neÏ mnoÏství vodní páry vypafiené Mev,a.

13

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS Porovnání tepelnû technick˘ch vlastností a cen vícevrstv˘ch stûnov˘ch konstrukcí je uveden v tab. ã. 15. Název:

SloÏení:

Termoizolaãní cihla 240 mm + 100 mm EPS omítka vnitfi.15 mm tvarovky 24 P+D lepící vrstva, EPS stûrka s omítkou

Termoizolaãní cihla 240 mm + 150 mm EPS omítka vnitfi.15 mm tvarovky 24 P+D lepící vrstva, EPS stûrka s omítkou

Termoizolaãní cihla 300 mm + 100 mm EPS omítka vnitfi.15 mm tvarovky 30 P+D lepící vrstva, EPS stûrka s omítkou

Termoizolaãní cihla 300 mm + 150 mm EPS omítka vnitfi.15 mm tvarovky 30 P+D lepící vrstva, EPS stûrka s omítkou

Porobetonová tvárnice 300 mm + 100 mm EPS omítka vnitfi.15 mm tvarovky 30 lepící vrstva, EPS stûrka s omítkou

Porobetonová tvárnice 300 mm + 120 mm EPS omítka vnitfi.15 mm tvarovky 30 lepící vrstva, EPS stûrka s omítkou

omítka vnitfi.15 mm tvarovky 44 vnûj‰í omítka 30 stûrka s omítkou

R (m2K/W)

3,424

4,706

3,474

4,756

4,73

5,15

4,01

U (W/m2K)

0,278

0,205

0,274

0,20

0,20

0,19

0,24

1.996,-

2.173,-

2.215,-

2.035,-

2.101,-

2.204,-

Cena za souvrství Celkem 1.954,Kã/m2

Super izolaãní cihla 440 mm

Tab. ã. 15 – Porovnání tepelnû technick˘ch vlastností a cen sendviãov˘ch stûnov˘ch konstrukcí

Uvedené ceny konstrukcí byly stanoveny jako agregované poloÏky uvádûné napfi. URS Praha ãi RTS Brno. Tyto poloÏky jiÏ obsahují náklady na materiály vãetnû v‰ech dal‰ích nákladÛ na zabudování. Konstrukce ã.1

Tlou‰Èka vrstvy v mm

Cena vrstvy v Kã/m2

vnitfiní vápenná omítka

15

201,-

Superizolaãní cihla 440 mm

440

1735,-

vnûj‰í vápenocementová omítka

30

268,-

Celková tlou‰Èka a cena konstrukce

485

2.204,-

Tlou‰Èka vrstvy v mm

Cena vrstvy v Kã/m2

Tab. ã.16: Charakteristika jednovrstvé konstrukce Konstrukce ã.2 vnitfiní vápenná omítka

15

201,-

Termoizolaãní cihla 240 mm

240

855,-

ETICS s EPS F Fasádní tl. 150 mm

160

940,-

Celková tlou‰Èka a cena konstrukce

415

1.996,-

Tab. ã.17: Charakteristika vícevrstvé konstrukce

Závûr Srovnáme-li vlastnosti jednovrstvé a vícevrstvé konstrukce, vychází jednoznaãnû v˘hodnûj‰í konstrukce vícevrstvá ve skladbû termoizolaãní cihla 240 mm s tepelnou izolací tlou‰Èky 150 mm. Tato varianta je ve srovnání s jednovrstvou konstrukcí asi o 10 % levnûj‰í, pfiitom má o 17 % lep‰í tepelnû izolaãní vlastnosti, vy‰‰í únosnost, niωí nasákavost, vy‰‰í tepelnû akumulaãní schopnost, lépe fie‰í eliminaci tepeln˘ch mostÛ a díky své o 70 mm men‰í tlou‰Èce nám umoÏÀuje získat o nûkolik metrÛ ãtvereãních více podlahové plochy pfii stejné zastavûné plo‰e. Publikaci vypracoval: Ing. Jaroslav ·afránek,CSc.

Obr. ã.12: Pfiíklad vícevrstvé a jednovrstvé konstrukce

14

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS Pfiíklady úspû‰n˘ch realizací Pro prezentaci úspû‰n˘ch realizací byly vybrány nûkteré panelové objekty, u kter˘ch bylo provedeno vyhodnocení spotfieby tepla na vytápûní pfied a po provedení úsporn˘ch energetick˘ch opatfiení.

1. VûÏov˘ panelov˘ dÛm Praha 10 Zahradní Mûsto

2. Bytov˘ dÛm T 03B, Praha 9

DTI stûn - pûnov˘ polystyren tl. 100 mm DTI stfiechy - desky MIV tl. 120 mm Plastová okna (U = 1,3 W/m2K) Regulace vytápûní - termoventily, zónová regulace ÚSPORA ENERGIE 56%

DTI stûn - pûnov˘ polystyren 120 mm DTI stropu pod pÛdou a nad suterénem V˘mûna oken (U = 1,1 W/m2K) Termoregulaãní ventily ÚSPORA ENERGIE 60 %

3. Bytov˘ dÛm VVU – ETA: Praha 9, âern˘ most, Cíglerová

4. Bytov˘ dÛm G 57: Praha 10, Topolová

DTI stûn DTI stfiechy a stropu nad suterénem V˘mûna oken (U=1,3 W/m2 K) Termoregulaãní ventily ÚSPORA ENERGIE 37 %

DTI stûn DTI stfiechy a stropu nad suterénem V˘mûna oken (U = 1,3 W/m2 K) Termoregulaãní ventily ÚSPORA ENERGIE 64 %

15

SNIÎOVÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROâNOSTI STAVEB POMOCÍ EPS

SdruÏení EPS âR Na Cukrovaru 74 278 01 Kralupy nad Vltavou tel./fax: 315 725 747 e-mail: [email protected] internet: www.epscr.cz

© SdruÏení EPS âR 04 / 2006