Pasivní dům

Pojem "nízkoenergetický dům" je u nás již poměrně dobře znám - jedná se o stavbu, která na svůj provoz spotřebuje jen málo energie (hranice celkové spotřeby tepla byla stanovena na jeden metr čtvereční vytápěné plochy za rok na 50 kWh). V některých západních a zejména skandinávských zemích se nízkoenergetické domy objevují od počátku 70 let. Výsledkem třicetiletého vývoje je takový stupeň standardizace, že v současné době se nízkoenergetické domy v některých zemích staly zákonem stanoveným požadavkem na výstavbu.

Porovnáme-li zmíněnou spotřebu 50 kWh/(m².rok) se spotřebou v "běžném" novém domě v naší republice, která je cca 100 kWh/(m².rok), zjistíme, že jsme se dostali pouze na polovinu. Proti starému domu, který vykazuje hodnotu okolo 200 kWh/(m².rok), je spotřeba tepla pouze čtvrtinová. Ve skutečnosti je tento pokles spotřeby příliš malý. Předpokládaný nárůst projevů globální změny klimatu způsobený spalováním fosilních paliv je velmi rychlý a tomu musí odpovídat i rychlost snižování spotřeby.

Z tohoto důvodu a díky převratnému vývoji stavebních technologií se vyvinul nový stavební styl - pasivní dům. Termín by měl asociovat především to, že zajištění tepelné pohody v domě se děje vesměs pouhým pobytem osob a osluněním oken, čili pasivně.

Je zde opět stanoveno jednoduché kritérium maximální měrné spotřeby tepla na metr čtvereční obytné plochy za jeden rok, která nesmí přesáhnout hodnotu 15 kWh. Uděláme-li opět porovnání s běžnými domy, zjistíme snížení spotřeby na 15 až 7 %. Takové snížení spotřeby, pokud není nutné, je určitě smysluplné.

Aby ovšem míra přínosu nových domů ke snižování spotřeby energie byla co nejvyšší, byl stanoven ještě další limit a sice 42 kWh/(m².rok) spotřeby veškeré energie v domácnosti, tzn. včetně všech spotřebičů. Efektivita využití dodávané energie je limitována hodnotou celkové spotřeby primární energie, což je 120 kWh/(m².rok) a zahrnuje spotřebu paliv, která byla s  nižší účinností přeměněna na využitelnou energii. To je například i spotřeba pohonných hmot na dovoz a výrobu paliva, spotřeba nikoli elektřiny, ale přímo uhlí potřebného na její výrobu atd.

Obecně lze říci, že dosažením uvedených parametrů můžeme tvrdit, že máme pasivní dům. Prakticky ovšem mají pasivní domy jisté společné znaky a zásady výstavby, jejichž dodržením se k pasivnímu standardu dostaneme de facto pasivně.

První a nejdůležitější zásadou je kvalitní tlustá tepelná izolace bez přerušení, tvořící obálku celého domu. Maximální prostup tepla musí být menší než 0,15 W/(m²K), což je například 30 cm tlustá vrstva minerální vaty nebo konopného rouna, nebo 25 cm polystyrenu. V takto kvalitní izolaci je více než jinde důležité vyhnout se tak zvaným tepelným mostům. Tepelné mosty jsou místa v konstrukci, která vedou teplo řádově více než okolní obálka domu. Může to být například špatně provedené osazení stropu na nosné konstrukci, detail navázání střechy, zárubně dveří a další. Škodlivý vliv těchto nedokonalostí se projevuje degradací okolních konstrukcí a zvýšenou spotřebou.

Druhou zásadou jsou velmi kvalitní izolační okna. Jako hraniční kritérium byla stanovena maximální hodnota celkového tepelného prostupu okna včetně rámu na 0,8 W/(m²K). Pro srovnání: současná u nás standardně osazovaná okna mají celkový tepelný prostup více než 1,4 W/(m²K). Přísnou podmínku splňují pouze trojskla případně dvojskla s vloženou fólií, přičemž dutiny mezi skly jsou vyplněny vzácným plynem tj. většinou argonem, lépe však kryptonem nebo xenonem. Vedle trojskel se na zahraničním trhu objevují též špaletová okna, která mají dvě dvojice nezávislých otvíravých křídel každé zasklené levnějším izolačním dvojsklem. Popsaný systém lze aplikovat i na stará špaletová okna pouhým přesklením všech křídel. V pasivním domě mají osluněná okna celkově větší zisky tepla než vlastní ztráty a tvoří tak důležitou součást vytápění.

S osluněním pak souvisí další zásada týkající se orientace domu. Je velmi důležité, aby dům měl pokud možno jižní orientaci průčelí. Slunce, ze kterého chceme v zimě získat co nejvíce tepla, je v tomto období nad obzorem ve sklonu cca 20° a jeho paprsky zasahují hluboko do místnosti. Naopak v létě je slunce vysoko pod úhlem cca 50° a k zamezení dopadu přímého světla a tím přehřívání interiéru stačí hluboká zeď nebo nadokenní římsa. Nebezpečí přehřívání hrozí u oken orientovaných na západní až jihozápadní stranu, neboť na této straně je slunce již příliš nízko. Naprosto nevhodná jsou pak z hlediska zisků tepla střešní okna. Množství zachyceného slunečního tepla je v průběhu roku přibližně stejné, v zimě nedostatečné a v létě přebytečné.

Další z hlavních součástí pasivního domu je aktivní větrací systém. Aktivním je nazýván proto, že pohyb vzduchu je zajištěn ventilátory. Na větrací systém je zapojen tak zvaný rekuperátor, který předává teplo ze spotřebovaného odcházejícího vzduchu přiváděnému čerstvému venkovnímu vzduchu. Rekuperací je zajištěno zdravé větrání s minimálními tepelných ztrátami, ke kterým jinak dochází běžným větráním netěsnostmi, případně otevřenými okny. Venkovní vzduch je dobré před vstupem do rekuperační jednotky mírně předehřát, k čemuž se používá zemní kolektor. To není nic jiného než 30 m dlouhá trubka uložená 1,5 metru pod zemí. V zimě se vzduch průchodem kolektorem ohřeje z -12 °C až na +5 °C, v létě se naopak ochladí až na +15 °C.

Se zavedením aktivního větracího systému úzce souvisí zcela nový požadavek na vysokou těsnost budovy. Větrací systém je vždy podtlakový, proto vzniká velké riziko infiltrace (přisávání vzduchu z venkovního prostředí netěsnostmi v konstrukci) a těsnost je tedy nutná pro zajištění vysoké účinnosti rekuperátoru. Pro účel těsnosti byla vyvinuta zkouška "blow door test", jejíž princip spočívá v osazení speciálního odsávacího zařízení místo vchodových dveří hrubé stavby a při podtlaku 50 Pa se měří kolik vzduchu větrák musí vysát, aby byl podtlak udržen na konstantní hodnotě. Výsledkem zkoušky je pak hodnota, kolik vzduchu v poměru k objemu budovy bylo zapotřebí odsát za jednu hodinu. Maximální přijatelná hodnota je 0,6 h^-1, tedy o málo více než polovina objemu budovy za hodinu. Běžně se dosahuje hodnot 0,3 h^-1 a méně.

V nejchladnějších měsících je někdy zapotřebí vzduch ve větracím systému ohřát. K tomu často slouží kotel na biomasu nebo plynový kotel či malé tepelné čerpadlo. Tato zařízení slouží zároveň i pro přípravu teplé užitkové vody v době, kdy termosolární kolektory nemají dostatečný výkon.

V německy mluvících a skandinávských zemích úspěšně postavili již více než tisíc pasivních budov rodinných, bytových, dokonce i administrativních. Investiční náklady jsou většinou zvýšené o méně než 10 % oproti stejnému konvenčnímu domu avšak komfort pasivního domu je nesrovnatelně vyšší - absence radiátorů, neustále čerstvý vzduch, shodná teplota povrchu stěny jako vzduchu a to vše s velmi nízkými provozními náklady.