Vplyv obnoviteฤพnรฝch zdrojov na kvalitu vnรบtornรฉho prostredia nZEB
Zmeny eurรณpskeho staviteฤพstva prebiehajรบ uลพ niekoฤพko rokov pod tlakom na zniลพovanie spotreby energie v budovรกch. Implementรกcia smernice 2010/31/Eร o energetickej hospodรกrnosti budov mรก vplyv nielen na vlastnรบ energetickรบ hospodรกrnosลฅ budov, ale aj na kvalitu vnรบtornรฉho prostredia. Odporรบฤanie komisie Eร ฤ.โฏ2016/1318 z 29. jรบla 2016 o pokynoch na podporu budov s takmer nulovou potrebou energie (nZEB) upozorลuje prรกve na problematiku zhorลกenia kvality vnรบtornรฉho prostredia v sรบvislosti so sprรญsลovanรญm poลพiadaviek na energetickรบ hospodรกrnosลฅ s cieฤพom dosiahnuลฅ, aby boli do roku 2020 vลกetky novรฉ budovy budovami s takmer nulovou spotrebou energie.
V sรบฤasnosti musรญme pri vรฝstavbe novรฝch budov a rekonลกtrukciรกch dokonฤenรฝch budov plniลฅ poลพiadavky na energetickรบ hospodรกrnosลฅ, ktorรฉ sรบ vyjadrenรฉ medznรฝmi hodnotami ich ukazovateฤพov tak, aby v roku 2020 vลกetky novostavby spฤบลali poลพiadavky na budovy s takmer nulovou potrebou energie. Tรกto poลพiadavka vyjadruje zรกmer navrhovaลฅ takรฉ budovy, ktorรฉ budรบ maลฅ malรบ spotrebu energie na prevรกdzku budovy a budรบ vo veฤพkej miere vyuลพรญvaลฅ obnoviteฤพnรฉ zdroje energie. Pri รบvahรกch o splnenรญ poลพiadaviek na energetickรบ hospodรกrnosลฅ sa tak zameriavame najmรค na tie prvky budovy, ktorรฉ ju najviac ovplyvลujรบ.
Pri obytnรฝch a obฤianskych budovรกch ide o obรกlku budovy a technickรฉ systรฉmy na zabezpeฤenie poลพadovanรฉho stavu vnรบtornรฉho prostredia โ ฤiลพe vykurovanie, vetranie, chladenie, umelรฉ osvetlenie. Splnenie poลพiadaviek smernice ฤ. 2010/31/Eร mรก vplyv nielen na vlastnรบ energetickรบ hospodรกrnosลฅ, ale aj na kvalitu vnรบtornรฉho prostredia. Budovy s nรญzkou energetickou nรกroฤnosลฅou sa sprรกvajรบ z hฤพadiska vnรบtornรฉho prostredia inak neลพ tradiฤnรฉ budovy a z reakciรญ uลพรญvateฤพov aj z objektรญvne zistenรฝch faktov moลพno vysledovaลฅ, ลพe zmeny kvality vnรบtornรฉho prostredia sa vnรญmajรบ a sรบ dรดleลพitรฝm ukazovateฤพom ovplyvลujรบcim hodnotu budov.
Energetickรก nรกroฤnosลฅ verzus kvalita vnรบtornรฉho prostredia nZEB
Poลพiadavky na budovy s takmer nulovou potrebou energie sรบ v ฤR definovanรฉ zรกkonom ฤ. 406/2000 Sb. o hospodรกrenรญ s energiou (aktuรกlna รบprava ฤ. 103/2015 Sb. platรญ od 1. 7. 2015; ฤ. 131/2015 Sb. platรญ od 1. 1. 2016) s definรญciou, podฤพa ktorej โโฆ budovou s takmer nulovou potrebou energie je budova s veฤพmi nรญzkou energetickou nรกroฤnosลฅou, ktorej spotreba energie je v znaฤnom rozsahu pokrytรก z obnoviteฤพnรฝch zdrojovโฆ.โ, a vyhlรกลกkou ฤ. 78/2013 Sb. o energetickej hospodรกrnosti budov (aktuรกlna novela ฤ. 230/2015 Sb. platรญ od 1. 12. 2015 ), kde je znรญลพenie energetickej nรกroฤnosti budov danรฉ sprรญsnenรญm poลพiadavky na obรกlku budovy a vyuลพitie obnoviteฤพnรฝch zdrojov energie sprรญsnenรญm poลพiadavky na neobnoviteฤพnรบ primรกrnu energiu (pozn.: V SR platรญ zรกkon ฤ. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodรกrnosti budov s poslednou novelou ฤ. 144/2017 Z. z. a vykonรกvacie vyhlรกลกky ฤ. 311/2009 Z. z. a 364/2012 Z. z.).
V budovรกch navrhnutรฝch s primรกrnym dรดrazom na รบspory energie je nevyhnutnรฉ kontrolovaลฅ v zvรฝลกenej miere dodrลพanie hygienickรฝch aj komfortnรฝch poลพiadaviek pri jednotlivรฝch zloลพkรกch vnรบtornรฉho prostredia, lebo tlak na รบspory energie vedie vo vรคฤลกine prรญpadov k minimalizรกcii prirodzenej interakcie vnรบtornรฉho a vonkajลกieho prostredia. Mnohรฉ funkcie budovy, ktorรฉ prebiehali v minulosti bez zรกsahu ฤloveka, sรบ v modernรฝch budovรกch s nรญzkou spotrebou energie eliminovanรฉ a nahradzujรบ sa technickรฝmi systรฉmami. Tie sรญce majรบ vysokรบ รบฤinnosลฅ vyuลพitia energie, zรกroveล vลกak negatรญvne ovplyvลujรบ kvalitu vnรบtornรฉho prostredia.
Problรฉmy sa objavujรบ najฤastejลกie v budovรกch, ktorรฉ majรบ hermeticky uzavretรฝ neprieduลกnรฝ obvodovรฝ plรกลกลฅ, miestnosti s veฤพkรฝmi zasklenรฝmi plochami, mechanickรฉ vetranie a systรฉmy klimatizรกcie vzduchu, materiรกly a vybavenie, z ktorรฝch sa uvoฤพลujรบ rรดzne druhy โ niekedy aj jedovatรฝch โ vรฝparov ฤi prachu (tzn. nรกbytok, koberce, inรฉ textรญlie), absenciu individuรกlnej regulรกcie vnรบtornรฉho prostredia (tzn. uลพรญvatelia majรบ minimรกlnu kontrolu nad vetranรญm, vykurovanรญm, osvetlenรญm), nevyhovujรบcu organizรกciu ฤistenia priestorov a nedostatoฤnรบ รบdrลพbu technickรฝch zariadenรญ (vรฝmena filtrov vo vzduchotechnickรฝch zariadeniach).
ล tรบdia
Vzhฤพadom na uvedenรฉ je zrejmรฉ, ลพe v nZEB budovรกch sa vyuลพรญvajรบ a budรบ vyuลพรญvaลฅ obnoviteฤพnรฉ zdroje energie, ktorรฉ sa v interakcii s budovou a jej systรฉmami podieฤพajรบ na kvalite vnรบtornรฉho prostredia tรฝchto budov. Tรบto interakciu prezentujeme struฤne na niekoฤพkรฝch parametroch vnรบtornรฉho prostredia dvoch objektov โ rodinnรฉho domu a administratรญvnej budovy.
Rodinnรฝ dom
Ide o jednopodlaลพnรบ drevostavbu trvalo obรฝvanรบ jednou rodinou. Dom spฤบลa poลพiadavky na budovu s takmer nulovou potrebou energie. Budova sa prirodzene vetrรก, vykurovanรก je teplovodnou vykurovacou sรบstavou s elektrokotlom a kozubovou vloลพkou, integrovanou do vykurovacej sรบstavy. Na budove sรบ osadenรฉ fototermickรฉ solรกrne panely, ktorรฉ slรบลพia na prรญpravu teplej vody. Celรฝ systรฉm TZB je riadenรฝ centrรกlnou riadiacou jednotkou vybavenou senzormi na sledovanie spotreby energie a parametrov vnรบtornรฉho prostredia โ teploty vzduchu, relatรญvnej vlhkosti, CO2 a VOC v obytnรฝch miestnostiach a CO v miestnosti s kozubom. Okrem merania sa v objekte uskutoฤnil aj dotaznรญkovรฝ prieskum zameranรฝ na subjektรญvne hodnotenie prostredia.
Obรฝvacia izba s kozubom trpรญ pomerne veฤพkรฝmi vรฝkyvmi teplรดt nad poลพadovanรฉ rozhranie 21 aลพ 23 ยฐC, v zimnรฝch mesiacoch nie je ojedinelรฉ ani prekurovanie (obr. 1). Sรบฤasne je z ฤasovรฉho prehฤพadu zrejmรฝ pokles teploty vzduchu v rannรฝch hodinรกch pod 18 ยฐC (najmรค v spรกlni a v detskej izbe). Aj napriek tomu, ลพe podฤพa dotaznรญkovรฉho prieskumu prevaลพujรบ v obรฝvacej izbe pocity tepla (takmer 55 % odpovedรญ) a obฤas aลพ pocity horรบca (viac neลพ 6 % odpovedรญ โ koreลกponduje to s uvedenรฝm prekurovanรญm miestnosti), ukazuje spokojnosลฅ s teplotou v obรฝvacej izbe viac neลพ 86 % odpovedรญ, len podฤพa necelรฝch 10 % by uลพรญvatelia preferovali chladnejลกie prostredie.
Tieto vรฝsledky sรบ spojenรฉ s prรญtomnosลฅou kozuba v miestnosti. Naopak, v spรกlni sa podฤพa 46 % odpovedรญ vnรญma prostredie ako chladnรฉ, ale nespokojnosลฅ nastรกva len v 7 %, ฤo vลกak zodpovedรก vnรญmanรฉmu รบฤelu miestnosti. Koncentrรกcia CO2 v obรฝvacej izbe nepresahuje 1โฏ300 ppm. Spรกlลa a detskรก izba sรบ zaลฅaลพenรฉ koncentrรกciami CO2 nad 1 300 ppm najmรค vo veฤernรฝch a noฤnรฝch hodinรกch, ฤo sรบvisรญ s prirodzenรฝm spรดsobom vetrania. Z dotaznรญkov vลกak vyplรฝva aลพ 93-percentnรก spokojnosลฅ s kvalitou vzduchu v spรกlni, potreba otvoriลฅ okno sa ukรกzala len v 21 % odpovedรญ.
Obr. 1 Prรญklad vyhodnotenia teploty vzduchu v obรฝvacej izbe
Administratรญvna budova
Administratรญvna budova bola navrhnutรก ako budova s takmer nulovou potrebou energie. Ako jedinรฝ druh energie vyuลพรญva elektrickรบ energiu, ktorรบ zรญskava z distribuฤnej sรบstavy a z hybridnรฉho fotovoltickรฉho systรฉmu. Vykurovanie budovy zabezpeฤujรบ elektrickรฉ sรกlavรฉ panely zavesenรฉ pod stropom. V budove je centrรกlny vzduchotechnickรฝ systรฉm, ktorรฝ umoลพลuje zรณnovรบ regulรกciu po jednotlivรฝch podlaลพiach vo vรคzbe na koncentrรกciu CO2. Monitorujรบ sa tieto parametre vnรบtornรฉho prostredia: teplota vzduchu a relatรญvna vlhkosลฅ vzduchu (vo vลกetkรฝch priestoroch), koncentrรกcia CO2 a VOC (len v kancelรกriรกch). Nameranรฉ parametre vnรบtornรฉho prostredia sa vyhodnotili na zรกklade noriem ฤSN EN 15251 a ฤSN EN ISO 7730. V budove sa uskutoฤnil aj dotaznรญkovรฝ prieskum, ktorรฝm sa zmapovalo subjektรญvne vnรญmanie kvality vnรบtornรฉho prostredia uลพรญvateฤพmi.
Poฤas vykurovacieho obdobia sa namerala teplota vzduchu v rozsahu 19 aลพ 23 ยฐC v 88โฏ%, (obr. 2) (v 60 % vykurovacieho obdobia bola teplota 20 aลพ 22 ยฐC, v 10 % to bolo 22 aลพ 23โฏยฐC a v 18 % 19 aลพ 20 ยฐC). Relatรญvna vlhkosลฅ bola v 73 % vykurovacieho obdobia v rozsahu 35 aลพ 65 % a koncentrรกcia CO2 v 91 % do 750 ppm. Moลพno teda konลกtatovaลฅ, ลพe poลพiadavky na vnรบtornรฉ prostredie sรบ splnenรฉ. Ak vลกak porovnรกme tieto vรฝstupy s vรฝstupmi dotaznรญkovรฉho prieskumu, nespokojnosลฅ s tepelno-vlhkostnou zloลพkou prostredia sa pohybovala poฤas vykurovacieho obdobia v rozsahu 20 aลพ 76 % odpovedรญ respondentov (v rรกmci jednotlivรฝch mesiacov). Preferencie teplejลกieho prostredia oproti danรฉmu stavu sa vyskytli aลพ v 45 aลพ 76 % odpovedรญ. Tieto rozpory sรบvisia s prevรกdzkou systรฉmu vykurovania a vzduchotechniky (napr. รบtlmy vykurovacej sรบstavy, stand-by reลพim, teplota privรกdzanรฉho vzduchu a jeho distribรบcia).
Obr. 2 Prรญklad vyhodnotenia teploty vzduchu v miestnostiach administratรญvnej budovy so stรกlym pobytom osรดb
Zรกver
Budova je vzรกjomne previazanรฝ organizmus, kde akรกkoฤพvek zmena parametrov ovplyvลujรบcich energetickรบ hospodรกrnosลฅ ovplyvnรญ aj kvalitu vnรบtornรฉho prostredia. Nevyhnutnรฝm dรดsledkom plnenia poลพiadaviek na energetickรบ hospodรกrnosลฅ je ich zohฤพadnenie pri nรกvrhu budovy a jej technickรฝch systรฉmov, ฤo pri opomenutรญ sรบvislostรญ s ฤalลกรญmi funkciami budovy vedie ฤasto k prevรกdzkovรฝm problรฉmom budov s nรญzkou potrebou energie, sprevรกdzanรฝch sลฅaลพnosลฅami uลพรญvateฤพov na nespokojnosลฅ s kvalitou prostredia. Budova s takmer nulovou potrebou energie mรก spravidla vyลกลกie nรกroky na vybavenosลฅ technickรฝmi systรฉmami a je pri vlastnej prevรกdzke veฤพmi citlivรก na presnรฉ prevรกdzkovรฉ nastavenie.
Pri nรกvrhu technickรฝch systรฉmov budovy je tak nevyhnutnรฉ venovaลฅ vyลกลกiu pozornosลฅ optimalizรกcii nรกvrhu a predpokladanรฉmu sprรกvaniu sa a prevรกdzke budovy. Ak mรก takรกto budova reagovaลฅ na poลพiadavky vo vzลฅahu k nรญzkej spotrebe energie a kvalitnรฉmu vnรบtornรฉmu prostrediu, je nevyhnutnรฉ vybaviลฅ objekt systรฉmom monitoringu, zberu dรกt a najmรค vyhodnotenia dรกt. Aj keฤ je zrejmรฉ, ลพe vplyv obnoviteฤพnรฝch zdrojov na kvalitu vnรบtornรฉho prostredia budov nie je priamy โ je v interakcii s budovou a jej technickรฝmi systรฉmami โ, aj tak je tรกto spojitosลฅ v sรบvislosti s budovami s takmer nulovou potrebou energie dรดleลพitรฝm faktorom, ktorรฝ treba braลฅ do รบvahy uลพ vo fรกze nรกvrhu. Monitoring prevรกdzkovรฝch parametrov v kombinรกcii so subjektรญvnym vnรญmanรญm vnรบtornรฉho prostredia mรดลพe uลพรญvateฤพovi zabezpeฤiลฅ objektรญvne zlepลกenie vnรญmanej kvality vnรบtornรฉho prostredia.
prof. Ing. Karel Kabele, CSc., Ing. Zuzana Veverkovรก, PhD., Ing. Miroslav Urban, PhD.
Autori pรดsobia na Katedre TZB Stavebnej fakulty ฤVUT v Prahe. K. Kabele je vedรบci tejto katedry.
Recenzovala: doc. Ing. Otรญlia Lulkoviฤovรก, PhD.
Obrรกzky: autori
Ilustraฤnรฉ foto: Dano Veselskรฝ
Prรกca bola podporenรก programom Competence Centres programme of the Technology Agency of the Czech Republic, projekt No. TE02000077 โSmart Regions โ Buildings and Settlements Information Modelling, Technology and Infrastructure for Sustainable Development“.
Literatรบra
- Odporรบฤanie Komisie (EU) 2016/1318 z 29. jรบla 2016 o pokynoch na podporu budov s takmer nulovou spotrebou energie a osvedฤenรฝch postupov na zabezpeฤenie, aby boli do roku 2020 vลกetky novรฉ budovy budovami s takmer nulovou potrebou energie. รradnรฝ vestnรญk Eร L 208/46 2.8.2019.
- Nรกvrh smernice EP a Rady, ktorou sa menรญ smernica 2010/31/EU o energetickej hospodรกrnosti budov. Brusel, 30.11.2016, COM(2016) 765 final 2016/0381 (COD). Dostupnรฉ z http://eur-lex.europa.eu/legalcontent/EN/TXT/?uri=CELEX:52016PC0765
- REHVA position paper on the European Commission proposal of the revised Energy performance of buildings directive com(2016)0765. Dostupnรฉ z http://www.rehva.eu/publications-and-resources/position-papers.html.
- Kabele, K. โ Urban, M. โ Veverkovรก, Z.: Indoor Environemtnal Quality and Building Performance Assessment in NZEB. In: indoor climate of buildings 2016 โ environmentally friendly and energy efficient buildings. Bratislava: Slovenskรก spoloฤnosลฅ pre techniku prostredia, 2016. pp. 137 โ 146.
- Kabele, K. โ Veverkovรก, Z. โ Dvoลรกkovรก, P.: Modernรญ trendy v hodnocenรญ kvality vnitลnรญho prostลedรญ. V. sympozium integrovanรฉ navrhovรกnรญ budov 2014, str.12 โ 13, Spoleฤnost pro techniku a prostลedรญ 2014.
- Kabele, K. โ Veverkovรก, Z. โ Urban, M.: Hodnocenรญ kvality vnitลnรญho prostลedรญ v budovรกch s tรฉmฤล nulovou spotลebou energie. 22.konference Klimatizace a vฤtrรกnรญ 2017, str. 68 โ 77, Spoleฤnost pro techniku a prostลedรญ 2014.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZB Haustechnik 2/2018.