image 70945 25 v2
Galรฉria(8)

Budovy s takmer nulovou spotrebou energie

Partneri sekcie:

Zavedenie pojmu budova s takmer nulovou spotrebou energie vzbudilo zรกujem, odpor aj oฤakรกvania. ฤŒo ฤalej? Zniลพovanie energetickej nรกroฤnosti budov je trend, ktorรฝ moลพno pozorovaลฅ vo vรฝvoji stavebnรญctva uลพ od 80. rokov minulรฉho storoฤia. V rozliฤnรฝch obdobiach, prevaลพne v sรบvislosti so zmenami cien energie, sa zvรฝrazลˆuje a zase nรกsledne potlรกฤa, vo vลกeobecnosti vลกak ide o dlhodobรฝ a viac-menej kontinuรกlny proces.

obr7
obr3
obr4
obr5
1
2
6

Na zaฤiatku tohto tisรญcroฤia sa vykonali hlbลกie analรฝzy vyuลพitia energie v budovรกch, ktorรฝch vรฝsledkom bolo vyjadrenie celkovej spotreby energie v budovรกch v Eurรณpe vo vรฝลกke 40 % vyrobenej energie [3]. Tรกto hodnota prevyลกuje aj podiel energie spotrebovanej v doprave alebo v priemysle (obr. 1).

Obr. 1  Vývoj spotreby energie v krajinách IEA v Európe v rokoch 1972 aลพ 2008 [5]

Obr. 1  Vรฝvoj spotreby energie v krajinรกch IEA v Eurรณpe v rokoch 1972 aลพ 2008 [5]

Energia a budovy

Budovy vytvรกrajรบ umelรฉ vnรบtornรฉ prostredie a chrรกnia uลพรญvateฤพov pred pรดsobenรญm vonkajลกieho prostredia. Tรบto primรกrnu funkciu โ€“ tvorbu vnรบtornรฉho prostredia โ€“ zabezpeฤujรบ obรกlka budovy a technickรฉ zariadenia, ktorรฉ parametre vnรบtornรฉho prostredia upravujรบ podฤพa poลพiadaviek uลพรญvateฤพov. Na zmenu parametrov vnรบtornรฉho prostredia sรบ vลกak potrebnรฉ rรดzne formy energie, najฤastejลกie tepelnรก energia. V naลกich klimatickรฝch podmienkach ide najmรค o systรฉmy vykurovania, chladenia ฤi vetrania, o รบpravu vlhkosti a filtrรกciu vzduchu alebo umelรฉ osvetlenie. Podiel jednotlivรฝch zloลพiek spotreby energie na tvorbe vnรบtornรฉho prostredia je premenlivรฝ jednak v zรกvislosti od รบฤelu budovy (naprรญklad plaveckรฝ bazรฉn vs. rodinnรฝ dom) a jednak od ฤasu, keฤลพe poลพiadavky na kvalitu obalovรฝch konลกtrukciรญ budov sa vyvรญjajรบ โ€“ naprรญklad poลพiadavky na tepelnรบ izolรกciu obรกlky budovy sa za poslednรฝch 20 rokov zvรฝลกili 5-krรกt. ฤŽalลกia vรฝznamnรก spotreba energie v budovรกch sรบvisรญ s prรญpravou teplej vody na pokrytie hygienickรฝch potrieb ฤloveka. Tรกto hodnota nevykazuje dlhodobo vรฝraznejลกie zmeny, v sรบvislosti so zvyลกovanรญm poลพiadaviek na komfort sa vลกak mierne zvyลกuje.

Modernรฉ budovy sรบ vybavenรฉ elektronickรฝmi systรฉmami na zabezpeฤenie ich bezpeฤnosti z hฤพadiska neoprรกvnenรฉho vniknutia, poลพiaru alebo zvรฝลกenia koncentrรกcie ลกkodlivรญn, ฤalej regulaฤnรฝmi systรฉmami na zabezpeฤenie poลพadovanej kvality vnรบtornรฉho prostredia a informaฤnรฝmi systรฉmami na orientรกciu v budove alebo prenos informรกciรญ. Vรคฤลกinu tรฝchto zariadenรญ tvoria spotrebiฤe energie, ktorรฝch podiel na celkovej spotrebe energie v budovรกch sa postupne zvyลกuje. Budovy bรฝvajรบ vybavenรฉ aj dopravnรฝmi systรฉmami (naprรญklad vรฝลฅahy, eskalรกtory, travelรกtory, potrubnรก poลกta) a ฤalลกรญmi technolรณgiami (kuchyne, prรกฤovne, bazรฉny a pod.), ktorรฉ takisto mรดลพu v zรกvislosti od typu budovy patriลฅ k vรฝznamnรฝm spotrebiฤom energie. Eurรณpska rada schvรกlila v roku 2010 na pรดde EP revรญziu smernice ฤ. 91/2002/ES s nรกzvom smernica o energetickej nรกroฤnosti budov (prepracovanie) pod ฤ. 31/2010/EU [3]. Revidovanรก smernica vytyฤuje ciele Eurรณpskeho spoloฤenstva v oblasti energetiky do roku 2020, a to rozpracovanรญm a รบpravou krokov, ktorรฉ vedรบ k znรญลพeniu spotreby energie v Eurรณpe. Tรกto smernica ruลกรญ a nahrรกdza smernicu ฤ. 91/2002/ES v plnom rozsahu, spresลˆuje a v niektorรฝch bodoch sprรญsลˆuje poลพiadavky na energetickรบ nรกroฤnosลฅ budov. Mottom revidovanej smernice je cieฤพ 20 โ€“ 20 โ€“ 20, vyjadrujรบci snahu dosiahnuลฅ v roku 2020 znรญลพenie spotreby energie o 20โ€ฏ%, znรญลพenie emisiรญ sklenรญkovรฝch plynov o 20โ€ฏ% a zvรฝลกenie podielu obnoviteฤพnรฝch zdrojov na 20 % celkovej vรฝroby energie v Eurรณpe v porovnanรญ s rokom 1990.

Energetickรก nรกroฤnosลฅ budov

Smernica [3] definuje poลพiadavky na spoloฤnรฝ vลกeobecnรฝ rรกmec vรฝpoฤtu energetickej nรกroฤnosti budov a ich ucelenรฝch ฤastรญ. Pod energetickou nรกroฤnosลฅou budovy sa pritom podฤพa [3] rozumie โ€žvypoฤรญtanรฉ alebo zmeranรฉ mnoลพstvo energie nutnรฉ na pokrytie potreby energie spojenej s typickรฝm uลพรญvanรญm budovy, ฤo okrem inรฉho zahล•ลˆa energiu pouลพรญvanรบ na vykurovanie, chladenie, vetranie, prรญpravu teplej vody a osvetlenie.โ€œ Aj keฤ sa v definรญcii neuvรกdza samostatne energia potrebnรก na รบpravu vlhkosti vzduchu v klimatizaฤnรฝch zariadeniach, treba o tejto โ€“ v klimatizovanรฝch budovรกch nezanedbateฤพnej โ€“ poloลพke vo vรฝpoฤtoch uvaลพovaลฅ. Pojem โ€žmnoลพstvo energieโ€œ sa vzลฅahuje na obdobie jednรฉho roka a mรดลพe sa vyjadriลฅ na niekoฤพkรฝch รบrovniach (obr. 2).

Obr. 2  Energetická nároฤnosลฅ budov  (OZE – obnoviteฤพné zdroje energie, nOZE – neobnoviteฤพné zdroje energie, CZT/CH – centralizované zásobovanie teplom/chladom)

Obr. 2  Energetickรก nรกroฤnosลฅ budov (OZE โ€“ obnoviteฤพnรฉ zdroje energie, nOZE โ€“ neobnoviteฤพnรฉ zdroje energie, CZT/CH โ€“ centralizovanรฉ zรกsobovanie teplom/chladom)

Vรฝchodiskovรฝm รบdajom na stanovenie energetickej nรกroฤnosti budovy je potreba energie โ€“ teoretickรฉ mnoลพstvo energie dodรกvanรฉ do posudzovanรฉho priestoru jednotlivรฝmi technickรฝmi systรฉmami na zabezpeฤenie poลพadovanรฉho stavu vnรบtornรฉho prostredia a dodรกvky teplej vody v mieste spotreby. Potreba energie zohฤพadลˆuje vรฝmenu tepla obรกlkou budovy, a to prechodom tepla, prรบdenรญm i sรกlanรญm, ฤalej zohฤพadลˆuje vnรบtornรฉ zisky z prรญtomnรฝch osรดb a teplo vyลพarujรบcich zariadenรญ. Tรกto potreba energie sa zabezpeฤuje technickรฝmi systรฉmami budovy a po zohฤพadnenรญ ich รบฤinnostรญ sa zรญskava hodnota oznaฤovanรก v ฤeskej legislatรญve ako โ€žvypoฤรญtanรก spotreba energieโ€œ. Na prevรกdzku niektorรฝch technickรฝch systรฉmov sรบ potrebnรฉ aj ฤalลกie zariadenia, ako sรบ obehovรฉ ฤerpadlรก, meracia a regulaฤnรก technika, ovlรกdanie, ktorรฝch spotreba sa oznaฤuje ako โ€žpomocnรก energiaโ€œ. Sรบฤtom vypoฤรญtanej spotreby energie a pomocnej energie dostรกvame hodnotu โ€ždodanej energieโ€œ. Zatiaฤพ ฤo potreba a vypoฤรญtanรก spotreba energie sa vzลฅahujรบ na jednotlivรฉ funkcie technickรฝch systรฉmov (energia na vykurovanie, chladenie, vetranie, prรญpravu teplej vody a osvetlenie), dodanรก energia sa vyjadruje vo vzลฅahu k energonositeฤพom (elektrickรก energia, palivo, energia prostredia, vykurovacia alebo chladiaca voda zo systรฉmu centralizovanรฉho zรกsobovania teplom alebo chladom).

Hodnoty dodanej energie by sa pri reรกlnych budovรกch mali blรญลพiลฅ k hodnotรกm fakturaฤnรฝch meradiel dodanej energie. Ak sa dodanรก energia pri jestvujรบcej budove stanovuje vรฝpoฤtom, treba pri porovnรกvanรญ vรฝsledkov vรฝpoฤtu s nameranรฝmi hodnotami zohฤพadniลฅ vplyv skutoฤnej prevรกdzky a klimatickรฝch podmienok poฤas meranรฉho obdobia a uvedomiลฅ si, ลพe beลพnรฝm vรฝpoฤtom energetickej nรกroฤnosti nemoลพno dosiahnuลฅ รบplnรบ zhodu nameranรฝch a vypoฤรญtanรฝch hodnรดt. Dรดvodom je okrem uลพ zmienenรฝch klimatickรฝch podmienok zjednoduลกenie dynamickรฝch vlastnostรญ budov, nรกroฤnรฝ vรฝpoฤet skutoฤnรฉho priebehu vรฝmeny vzduchu infiltrรกciou a prirodzenรฝm vetranรญm a zvyฤajne aj nedostatok informรกciรญ o skutoฤnej prevรกdzke budovy v meranom obdobรญ. Dodanรก energia vyjadrenรก podฤพa energonositeฤพov je vรฝchodiskovou hodnotou na vรฝpoฤet primรกrnej energie. Primรกrna energia je podฤพa [3] energia z obnoviteฤพnรฝch a neobnoviteฤพnรฝch zdrojov, ktorรก nepreลกla ลพiadnym procesom premeny alebo transformรกcie. Stanovรญ sa vรฝpoฤtom pomocou konverznรฝch faktorov, ktorรฉ sรบ podielom energie obsiahnutej v energonositeli a energie obsiahnutej v primรกrnom zdroji (uhlie, ropa, biomasa v mieste pestovania, slneฤnรฉ ลพiarenie…) a sรบ vyjadrenรญm รบฤinnosti energonositeฤพa. Diskutovanou bรฝva hodnota konverznรฉho faktora elektrickej energie, ktorรก mรก naprรญklad v sรบฤasnosti v ฤŒR hodnotu 3,2 a odrรกลพa vysokรฝ podiel tepelnรฝch elektrรกrnรญ na fosรญlne palivรก.

Budovy s takmer nulovou spotrebou energie

Jednou z poลพiadaviek smernice o energetickej nรกroฤnosti budov ฤ. 2010/31/EU [3] je, aby do 31. 12. 2020 boli vลกetky novรฉ budovy โ€žbudovami s takmer nulovou spotrebou energieโ€œ โ€“ novรฉ budovy uลพรญvanรฉ a vlastnenรฉ orgรกnmi verejnej sprรกvy uลพ po 31. decembri 2018. Na รบฤely tejto smernice sa rozumie pod budovou s takmer nulovou spotrebou energie budova, ktorej energetickรก nรกroฤnosลฅ urฤenรก podฤพa metรณdy danej touto smernicou je veฤพmi nรญzka. Takmer nulovรก ฤi nรญzka spotreba poลพadovanej energie by sa mala v znaฤnom rozsahu pokryลฅ z obnoviteฤพnรฝch zdrojov vrรกtane energie z obnoviteฤพnรฝch zdrojov vyrรกbanej v mieste ฤi v jeho okolรญ. Tento veฤพmi ambiciรณzny cieฤพ sa realizuje na zรกklade vnรบtroลกtรกtnych plรกnov jednotlivรฝch ฤlenskรฝch krajรญn, ktorรฉ stanovujรบ, akรฝm spรดsobom sa bude postupovaลฅ a ktorรฉ budovy sa z tejto poลพiadavky vyjmรบ.

Dรดraz sa opรคลฅ kladie na nรกkladovรบ efektรญvnosลฅ opatrenรญ, ktorรฉ vedรบ k realizรกcii tรฝchto budov. Z technickรฉho hฤพadiska je tu veฤพmi cรญtiลฅ neistotu alebo zรกmer spracovateฤพov tohto textu, ktorรฝ v definรญcii pouลพรญva โ€žmรคkkรฉโ€œ termรญny ako โ€žveฤพmi nรญzkaโ€œ, โ€žznaฤnรฝ rozsahโ€œ alebo โ€žv mieste ฤi jeho okolรญโ€œ. Pre koncovรฉho uลพรญvateฤพa bude neprรญjemnรฝm zistenรญm, ลพe terminus technicus โ€žbudova s takmer nulovou spotrebou energieโ€œ nevyjadruje skutoฤnรบ spotrebu energie, ale len fakt, ลพe budova bude maลฅ oproti inรฝm vo svojej kategรณrii niลพลกiu spotrebu a jej veฤพkรก ฤasลฅ sa bude musieลฅ pokryลฅ z obnoviteฤพnรฝch zdrojov energie. Termรญn spotreba energie sa navyลกe vzลฅahuje na primรกrnu energiu, ฤo je energia primรกrnych zdrojov, ktorรฉ nepreลกli ลพiadnym konverznรฝm procesom (naprรญklad uhlie, plyn, jadro, drevo, solรกrna energia).

Obr. 4  Elektrochromatické okno (Foto: autor)

Obr. 4  Elektrochromatickรฉ okno (Foto: autor)

Technickรฉ opatrenia smerovanรฉ k budovรกm s takmer nulovou spotrebou energie

Technologickรฝ pokrok v oblasti novรฝch materiรกlov a technolรณgiรญ na stavby vedie k zniลพovaniu spotreby prevรกdzkovej energie budov. Treba povedaลฅ, ลพe impulzom na rozvoj tรฝchto technolรณgiรญ a materiรกlov je spoloฤenskรฝ tlak. Pochopiteฤพne, pri รบvahรกch o zniลพovanรญ energetickej nรกroฤnosti sa ponรบkajรบ aj otรกzky typu: โ€žKoฤพko energie potrebujem na vรฝrobu danรฉho energeticky รบspornรฉho materiรกlu alebo systรฉmu?โ€œ Tieto otรกzky platnรก smernica o energetickej nรกroฤnosti budov na รบrovni zรกkona nerieลกi, vyvรญjajรบ sa vลกak metรณdy a postupy, ako tieto fakty zohฤพadniลฅ. Typickรฝm prรญkladom je vลกeobecnรก diskusia o fotovoltickรฝch ฤlรกnkoch, v rรกmci ktorej ich odporcovia poukazujรบ na objektรญvne nedoloลพenรบ myลกlienku, ลพe vรฝroba fotovoltickรฝch ฤlรกnkov spotrebuje viac energie, neลพ ฤlรกnok poฤas svojej ลพivotnosti vyrobรญ. K tomu treba doloลพiลฅ, ลพe sรบฤasnรก รบroveลˆ zmapovania vลกetkรฝch technologickรฝch procesov vรฝroby stavebnรฝch materiรกlov a prvkov systรฉmov technickรฝch zariadenรญ budov neumoลพลˆuje tieto hodnotenia objektรญvne spracovaลฅ, a tak sรบ tieto metรณdy komplexnรฉho hodnotenia vo vรฝvoji a zatiaฤพ nie sรบ v praxi beลพne zavedenรฉ.

Urbanistickรฝ pohฤพad

Spoloฤenskรฝ tlak na vyuลพรญvanie obnoviteฤพnรฝch zdrojov energie, ktorรฉ nie vลพdy dodรกvajรบ energiu v ฤase, keฤ je potrebnรก, vedie nevyhnutne k myลกlienkam, ako rieลกiลฅ problรฉm nerovnomernosti dodรกvky energie do siete a jej odberu. Prรญkladom sรบ mediรกlne znรกme problรฉmy s nadprodukciou elektrickej energie z veternรฝch elektrรกrnรญ alebo prebytkami tepelnej energie pri solรกrnych systรฉmoch v letnom obdobรญ. V oblasti elektrickej energie sa tento problรฉm rieลกi na รบrovni distribuฤnรฝch sรบstav odovzdanรญm energie do sietรญ, kde sa mรดลพe vyuลพiลฅ. V oblasti tepelnej energie sa rieลกi lokรกlnou akumulรกciou tepla v zรกsobnรญkoch a likvidรกciou prebytoฤnej energie. V sรบฤasnosti pouลพรญvanรฉ systรฉmy akumulรกcie tepelnej energie sรบ vo vรคฤลกine prรญpadov zaloลพenรฉ na princรญpe akumulรกcie energie vo vode v zรกsobnรญkoch. Meranie aj vรฝpoฤty รบฤinnosti tejto akumulรกcie tepla ukazujรบ, ลพe tepelnรฉ straty tรฝchto akumulaฤnรฝch zรกsobnรญkov sรบ rรกdovo v desiatkach percent a je tu preto veฤพkรฝ potenciรกl รบspor. Rozvรญjajรบcou sa myลกlienkou je vzรกjomnรฉ prepojenie zdrojov energie sieลฅami (tepelnรฝmi aj elektrickรฝmi), ktorรฉ umoลพnia vyuลพiลฅ prebytky energie v inom mieste siete.

Takรฉto siete sa nazรฝvajรบ โ€žsmartgridsโ€œ (pozn. redakcie: samostatnรฝ ฤlรกnok na tรบto tรฉmu sme priniesli v TZB Haustechnik ฤ. 2/2013) a v prรญpade tepelnej energie sรบ zaloลพenรฉ na princรญpe diaฤพkovรฉho zรกsobovania teplom a chladom s obojsmernou komunikรกciou zdrojov a odberov. V perspektรญve budรบcich rokov mรดลพeme oฤakรกvaลฅ rozvoj tรฝchto sietรญ, zatiaฤพ sa v poฤรญtaฤoch vรฝvojรกrov a v pilotnรฝch projektoch testuje vzdialenรฉ ovlรกdanie vykurovacรญch zdrojov na biomasu a opรคลฅ sa do centra zรกujmu dostรกva vzdialenรฉ riadenie akumulรกcie energie v budovรกch (naprรญklad noฤnรฉ predchladenie administratรญvnej budovy, โ€žฤพadobankyโ€œ). V prรญpade elektrickej energie je vรฝvoj tรฝchto sietรญ pokroฤilejลกรญ โ€“ prรญkladom predchodcu smartgrid je dnes u nรกs beลพnรฉ hromadnรฉ diaฤพkovรฉ ovlรกdanie akumulaฤnรฝch elektrospotrebiฤov. Druhรฝm vรกลพnym problรฉmom v urbanistickom meradle sรบ klimatickรฉ podmienky v husto osรญdlenรฝch oblastiach, kde vplyvom vysokej emisivity spevnenรฝch plรดch medzi budovami dochรกdza k vzniku tzv. tepelnรฝch ostrovov (heat islands). Tieto tepelnรฉ ostrovy spรดsobujรบ zvรฝลกenie vonkajลกej teploty o 2 aลพ 3 ยฐC oproti hodnotรกm nameranรฝm na okrajoch miest. V zimnom obdobรญ prispievajรบ tepelnรฉ ostrovy k znรญลพeniu spotreby tepla na vykurovanie, v letnom obdobรญ vลกak zvyลกujรบ spotrebu energie na chladenie. Vznik tepelnรฝch ostrovov moลพno ovplyvniลฅ vhodnรฝm pouลพitรญm zelene a vodnรฝch plรดch.

Obรกlka budovy

V oblasti obรกlky budov mรดลพeme oฤakรกvaลฅ ฤalลกie zvรฝลกenie poลพadovanรฉho tepelnรฉho odporu obalovรฝch konลกtrukciรญ. Okrem tradiฤnรฝch technolรณgiรญ tepelnรฝch izolรกciรญ na bรกze murรกrskych vรฝrobkov, polystyrรฉnu ฤi minerรกlnej vlny sa objavujรบ modernรฉ technolรณgie, ako sรบ vรกkuovรฉ izolรกcie alebo aeroยญgรฉl, ktorรฉ majรบ oproti tradiฤnรฝm materiรกlom niลพลกรญ sรบฤiniteฤพ tepelnej vodivosti, takลพe umoลพลˆujรบ zaistiลฅ nรญzky sรบฤiniteฤพ prechodu tepla pri menลกej hrรบbke tepelnej izolรกcie. Veฤพkรฝ vplyv na energetickรบ nรกroฤnosลฅ mรก aj rozvoj okien a systรฉmov skiel so selektรญvnou priepustnosลฅou rozliฤnรฝch zloลพiek spektra slneฤnรฉho ลพiarenia. Ideรกlne okno prepรบลกลฅa do budovy dostatok viditeฤพnej ฤasti spektra slneฤnรฉho ลพiarenia, v zime aj tepelnรฉ ลพiarenie, a brรกni รบniku tepla do vonkajลกieho prostredia. Naopak, v letnom obdobรญ prepรบลกลฅa svetlo a odrรกลพa tepelnรฉ ลพiarenie tak, aby nezvyลกovalo tepelnรบ zรกลฅaลพ interiรฉru budov. Tieto poลพiadavky moลพno rieลกiลฅ buฤ inteligentnรฝm systรฉmom zasklenia (naprรญklad elektrochromatickรฉ sklรก โ€“ analรณgia stmavovacieho spรคtnรฉho zrkadla v modernom aute), alebo vhodnรฝm vรฝberom vonkajลกรญch ลพalรบziรญ a tieniacich prvkov. V oblasti riadenia tienenia sa hฤพadajรบ algoritmy, ktorรฉ zabezpeฤia minimalizรกciu tepelnej zรกลฅaลพe interiรฉru pri optimรกlnom vyuลพitรญ dennรฉho osvetlenia s minimรกlnym vplyvom na psychickรบ mikroklรญmu. Obรกlka budovy sa stรกva aj miestom na inลกtalรกciu zdrojov energie โ€“ fotovoltickรฉ panely moลพno integrovaลฅ do fasรกdy a vyuลพiลฅ tak plochy na zachytenie a premenu solรกrnej energie na elektrickรบ.

Obr. 5  Kogeneraฤná jednotka bioplynovej stanice (Foto: autor)

Obr. 5  Kogeneraฤnรก jednotka bioplynovej stanice (Foto: autor)

Vykurovanie budov

So zvyลกujรบcimi sa poลพiadavkami na tepelnรฝ odpor stavebnรฝch konลกtrukciรญ sa zniลพuje potreba energie na vykurovanie budov. Tento vรฝvoj mรก vplyv na zniลพujรบce sa inลกtalovanรฉ vรฝkony vykurovacieho zariadenia a na poลพiadavky na jeho regulรกciu. Dรดleลพitรฉ je, aby sa znรญลพenรก potreba tepla na vykurovanie premietla aj do znรญลพenia spotreby tepla na vykurovanie. V modernรฝch, dobre zateplenรฝch budovรกch veฤพmi ฤasto dochรกdza k situรกciรกm, keฤ tepelnรฉ zisky z vnรบtornรฝch a vonkajลกรญch zdrojov plne pokryjรบ potrebu tepla a vykurovacie zariadenie nie je v urฤitom ฤasovom รบseku vykurovacieho obdobia potrebnรฉ. Vykurovacie zariadenie by preto malo umoลพลˆovaลฅ pruลพnรบ regulรกciu vรฝkonu v rozpรคtรญ 0 aลพ 100 %. Sรบฤasne sa hฤพadajรบ takรฉ rieลกenia, pri ktorรฝch bude celkovรก celoroฤnรก รบฤinnosลฅ sรบstavy zahล•ลˆajรบcej รบฤinnosลฅ zdroja, rozvodov aj vykurovacรญch plรดch ฤo najvyลกลกia. Splnenie tรฝchto poลพiadaviek vedie k rieลกeniam na princรญpe teplovodnรฝch, teplovzduลกnรฝch aj elektrickรฝch vykurovacรญch zariadenรญ. V prรญpade teplovodnรฝch sรบstav sa pouลพรญvajรบ nรญzkoteplotnรฉ vykurovacie sรบstavy a sofistikovanรฉ riadiace systรฉmy, ktorรฉ umoลพลˆujรบ individuรกlnu regulรกciu vรฝkonu vykurovacรญch plรดch. Sรบฤasne so zniลพujรบcimi sa potrebnรฝmi vรฝkonmi vykurovacieho zariadenia rastie aj vplyv pomocnej energie (pohony ฤerpadiel, servomotorov, prรญkon regulaฤnรฉho systรฉmu) na celkovรบ energetickรบ nรกroฤnosลฅ vykurovacieho zariadenia, a tak sa pozornosลฅ pri hฤพadanรญ energeticky รบspornรฉho rieลกenia zameriava aj na tieto v minulosti zanedbรกvanรฉ oblasti.

Pri voฤพbe a nรกvrhu technickรฉho rieลกenia vykurovacieho zariadenia budov s nรญzkou spotrebou energie vลกak ฤasto nastรกva situรกcia, keฤ je realizรกcia dobre regulovateฤพnรฉho vykurovacieho zariadenia vzhฤพadom na malรฉ vรฝkony sรบstavy ekonomicky nenรกvratnรก. Treba si uvedomiลฅ, ลพe nedostatoฤne regulovanรก vykurovacia sรบstava mรดลพe spรดsobiลฅ, ลพe spotreba tepla na vykurovanie bude prevyลกovaลฅ potrebu a investรญcia do kvalitnej obรกlky sa zmarรญ. Sรบฤasne je tu evidentnรฝ vplyv vykurovacieho zariadenia na kvalitu vnรบtornรฉho prostredia budov, pri ktorom sa nesmie zabudnรบลฅ na splnenie poลพiadavky na tepelnรบ pohodu. V oblasti zdrojov tepla je vรฝznamnรฝ tlak na vyuลพรญvanie obnoviteฤพnรฝch zdrojov energie, v naลกich podmienkach ide najmรค o solรกrnu energiu, energiu prostredia a biomasy. Rozvoj technickรฝch rieลกenรญ moลพno oฤakรกvaลฅ vo zvyลกovanรญ รบฤinnosti solรกrnych kolektorov, vykurovacieho faktora tepelnรฝch ฤerpadiel aj konลกtrukcie novรฝch zdrojov na vyuลพitie biomasy. Diskutovanou tรฉmou je a bude aj otรกzka centralizรกcie ฤi decentralizรกcie zdrojov a kombinovanej vรฝroby tepla a elektriny.

Ochladzovanie budov

Zvyลกujรบce sa poลพiadavky na zniลพovanie energetickej nรกroฤnosti budov v oblasti vykurovania majรบ svoj vplyv aj na potrebu energie na chladenie. Na obr.โ€ฏ6 je prรญklad roฤnรฉho priebehu hodinovรฉho prรญkonu na vykurovanie a chladenie projektovanej administratรญvnej budovy umiestnenej v Prahe, pri ktorom je zrejmรฝ presah potreby energie na chladenie nad energiou na vykurovanie. To poukazuje na skutoฤnosลฅ, ลพe v naลกich klimatickรฝch podmienkach sa vฤaka sprรญsลˆovaniu poลพiadaviek na tepelnรฝ odpor obalovรฝch konลกtrukciรญ presรบva ลฅaลพisko potreby energie zo zimnรฉho do letnรฉho obdobia a tam, kde sme eลกte nedรกvno predpokladali, ลพe letnรฉ obdobie moลพno rieลกiลฅ prirodzenou klimatizรกciou, mรดลพe nastaลฅ problรฉm s prehrievanรญm. Vzhฤพadom na nรกroฤnosลฅ vรฝroby chladu sa hฤพadajรบ rieลกenia, ako minimalizovaลฅ tepelnรบ zรกลฅaลพ a tรฝm znรญลพiลฅ riziko prehrievania budovy, a uplatลˆujรบ sa rieลกenia sofistikovanรฉho tienenia budov โ€“ ฤi uลพ v podobe pevnรฝch slnolamov, pohyblivรฝch ลพalรบziรญ a roliet, alebo elektrochromatickรฝch skiel. Vลกetky tieto opatrenia vedรบ k znรญลพeniu vonkajลกej tepelnej zรกลฅaลพe, v kaลพdom prรญpade tu vลกak zostรกva vnรบtornรก tepelnรก zรกลฅaลพ od osรดb, osvetlenia a vybavenia miestnostรญ. Vnรบtornรบ tepelnรบ zรกลฅaลพ moลพno minimalizovaลฅ len v oblasti osvetlenia a vybavenia, pouลพitie energeticky รบspornรฝch zdrojov a spotrebiฤov mรดลพe vรฝznamne znรญลพiลฅ tรบto zloลพku.

Obr. 6 Príklad roฤného priebehu vykurovacieho a chladiaceho výkonu pri modernej administratívnej budove; z obrázku je zrejmá prevaha potrebného chladiaceho výkonu nad vykurovacím (Zdroj: autor)

Obr. 6 Prรญklad roฤnรฉho priebehu vykurovacieho a chladiaceho vรฝkonu pri modernej administratรญvnej budove; z obrรกzku je zrejmรก prevaha potrebnรฉho chladiaceho vรฝkonu nad vykurovacรญm (Zdroj: autor)

ฤŽalลกou cestou vedรบcou k znรญลพeniu spotreby energie na chladenie je vyuลพitie adaptรญvneho modelu tepelnej pohody, ktorรฉ umoลพnรญ dovoliลฅ v kritickรฝch dลˆoch zvรฝลกenie vnรบtornej teploty a tรฝm znรญลพenie potrebnรฉho chladiaceho vรฝkonu. Pouลพitie tohto modelu tepelnej pohody je, samozrejme, podmienenรฉ sรบhlasom uลพรญvateฤพa, ktorรฝ si musรญ byลฅ vedomรฝ toho, ลพe v ฤase extrรฉmnych vonkajลกรญch podmienok bude v miestnosti vyลกลกia teplota. Znรญลพenie vnรบtornej teploty v objektoch s preruลกovanou prevรกdzkou, kde zmeny teplรดt neลกkodia vnรบtornรฉmu vybaveniu, je uลพ historicky znรกma metรณda noฤnรฉho predchladenia. Tรกto metรณda vychรกdza z princรญpu, ลพe v noci dochรกdza k poklesu teploty vonkajลกieho vzduchu, a ak vyuลพijeme noฤnรฝ chladnejลกรญ vzduch na intenzรญvne vetranie budovy a ochladenie masรญvnych konลกtrukciรญ, mรดลพeme takto predchladenรฉ konลกtrukcie vyuลพiลฅ poฤas nasledujรบceho dลˆa na pomalลกรญ nรกbeh teploty v budove.

Noฤnรฉ predchladenie sa uplatลˆuje pri budovรกch, kde je prรญpustnรฉ kolรญsanie teploty poฤas dลˆa. Po aplikรกcii opatrenรญ na obรกlke budovy a optimalizรกcii vnรบtornรฝch zdrojov tepelnej zรกลฅaลพe je v niektorรฝch budovรกch nevyhnutnรฉ stรกle eliminovaลฅ tepelnรบ zรกลฅaลพ, inรฝmi slovami: chladiลฅ budovu. Na to moลพno pouลพiลฅ tradiฤnรฉ aktรญvne systรฉmy vyuลพรญvajรบce vzduchotechnickรฉ zariadenia alebo integrovanรฉ systรฉmy vo forme chladiacich stropov alebo trรกmov. Vลกetky tieto systรฉmy potrebujรบ zdroj chladu, ktorรฝm mรดลพe byลฅ klasickรฝ kompresorovรฝ chiller alebo v prรญpade vysokoteplotnรฉho chladenia (pracuje s teplotami okolo 18 aลพ 20 ยฐC) a obnoviteฤพnรฝch zdrojov chladu studniฤnรก voda ฤi energetickรก pilรณta. V sรบvislosti s vyuลพitรญm odpadovรฉho tepla alebo tepla z obnoviteฤพnรฝch zdrojov sa objavujรบ aplikรกcie s absorpฤnรฝm chladenรญm.

Vetranie

V oblasti vetrania budov sa hฤพadรก optimรกlne riadenie mnoลพstva vonkajลกieho vetracieho vzduchu, ktorรฉ musรญ zabezpeฤiลฅ poลพadovanรบ kvalitu vnรบtornรฉho prostredia pri minimรกlnej energetickej nรกroฤnosti. Tesnรฉ oknรก a obรกlky budov rieลกenรฉ s cieฤพom minimรกlnej infiltrรกcie nezabezpeฤujรบ potrebnรบ vรฝmenu vzduchu a tam, kde sa vetranie nezabezpeฤuje inak, spรดsobujรบ vรกลพne problรฉmy โ€“ plesne alebo tragickรฉ prรญpady otrรกv spalinami z plynovรฝch spotrebiฤov v nevetranรฝch bytoch po inลกtalรกcii energeticky รบspornรฝch tesnรฝch okien. Preto sa v modernรฝch budovรกch s nรญzkou potrebou energie musรญ vyrieลกiลฅ vetranie, a to buฤ prirodzenรฝm vetranรญm, ktorรฉ vyuลพรญva tlak vetra a vztlak pri rozdiele teplรดt, hybridnรฝm vetranรญm, alebo tradiฤnรฝm nรบtenรฝm vetranรญm. Prirodzenรฉ vetranie mรก vรฝhodu v tom, ลพe sa nevyลพaduje ลพiadna pomocnรก energia, nefunguje vลกak vลพdy a v prรญpade nepriaznivรฝch podmienok nezaistรญ poลพadovanรฝ stav vnรบtornรฉho prostredia alebo, naopak, spรดsobรญ nadmernรฉ vetranie, ฤรญm zvรฝลกi potrebu energie na teplotnรบ รบpravu vetracieho vzduchu. Hybridnรฉ a nรบtenรฉ vetranie sรบ z hฤพadiska riadenia vรฝhodnejลกie a okrem presnejลกej regulรกcie mnoลพstva dodรกvanรฉho vzduchu umoลพลˆujรบ aj vyuลพitie spรคtnรฉho zรญskavania tepla z odpadovรฉho vzduchu. Na obr.โ€ฏ7 je prรญklad rieลกenia prรญvodu vetracieho vzduchu v rodinnom dome s nรญzkou spotrebou energie.

Obr. 7 Prívod vzduchu do miestnosti pri nútenom vetraní rodinného domu (Foto: autor)

Obr. 7 Prรญvod vzduchu do miestnosti pri nรบtenom vetranรญ rodinnรฉho domu (Foto: autor)

Prรญprava teplej vody

V oblasti prรญpravy teplej vody predstavuje znรญลพenie potreby veฤพkรฝ problรฉm z dรดvodu zvyลกujรบcich sa poลพiadaviek na hygienu, a tak sa vรฝvoj zameriava na zniลพovanie prevรกdzkovรฝch strรกt a optimalizรกciu energetickรฝch zdrojov s vyuลพitรญm obnoviteฤพnรฝch zdrojov, najmรค solรกrnej energie. ฤŽalลกou oblasลฅou moลพnรฝch รบspor energie na prรญpravu teplej vody je vyuลพitie spรคtnรฉho zรญskavania tepla z odpadovรฝch vรดd.

Zรกver

Trend zniลพovania energetickej nรกroฤnosti budov je proces, ktorรฝ v naลกich podmienkach funguje dlhodobo a prirodzene ako vรฝsledok snahy o optimalizรกciu investiฤnรฝch a prevรกdzkovรฝch nรกkladov budov. V sรบฤasnosti sa v odbornej verejnosti beลพne pouลพรญvajรบ pojmy ako nรญzkoenergetickรฝ a pasรญvny dom a tieto budovy sa realizujรบ. Zavedenie pojmu budova s takmer nulovou spotrebou energie vzbudilo zรกujem, odpor aj oฤakรกvania odbornรญkov ฤi ลกirokej verejnosti. ลฝiaฤพ, jazykovรฝ vรฝznam tohto pojmu vyvolรกva oฤakรกvania koncovรฝch uลพรญvateฤพov, ktorรฉ sa pri zachovanรญ sรบฤasnej definรญcie vo vรคฤลกine prรญpadov nenaplnia.

Pri zachovanรญ sรบฤasnรฉho vรฝvojovรฉho trendu sa dรก oฤakรกvaลฅ, ลพe budova s takmer nulovou spotrebou energie bude maลฅ oproti dneลกnej beลพnej budove lepลกie tepelne izolovanรบ obรกlku, sofistikovanรฝ tieniaci systรฉm okien, dobre regulovateฤพnรฉ vykurovanie, riadenรฉ vetranie a osvetlenie a bude aspoลˆ sฤasti zรกsobovanรก obnoviteฤพnรฝmi zdrojmi energie. Koncepฤnรฝ nรกvrh budov s takmer nulovou spoยญtrebou energie sa musรญ rieลกiลฅ metรณdou integrovanรฉho nรกvrhu, ktorรฝ koordinuje nรกvrh jednotlivรฝch subsystรฉmov a hฤพadรก moลพnosti nรกsobnรฉho vyuลพitia prvkov ฤi sรบstav na viac funkciรญ.

Literatรบra
1.    Zรกkon ฤ. 318/2012 Sb., kterรฝm se mฤ›nรญ zรกkon ฤ. 406/2000 Sb. o hospodaล™enรญ energiรญ ve znฤ›nรญ pozdฤ›jลกรญch pล™edpisลฏ.
2.    Vyhlรกลกka ฤ. 78/2013 Sb. o energetickรฉ nรกroฤnosti budov.
3.    Smernica EP a Rady ฤ. 2010/31/EU zo dลˆa 19. mรกja 2010 o energetickej nรกroฤnosti budov (prepracovanie).
4.    Dostupnรฉ na internete: http://nkn.fsv.cvut.cz/.
5.    Dostupnรฉ na internete: http://www.iea.org.
6.    Kabele, K.: Koncepce TZB budov s tรฉmฤ›ล™ nulovou spotล™ebou energie. Zbornรญk prednรกลกok z konferencie Vykurovanie 2013, Spoloฤnosลฅ pre techniku prostredia, 2013.

Text: prof. Ing. Karel Kabele, CSc. – autor je vedรบcim Katedry TZB na SvF ฤŒVUT v Prahe.
Recenzoval: prof. Ing. Duลกan Petrรกลก, PhD.

ฤŒlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZB HAUSTECHNIK.

Najฤรญtanejลกie