Aké požiadavky sa musia splniť budovy pri obnove?

Nové a obnovované budovy, ak je to funkčne, technicky a ekonomicky uskutočniteľné, musia spĺňať minimálne požiadavky na energetickú hospodárnosť budov (EHB) určené technickými normami.

Od júla 2012 minimálne požiadavky na stavebné konštrukcie a budovy stanovuje konsolidované znenie STN 73 0540-2/Z1+Z2 [14]. Po 31. decembri 2020 je potrebné zabezpečiť výstavbu nových a obnovu existujúcich budov v energetickej úrovni takmer nulovej potreby energie.

Budovou s takmer nulovou potrebou energie sa rozumie budova s veľmi vysokou energetickou hospodárnosťou. Takmer nulové alebo veľmi malé množstvo energie potrebné na užívanie takej budovy musí byť zabezpečené efektívnou tepelnou ochranou a vo vysokej miere energiou dodanou z obnoviteľných zdrojov nachádzajúcich sa v budove (na mieste) alebo v blízkosti.

Požiadavky a kritériá tepelnej ochrany budov

Smernica o EHB sa v SR implementovala zákonom č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a prepracovaná smernica zákonom v znení zákona č. 300/2012 Z. z. [6]. V súčasnosti je v procese schvaľovania novela tohto zákona implementujúca zmenu smernice č. 844/2018.

Energetická hospodárnosť budov (ďalej EHB) sa stanovuje výpočtom, ktorý má podľa § 3 ods. 3 zákona zohľadniť charakteristiky stavebnej konštrukcie budovy, najmä tepelnotechnické vlastnosti obvodového plášťa, strešného plášťa a otvorových konštrukcií, a tepelné straty spôsobené stavebnou konštrukciou a spôsobom jej užívania, ale aj vnútorné prostredie vrátane projektovaných požiadaviek na vnútorné prostredie.

Normalizované (požadované) hodnoty vyjadrujúce tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, ako aj základné kritériá, ktoré majú budovy spĺňať, stanovuje konsolidované znenie STN 73 0540-2/Z1+Z2 [14] platné od 1. júla 2019 a nahrádzajúce v plnom rozsahu predchádzajúce znenie z roku 2012 a zmenu 1 z roku 2016. Spracované je v znení zmeny 2.

Pri návrhu stavebných konštrukcií a budov sa požaduje splnenie nasledujúcich kritérií, ktoré súvisia s obalovými konštrukciami a ktoré sa týkajú:
a) minimálnych tepelnoizolačných vlastností stavebných konštrukcií,
b) minimálnej teploty vnútorného povrchu,
c) minimálnej výmeny vzduchu,
d) maximálnej mernej potreby tepla na vykurovanie.

Uvedené normalizované požiadavky uvádza technická norma a sú reprezentované podstatnými vlastnosťami. Preukázanie predpokladu splnenia v norme uvádzaných požiadaviek na energetickú hospodárnosť budov je hodnotením vplyvu tepelnej ochrany na dosiahnutie požiadaviek EHB.

Preukázanie splnenia kritérií podľa technickej normy je predmetom tepelnotechnického posudku, ktorý je súčasťou projektového energetického hodnotenia. Projektové energetické hodnotenie spracováva autorizovaný inžinier ako súčasť projektovej dokumentácie na stavebné povolenie.

Pri projektovom hodnotení významne obnovenej budovy projektová dokumentácia podľa § 4 ods. 3 zákona o EHB obsahuje splnenie požiadavky na tepelnotechnické vlastnosti:
a) stavebných konštrukcií a na potrebu tepla na vykurovanie podľa STN 73 0540-2, ak sa má uskutočniť významná obnova (definícia § 2 ods. 8 zákona o EHB) celého obalu existujúcej budovy, alebo
b) stavebných konštrukcií podľa STN 73 0540-2, ak sa má uskutočniť významná obnova len stavebných konštrukcií tvoriacich časť obalu existujúcej budovy.

Nákladovo optimálne minimálne požiadavky na EHB

Technická norma zahŕňa výsledky 1. (v roku 2013) a 2. fázy (v roku 2018) odvodenia nákladovo optimálnych úrovní minimálnych požiadaviek na EHB. V roku 2013 sa uskutočnil výpočet nákladovo optimálnych úrovní minimálnych požiadaviek na energetickú hospodárnosť budov [12], ktorý spočíval v stanovení požiadaviek na súčiniteľa prechodu tepla obalových konštrukcií budovy U vo W/(m² . K) a na globálny ukazovateľ primárnej energie. Vychádzalo sa z výpočtov súčasnej čistej hodnoty pre viac ako štyritisíc kombinácií balíkov opatrení.

Slovensko zaviedlo nadväzne na implementáciu smernice 2010/31/EÚ [5] prechodné obdobie s postupným sprísňovaním požiadaviek na nízkoenergetickú úroveň výstavby od 1. 1. 2013 (obvodový plášť: U ≤ U_N = 0,32 W/(m² . K), strešný plášť: U ≤ U_N = 0,20 W/(m² . K), otvo­rové konštrukcie: U ≤ U_N = 1,40 W/(m² . K)), ultranízkoenergetickú úroveň výstavby od 1. 1. 2016 (obvodový plášť: U ≤ U_N = 0,22 W/(m² . K), strešný plášť: U ≤ U_N = 0,15 W/(m² . K), otvorové konštrukcie: U ≤ U_N = 1,00 W/(m² . K)).

Požiadavky na ultranízkoenergetickú úroveň výstavby sa zaviedli v zhode s výsledkami 1. fázy výpočtu nákladovo optimálnych úrovní minimálnych požiadaviek na EHB. Konsolidované znenie normy stanovuje, ako výsledok 2. fázy nákladovo optimálnych výpočtov, normalizované cieľové hodnoty, ktoré budú platiť od 1. 1. 2021 pre úroveň výstavby budov s takmer nulovou potrebou energie.

Požiadavky na hodnoty súčiniteľa prechodu tepla sa sprísnili iba pri otvorových konštrukciách (obvodový plášť: U ≤ U_N = 0,22 W/(m² . K), strešný plášť: U ≤ U_N = 0,15 W/(m² . K), otvorové konštrukcie: U ≤ U_N = 0,85 W/(m² . K)). Normalizované požiadavky sú stanovené aj na vnútorné deliace konštrukcie medzi vykurovaným a nevykurovaným prostredím. Zavedené sú aj prísnejšie odporúčané cieľové hodnoty. Konsolidované znenie normy zavádza aj požiadavky na závesné steny pre všetky úrovne výstavby.

Technickou normou zavedené požiadavky sú nákladovo optimálnymi minimálnymi požiadavkami. Ich splnenie sa musí uskutočniť nákladovo efektívnymi opatreniami.

Z uvedeného vyplýva, že na plné stavebné konštrukcie sú stanovené prísnejšie požiadavky ako na otvorové konštrukcie. Splnením požiadaviek na nízkoenergetickú úroveň výstavby sa neodstráni negatívne sálanie zasklenými plochami. Pocit negatívneho sálania sa odstráni až pri požiadavkách na ultranízkoenergetickú úroveň výstavby, pričom sa aj bezpečne dosiahne eliminácia vzniku hygienických nedostatkov. Tepelné straty otvorovými konštrukciami sú 4,5-krát vyššie ako cez obvodový plášť budovy.

Vnútorné prostredie

V ostatnom období sa zanedbáva zohľadnenie podmienok vnútorného prostredia a dominuje preukazovanie úspor tepla/energie. Popritom sa súčasne s vplyvom na zníženie tepelných strát, zlepšenie tepelnotechnických vlastností (U-hodnoty) zvyšuje teplota na vnútornom povrchu stavebných konštrukcií.
Vnútorné prostredie definujú teplota vnútorného vzduchu θ_ai (°C) a relatívna vlhkosť ϕ_i (%), prípadne rýchlosť prúdenia vzduchu v_ai (m/s). V súčasnosti sa navrhujú budovy s výbornými tepelnoizolačnými vlastnosťami obalových konštrukcií, čím sa znižuje rozdiel medzi teplotou vnútorného vzduchu a priemernou teplotou vnútorných povrchov v miestnostiach. Z týchto dôvodov možno vo väčšine prípadov pripustiť rovnakú nominálnu hodnotou priemernej teploty vnútorného vzduchu v miestnosti θ_ai (°C) a vnútornej výpočtovej teploty θi (°C).

Stavebné konštrukcie a budovy sa posudzujú pri uvažovaní normalizovaných podmienok vnútorného prostredia, ak vzhľadom na účel budovy/miestnosti nie je určené inak. Normalizované podmienky teploty vnútorného vzduchu stanovené technickou normou [8], ale aj STN 73 0540-3 [9] sú určené pre dlhodobý pobyt a neprerušované vykurovanie budov s vlastnosťami: θ_ai= 20 °C a j_i = 50 %. Relatívna vlhkosť 50 % v miestnostiach bytových budov a nebytových budov (napr. administratívne budovy) sa zaviedla namiesto 60 % normou STN 73 0540-2 od roku 2002. Uvedená zmena bola v súlade s podmienkami uplatňovanými v okolitých štátoch (napr. Rakúsko a Nemecko). Hodnotenie rizika rastu plesní sa zaviedlo až normou STN 73 0540-2 platnou od 1. marca 2002.

Z uvedeného pre vnútornú povrchovú teplotu stavebnej konštrukcie vyplýva, že na ktoromkoľvek mieste jej povrchu musí byť teplota vyššia, ako je teplota rizika rastu plesní, a bezpečne vyššia, ako je teplota rosného bodu. Pritom sa musia zohľadniť nielen normalizované, ale aj skutočne navrhované podmienky teploty a vlhkosti vnútorného vzduchu a spôsob vykurovania (neprerušované a prerušované). Má to vplyv na konkrétnu hodnotu bezpečnostnej prirážky. Uvedené platí bez ohľadu na lokalitu a vonkajšiu teplotu.

Vnútorná povrchová teplota

Požiadavky na vnútornú povrchovú teplotu ovplyvňovali hygienické požiadavky, tepelnotechnické požiadavky, ale aj úroveň poznania v oblasti tepelnej ochrany (v minulosti stavebnej tepelnej techniky). Požiadavky na priebeh vnútornej povrchovej teploty sa stanovili pri uvažovaní výpočtových podmienok, od roku 1964 vždy podľa ČSN/STN 73 0540.

Vnútorná povrchová teplota závisí od teploty vnútorného vzduchu θ_ai = 20 °C a teploty vonkajšieho vzduchu konkrétnej lokality [10]. V minulosti sa posudzovala pre dve teplotné oblasti, ale so zohľadnením nadmorskej výšky, t. j. pre θ_e = -15 (-18, -21) °C. Vývoj požiadaviek na vnútornú povrchovú teplotu odrážal potrebu zabezpečenia hygienických podmienok a podmienok tepelnej pohody. V existujúcich budovách, ak sa doteraz neobnovili, sa zabezpečujú iba podmienky, ktoré zodpovedajú obdobiu výstavby.

Na porovnanie je možné uviesť nasledujúce. Požiadavky v minulosti vyplynuli z potreby zabezpečiť (použité sú ďalej značky používané v minulosti vyjadrujúce teplotu, napr. θ_si = t_ip) elimináciu vzniku kondenzácie na vnútornom povrchu (pre podmienky t_i = 20 °C, ϕ_i = 60 %) tip ≥ t_s = 12 °C, odstránenie vplyvu negatívneho sálania (posudzované do roku 1983) tip ≥ 14 °C, lebo sa malo zabezpečiť ti – tip ≤ 6 K.

Malo sa tiež dosiahnuť, aby bola najnižšia teplota stanovená v závislosti od požadovanej hodnoty tepelného odporu/súčiniteľa prechodu tepla (od roku 1984) obvodového plášťa t_ip ≥ 16,1 °C (t_e = -15 °C) a strešného plášťa t_ip ≥ 17,8 °C (t_e = -15 °C), pričom priemerná teplota na vnútornom povrchu plôch obklopujúcich miestnosť na splnenie rovnice tepelnej pohody pri uvažovaní teploty vnútorného vzduchu t_i = 20 °C bola t_p ≥ 18 °C.

Z hľadiska zabezpečenia hygienických podmienok sa pri otvorových konštrukciách hodnotí teplota rosného bodu na zasklení, ale zamedzenie rizika rastu plesní sa hodnotí na pripojovacej škáre a celom styku otvorovej konštrukcie s okolitou plnou stavebnou konštrukciou. Negatívne sálanie nepriaznivo ovplyvňuje užívateľa do vzdialenosti približne 1 m.

Odstránenie tohto vplyvu vyžaduje zvýšenie teploty vnútorného vzduchu. Zabezpečenie priemernej teploty plôch vymedzujúcich priestor nižšej ako 18 °C tiež vyžaduje zvýšenie vnútornej teploty v miestnosti, a teda zvýšenie potreby energie na vykurovanie.

Požiadavky na U-hodnotu v závislosti od povrchovej teploty

Vnútornú povrchovú teplotu pri pôsobení normalizovanej vnútornej teploty ovplyvňuje súčiniteľ prechodu tepla. Tento má aj dominantný vplyv na tepelné straty stavebnou konštrukciou. Dosiahnuť teplotu na vnútornom povrchu aspoň 14 °C vylučujúcu pocit negatívneho sálania vyžaduje, v závislosti od pôsobenia vonkajšej teploty -11 až -20 °C, dosiahnuť hodnotu súčiniteľa prechodu tepla U od 1,5 po 1,2 W/(m² . K).

Ak by sa na celom povrchu (plných a transparentných stavebných konštrukcií) mala dosiahnuť priemerná teplota 18 °C zabezpečujúca pri vnútornej teplote θ_ai = 20 °C tepelnú pohodu, v závislosti od pôsobenia vonkajšej teploty -11 až -20 °C, je potrebné zabezpečiť hodnotu súčiniteľa prechodu tepla U od 0,5 po 0,4 W/(m² . K). Zníženie priemernej teploty pod 18 °C znamená príslušne zvýšiť vnútornú teplotu nad 20 °C. Uvedená skutočnosť nepriaznivo ovplyvní potrebu energie na vykurovanie.

Vplyvom konštrukčnej tvorby, materiálovej skladby, ale aj nákladovej efektívnosti je potrebné rozlišovať v prísnosti stanovenia požiadaviek na hodnotu súčiniteľa prechodu tepla. Hodnoty súčiniteľa prechodu tepla otvorových konštrukcií v úrovni U = 0,4 a 0,5 W/(m² . K) sa v súčasnosti nedajú dosiahnuť. Na stavebný trh sa uvádzajú otvorové konštrukcie s hodnotou súčiniteľa prechodu tepla U = 0,61 (0,62) W/(m² . K).

Z uvedeného vyplýva, že na dosiahnutie priemernej teploty na vnútornom povrchu stavebných konštrukcií obklopujúcich vykurovaný priestor musia ostatné konštrukcie (najmä obvodový a strešný plášť) dosiahnuť hodnoty lepšie ako je U = 0,4 a 0,5 W/(m² . K) podľa podielu jednotlivých konštrukcií na celkovej ploche obalových konštrukcií. Uvedený princíp sa rešpektuje pri stanovovaní požiadaviek na hodnotu súčiniteľa prechodu tepla podľa STN 730540-2 [8].

Postupné znižovanie (sprísňovanie) požiadaviek na hodnotu súčiniteľa prechodu tepla vytvára priaznivé podmienky na zabezpečovanie postupného znižovania potreby tepla na vykurovanie, splnenie energetického kritéria podľa [8], ale aj požiadaviek na EHB, tried energetickej hospodárnosti podľa úrovní výstavby stanovených v zákone č. 555/2005 Z. z. [6] a vyhlášky MDVRR SR č. 364/2012 Z. z. [7]. Vytvára podmienky na zabezpečenie požiadavky tepelnej pohody, na ktorú sa bral ohľad v minulosti.

Parametre otvorových konštrukcií sa deklarujú podľa STN EN 14351-1+A1. Súčiniteľ prechodu tepla sa podľa tejto normy stanovuje na stavebný výrobok s rozmermi 1,23 × 1,48 m ako deklarovaná hodnota. Podľa rovnakého vzťahu, ovplyvneného súčiniteľmi prechodu tepla rámu U_f, zasklenia U_g a lineárneho stratového súčiniteľa ψ sa hodnotia aj otvorové konštrukcie s konkrétnymi rozmermi. Vlastnosti týchto konštrukcií musia spĺňať príslušné požiadavky stanovené v tab. 2 STN 73 0540-2.

Vylúčenie kondenzácie vodnej pary na vnútornom povrchu zasklenia ovplyvňuje kvalita dištančného rámika, jeho tepelnotechnická kvalita, teda hodnota súčiniteľa prechodu tepla Ug zasklenia. Povrchové teploty ovplyvňuje kvalita riešenia pripojovacej škáry, ale aj celej oblasti styku. Teplotu na vnútornom povrchu v oblasti styku ovplyvňuje aj poloha osadenia otvorovej výplne, teda konštrukčné riešenie detailu. Z hľadiska posúdenia tepelnotechnickej kvality a vylúčenia vzniku hygienických nedostatkov je posúdenie pomocou teplotného faktora ťažkopádne.

Postupné sprísňovanie požiadaviek na hodnotu súčiniteľa prechodu tepla obalových stavebných konštrukcií zohľadňuje požiadavky vyplývajúce z predpisov EÚ na zlepšovanie energetickej hospodárnosti s rešpektovaním podmienok nákladovej optimálnosti. Normalizované hodnoty požiadaviek na súčiniteľ prechodu tepla odzrkadľujú situáciu vývoja stavebných výrobkov (najmä tepelných izolácií a okien) na trhu.

Zohľadňuje sa zabezpečenie hygienických parametrov, požiadaviek na tepelnú pohodu a plnenie požiadaviek na zníženie množstva energie na vykurovanie, ktoré sa má zabezpečiť z obnoviteľných zdrojov. Návrh normalizovaných požiadaviek podľa konsolidovaného znenia zohľadňuje súhrn základných požiadaviek na stavby vrátane energetickej náročnosti na výrobu stavebných materiálov.

Literatúra
1. Smernica 89/106 EHS z 21. decembra 1988 o aproximácii zákonov, nariadení a administratívnych opatrení členských štátov súvisiacich so stavebnými výrobkami.
2. Zákon č. 50/1976 Zb. o územnom plánovaní a stavebnom poriadku (stavebný zákon) v znení zákona č. 237/2000 Z. z. a v znení neskorších zmien.
3. Nariadenie EPaR(EÚ) č. 305/2011 o harmonizovaných podmienkach uvádzania stavebných výrobkov na trh.
4. Smernica č. 2002/91/ES Európskeho parlamentu a Rady zo 16. decembra 2002 o energetickej hospodárnosti budov (Ú. v. ES L 1, 4.1.2003, s. 65 – 71.
5. Smernica č. 2010/31/EÚ Európskeho parlamentu a Rady z 19. mája 2010 o energetickej hospodárnosti budov, prepracované znenie, Ú. v. L 153, 18.6.2010, s. 13 – 35.
6. Zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a v znení zákona č. 300/2012 Z. z. z 18. septembra 2012, ktorým sa mení a dopĺňa zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov.
7. Vyhláška MDVRR SR č. 364/2012 Z. z. z 12. novembra 2012, ktorou sa vykonáva zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov v znení neskorších predpisov (v znení vyhlášky č. 324/2016 Z. z.).
8. STN 73 0540-2: 2012/Z1: 2016 Tepelná ochrana budov. Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Časť 2: Funkčné požiadavky.
9. STN 73 0540-3: 2012: Tepelná ochrana budov. Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Časť 3: Vlastnosti prostredí a stavebných výrobkov.
10. STN EN ISO 13790/NA: Energetická hospodárnosť budov. Výpočet potreby energie na vykurovanie a chladenie. Národná príloha, 2010.
11. STN EN 14351-1+A1: 2017 Okná a dvere. Norma na výrobky, funkčné charakteristiky. Časť 1 (74 6180).
12. Technické a ekonomické aspekty nákladovo optimálnych opatrení zabezpečenia energetickej hospodárnosti budov (vedecko-technická služba), Etapa 01-14, Poskytovateľ dotácie: Ministerstvo dopravy, výstavby a regionálneho rozvoja Slovenskej republiky, zák. č. 10110134/TSÚS-Z-230/2950/ 2011/MDVRR SR. Bratislava: TSÚS, 2013.
13. Druhá fáza odvodenia nákladovo optimálnej
úrovne minimálnych požiadaviek na ­ener­getickú
hospodárnosť budov s takmer nulovou
­potrebou energie. Bratislava: TSÚS, 2018,
č. 02/RÚ/2018/10180003-O/VaV.
14. STN 73 0540-2: 2012/Z1 + Z2: 2019 Konsolidované znenie: Tepelná ochrana budov. Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Časť 2: Funkčné požiadavky. Návrh apríl 2019.