Pasivní dům – na čem funguje?

Každý z nás už tento pojem někdy slyšel. O co ale opravdu jde, a na jakých principech pasivní dům funguje? Pasivní dům funguje jako samostatná jednotka, která je velice úsporná, což je jeden ze základních požadavků na současné bydlení.

Pasivní dům – definice

Pasivní dům je dům, který má měrnou roční spotřebu energie na vytápění menší jak 15 kWh/m2/rok. Mimo to musí obvodové konstrukce splňovat požadované tepelně-technické parametry dané technickou normou ČSN 73 0540, obalové konstrukce budovy musí splňovat požadovanou vzduchotěsnost, která musí být nižší jak 0,6 h-1 a musí být osazena řízeným větráním s rekuperací tepla.

Jde o dům, který je velice dobře tepelně izolovaný, což znamená, že z něj teplo uniká ve velmi omezené míře. Systém vytápění je založen na teplu získaném ze slunečního záření, které okny proniká dovnitř a na vytápění samotnými lidmi a spotřebiči, které lidí používají. Tudíž jsou náklady na vytápění naprosto minimalizovány. Pro srovnání, v klasickém domě je průměrná spotřeba 150 – 180 kWh/m2/rok, u pasivního domu je to pouze 15kWh/m2/rok. Jak je docíleno takto nízkých tepelných ztrát?

Jak se zatepluje pasivní dům

Aby byly úniky tepla skrze konstrukce co nejvíce eliminovány, je nutné kvalitně navrhnout a zrealizovat obálku budovy. Obálkou budovy jsou myšleny všechny konstrukce – obvodové stěny, střecha, podlaha na zemiě, strop do půdy, okna a dveře. Tepelná izolace obvodových konstrukcí dosahuje několikanásobně vyšších tlouštěk než je tomu u nízkoenergetických staveb. Zpravidla jsou tloušťky vyšší o 50 – 100 %. Pro zateplení obvodových stěn se tak využívá izolace tloušťky 240 – 320 mm v závislosti na zvoleném nosném zdivu, do podlahy na zemině se aplikuje cca 250 mm tepelné izolace a na střechu se aplikuje 300 – 500 mm tepelné izolace. Ovšem kvalitní zateplení nespočívá v obalení domu vysokou vrstvou tepelné izolace, ale především v důsledném řešení tepelných mostů. tepelný most je místo se zvýšeným tepelným tokem, laicky řešeno místo, kde nejvíce uniká teplo. Typickým tepelným mostem je nadpraží okna s roletami nebo žaluziemi, krokev, ostění a parapet okna, sokl domu, napojení terasy nebo balkonu na obvodovou stěnu, průchody a kotvení stříšek do fasády.

Z toho důvodu je potřeba kvalitně naprojektovat řešení těchto kritických míst, jelikož by mimo jiné v těchto místech mohlo v budoucnu docházet ke kondenzaci vody a vzniku plísní. Pro eliminaci tepelných mostů se využívají systémové prvky a tepelné izolace s nizkým součinitelem tepelné vodivosti. Klasickým představitelem takové izolace je například izolace PIR (polyisokyanurát), compactfoam, aerogel nebo izolační desky z fenolické pěny.

Okna s izolačním trojsklem

Velkou roli při návrhu pasivního domu hraje také výběr a situování oken. Pro pasivní domy se standardně navrhují plastová nebo dřevěná okna s izolačním trojsklem s nízkým součinitelem prostupu tepla s dvojitým nebo trojitým přerušením tepelného toku v rámu okna a s distančními rámečky Swisspacer. Klíčové ale není pouze správně zvolit okno, ale správně jej orientovat. Převážná většina prosklených ploch musí být orientována na jih, jihozápad a západ. Na sever a východ se situuje minimum potřebných oken. Důležitým parametrem oken je také solární faktor g, který udává, kolik slunečního záření propustí do interiéru. V praxi mezi solárním faktorem g a součinitelem prostupu tepla oknem Uw existuje jistá závislost. Čím vyšší solární faktor je, tím vyšší je i součnitel prostupu tepla. Jinak řečeno – okno, které propustí více slunečních paprsků do interiéru, propustí také více tepla z interiéru do exteriéru. Proto se okna s vyšším solárním faktorem g situují na jih, jihozápad a západ kvůli vyšším tepelným solárním ziskům, kdežto okna s nižším solárním faktorem se montují na sever a severovýchod objektu, kde je slunečních paprsků minimum, zato jsou v těchto místech vyšší tepelné ztráty.

Pasivní dům a technické zařízení budovy

Vzduchotechnická jednotka s rekuperací tepla

Velkou výhodou pasivního domu je neustálý přísun čerstvého vzduchu, který je filtrován ve filtračním zařízení, které pracuje nepřetržitě a ze vzduchu odstraní nečistoty. To přináší výhodu například toho, že se v domě prakticky nemusí větrat. Vzduchotechnikcá zařízení jsou také vybavena velmi důležitou součástí a tou je rekuperátor. Jedná se o zařízení, které zpetně získává teplo z odpadního odváděného vzduchu a předává jej čerstvému přiváděnému vzduchu. Takto je možné získat 80 – 90 % tepla zpět. Za neúčinější rekuperaci je pokládána aktivní rekuperace, která nejenže získává zpět teplo z odpadního vzduchu při větrání v zimě, ale dokáže získat teplo z přívodního teplého vzduchu v létě a využít jej například po ohřev teplé užitkové vody.

Solární a fotovoltaické panely

Prakticky každý nový dům, a nejen ten pasivní má na střeše nebo na fasádě kotveny fotovoltaické panely nebo solární termické panely. I když se fotovoltaická elektrárna skrze nízké výkupní ceny a absenci zeleného bonusu příliš nevyplatí, stále je fotovoltaická elektrárna využívána pro spotřebu vlastní domácnosti, pohon všech spotřebičů a zejména pak vytápění nebo ohřev zásobníku s teplou vodou. Hojně se také rozmáhají fotovoltaické baterie sloužící k akumulování přebytku vyrobené elektrické energie umožňující její využití ve večerních hodinách, kdy slunce již nesvítí. Využívané jsou také solární termické panely, které se postarají o ohřev teplé vody a není tak potřeba vodu ohřívat drahou elektřinou.

Vytápění objektu – tepelné čerpadlo a krb na biomasu

Drtivá většina pasivních domů je vytápěna zapomocí moderních technologií. Chybí zde tak klasický kotel na dřevo nebo uhlí v kotelně s obrovskou zásobou paliva na zimní období. Vytápění pasivního domu tak nejčastěji zajišťuje tepelné čerpadlo v kombinaci s krbem na tuhá paliva, elektrokotel s krbem na tuhá paliva nebo tepelné čerpadlo v kombinaci s plynovým kotlem. Některé pasivní domy jsou projektovány tak, že poprvé je potřeba zatopit až 2 dny poté, co rtuť venkovního teploměru klesne pod nulu. Spotřeba energie tak není velká a výkonný kotel na uhlí by tak absolutně nevyhovoval skrze jeho předimenzování.

Pro vytápění pasivního domu se nejčastěji využívají tepelná čerpadla země-voda nebo voda-voda, méně často pak vzduch-voda. Tepelné čerpadlo, které je poháněno elektrickou energií může být napájeno právě ze zmiňované fotovoltaické elektrárny a z tohoto pohledu je přes slunečný den dům soběstačný. Díky jeho vysoké účinnosti sice spotřebuje cca 1 kWh, ale vyrobí 3 – 4 kWh tepla.

Jak již bylo popsáno výše, pasivní dům hodně pracuje se slunečními paprsky a s vnitřními tepelnými zisky z vaření a tepelných ztrát všech spotřebičů. Při slunečném dni se může teplota v místnosti rapidně zvýšit vlivem vysokých solárních zisků prostřednictvým velkých prosklených ploch. Z toho důvodu musí být otopná soustava vybavena kvalitní termoregulací zajišťující tepelnou pohodu ve všech místnostech. Tomu se docílí osazením regulace otopné soustavy vnitřními termostaty, které jsou umístěny v referenčních místnostech a na základě vnitřní aktuální teploty ovládají výkon kotle nebo otáčky oběhového čerpadla. Poměrně čerstvou novinkou jsou chytré termostaty, které regulují otopnou soustavu na základě pohybu osob v domácnosti nebo na základě jejich polohy a vzdálenosti od domu. Jak to funguje? Chytrý telefon každého člena domácnosti je napojen na tento termostat a na základě dat s GPS termostat zjistí, že jste například  100 km od domova a ztlumí tak topení prakticky na minimum.

Závěrem o pasivním domu

Jedná se tedy o ekologickou a ekonomickou variantu bydlení, protože člověk téměř neplatí za energie, navíc nezatěžuje planetu přebytečným únikem tepla, které z klasických domů uniká, protože zateplení nikdy nebude tak dokonalé, jako u domů pasivních. Přísun tepla do pasivního domu lze například v letních měsících regulovat promyšleným systémem žaluzií, které teplo nevpustí dovnitř.

Velice důležitá je izolace celého domu, která musí být provedena opravdu pečlivě. Materiály se používají vesměs stejné jako u klasických domů, rozdíl je v tloušťce izolace, která se zde pohybuje mezi 30 až 50 cm a zajišťuje tedy nejdůležitější funkci a to je zamezení úniku tepla.

Lze tedy říci, že se pasivní dům klientovi určitě vyplatí. Pořizovací náklady jsou sice mírně vyšší, jedná se průměrně o 5 – 15%, ale náklady se klientovi kompenzují nízkými náklady na energie, navíc i při prodeji domu tímto stoupá jeho hodnota.