VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV STAVEBNÍ EKONOMIKY A ÍZENÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF STRUCTURAL ECONOMICS AND MANAGEMENT
EKONOMICKÁ VÝHODNOST NÍZKOENERGETICKÝCH A PASIVNÍCH DOM ECONOMIC PROFITABILITY OF LOW-ENERGETIC AND PASSIVE HOUSES
BAKALÁ SKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS
AUTOR PRÁCE
Jan Vopelka
AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BRNO 2013
Ing. Gabriela Kocourková
VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ Studijní program Typ studijního programu Studijní obor Pracovišt
B3607 Stavební inženýrství Bakalá ský studijní program s prezen ní formou studia 3607R038 Management stavebnictví Ústav stavební ekonomiky a ízení
ZADÁNÍ BAKALÁ SKÉ PRÁCE Student
Jan Vopelka
Název
Ekonomická výhodnost nízkoenergetických a pasivních dom
Vedoucí bakalá ské práce
Ing. Gabriela Kocourková
Datum zadání bakalá ské práce Datum odevzdání bakalá ské práce V Brn dne 30. 11. 2012
30. 11. 2012 24. 5. 2013
.............................................
.............................................
doc. Ing. Jana Korytárová, Ph.D. Vedoucí ústavu
prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc. D kan Fakulty stavební VUT
Podklady a literatura Pasivní domy 2012, Sborník z konference Pasivní domy 2012. Centrum pasivních dom , Brno 2012, ISBN 978-80-904739-2-8 Korytárová, J.: Ekonomika investic, opora VUT FAST, Brno 2005 Tichá, A., Tichý, J., Vysloužil, R.: Rozpo tování a kalkulace ve výstavb , Akademické n nakladatelství Cerm, Brno 2008, ISBN 978-80-7204-587-7 Marková, L.: Ceny ve stavebnictví, studijní opora VUT FAST Brno 2006 informace o materiálech SN 730540-2/2002 - Energetický štítek budov Zásady pro vypracování Cílem práce je charakterizovat specifika pasivních a nízkoenergetických dom a posoudit zda, úspory energií p i provozování takového domu pokryjí zvýšené náklady spojené s výstavbou. 1. Charakteristika pasivních a nízkoenergetických dom 2. Výhody a nevýhody pasivních a nízkoenergetický dom 3. Náklady na jejich výstavbu 4. Porovnání tepelných úspor p i užívání stavby 5. Analýza efektivity investic Požadovaným výstupem je analýza a posouzení veškerých náklad na výstavbu a provoz pasivních dom . P edepsané p ílohy
............................................. Ing. Gabriela Kocourková Vedoucí bakalá ské práce
Abstrakt Bakalá ská práce se zabývá problematikou nízkoenergetických a pasivních dom . Popisuje zásady a požadavky pot ebné k jejich výstavb . Zabývá se výhodami dom s nízkou pot ebou tepla na vytáp ní. Na základ výpo t byla stanovená doba návratnosti investice v referen ním objektu.
Klí ová slova Pasivní domy, nízkoenergetické domy, nízká pot eba tepla, doba návratnosti, úspora energie, náklady na vytáp ní.
Abstract This thesis deals with the issue of low-energy and passive houses. It describes the principals and requirements for their construction. It deals with the advantages of houses with low heating demand. The payback period of reference object was set from the calculations
Keywords Passive houses, low energy houses, low heat consumption, payback period, energy saving heating costs.
Bibliografická citace VŠKP VOPELKA, Jan. Ekonomická výhodnost nízkoenergetických a pasivních dom . Brno, 2013. 43 s., 19 s. p íl. Bakalá ská práce. Vysoké u ení technické v Brn , Fakulta stavební, Ústav stavební ekonomiky a ízení. Vedoucí práce Ing. Gabriela Kocourková.
Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalá skou práci zpracoval samostatn a že jsem uvedl všechny použité informa ní zdroje.
V Brn dne 16.5.2013
…………………………………………………… podpis autora Jan Vopelka
Pod kování Rád bych touto cestou pod koval paní inženýrce Gabriele Kocourkové za rady, materiály, p ipomínky, cenné informace a vedení této bakalá ské práce. Dále také panu inženýru Martinu Novákovi za jeho nám ty, p ipomínky a pomoc p i práci na praktické ásti bakalá ské práce.
OBSAH 1
ÚVOD ..................................................................................................................... 10
2
TEORETICKÁ ÁST ............................................................................................ 12 2.1
Historie nízkoenergetických a pasivních dom .............................................. 12
2.2
Rozvoj výstavby nízkoenergetických staveb .................................................. 14
2.2.1
Situace v Evrop ......................................................................................... 14
2.3
Situace v eské republice ............................................................................... 14
2.4
Výhlídky do budoucnosti ................................................................................ 14
2.5
Nízkoenergetické a pasivní domy ................................................................... 15
2.5.1 2.6
Typy staveb dle úspory energie................................................................... 15 Pasivní domy ................................................................................................... 15
2.6.1 2.7
Charakteristika pasivních dom .................................................................. 16
Nízkoenergetické domy .................................................................................. 19
2.7.1
Charakteristika nízkoenergetický dom ...................................................... 20
2.7.2
Zásady výstavby .......................................................................................... 20
2.8
Výhody, nevýhody pasivních a nízkoenergetických dom : ........................... 21
2.8.1
Výhody: ....................................................................................................... 21
2.8.2 Náklady na vytáp ní .................................................................................... 21 2.8.3
Pohoda vnit ního prost edí .......................................................................... 21
2.8.4
Využití tepelných zisk ............................................................................... 21
2.8.5
erstvý vzduch ............................................................................................ 22
2.8.6
Vzduchot snost a bezhlu nost .................................................................... 22
2.8.7 Nezávislost na dodávce energie .................................................................. 22 2.8.8 Návratnost investice .................................................................................... 22 2.8.9 2.9
Šetrné k životnímu prost edí ....................................................................... 23
Nevýhody ........................................................................................................ 23
2.9.1
Vyšší po izovací náklady ............................................................................ 23
2.9.2 Nižší tvarová variabilita .............................................................................. 23 2.10
Mýty o nízkoenergetických budovách ............................................................ 23
2.10.1
Nemožnost otevírání oken....................................................................... 23
2.10.2
Výpadek proudu ...................................................................................... 24
2.10.3
Nové technologie a materiály.................................................................. 24
3
2.10.4
Technicky nemožné ................................................................................ 24
2.10.5
Omezují architekturu ............................................................................... 24
2.10.6
Vysoká cena ............................................................................................ 25
ZHODNOCENÍ INVESTICE VÝSTAVBY PASIVNÍCH A
NÍZKOENERGETICKÝCH DOM ............................................................................. 26 3.1
Úvod ................................................................................................................ 26
3.1.1
Referen ní objekt ........................................................................................ 26
3.1.2
Tepeln technické požadavky budovy: ....................................................... 28
3.1.3
Energetické hodnocení budovy ................................................................... 29
3.2
Modelová varianta pro nízkoenergetický d m ................................................ 29
3.3
Modelová varianta pro standardní d m .......................................................... 30
3.4
Náklady na po ízení a provoz stavby .............................................................. 31
3.4.1
Po izovací náklady ...................................................................................... 31
3.4.2
Provozní náklady stavby ............................................................................. 31
3.5
Energetická návratnost .................................................................................... 32
3.5.1
Prostá návratnost investice .......................................................................... 32
3.5.2
Diskontovaná doba návratnosti ................................................................... 33
3.5.3
Diskontovaná doba návratnosti p i financování pomocí úv ru................... 34
4
ZÁV R ................................................................................................................... 36
5
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY..................................................................... 39
6
SEZNAM TABULEK, OBRÁZK A GRAF ..................................................... 41
7
SEZNAM ZKRATEK............................................................................................. 42
8
SEZNAM P ÍLOH ................................................................................................. 43
1 ÚVOD „Úspora energie“ sousloví, se kterým se setkáváme velice asto. Není divu, vždy toto téma se postupem asu stává jedním z d ležitých fakt
nyn jší spole nosti. Zna ný
každoro ní úbytek neobnovitelných zdroj vede ke zdražování energií a i p esto její spot eba rok co rok roste. Vzhledem k této situaci m že nastat zvrat, kdy poptávka po energiích zna n p eroste její nabídku. Je na ase p estat plýtvat p írodními zdroji a za ít využívat energii efektivn . Substituovat neobnovitelné zdroje obnovitelnými, rozší it výstavbu objekt s minimálními tepelnými požadavky a také se zam it na životní prost edí. eská republika je na spot ebu energie daleko náro n jší, než je pr m r EU. Stále je dost závislá na fosilních zdrojích. To znamená, že jsme daleko zraniteln jší, co se tý e cenových šok
i náhlých výpadk
energie. A už zp sobených politickými nebo p írodními okolnostmi. Obnovitelné zdroje energie v 21. století jsou cestou k udržiteln jší budoucnosti. Cílem EU je využívat 20 % podílu energie z obnovitelných zdroj
a 10 % podílu energie
z obnovitelných zdroj v doprav . Dále také vytvo it rámec, který zahrnuje povinné cíle, které by m ly podnikatelskému prost edí poskytnout dlouhodobou stabilitu, kterou pot ebujeme k udržitelnému investování do odv tví obnovitelné energie, jež umožní snížit závislost na dovážených fosilních palivech a více využívat nových technologií pro výrobu energie. [1] Samotná výstavba pasivních a nízkoenergetických dom
nem že zachránit životní
prost edí. Je z ejmé, že jde o nezanedbatelný a významný prost edek rozumn jšího zacházení s p írodními zdroji, který nemá prakticky žádné negativní d sledky. Naopak minimální pot ebou tepla na vytáp ní šet í nejen peníze uživatel , ale i neobnovitelné p írodní zdroje, kterých je rok od roku mén . Hlavní kroky na této cest jsme již urazily a další d ležité etapy nás teprve ekají. Záleží pouze na nás, jak rychle zhodnotíme nabyté zkušenosti ohledn výstavby dom s minimální spot ebou tepla. Je mnoho možností, jak dále
rozvíjet
tuto
innost
a
to
od
využívání
osv d ených
postup
a komponent ve v tším rozsahu a dále hledání nových ešení až ke konkrétnímu využití všech poznatk p i energetické obnov budov. Abychom dosáhli požadovaného cíle, je nutné správn
argumentovat o t chto tématech ve spole nosti. Práv
10
spole nost je
hlavním hybným prvkem pro budování pasivních a nízkoenergetických staveb. Bez zájmu investor
bychom jenom t žko mohli uskute nit v tšinu projektu. Je dob e,
že zájem lidí o výstavbu dom s malou pot ebou energie roste. Do jisté míry za to však mohou stavebn - energetické p edpisy. [2] Náplní mé bakalá ské práce bylo podat základní informace o nízkoenergetických a pasivních domech a popsat jejich výhody a nevýhody. Hlavním cílem bylo zpracování posudku,
kterým
chci
prokázat
výhodnost
investování
do
pasivních
a nízkoenergetických dom . Pro dosažení stanovených cíl bylo t eba vybrat referen ní objekt, který bude vyhotoven ve t ech stavebních variantách. Jednotlivé varianty budou namodelovány tak, aby odpovídaly pasivnímu, nízkoenergetickému a standardnímu domu. Pro další kroky je nutné stanovit po izovací náklady dom a ur it m rnou pot ebu tepla na vytáp ní pro každé ešení. Díky t mto krok m m žeme zjistit úspory nízkoenergetického a pasivního domu oproti standardnímu. Po zjišt ní všech pot ebných informací budeme moci ur it prostou návratnost, diskontovanou dobu návratnosti a diskontovanou dobu návratnosti p i financování úv rem, což jsou rozhodující údaje pro dosažení cíl bakalá ské práce.
11
2 TEORETICKÁ ÁST 2.1 Historie nízkoenergetických a pasivních dom Prvním pasivním domem v Evrop byla stavba v dánské Kodani, postavená podle projektu architekta Vagna Korsgaardena v roce 1976. Byla realizována hned radikáln jako „nulový d m“ s nulovou pot ebou tepla na vytáp ní. Stavba prvního pasivního domu v N mecku mohla být v roce 1990 realizována díky podpo e hesenského ministerstva hospodá ství. Tento první pasivní adový d m se ty mi byty v Darmstadt-Kranichsteinu byl
navržen
architekty
Bottem,
Ridderem
a
Westemeyerem
a
obydlen
v roce 1991. Odborníci se zde ješt neodvážili vynechat klasický otopný systém. Tento a následné projekty nicmén prokázaly, že pot ebné teplo lze dodávat pouze pomocí teplovzdušného vytáp ní. P estože byly veškeré pot ebné prvky a technologie vyvíjeny nov a nebyly prov eny praxí, je tento d m neustále obýván bez pot eby rekonstrukce nebo zásadních oprav a pr m rná spot eba tepla na vytáp ní se za celých patnáct let pohybuje kolem 10 kWh/(m2.a). V tší rozmach zaznamenaly pasivní domy od roku 1997. V tomto roce navrhl a postavil architekt Folkmar Rasch sídlišt dvaceti dvou adových pasivních dom spolu s dvaceti ty mi nízkoenergetickými domy ve Wiesbadenu. O rok pozd ji byla dokon ena druhá lokalita s p ti pasivními domy v Lindlaru u Kolína. Architekt Manfred Brausem zde postavil první samostatn stojící rodinné pasivní domy. Dalším zlomem byl evropský projekt CEPHEUS (Cost Efficient Passive Houses as EUropean Standards), který probíhal v období 1998 až 2001. B hem projektu byly postaveny pasivní domy s celkovým po tem 221 bytových jednotek v p ti evropských zemích a byl v nich provád n výzkum a m ení. Hlavním výsledkem bylo ale zjišt ní, že pasivní domy mohou být pouze o 7 – 8 % dražší než b žná výstavba. Díky projektu CEPHEUS, který potvrdil realizovatelnost konceptu pasivních dom a nabídl vodítko pro posuzování kvality, se pasivní domy za aly rozši ovat do dalších evropských zemí. Nejrazantn ji se prosadily v Rakousku, za átkem roku 2008 zde existovalo tém
1500
pasivních dom a poptávka neustále vzr stala. Odhadovalo se, že v roce 2010 bude t etina rakouských novostaveb spl ovat pasivní standard. Jednalo se nejen o budovy pro
12
bydlení, ale i ostatní stavby – školy, školky, výstavní haly, administrativní budovy, kostely, a to nejen v novostavbách, ale i p i rekonstrukcích. Pasivní domy se b žn staví také v Belgii a Skandinávii. První stavby jsou realizovány i v Rusku. Objevují se také i v odlišných klimatických pásmech jako je Itálie, a dokonce i Afrika. V
esku byla situace do listopadu 1989 pod vlivem centráln
ízeného hospodá ství.
Spot eba energií byla sice plánována, sledována a vyhodnocována i na úrovni jednotlivých stavebních podnik , ale vzhledem k jejich netržní cen a povaze režimu nebyl kladen d raz na systémov uplat ovaná úsporná opat ení. P esto lze z této doby uvést alespo
dva realizované p íklady pozoruhodných staveb. Jejich stavebník m
a investor m v jedné osob pat í naše hluboká úcta a myslím, že je dosud na n neprávem zapomínáno. Jednalo se o individuální p ístup zcela z kontextu obvyklého myšlení té doby a také o kvalitní architektonické projevy. V letech 1979–1989 pro sebe postavil architekt Stanislav Hrazdíra ve Zlín nízkoenergetický rodinný d m, jehož hlavní objem je zaklenutý a z ásti zapušt ný pod úrove terénu. Druhým takovým p íkladem je otá ivý nízkoenergetický d m v Hamrech u Jablonce od inženýra Bohuslava Lhoty realizovaný v letech 1980–2000. Ve stejné dob ov oval koncept nízkoenergetických dom liberecký ateliér SIAL. Bohužel však nebyly realizovány. Po listopadu 1989, s p echodem na tržní hospodá ství a postupným narovnáváním cen energií a rovn ž v souvislosti s prolomením informa ní bariéry, se problematice energeticky úsporných staveb za alo v novat hned n kolik nadšenc
praktikujících inženýr
i architekt . Vedle jmen Pavel Van ek,
Vladimír Ž ára, David Damaška nebo Ji í Suchomel musíme p edevším uvést jméno Mojmíra
Hudce,
Aleše
Brotánka
a Josefa Smolu, kte í se krom vlastní projektové innosti v oblasti nízkoenergetických a pasivních dom neúnavn v nují rovn ž osv t a publika ní innosti s tímto tématem. První pasivní rodinný d m s ov enými parametry a dlouhodobým sledováním spot eby energie a provozního režimu je z roku 2005 v Rychnov
u Jablonce nad Nisou.
Realizoval ho Martin Jindrák s p isp ním spole nosti RD Rýma ov. D m konzervativního vzhledu se sedlovou st echou a malými okny byl navržen jako moderní d evostavba vybavená systémem teplovzdušného vytáp ní a v trání s rekuperací tepla
13
a zemním kolektorem. Dosud ojedin lým p íkladem v této stavební oblasti je „vesni ka“ t inácti pasivních rodinných dom v Koberovech na Jablonecku. Více viz. [3].
2.2 Rozvoj výstavby nízkoenergetických staveb 2.2.1 Situace v Evrop Pasivní domy zažívají v poslední dob po Evrop obrovský boom. I u nás se dostávají do pop edí zájmu nejen investor architekt , projektant
a nadšenc , ale kone n
také i výrobc
materiál ,
a velkých stavebních firem. V dob vzr stající poptávky po
kvalitním bydlení se odborné ve ejnosti nabízí p íležitost nasko it do již rozjetého vlaku, využít zahrani ních zkušeností a znalostí a vyvarovat se tak d ív jších omyl a slepých cest. V Rakousku a N mecku již mají pasivní domy výrazný podíl na po tu novostaveb. Každým rokem se po et pasivních dom zdvojnásobuje. Významný podíl mají také rekonstrukce staveb s použitím prvk pasivních dom . V obou zemích lze pasivní domy certifikovat u Passivhaus Institutu. Pro ud lení certifikátu je t eba po ukon ení stavby doložit výpo et provedený programem Passivhaus Projektierung Paket (PHPP), projektovou dokumentaci, technické informace v etn
produktových list
použitých stavebních prvk a materiál a protokol m ení nepr vzdušnosti. Certifikát je v n kterých spolkových zemích nezbytný pro p iznání dotace nebo jiné finan ní podpory. [4]
2.3 Situace v eské republice V eské republice lze za optimálních podmínek oslun ní domu v klimatickém pásmu do 300 metru nad mo em navrhnout rodinný d m s parametry do 20 kWh/m2/a. Pokud nemáme vhodné podmínky tak i hodnota 30 kWh/m2/a je pro nás veliký úsp ch. Nevíme p esn , kolik stojí v R staveb s malou pot ebou energie, ale domníváme se, že množství pohybuje kolem 200 pasivních dom a ádov stovek nízkoenergetických, což je malý zlomek z celého objemu výstavby. Jiné je to u našich soused N mecka a Rakouska, kde se výstavba nových nízkoenergetických staveb pohybuje kolem 20 %.
2.4 Výhlídky do budoucnosti V tšinu stávajících budov lze prom nit na nízkoenergetické stavby odpovídající parametr m do 50 kWh/m2/a. za použití logicky provedené renovace. Výjimkou jsou
14
stavby historického a památkového rázu. Úplným opakem jsou tzv. panelové domy, které lze snadno technicky zm nit i na pasivní domy. Jedná se o nejlepší zhodnocení p vodní nemovitosti a vložených prost edk . Potenciál panelových dom je obrovský, nebo se jedná o jednu t etinu byt v eské republice. [5] Nejv tší p ekážkou rozvoje pasivních dom
je stávající situace na trhu a nálada ve
spole nosti. Velké ve ejné projekty jsou realizovány z t ch nejlevn jších materiál a velikosti byt
jsou dále snižovány. Ve stavebních tendrech jsou vybírány firmy
s nejnižšími cenami bez ohledu na kvalitu provedených staveb. Tyto faktory vedou ke snížení po tu hrá
na trhu. Trh pak ovládají velké developerské firmy i velké
investi ní skupiny. V t chto v tších firmách je pak složit jší dosáhnout zm ny energetického standardu, když jeho realizace samoz ejm je dražší, a také procesn náro n jší a návratnost zvýšením ceny klient m problematická. Další z p ekážek, která je zna n opomíjená p i realizace pasivních dom je energetická politika státu a postoj státu k opat ení v i obnovitelným zdroj m energie. Je t eba si uv domit, že bez obnovitelných zdroj
energie instalovaných na pasivních domech i tém
nulových
domech nebudeme moci realizovat. [2]
2.5 Nízkoenergetické a pasivní domy 2.5.1
Typy staveb dle úspory energie Tabulka 1 - Rozd lení rodinných dom dle ro ní pot eby energie. Zdroj- autor. Typy stavby Domy starší 20 - ti let
Ro ní pot eba energie nad 200 kWh/m2a
B žné domy
80-140 kWh/m2a
Nízkoenergetické domy
15- 50 kWh/m2a
Pasivní domy
5-15 kWh/m2a
Nulové domy
do 5 kWh/m2a
2.6 Pasivní domy P ídavek „pasivní“ je odvozený od faktu, že tepelné ztráty jsou pokryty pasivními zisky. Ty vznikají na základ solární energie, vnit ních energii vytvá ených provozem za ízení budovy, metabolickým teplem osob a rekuperací. Vzhledem k faktu, že eská republika
15
se nachází v mírném podnebném pasu, je v zimním období zapot ebí malý zdroj tepla. To vše by nemohlo fungovat bez dobrého provedení všech stavebních konstrukcí tvo ící obálku budovy zamezující úniku tepla. Samotné pasivní domy nezajistí zcela úsporu energie a komfortní bydlení. D ležité je se nau it v t chto domech žít a dodržovat zásady a p edpoklady pro jejich funk nost. [2] 2.6.1
Charakteristika pasivních dom 1.
Minimální spot eba tepla na vytáp ní. M rná pot eba tepla na vytáp ní nesmí p ekro it u rodinných dom
hodnotu 20 kWh/m2/a v p ípad
ostatních staveb 15 kWh/m2/a. 2.
Maximální ro ní celková pot eba primární energie je 120 kWh/(m2.a).
3.
D ležitým faktorem ovliv ující tepelné ztráty až z 40% je vhodná volba pozemku, umíst ní stavby na pozemku, orientace na sv tové strany.
4.
R zné tvary terénu mohou mít za následek zm ny teploty vzduchu. V údolích a na vrcholech kopc jsou nižší než v chrán ných polohách
a na jižních svazích. V údolních oblastech m že docházet ke vzniku tzv. jezer studeného vzduchu a to pod vlivem kolísání teplot sm rem do nižších poloh. Na obr. 1 je vid t vliv tvaru terénu na tepelnou ztrátu budov.
Obr. 1 Tepelné ztráty budovy (v %) a teplota okolního vzduchu v závislosti na jejím umíst ní v terénu. Zdroj- [6]
16
5. Tvar pasivních dom by m l být co nejjednodušší bez vý n lk a stavebních složitostí. Ideální tvar je koule. Vzhledem k vysoké náro nosti na provedení tohoto tvaru se volí spíše válcovité, krychlovité nebo kvádrové tvary. Posouzení se provádí dle pom ru A/V (nejv tší vnit ní objem s nejmenší ochlazovanou plochou obvodového plášt ) Rozsah se pohybuje v rozmezí 0,2-1,2. Pro velmi dob e izolované domy je vliv tvaru budovy velmi malý. Obr. 2 poukazuje na velikost ochlazovaných povrch bez základové plochy p i stejném objemu objekt je uvedená v %. [6]
Obr. 2 Vliv tvaru objektu na tepelné ztráty. Zdroj- [6] 6. Ideální je pasivní domy navrhovat bez suterén
a to z d vod
finan ní
a konstruk ní náro nosti. Nejvhodn jší jsou jednoduché šikmé, pultové pop ípad sedlové st echy. Vyhnout se vnit ním svod m, atikám a zbyte ným prostup m st ech. 7. Architektonické
ešení vnit ních prostor . Odd lovat nevytáp né místnosti
tepelnou izolací (garáže, sklep, atd.) Naopak místnosti s vyšší teplotou a vyšším vznikem vlhkosti sdružovat k sob koupelny, sociální za ízení).
17
nejlépe do st edu dispozice (kuchyn ,
8. Konstrukce st n, podlah, st ech jsou oproti b žné stavb širší mírou zateplení. St ny 400 – 600 mm st echy 500 – 700 mm. Sou initel prostupu tepla by m l odpovídat hodnot U = 0,15 W/(m2K). 9. Za jeden z nejslabších prvk
v pasivních domech se považují výpln otvor .
Nejd ležit jší vlastnosti oken: a) kvalitní zasklení, výpl interním plynem, b) výborné ut sn ní k ídla a rámu, c) dostate ná propustnost slune ního zá ení, d) správn umíst ní okna p i montáži, e) stínící systémy proti nadm rnému p eh ívání v lét . Okna v dom rozd lujeme dle bilance. Pasivní mají okna na sever, na východ a západ jsou vyrovnané. Aktivní okna jsou na jih. Ideální je na sever nedávat žádné otvory. Okna se p edsazují p ed obvodový pláš . Rám by m l být p ekrytý minimáln o 50mm. 10. Eliminovat tepelné mosty již p i návrhu projektové dokumentace. Nej ast jší jsou pr chody obvodovým plášt m, kotevní prvky, detaily oken a dve í. 11. Vzduchot snost je další velice d ležitou vlastností pasivních dom . Celková nepr vzdušnost je max. n50 =0,6 h-1 K. To znamená, že udržuje-li se v interiéru p etlak padesáti pascal , m že net snostmi uniknout za hodinu maximáln 60 % z celkového objemu vzduchu v daném prostoru. Zajišt ní vzduchot snosti nám slouží hlavní vzduchová vrstva HVV. Zabra uje únik tepla i únik vodních pár, které zp sobují kondenzaci, po které dochází vzniku plísní i hniloby. Ov ování vzduchot snosti se provádí tzv. Blower – door testem. Provádí se ve dvou metodách „A“ a „B“. Pokud chceme úsp šn provést realizaci pasivního domu, je dobré provést oba zmín né testy. Metoda „B“ testování obálky b hem výstavby. Je t eba ut snit veškeré otvory (vzduchotechnika, odpady, komín apod.) ímž se vytvo í p etlak o síle 50 Pa. Cílem této metody je odhalit všechna kritická místa a odstranit je. Metoda „A“ se provádí na celé budov již v dob používání.
18
Jedná se o metodu certifika ní, jejímž cílem je ud lení „Certifikátu o m ení pr vzdušnosti budovy“ ( SN EN 13829). Sou ástí m ení bývá také lokalizace net sných míst, a to zejména v p ípad neuspokojivých výsledk testu. Ty vznikají hlavn v místech spoj r zných konstrukcí, v okolí stavebních otvor apod. Po vytvo ení podtlaku k detekci pak slouží nap . ru ní anemometr – p ístroj na m ení okamžité rychlosti proud ní vzduchu, adu cenných informací m že p inést také termovizní snímkování. Mnohdy je možné lokalizovat net snosti i pomocí našich smyslových orgán , nap . dlaní, které jsou na pohyb vzduchu velmi citlivé. 12. V trání je nutný proces, který je d ležitý pro vým nu vzduchu v místnostech. V pasivních domech p i dobré t snosti obálky se provádí
ízené v trání
rekupera ní jednotkou. Ta odvádí z budovy zápach, CO2, vlhkost a zamezuje plísním. P i vým n dochází k p edání tepla od odpadního k istému vzduchu dále také filtrování a vlh ení jej. Pohodlné v trání bez pr van a hluku. D raz kladen na jednoduchost ovládání jednotky. Dle SN EN 1752 je limitní koncentrace CO2 v hodnot 1200 ppm pro t ídu „C“, pro srovnání v N mecku 1500 ppm). Musí být umožn na požadovaná normová vým na vzduchu za hodinu (dle p ílohy SN EN 12831 Tepelné soustavy v budovách výpo et tepelného výkonu – je minimální intenzita vým ny vzduchu u obytné místnosti 0,5 l/hod, v p ípad kuchyní a koupelen s okny 1,5/hod) Nad hodnotu 1200 ppm se projevuje u lidí nesoust ed nost a malátnost. P i hodnotách nad 1500 ppm se únava zvyšuje a p i koncentracích p es 5000 ppm se vystavujeme negativním zdravotním následk m. [2]
2.7
Nízkoenergetické domy
Nízkoenergetické domy jsou jakýmsi kompromisem mezi pasivní domy a b žnou výstavbou. Jsou charakterizovány nízkou pot ebou tepla na vytáp ní. Optimalizovány p edevším vhodným ešením obálky budovy. Za nízkoenergetickou stavbu je považována obvykle budova, jež má výražn nižší spot ebu tepla na vytáp ní oproti požadavk m národních p edpis . Z pravidla platí, že nízkoenergetická budova by m la spot ebovat alespo o 50% mén energie než b žná budova. [7]
19
2.7.1
Charakteristika nízkoenergetický dom
Charakteristika nízkoenergetických staveb je obdobná jako u pasivních dom . Vzhledem k minimální spot eb energií v pasivním dom je nutné dodržet všechny p edpoklady. Zatím co u nízkoenergetických dom se jedná spíše o doporu ené zásady výstavby. Jediná podmínka, ke spln ní požadavk
nízkoenergetických dom , je m rná ro ní
pot eba tepla na vytáp ní. Ta nesmí p esáhnout 50 kWh/m2/a. [8] 2.7.2 Zásady výstavby 1. Optimalizace projektu domu, výb r vhodných prvk projektu (okna, zateplovací systémy, zdroj tepla atd.). Investi ní náklady na stavbu nízkoenergetického domu by nem ly p esáhnout investi ní náklady b žné výstavby o více než 10 %. Pokud ano, nutné p ehodnocení projektu. 2. Vhodné volba pozemku je d ležitým aspektem. Pro nízkoenergetické domy jsou velmi významné solární zisky, které dopadnou do interiéru skrze prosklené plochy orientované
na
jih,
východ
a
západ.
Musíme
však
pamatovat
na odstran ní p eh ívání interiéru v lét , použitím žaluzií i markýz. 3. Pro nízkoenergetické domy jsou vhodné obdélníkové, tvercové i složit jší tvary jako „T, L, U“. Dobré a jednoduché ešení dispozice se vyvaruje vznik m tepelných most a složitých detail . 4. Konstrukce st n, podlah a st echy musí být d kladn zaizolovány v minimálních tlouš kách 20 - 30 cm izolantu. Doposud však není uvedena ideální konstrukce pro nízkoenergetické domy. Vhodnou variantou jsou systémy, které mají tlouš ku konstrukce do 50 cm. 5. Problémovým místem jsou výpln otvor . Vzhledem k solárním zisk m je t eba v tší prosklení místností, ideální volbou jsou trojskla. Je možn však použít i kvalitních oken z dvojskel. D ležité správné napojení tepelné izolace na rám okna z d vodu asté tvorby teplených most . 6. T snost nízkoenergetických dom je nemén podstatná jako u pasivních dom . Ov uje se také Bloower door testem na požádání investora, ke zjišt ní kvality a pe livého provedení stavby.
20
7. Spot eba energie na oh ev v tracího vzduchu tvo í u b žných dom zhruba 30 % celkové pot eby. Proto je vhodné
ešení do nízkoenergetických umístit
rekupera ní jednotku, která se postará o p íjemné prost edí, vlh ení a vým nu vzduchu. Jednotka není povinná, ale doporu uje se ve v tšin p ípadu. [9]
2.8 Výhody, nevýhody pasivních a nízkoenergetických dom : 2.8.1
Výhody:
1) náklady na vytáp ní, 2) pohoda vnit ního prost edí, 3) využití tepelných zisk , 4) erstvý vzduch, 5) vzduchot snost a bezhlu nost, 6) nezávislost na dodávce energii, 7) návratnost investice, 8) šetrné k životnímu prost edí. 2.8.2 Náklady na vytáp ní Nízká energetická náro nost je jeden z hlavních d vod
výstavby. Stavby, s m rnou
pot ebou tepla do 15 kWh/m2/a, odpovídají standard m pasivních dom . Ty, jejíž m rná pot eba tepla se pohybuje mezi 15 – 50 kWh/m2/a, jsou ozna ování za nízkoenergetické. 2.8.3 Pohoda vnit ního prost edí Díky použití vytáp ní s využitím rekupera ní jednotky jsme schopni udržet stabilní teplotu v zim i v lét . Povrchové teploty obvodových konstrukcí mají p íznivou teplot pohybující se kolem 20o C. 2.8.4
Využití tepelných zisk
D ležitým zdrojem tepla je slunce. Vznik solární energie využívané ve fotovoltaickém systému. Dalšími zdroji jsou samotní obyvatele a domácí spot ebi e, které p i svém provozu vydávají teplo.
21
2.8.5
erstvý vzduch
Pro zdraví obyvatel je d ležité, aby dýchali také zdraví vzduch. Výhody ízeného v trání: 1. 80 % až 95 % úspora energie oproti b žnému v trání okny v topné sezón , 2. neustále erstvý vzduch bez p ekra ování koncentrace obsahu CO2, 3. filtrovaný vzduch bez zne išt ní prachem a pyly - vhodné pro alergiky, 4. vysoký komfort – teplý vzduch bez pr vanu a ochlazování konstrukcí, 5. bez hlukového zatížení – v trání se zav enými okny, 6. kontinuální odvod vlhkosti – ochrana proti plísním, 7. vícemén bezobslužný provoz. 2.8.6
Vzduchot snost a bezhlu nost
Veškeré spáry a dutiny, kterými by mohl vzduch z exteriéru vnikat do budovy jsou d kladn
ut sn ny. Na rozdíl od nízkoenergetických dom
je u pasivních dom
-1
p edepsána celková nepr vzdušnost max. n50 =0,6 h K. Bezhlu nosti je dosaženo díky tlouš ce izolací, kvalitních výplní otvor
a použití
ízeného v trání, které zabra uje vzniku pr van a hluku z venkovních prostor. 2.8.7 Nezávislost na dodávce energie Ceny energií neustále rostou a p edpokládat, že by se snižovaly, nem žeme. Využití alternativních zdroj energie, krbových vložek na pevná paliva i malých p ímotop se zbavujeme závislosti na energetických spole nostech. 2.8.8 Návratnost investice Vložené investice do kvalitn jších materiál , pokrokových technologii a moderních za ízení se díky úspo e provozních náklad vrátí do 12 - 15let. Rostoucí ceny energií dobu návratnosti zkracují.
22
2.8.9 Šetrné k životnímu prost edí Vzhledem k minimální spot eb
energií je po celou dobu užívání dom
snižováno
zatížení životního prost edí.
2.9 Nevýhody 1) vyšší po izovací náklady, 2) nižší tvarová variabilita. 2.9.1
Vyšší po izovací náklady
Vzhledem k použití v tšího množství izolací, kvalitn jších oken a ostatních nutných za ízení vznikají domu dodate né náklady. M žeme uvažovat o navýšení cca 10 %. Obecn se p edpokládá, že po izovací cena pasivních dom a nízkoenergetických dom bude klesat vzhledem k sm rnici: „EPBD II obecný požadavek Evropské unie na každou zemi kontrola stavebn -energetických p edpis . Do roku 2020 tém
nulové
domy“ 2.9.2 Nižší tvarová variabilita Aby mohl d m spl ovat všechna kritéria, je nutné dodržet tvarové požadavky. Nejsou vhodné složité tvary i vý n lky.
2.10 Mýty o nízkoenergetických budovách Neple me
si
nevýhody
s mýty,
které
vychází
z neznalosti
problematiky
nízkoenergetických staveb i strachu a nezájmu o budoucnost v moderním bydlení. 2.10.1 Nemožnost otevírání oken Pasivní a nízkoenergetické domy neomezují žádným zp sobem své obyvatele. Okna samoz ejm
otevírat m žeme. Svým chováním samoz ejm
ovlivníme výslednou
spot ebu energie na vytáp ní. Ta však i p es extrémn nešetrné zacházení z stává n kolikanásobn nižší oproti b žnému domu.
23
2.10.2 Výpadek proudu Ani p i dlouhodobém výpadku dodávky elekt iny nejsou obyvatelé pasivních dom v ohrožení života. V p ípad pot eby lze otev ít okno a v trat p irozen . V tší riziko p edstavuje p erušení dodávek elekt iny pro b žné domy. Ty jsou v tšinou závislé na vytáp ní s nuceným ob hem teplonosného média, plynový kotel bez elekt iny rovn ž nefunguje. Zatímco je pokles teploty v pasivním dom v zim pouze zhruba jeden stupe denn , b žný d m vychladne i p tinásobn
rychleji. Problémem tedy není
erstvý
vzduch, ale teplota vnit ního prost edí. 2.10.3 Nové technologie a materiály V pasivních a nízkoenergetických domech se používají klasické, dlouhodob používané materiály, jejichž vlastnosti a funkce jsou ov ené. Jednou z technologických novinek je vzduchotechnické za ízení. Za ízení je výrazn jednodušší než plynový kotel, jedinou pohyblivou sou ástí jsou ventilátory s velmi malým p íkonem. Údržba jednotky p edstavuje pro b žného uživatele vým nu filtr , která je náro ností srovnatelná s vým nou filtr nebo sá k ve vysava i. Snahou je navrhovat a stav t takové pasivní domy, které od uživatel nevyžadují žádné další nároky na znalosti a údržbu. 2.10.4 Technicky nemožné Desetitisíce celosv tov postavených nízkoenergetických dom ukazují, že tento trend nep edstavuje nep ekonatelný problém. Pasivní domy se staví ve všech klimatických pásmech ze všech b žných materiál stavebních materiál
a prvk
a všech možných tvarech. Dalším vývojem
se výstavba pasivních a nízkoenergetických dom
zjednoduší a stane se cenov p ijateln jší pro investora. 2.10.5 Omezují architekturu Návrh pasivního domu vyžaduje základní znalosti o využívání energie ve stavb . Celá ada eských i zahrani ních p íklad ukazuje, že je možné navrhovat pasivní domy, které spl ují veškeré požadavky na kvalitní architekturu. Posláním architektury je vytvá et takové prost edí, které bude respektovat nejen estetiku, ale také požadavky na technické vlastnosti. Po v ky platnou pot ebou uživatel dom je nízká spot eba energie. Aktuáln
v souvislosti se zm nou klimatu a závislosti na nespolehlivých
24
zahrani ních dodavatelích energie je tato výzva ješt naléhav jší. Od architekt se proto o ekává inovativní ešení a p ekonávání bariér. 2.10.6 Vysoká cena Výši investice ur uje v nejvyšší mí e úvodní fáze návrhu, což platí u všech staveb. Je úkolem architekta respektovat požadavky klienta na výši investice a návrh p izp sobit požadavk m. Pasivní stavba by nem la p ekro it o více než 15 % cenu b žného domu. V opa ném p ípad je nutné hledat chybu v návrhu, p ípadn i hledat jiného architekta. [2]
25
3 ZHODNOCENÍ INVESTICE VÝSTAVBY PASIVNÍCH A NÍZKOENERGETICKÝCH DOM Cílem praktické ásti bylo vymodelovat rodinný d m ve t ech provedeních a to pasivním, nízkoenergetickém a standardním. Dále porovnat náklady na jejich výstavbu. Zjistit ro ní m rnou pot ebu energie, analyzovat efektivnost investice a dobu návratnosti.
3.1 Úvod Jeden z hlavních d vod , pro investovat do nízkoenergetické stavby, je ušet ení za náklady spojené s vytáp ním. Bohužel pro nedostatek kvalitních informací n kte í lidé stále nev í v návratnost investice vložené práv do t chto staveb. Svojí prací chci dokázat, že výstavba pasivních a nízkoenergetických staveb šet í peníze a zajiš uje uživatel m komfortní bydlení. Dodržováním základních pravidel docílíme znatelné úspory, která se projeví na provozních nákladech rodinných dom . 3.1.1 Referen ní objekt Pro posouzení výhodnosti investice, posloužil návrh pasivního domu v Brn . Rodinný d m je dvoupodlažní s plochou st echou navržený jako d evostavba. Nosnou konstrukci tvo í systém EUROPANEL.
eský výrobek, který se nechal inspirovat tradi ní
americkou technologií SIPs. Základním prvkem této technologie je panel. Tvo í jej desky z velkoplošných materiál na bázi d eva a polystyrenové jádro, sloužící jako tepelný izolant. Strana se zimní zahradou a nejv tšími okny je orientována na jih. Na ostatní strany jsou výpln otvor voleny minimáln . Tabulka 2 - Popis referen ního objektu. Zdroj – autor. Popis referen ního objektu Lokalita
Brno Královo pole
Dispozice
Dvoupodlažní d m 4+1
Zastav ná plocha
106,6 m2
Podlahová plocha
128,8 m2
Obestav ný prostor
513 m3
26
Obr. 3 Model referen ního domu Brno Královo pole. Zdroj – autor. Tabulka 3 - Skladba obvodového plášt . Zdroj – autor. Materiál
Tlouš ka
Sádrokartonové obložení 12,5
12,5 mm
St na Europanel
270 mm
Kontaktní zateplovací systém minerální vata
100 mm
Povrchová úprava – silikátová omítka
Obr. 4 Nosné panely systému Europanel. Zdroj – autor. [11]
27
Tabulka 4- Skladba st echy. Zdroj – autor. Materiál
Tlouš ka
OSB deska
22 mm
Minerální vata
300 mm
Sádrokartonový podhled 12,5
12,5 mm
Tabulka 5- Skladba podlahy. Zdroj – autor. Materiál
Výpln
Tlouš ka
Laminátová podlaha
8 mm
Betonová mazanina
60 mm
Podlahový polystyren
250 mm
otvor
jsou provedeny z Eurooken TTK Pasiv Plus. Izola ní trojsklo
Ug = 0,5 Wm−2 K−1 se ší kou rámu 92 mm a sou initelem prostupu tepla Uw = 0,79 Wm-2K-1 se skv le hodí do pasivních a nízkoenergetických dom . D ev ná okna jsou provedena ze smrkových lamel s meziskelním ráme kem, bezpe nostním kováním a systémem zasklívacích lišt. [14] V objektu bude využíváno nuceného v trání rekupera ní jednotkou. P íprava teplé vody bude pomocí elektrického boileru a pro vytáp ní poslouží elektrické p ímotopy. 3.1.2
Tepeln technické požadavky budovy:
V tabulce . 6 jsou uvedeny tepeln technické parametry jednotlivých konstrukcí obálky budovy. Dále jsou v tabulce uvedeny požadované hodnoty dle normy SN 730540-2. P i porovnání je z ejm , konstrukce s p ehledem vyhoví až na srovnatelné parametry výplní otvor .
28
Tabulka 6- Technické parametry konstrukcí obálky. Zdroj – autor.
Konstrukce
Sou initel prostupu tepla konstrukce U, [W/m2K]
Požadovaná hodnota sou initele prostupu tepla Un[W/m2K]
Hodnota sou initele prostupu tepla pro pasivní domy Upas [W/m2K]
Obvodové st ny
0,08
0,3
0,18 až 0,12
St echa
0,07
0,3
0,15 až 0,10
Podlaha na terénu
0,12
0,45
0,22 až 0,15
Výpln otvor
0,70 - 0,90
1,5
0,80 až 0,60
3.1.3 Energetické hodnocení budovy Kvalitn
navrhnutou obálkou pasivního domu jsme dosáhli malých tepelných ztrát
a nízké m rn pot eby tepla na vytáp ní. Výpo et byl proveden dle TNI 73 03 29. Tabulka 7- Energetické parametry budovy. Zdroj – autor. Tepelná ztráta
0,91 kW
M rná pot eba tepla pro vytáp ní
10 kWh/(m2.a)
3.2 Modelová varianta pro nízkoenergetický d m Stejný referen ní objekt posloužil i pro navržení nízkoenergetického domu. Oproti pasivnímu domu se zm nily tlouš ky nosné konstrukce EUROPANELU, izolací a cena za p ímotopy. Stejné z staly výpln otvor , rekuperace i ostatní konstrukce. Tlouš ky izolací byly upraveny tak, aby d m spl oval požadavky pro nízkoenergetické domy a to m rnou pot ebu tepla na vytáp ní menší než 50 kWh/(m2.a). Po provedení úprav se hodnota m rné pot eby tepla na vytáp ní zvýšila na 26 kWh/(m2.a). Zm ny v jednotlivých konstrukcích jsou uvedeny v tabulce . 8.
29
Tabulka 8- Konstrukce nízkoenergetického domu. Zdroj – autor. Upravené konstrukce
Sou initel prostupu tepla konstrukce U, [W/m2K]
Europanel 170 mm
Obvodový pláš
0,186
Minerální vata 100 mm
Skladba podlahy
Podlahový EPS 150 mm
0,257
Skladba st echy
Minerální vata 200 mm
0,170
Výpln otvor
Stejné jako v pasivním dom
Technologie
Stejné jako v pasivním dom 26 kWh/(m2.a)
M rná pot eba na vytáp ní
3.3 Modelová varianta pro standardní d m Jako poslední varianta referen ní stavby je standardní d m, kde byly úpravy razantn jší. Krom zm ny oken na izola ní dvojskla byly zm n ny tlouš ky izolací, odstran né nucené v trání rekupera ní jednotkou a zdražení ástky za elektrické p ímotopy. Tyto úpravy zvýšily m rnou pot ebu tepla pro vytáp ní na hodnotu 60 kWh/(m2.a). Úpravy konstrukcí jsou v tabulce . 9. Tabulka 9- Konstrukce standardní domu. Zdroj – autor. Upravené konstrukce
Sou initel prostupu tepla konstrukce U, [W/m2K]
Obvodový pláš
Europanel 170 mm
0,228
Minerální vata 50 mm
Skladba podlahy
Podlahový EPS 80 mm
0,353
Skladba st echy
Minerální vata 150 mm
0,222
Výpln otvor
Eurookna s izola ním dvojsklem
Technologie
P irozené v trání 60 kWh/(m2.a)
M rná pot eba na vytáp ní
30
3.4 Náklady na po ízení a provoz stavby 3.4.1 Po izovací náklady Pro zjišt ní po izovacích náklad
byl vypracován položkový rozpo et na základ
projektové dokumentace. Pro porovnání náklad na po ízení jednotlivých variant bylo t eba rozpo ty upravit dle jejich navrhnutých konstrukcí. U nízkoenergetického domu se nepatrn zm nila cena z d vod použití menších tlouš ek izolací. Pro standardní d m byla úpln odstran na položka nuceného v trání, zm n na izola ní trojskla na dvojskla a snížení množství izolací u všech konstrukcí což vedlo ke snížení ceny. V obou výše zmín ných variantách byly zvýšeny náklady na elektrické p ímotopy. V níže uvedené tabulce . 10 jsou vy ísleny náklady pro jednotlivé varianty. Tabulka 10- Po izovací náklady jednotlivých objekt . Zdroj – autor. Pasivní d m
Nízkoenergetický d m
Standardní d m
Cena objektu bez DPH
2 099 536 K
2 024 996 K
1 886 284 K
DPH 15%
314 930 K
303 749 K
282 943 K
2 414 467 K
2 328 745 K
2 169 226 K
Celková cena
3.4.2 Provozní náklady stavby Provozní náklady na vytáp ní byly stanoveny na základ výpo tu energetické náro nosti dle TNI 730329. Pro každou variantu byla vypo ítána energetická náro nost vytáp ní za rok, díky které m žeme stanovit pot ebu energie v kWh/m2. Další krok pro získání pot ebných výstup
je vynásobení zjišt nou hodnotu podlahovou plochou, kdy
dostaneme celkový po et pot ebných kWh na jednotlivé varianty, které jsou zpracované v tabulce . 11.
31
Tabulka 11- M rná pot eba energie jednotlivých objekt . Zdroj – autor. M rná pot eba na vytáp ní [kWh/m2] Pasivní d m
Podlahová plocha objektu [m2]
Ro ní pot eba energie na vytáp ní [ kWh]
15
Nízkoenergetický d m
1932 128,8 m
31
Standardní d m
2
70
3993 9016
Dalším krokem k získání provozních náklad je vynásobení ro ní pot eby energie cenou za kWh. Cena za kWh byla stanovena pro Jihomoravský kraj s tarifem D02d. V tabulce . 12 je cena za kWh plus paušál za dodávku a jisti . [13] Tabulka 12- Provozní náklady jednotlivých objekt . Zdroj – autor. Ro ní pot eba energie na vytáp ní [ kWh] Pasivní d m Nízkoenergetický d m Standardní d m
Cena za kWh [K ]
Cena ro ních paušál [K ]
Provozní náklady celkem [K ] 11 471,04
4,78
2 236,08
21 321,66
1932 3993
45 332,56
9016
3.5 Energetická návratnost Rozhodující ukazatel je doba návratnosti. Jedná se o p elom na asové ose, kdy výnosy z úspor energie pokryjí vícenáklady spojené s po áte ní investicí. Od tohoto bodu se stává nízkoenergetický i pasivní d m ziskový. M žeme íct, že každý jeho další rok ušet íme peníze na vytáp ní oproti standardnímu domu. 3.5.1 Prostá návratnost investice Pokud máme po izovací a provozní náklady jednotlivých modelových variant snadno získáme prostou návratnost investice. Porovnáme nejd íve po izovací náklady nízkoenergetického domu se standardním a poté porovnáme po izovací náklady pasivního domu se standardním. Identickým zp sobem provedeme porovnání provozních
32
náklad . Prostou návratnost dostaneme tak, že pod líme rozdíl po izovacích náklad s ro ními provozními náklady. Tabulka . 13 zobrazuje prostou návratnost v letech. Tabulka 13- Výpo et prosté návratnosti. Zdroj – autor. Ro ní úspora Po izovací Rozdíl po izovacích provozních náklad náklady [K ] náklad [K ] [K ]
Prostá návratnost
Pasivní d m
2 414 467,00
245 241,00
33 861,52
7,2 let
Nízkoenergetický d m
2 328 745,00
159 519,00
24 010,90
6,6 let
Standardní d m
2 169 226,00
-
-
-
3.5.2 Diskontovaná doba návratnosti Pro dosažení p esn jších výsledk je t eba do výpo tu zahrnout diskontní sazbu, která p edstavuje o ekávanou výnosnost a obsahuje v sob riziko spojené s investovaným kapitálem. Výše diskontní sazby se odráží od úrok dlouhodobých vklad u banky pro náš p ípad je zvoleno 1,5%. Ro ní úspora pasivního domu oproti standardnímu je 33 361,10 K u nízkoenergetického je úspora oproti standardnímu 23 656,06 K tato ástka se m ní s diskontním faktorem. [12] Tabulka 14- Výpo et diskontované doby návratnosti. Zdroj – autor. Rok
Pasivní d m úspory [K ]
Kumulované úspory [K ]
Nízkoenergetický d m úspory [K ]
Kumulované úspory [K ]
Diskontní faktor
1
33 361,10
33 361,10
23 656,06
23 656,06
0,9852
2
32 868,08
66 229,19
23 306,46
46 962,51
0,9707
3
32 382,35
98 611,53
22 962,03
69 924,54
0,9563
4
31 903,79
130 515,32
22 622,69
92 547,23
0,9422
5
31 432,31
161 947,63
22 288,36
114 835,59
0,9283
6
30 967,79
192 915,42
21 958,98
136 794,57
0,9145
7
30 510,14
223 425,55
21 634,46
158 429,03
0,9010
8
30 059,25
253 484,80
21 314,74
179 743,77
0,8877
33
Výpo ty provádíme až do roku, kdy p esáhnou kumulované úspory rozdíl v po izovacích nákladech což je u pasivního domu 245 241 K a u nízkoenergetického 159 519 K . Dle tabulky . 14 si m žeme spo ítat diskontovanou dobu návratnosti, která je u pasivního domu 7,73 let a u nízkoenergetického 7,05 let. 3.5.3 Diskontovaná doba návratnosti p i financování pomocí úv ru V tšina investor využívá pro financování rodinných dom hypote ní úv ry. B hem n kolika desítek let úv r splatí a dále si mohou užívat výhod spojených s nízkými provozními náklady a komfortním bydlením. Vzhledem k tomuto faktu je t eba p ipo ítat k provozním náklad m ro ní splátky úv ru. Hypote ní úv r pro každou variantu byl namodelován od
eské spo itelny. Po ítáme, že investor pokryje 500 000K z vlastních
zdroj . Zbývající ástka bude financována pomocí úv ru. V tabulce . 15 je uveden výpo et úv ru. Tabulka 15- Výpo et hypote ního úv ru. Zdroj – autor. Pasivní d m
Nízkoenergetický d m
Standardní d m
Cena nemovitosti [K ]
2 414 466
2 328 745
2 169 226
Výše úv ru [K ]
1 914 446
1 828 745
1 669 226
Doba splatnosti úv ru
20 let
20 let
20 let
Úroková sazba
3,99%
3,99%
3,99%
M sí ní splátka [K ]
11 591
11 072
10 106
Ro ní splátka [K ]
139 092
132 864
121 272
V tabulce
. 16 jsou vypo ítané celkové provozní náklady již s ro ními splátkami
a náklady za energie.
34
Tabulka 16- Celkové provozní náklady. Zdroj – autor. Pasivní
Nízkoenergetický
Standardní
2 414 466
2 328 745
2 169 226
500 000
500 000
500 000
1 914 466
1 828 745
1 669 226
Ro ní splátky [K ]
139 092
132 864
121 272
Ro ní náklady za energie [K ]
11 471
21 322
45 333
Celkové provozní náklady [K ]
150 563
154 186
166 605
Celková cena rodinného domu [K ] Vlastní prost edky [K ] Výše úv ru [K ]
Vše pot ebné jsme již ud lali, nyní m žeme spo ítat diskontovanou dobu návratnosti p i financování hypote ním úv rem. Vezmeme rozdíl provozních náklad pasivního domu se standardním, to samé pro nízkoenergetický d m a diskontujeme až do doby, kdy výše kumulovaných úspor dosáhne rozdílu po izovacích náklad . Ro ní úspora provozních náklad pasivního domu oproti standardnímu je 15 804 K . U nízkoenergetického je úspora oproti standardnímu 12 235 K , tyto
ísla se m ní postupn
vzhledem
k diskontnímu faktoru. Tabulka 17- Výpo et doby návratnosti p i financování s úv rem. Zdroj – autor.
Rok
Pasivní d m úspory [K ]
Kumulované úspory [K ]
Nízkoenergetický d m úspory [K ]
Kumulované úspory [K ]
Diskontní faktor
12
13 416,93
174 972,96
10 387,01
135 459,17
0,8364
13
13 218,65
188 191,61
10 233,51
145 692,68
0,8240
14
13 023,30
201 214,91
10 082,27
155 774,95
0,8118
15
12 830,83
214 045,74
9 933,27
165 708,22
0,7999
16
12 641,22
226 686,95
9 786,48
175 494,70
0,7880
17
12 454,40
239 141,35
9 641,85
185 136,55
0,7764
18
12 270,34
251 411,70
9 499,36
194 635,90
0,7649
Z tabulky . 17 byla spo ítání diskontovaná doba návratnosti p i financování úv rem nízkoenergetického domu na 14,4 let a pro pasivní d m na 17,5 let.
35
4 ZÁV R Výstavba nízkoenergetických a pasivních dom v eské republice rok od roku nar stá i po et firem, které se o tuto problematikou zabývají, se pom rn zvedá. Hlavním d vodem
pro
investory
je
r st
cen
energií.
Pro
firmy
jsou
to
hlavn
stavebn – energetické p edpisy, díky kterým pomalu vzniká nový trh zabývající se nízkoenergetickými a pasivními stavbami. Je velmi t žké posoudit rentabilitu pasivních a nízkoenergetických dom v p ípad , že nedokážeme odhadnout tempo r stu ceny energie v budoucnosti. Nelze proto jednozna n ur it doby návratnosti vyšší investice do pasivních a nízkoenergetických dom . S jistou m žeme konstatovat, že ceny energií v horizontu desítek let klesat nebudou. Co se tý e vícenáklad spojených s výstavbou dom s nízkou pot ebou energie, m žeme p edpokládat, že se budou spíše snižovat. Hlavními d vody jsou nové technologie, nabité zkušenosti, a v tší zájem spole nosti. Navíc vyšší po izovací náklady se dají snadno pokrýt z úspor na vytáp ní. Doposud jsem popisoval v ci, které jdou vyjád it v pen zích. Nesmíme však zapomínat na komfortní a zdravé bydlení, nižší závislost na dodávkách energií i stabilní tržní hodnotu úsporného domu v budoucnu. Posoudit, zdali jsou tyto faktory pro uživatele dom d ležité, musí každý investor sám. Porovnání výhodnosti investice je vztaženo na jeden konkrétní objekt. To znamená, že nemusí nutn platit pro všechny ostatní. Výsledky, kterých jsem dosáhl p i výpo tech, jsou sm rodatné práv
pro náš referen ní rodinný d m. Pokud celkové po izovací
náklady objektu bude financovat investor z vlastních prost edk , doba návratnosti bude 7 až 8 let u nízkoenergetického i pasivního domu. P i áste né financování hypote ním úv rem, jejž volí p evážná v tšina investor , se uplynutí doby návratnosti prodlužuje na asové rozmezí trvající u nízkoenergetického domu necelých 15 let a u pasivního domu mén než 18 let. Na grafu . 1 jde vid t celkový pohyb náklad
po dobu 30 - ti let p i áste ném
financování hypote ním úv rem. Na první pohled je z etelný nár st náklad standardního domu oproti pasivnímu a nízkoenergetickému i p esto, že je po ítáno s nulovým
36
meziro ním navýšením cen energie. Po splacení úv r se odpoutává k ivka náklad standardní
domu
rychleji,
zatímco
k ivky
náklad
pasivního
a nízkoenergetického dom z stávají relativn blízko u sebe.
Graf 1- Celkový pohyb náklad po dobu 30 - ti let p i áste ném financování hypote ním úv rem. Zdroj – autor.
Graf . 2 znázor uje celkové náklady po 30 - ti letech užívání stavby. Nízkoenergetický d m nám za tuto dobu ušet í 378 tisíc K a pasivní d m 507 tisíc K . D ležité kritérium, které není zahrnuté do výpo tu, je životnost stavby nebo jednotlivých technologických soubor . M že dojít ke ztrát vlastností materiál
i k poruše nainstalovaných za ízení,
proto je t eba dbát, aby prvky, kde m žeme p epokládat omezenou životnost, byly snadn ji vym nitelné. ím delší dosáhneme životnost stavby, tím více uspo íme na jejím provozu.
37
Graf 2 - Celkové náklady po 30 - ti letech užívání stavby. Zdroj – autor. Cílem této práce bylo poukázat, že p i výb ru rodinného domu nemusí vždy rozhodovat po izovací náklady. D ležité je se zam it i na ro ní provozní náklady, které se odráží od úspory energie pot ebné pro vytáp ní. Po ízení nízkoenergetického i pasivního domu m žeme tedy chápat jako investici. Vložíme kapitál a p edpokládáme, že v budoucnu bude zhodnocen.
38
5 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1]
Sm rnice Evropského parlamentu a rady 2009/28/es [online]. [cit. 2012-11-10]. Dostupné z: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri =OJ:L:2010:15 3:0013:0035:CS:PDF.
[2]
KOLEKTIV AUTOR . Pasivní domy 2012, Sborník z konference pasivní domy 2012. Centrum pasivních dom . Brno. 2012, 342 s. ISBN 978-80-904739-2-8.
[3]
STÁTNÍ FOND ŽIVOTNÍHO PROST EDÍ. Manuál energeticky úsporné architektury. Praha. 2010, 228 s. ISBN 978-80-904577-1-3.
[4]
Co
je
pasivní
d m?
In:
[online].
[cit.
2013-08-05].
Dostupné
z:
http://www.pasivnidomy.cz/pasivni-dum/co-jepasivnidum.html?chapter= soucasny-vyvoj-v-evrope. [5]
BROTÁNKOVÁ, K. a BROTÁNEK, A. Jak se žije v nízkoenergetických a pasivních domech. Grada Publishing, a. s. Praha, 2012, 304 s. ISBN 978-80-2473969-4.
[6]
VAVERKA, J. a PANOVEC, V. Pasivní domy III. Pravidla navrhování, koncep ní p ístup k ešení pasivních dom [online]. [cit. 2012-11-10]. Dostupné z: http://www.archiweb.cz/salon.php?type=10&action=show&id=1204.
[7]
JAN TYWONIAK A KOLEKTIV. Nízkoenergetické domy 3. Grada Publishing, a. s. Praha, 2012, 224 s. ISBN 978-80-247-3832-1.
[8]
Ú AD PRO TECHNICKOU NORMALIZACI, METROLOGII A STÁTNÍ ZKUŠEBNICTVÍ. Energetická náro nost budov - Výpo et pot eby energie na vytáp ní a chlazení. SN EN ISO 13790 (730317), 2008, 56 s.
[9]
Zásady výstavby nízkoenergetických dom Dostupné
z:
In:[online]. [cit. 2012-11-10].
http://www.ekowatt.cz/cz/informace/uspory-energie/zasady-
vystavby-nizkoenergetickych-domu. [10]
STÁTNÍ FOND ŽIVOTNÍHO PROST EDÍ VE SPOLUPRÁCI S
ESKOU
KOMOROU ARCHITEKT . Manuál energeticky úsporné architektury, Praha 2010, 228 s. ISBN 978-80-904577-1-3.
39
[11]
Stavební systém europanel.
In: [online]. [cit. 2012-10-08]. Dostupné z:
http://www.europanel.cz/cz/fakta-pro-odborniky/stavebni-system-europanel. [12]
KORYTÁROVÁ, J., FRIDRICH, J. a PUCHÝ
B. Ekonomika investic, opora
VUT FAST. Vysoké u ení technické v Brn . 2006, 227 s. ISNB 80-214-2089-8. [13]
O kolik zdražují dominantní dodavatelé. In: [online]. [cit. 2012-10-07]. Dostupné z:
http://www.cenyenergie.cz/elektrina/ceny-elektriny-2013-o-kolik-zdrazuji-
dominantni-dodavatele.asp. [14]
Typ
eurooken.
In:
[online].
[cit.
2013-05-08].
Dostupné
z:
http://www.eurooknattk.cz/drevena-eurookna/typy-eurooken/eurookna-ttk-pasiv.
40
6 SEZNAM TABULEK, OBRÁZK A GRAF Seznam tabulek: Tabulka 1 - Rozd lení rodinných dom dle ro ní pot eby energie
15
Tabulka 2 - Popis referen ního objektu
26
Tabulka 3 - Skladba obvodového plášt
27
Tabulka 4 - Skladba st echy
28
Tabulka 5 - Skladba podlahy
28
Tabulka 6 - Technické parametry konstrukcí obálky
29
Tabulka 7 - Energetické parametry budovy
29
Tabulka 8 - Konstrukce nízkoenergetického domu
30
Tabulka 9 - Konstrukce standardní domu
30
Tabulka 10 - Po izovací náklady jednotlivých objekt
31
Tabulka 11 - M rná pot eba energie jednotlivých objekt
32
Tabulka 12 - Provozní náklady jednotlivých objekt
32
Tabulka 13 - Výpo et prosté návratnosti
33
Tabulka 14 - Výpo et diskontované doby návratnosti
33
Tabulka 15 - Výpo et hypote ního úv ru
34
Tabulka 16 - Celkové provozní náklady
35
Tabulka 17 - Výpo et doby návratnosti p i financování s úv rem
35
Seznam graf : Graf 1 - Celkový pohyb náklad
po dobu 30 - ti let p i
áste ném financování
hypote ním úv rem
37
Graf 2 - Celkové náklady po 30 - ti letech užívání stavby
38
Seznam obrázk : Obr. 1 Tepelné ztráty budovy (v %) a teplota okolního vzduchu v závislosti na jejím umíst ní v terénu
16
Obr. 2 Vliv tvaru objektu na tepelné ztráty
17
Obr. 3 Model referen ního domu Brno Královo pole
27
Obr. 4 Nosné panely systému Europanel
27
41
7 SEZNAM ZKRATEK
EU
Evropská unie
CEPHEUS
Cost Efficient Passive House, as European Standarts (Nákladov efektivní pasivní domy dle evropských norem)
PHPP R
The Passive House Planning Package (Návrh obálky pasivních dom ) eská republika
HVV
Hlavní vzduchová vrstva
EPBD
Energy Performance of Buildings Directive (Energetické náro nosti budov)
U
[W/(m2.K)]
sou initel prostupu tepla
EA
[kWh/(m2.a)]
m rná pot eba tepla na vytáp ní
n50
[h-1 K]
doporu ená hodnota celkové intenzity vým ny vzduchu
A/V
[m2/m3]
geometrická charakteristika budovy
Un
[W/(m2.K)]
doporu ená hodnota sou initele prostupu tepla
Upas
[W/(m2.K)]
doporu ená hodnota sou initele prostupu tepla pro pasivní budovy
Uw
[W/(m2.K)]
sou initel prostupu tepla oknem
Ug
[W/(m2.K)]
sou initel prostupu tepla zasklení
H
[W/(m2.K)]
m rná tepelná ztráta budovy
42
8 SEZNAM P ÍLOH P íloha 1- Krycí list rozpo tu varianty pasivního domu P íloha 2- Výpo et energické náro nosti varianty pasivního domu P íloha 3- Krycí list rozpo tu varianty nízkoenergetického domu P íloha 4- Výpo et energetické náro nosti varianty nízkoenergetického domu P íloha 5- Krycí list rozpo tu varianty standardního domu P íloha 6- Výpo et energetické náro nosti varianty standardního domu P íloha 7- P dorys 1.NP referen ního objektu P íloha 8- P dorys 2.NP referen ního objektu.
43
