Nízkoenergetické a pasívne budovy s tepelnou izoláciou z ... · Nízkoenergetické a pasívne budovy s tepelnou izoláciou z penového polystyrénu ... dokument Sdružení EPS

Nízkoenergetické a pasívne budovy s tepelnou izoláciou z penového polystyrénu

Penový EPS - materiál do trvale udržateľnej budúcnosti Preklad dokumentu EUMEPS z r. 2010. Zverejnené ako spoločný dokument Sdružení EPS ČR a Združenia EPS SR (marec 2011)

Avenue E. Van Nieuwenhuyse, 4/3

B - 1160 Brussels

Belgium

www.eumeps.org

03-

10/1

EPS: 98% AIR

What is EUMEPS?

Founded in 1989, the European Manufacturers of

Expanded Polystyrene (EUMEPS) is an association

which supports and promotes the European EPS

industry through National Associations. It is divided

into two interest groups, reflecting the main applica-

tions for Expanded PolyStyrene (EPS): Packaging and

Building & Construction.

Membership of EUMEPS is open to the National

Associations, raw material producers and multina-

tional converters of EPS.

EUMEPS Building & Construction GroupThe common interest between members is a belief

that EPS is the most cost effective insulation material

for building and construction. EPS comprises about

35 per cent of the total thermal insulation market in

Europe with over 55,000 people employed in the EPS

industry. EUMEPS membership represents over 90%

of the manufacturing industry. The proactive, co-ordi-

nating role of EUMEPS is to ensure that awareness

of the advantages of EPS is brought to a larger audi-

ence, in order to build understanding of the benefits

of increased use. The way this is achieved includes

information sharing to enable an informed dialogue

with builders, architects, regulators and regulatory

bodies, on a national and European level. EUMEPS

also monitors and co-ordinates a process of contin-

uous improvement in European EPS manufacture

and quality. The objective is for EPS to take its prop-

er place in ensuring safe, comfortable and energy effi-

cient buildings, whilst also contributing strongly to

the mitigation of greenhouse gas emission.

Vision: Expanding EPS for a sustainable future.

Mission: EUMEPS construction acts as the driving

force for the EPS industry to achieve a positive per-

ception of EPS amongst the building and civil engi-

neering community, making EPS the preferred mate-

rial to achieve sustainable, efficient building solu-

tions.

Objectives:

1.

Successful co-ordination of the EPS industry

2.

Generate credibility, trust and relationships within

the broader construction industry and influencers

to this industry

3. Be the knowledge center for the production and

application of EPS

4. Be the proactive voice of the EPS industry in Europe

and establish positions in key areas (e.g. Insulation

performance, Energy Efficiency, Fire performance,

Sustainability, HSE-issues) so that the industry can

speak as one

5. Active representation of the interests of EPS con-

verters and producers at the European level

6. Active support of the interests of EPS converters

and producers at the national level

7.

Advocate EPS in the key areas, proving to the mar-

ket that our facts are correct and that EPS offers

undisputed advantages.

8.

Be aware of the competitive environment and the

ability to react in a timely manner to any negative

influences upon EPS

9.

Grow EPS construction faster than the generic

insulation market

Core Values:

• Responsable stewardship of the members interests

•

Support the insulation industry whilst promoting

the particular advantages of EPS without unfair rep-

resentation of our competition

•

Commitment from all the participants to contrib-

ute, sharing knowledge and experiences

• Open and transparent communication

• Fair and honest comparisons with competitive mate-

rials, supported by third party data

• Value the input of all discussion partners

Čo je EUMEPS?

EUMEPS je Združenie európskych výrobcov peno-vého polystyrénu (European Manufacturers of Ex-panded Polystyrene), ktoré bolo založené v r. 1989 na podporu a propagáciu európskeho priemyslu pe-nového polystyrénu (EPS) prostredníctvom národ-ných asociácií. Delí sa na dve záujmové skupiny, ktoré reprezentujú použitie penového polystyrénu v dvoch hlavných oblastiach - v obalovom priemys-le a v stavebníctve.Členom EUMEPS sa môžu stať národné asociácie, výrobcovia surovín a nadnárodní spracovatelia EPS.

EUMEPS - skupina pre stavebníctvo Spoločným záujmom členov tejto skupiny je pre-svedčenie, že EPS je nákladovo najvýhodnejším te-pelnoizolačným materiálom pre stavebný priemysel. Z celkového množstva izolačných materiálov na eu-rópskom trhu tvorí asi 35%, pričom priemysel EPS poskytuje zamestnanie vyše 55 000 pracovníkom. Viac ako 90% spoločností podieľajúcich sa na výrobe EPS sú členmi EUMEPS.Proaktívnou a koordinačnou úlohou EUMEPS je zabezpečiť vysokú informovanosť širokej verejnosti o výhodách EPS a v dôsledku toho aj zvýšené využí-vanie EPS. Spôsob akým sa tento cieľ dosahuje spo-číva v zdieľaní informácií, čo umožňuje zasvätený di-alóg so staviteľmi, architektmi a regulačnými orgán-mi na národnej a európskej úrovni. EUMEPS moni-toruje a koordinuje aj proces neustáleho zdokonaľo-vania výroby a kvality EPS v Európe. Cieľom je, aby EPS získalo náležité miesto pri výstavbe bezpečných, komfortných a energeticky hospodárnych budov a tak značne prispelo k zmierneniu účinkov emisií skleníkových plynov.

Vízia: Expandovanie EPS do udržateľnej budúcnosti

Úloha: EUMEPS pôsobí v rámci priemyslu EPS ako hnacia sila, ktorá má za cieľ dosiahnuť, aby EPS bol v oblasti výstavby a stavebného inžinierstva vníma-ný pozitívne a stal sa prioritným materiálom pre úče-ly zabezpečovania dlhodobo udržateľných a efektív-ných riešení v stavebníctve.

Ciele:1. Úspešná koordinácia EPS priemyslu. 2. Vybudovať si dôveru a vzťahy v rámci širšieho stavebného priemyslu a u tých, ktorí tento priemysel ovplyvňujú.3. Byť centrom vedomostí o výrobe a aplikáciách EPS.4. Byť proaktívnym hlasom EPS priemyslu v Európe a vybudovať pozície v kľúčových oblastiach (izolačné vlastnosti, energetická hospodárnosť, požiarne charakteristiky, dlhodobá udržateľnosť, environmentálne otázky), aby priemysel mohol vystupovať ako jeden subjekt.5. Aktívna reprezentácia záujmov spracovateľov a výrobcov EPS na európskej úrovni. 6. Aktívna podpora záujmov spracovateľov a výrobcov v EPS na národnej úrovni. 7. Obhajovať EPS v kľúčových oblastiach a trhu dokázať, že nami uvádzané fakty sú pravdivé a že EPS má nesporné výhody.8. Uvedomovanie si konkurenčného prostredia materiálov a schopnosť včas reagovať na všetky vplyvy s negatívnym dopadom na EPS. 9. Zvyšovať využívanie EPS rýchlejšie ako ostatné izolačné materiály.

Hlavné princípy:• Zodpovedne sa starať o záujmy členov; • Podporovať priemysel izolačných materiálov a propagovať špecifické výhody EPS bez používania nečestných súťažných praktík;• Povinnosť všetkých účastníkov podeliť sa o vedomosti a skúsenosti; • Verejná a transparentná komunikácia; • Čestné a poctivé porovnávanie s konkurenčnými materiálmi podložené údajmi tretej strany; • Ocenenie vstupov všetkých účastníkov diskusie.

EPS: 98% VZDUCHU

1

Introduction

2

1

Regulatory Background

3

2

Low and net zero energy buildings 4

2.1 Definition

4

2.2 Benefits

4

2.3 Appearance

5

3

Advantages of high performance buildings 6

3.1 Environment

6

3.2 Comfort

7

3.3 Social and health benefits

7

3.4 Economics

8

3.5 Geographical impact

9

3.6 Security of energy supply

10

3.7 Employment generation

10

4

Principles of integrated design of

highly energy efficient buildings 11

4.1

Trias Energetica

11

4.2

Building envelope

13

4.3

Building orientation and natural lighting 17

4.4

Sustainable energy sources

17

4.5

Appliances

17

4.6

Other measures

17

5.

The role of EPS insulation in highly

energy efficient buildings 18

5.1

Optimum insulation value

18

5.2

Advantages of EPS

19

5.3

Realising energy efficient construction with EPS 23

References and acronyms

28

Úvod 2

1 Legislatívny rámec 3

2 Nízkonergetické a pasívne budovy 42.1 Definícia 42.2 Prínosy 42.3 Vzhľad 5

3 Výhody budov s nízkou energetickou náročnosťou 6 3.1 Životné prostredie 63.2 Komfort 73.3 Spoločenské a zdravotné prínosy 73.4 Ekonomické hľadisko 83.5 Geografický dopad 93.6 Bezpečnosť zásobovania elektrickou energiou 103.7 Tvorba pracovných miest 10

4 Princípy integrovaného návrhu energeticky vysoko hospodárnych budov 114.1 Trias Energetica 114.2 Obálka budovy 134.3 Orientácia budovy a prirodzené osvetlenie 174.4 Obnoviteľné zdroje energie 174.5 Domáce spotrebiče 174.6 Iné opatrenia 17

5. Úloha EPS v budovách s nízkou energetickou náročnosťou 185.1 Optimálna hodnota izolácie 185.2 Hlavné vlastnosti EPS izolácie 195.3 Realizácia energeticky hospodárnej stavby s použitím penového PS 23

Zoznam použitej literatúry 28

1

2

Introduction

In Europe considerable building activity can be expected over the coming decades. New buildings will continue to be erected but probably more important will be the fate of old building stock which either needs to be refurbished or demolished in order to meet new regulations. In Germany, for example, already 70% of all insulation activity is related to ren-ovation and this percentage is expected to rise even further as a direct consequence of the need for improved energy efficiency. Building design and performance needs to change as public and legislative awareness increases on the need for energy efficiency and reduction of greenhouse gas emissions. The building sector has a major role to play as over 40% of European energy is consumed in buildings. Scientific research and demonstration projects in Europe have confirmed that by using low energy or passive buildings for new, as well as renovated, buildings a significant reduction, 70-80%, of energy demand is technically and economically feasible.

Low energy building refers to a type of building with

maximum comfort for the occupants during winter

and summer, with minimal or no traditional heating

requirement and without active cooling. Passive build-

ings have a defined energy requirement of a maximum

15 kW/m2. Net zero energy buildings are self-sufficient

in energy demands. In both cases this requires very

well insulated buildings with minimal thermal bridg-

es, which utililise passive solar gains, are very air tight

and where indoor air quality is guaranteed by a ventila-

tion system with heat recovery.

This is not a new concept. The first low energy, passive

house was built in 1989 and today there are approxi-

mately 10,000 passive houses in the world. Low ener-

gy and net zero energy buildings are a fast growing,

sound, mature and low cost method to achieve energy

savings and help avoid climate change.

This document provides an overview of the regulato-

ry background on an EU level for low energy and net

zero energy buildings. It details the principles and

advantages of such construction and the key role that

Expanded Polystyrene thermal insulation can play in

optimising the benefits.

1

More information available on the passivhouse website: http://www.passivehouse.com

Ener

gy R

atin

g kW

h/(m

².a) 300

250

200

150

100

50

0

Current WschVO Low Energy Passive Average 1995 House House

Comparison of Energy Ratings of Homes 1WSchVO = German Heat Protection RegulationSBN = Swedish Construction Standard

household electricity

hot waterventilation electricity

heating

V nasledujúcich desaťročiach sa v Európe očakáva značná stavebná aktivita. Aj naďalej sa budú budovať nové stavby, ale dôležitejší bude osud starých budov, ktoré sa budú musieť buď zrekonštruovať alebo zbúrať, aby sa splnili požiadavky nových nariadení. Napríklad v Nemecku sa až 70% aktivity v oblasti izolácie týka renovácie starého stavebného fondu a predpokladá sa ďalší nárast ako priamy dôsledok potreby zabezpečiť lepšiu energetickú hospodárnosť. Je potrebné zmeniť návrh a energetickú náročnosť budov, pretože sa zvyšu-je verejné a právne uvedomovanie si potreby energetickej hospodárnosti a zníženia emi-sií skleníkových plynov. Stavebný sektor hrá v tejto oblasti hlavnú úlohu, keďže v Európe sa viac ako 40% celkovej energie spotrebuje v budovách. Vedecký výskum a demonštrač-né projekty potvrdili, že využívaním nízkoenergetických alebo pasívnych budov je možné technicky aj ekonomicky znížiť spotrebu energie o 70 až 80 %.

Úvod

Nízkoenergetická budova je typ budovy, ktorá svo-jim obyvateľom poskytuje v zime i v lete maximálne pohodlie pri minimálnom alebo žiadnom tradičnom vykurovaní a bez aktívneho chladenia. Pasívne bu-dovy majú maximálnu definovanú potrebu energie 15 kW/m2, z hľadiska spotreby energie sú sebestač-né. V oboch prípadoch budovy vyžadujú veľmi dob-rú tepelnú izoláciu s minimálnymi tepelnými mos-tami, pasívny príjem slnečnej energie, vysokú vzdu-chotesnosť a ventilačný systém s využitím odpadné-ho tepla, ktorý zabezpečí kvalitný vzduch vo vnút-ri budovy.

Nejedná sa o nový systém. Prvý nízkoenergetický dom bol postavený v roku 1989 a dnes je na celom svete asi 10 000 pasívnych domov. Nízkoenergetic-

ké a pasívne1 budovy predstavujú rýchle sa šíriacu zdravú, vyspelú a nízkonákladovú metódu ako šetriť energiu a vyhnúť sa klimatickým zmenám.

Tento dokument poskytuje prehľad nariadení na úrovni EÚ pre nízkoenergetické a pasívne budovy. Podrobne informuje o princípoch a výhodách ta-kejto stavby a o kľúčovej úlohe, ktorú môže tepelná izolácia z EPS zohrať pri optimalizácii týchto bene-fitov.

Porovnávanie hodnotenia spotreby energie v rodinných domoch1 WSchVO = Nemecký termoregulačný predpis SBN = Švédska stavebná norma

1 Viac informácií o pasívnych domoch na webovej stránke: http://www.passivehouse.com

Súčasný priemer

WschVO 1995

Nízkoener-getický dom

Pasívny dom

300

250

200

150

100

50

0

Potr

eba

ener

gie

v kW

h/(

m2 .a

)

Elektrina pre domácnosť

Elektrina na klimatizáciu

Teplá voda

Vykurovanie

2

Depending on the country and local regulation there are legal minimum requirements for insulation in new homes and extensions to existing homes. As the figure below shows, regu-lation still leaves a lot of room for improvement, if energy efficiency is to be optimised.

1 Regulatory background

The Passive House concept, or as now called in the

EU “net zero energy” building standard has become

a European-wide accepted solution to reach a signif-

icant reduction of energy demand in buildings. The

European commission in December 2009 came to an

agreement with the parliament and council to construct

all new buildings in 2020 to the net (or near) zero ener-

gy standard and public buildings even two years earlier

[ref 2]. In addition, by 2050 all existing buildings

should also be “net zero energy” buildings. It is man-

datory for each EU country to publish National Energy

Efficiency Action Plans (NEEAP’s). In these plans they

must, amongst other measures, formulate concrete tar-

gets regarding the percentage of net zero energy build-

ings and define actions how to achieve this and report

back on progress.

As building regulations develop and public aware-

ness of sustainability issues increases, home buyers

are increasingly likely to demand elements of passive

design. It is cost-effective to exceed minimum regulato-

ry requirements and get a more efficient, more comfort-

able home with lower energy bills. Installing or upgrad-

ing building insulation is one of the best investments,

economically and ecologically, that can be made.

Planned introduction of low energy standards as minimum requirements in MS building regulations, in EU member states. [ref 3]

Energy demand

Austria

400

300

200

100

0

75

60

45

30

15

0

Yearly primary energy use for space heating per treated floor area

Belgium

Denmark

Finlan

d

German

y

Irelan

d

Netherl

ands

Norway UK

2000 2020

Energy demand

Austria

400

300

200

100

0

75

60

45

30

15

0


BelgiumDen

mark

Finlan

d

German

y

Irelan

d

Netherl

ands

Norway UK

2000 2020

Country/year 2009 2010 2012 2013 2015 2016 2020

Denmark -25%1) -50%1) -75%1)

France LEB E+Germany -30% -30%2) NFFBNetherlands -25%1) -50%1) ENB4)

United Kingdom -25%1) -44%1) NZEB4)

LEB = Low Energy Buildings. E+ = Energy positive buildings. NFFB = Buildings to operate without fossil fuels. ENB = Energy Neutral Buildings. NZEB = 0 net CO2, including heating, lighting domestic hot water and all appliances.1) Percentage of the 2006 minimum level. 2) Effinergie standard. 3) Percentage of the 2009 minimum level. 4) Passive House level.

existing average typical new passive house

Approach for Achieving Net-Zero Energy Buildings.Primary energy used per country. [ref 1]

Prim

ary

ener

gy u

se k

Wh/

(m2 .a

)

Prim

ary

ener

gy u

se k

Wh/

(m2 .a

)

➊

Efficiency reduces energy demand by 80%Renewable energy supplies the remaining 20% of energy demand

net-zero energy use

1 Legislatívny rámec

Pojem pasívny dom, ktorý sa uvádza v stavebnej nor-me EÚ o “nulovej energii”, sa stal v Európe prijíma-ným riešením ako dosiahnuť významné zníženie spotreby energie v budovách. Európska komisia, Eu-rópsky parlament a Európsky výbor schválili v de-cembri 2009 dohodu, podľa ktorej v r. 2020 musia všetky nové obytné domy patriť do kategórie budov s nulovou (alebo s takmer nulovou energiou) a u ve-rejných budov to musí byť už o dva roky skôr [ref 2]. Do r. 2050 by do tejto skupiny mali patriť všetky exis-tujúce budovy. Každá členská krajina EÚ je povinná publikovať Národný akčný plán energetickej hospo-dárnosti (NEEAP). Okrem iných opatrení tento plán

V závislosti od krajiny a lokálnych nariadení existujú minimálne právne požiadavky na izoláciu nových do-mov a jej rozšírenie na už existujúce domy. Ako vyplýva z nižšie uvedeného grafu, v oblasti nariadení zostáva dosť priestoru na zlepšenie, ak bude potrebné optimalizovať energetickú hospodárnosť.

musí obsahovať konkrétny cieľ pokiaľ ide o percen-to pasívnych budov a definíciu postupov na jeho do-siahnutie. O vývoji v tejto oblasti sa musia podávať správy.Je pravdepodobné, že s vývojom stavebného poriad-ku a s rastúcim uvedomovaním si dôležitosti trva-lej udržateľnosti, sa bude dopyt po pasívnych do-moch zvyšovať. Je nákladovo efektívne prekročiť mi-nimálne zákonné požiadavky a získať účinnejší a po-hodlnejší dom s nízkou spotrebou energie. Izolácia domu, alebo zlepšenie už jestvujúcej tepelnej izolá-cie, je z ekonomického i ekologického hľadiska jedna z najlepších investícií aké sa dajú urobiť.

Základné využitie energie podľa krajín [ref 1] Postupný vývoj výstavby pasívnych budov

Plánované zavedenie nízkoenergetických noriem ako minimálnych požiadaviek stavebného poriadku v členských štátoch EÚ [ref 3]

Rakúsko

Existujúci priemer

Bežná novostavba

Pasívny dom

Belgicko

Dánsko

Fínsk

o

Nemecko

Írsko

Holandsko

Nórsko

Veľká Británia

400

300

200

100

0

Potr

eba

pri

már

nej

en

ergi

e v

kWh

/(m

2 .r) Ročná potreba tepla na vykurovanie

miestností / obytná plocha

2000 2020

Hospodárnosť znižuje potrebu energie o 80 %Obnoviteľná energia dodáva zvyšných 20 % potreby energie

Depending on the country and local regulation there are legal minimum requirements for insulation in new homes and extensions to existing homes. As the figure below shows, regu-lation still leaves a lot of room for improvement, if energy efficiency is to be optimised.

1 Regulatory background

The Passive House concept, or as now called in the

EU “net zero energy” building standard has become

a European-wide accepted solution to reach a signif-

icant reduction of energy demand in buildings. The

European commission in December 2009 came to an

agreement with the parliament and council to construct

all new buildings in 2020 to the net (or near) zero ener-

gy standard and public buildings even two years earlier

[ref 2]. In addition, by 2050 all existing buildings

should also be “net zero energy” buildings. It is man-

datory for each EU country to publish National Energy

Efficiency Action Plans (NEEAP’s). In these plans they

must, amongst other measures, formulate concrete tar-

gets regarding the percentage of net zero energy build-

ings and define actions how to achieve this and report

back on progress.

As building regulations develop and public aware-

ness of sustainability issues increases, home buyers

are increasingly likely to demand elements of passive

design. It is cost-effective to exceed minimum regulato-

ry requirements and get a more efficient, more comfort-

able home with lower energy bills. Installing or upgrad-

ing building insulation is one of the best investments,

economically and ecologically, that can be made.

Planned introduction of low energy standards as minimum requirements in MS building regulations, in EU member states. [ref 3]

Energy demand

Austria

400

300

200

100

0

75

60

45

30

15

0


Belgium

Denmark

Finlan

d

German

y

Irelan

d

Netherl

ands

Norway UK

2000 2020

Energy demand

Austria

400

300

200

100

0

75

60

45

30

15

0


BelgiumDen

mark

Finlan

d

German

y

Irelan

d

Netherl

ands

Norway UK

2000 2020

Country/year 2009 2010 2012 2013 2015 2016 2020

Denmark -25%1) -50%1) -75%1)

France LEB E+Germany -30% -30%2) NFFBNetherlands -25%1) -50%1) ENB4)

United Kingdom -25%1) -44%1) NZEB4)

LEB = Low Energy Buildings. E+ = Energy positive buildings. NFFB = Buildings to operate without fossil fuels. ENB = Energy Neutral Buildings. NZEB = 0 net CO2, including heating, lighting domestic hot water and all appliances.1) Percentage of the 2006 minimum level. 2) Effinergie standard. 3) Percentage of the 2009 minimum level. 4) Passive House level.

existing average typical new passive house

Approach for Achieving Net-Zero Energy Buildings.Primary energy used per country. [ref 1]

Prim

ary

ener

gy u

se k

Wh/

(m2 .a

)

Prim

ary

ener

gy u

se k

Wh/

(m2 .a

)

➊

Efficiency reduces energy demand by 80%Renewable energy supplies the remaining 20% of energy demand

net-zero energy use

Využitie pasívnej energie

75

60

45

30

15

0

Potreba energie

Krajina / rok 2009 2010 2012 2013 2015 2016 2020

Dánsko -25 %1) -50 %1) -75 %1)

Francúzsko LEB E+

Nemecko -30 % -30 %2) NFFB

Holandsko -25 %1) -50 %1) ENB4)

Veľká Británia -25 %1) -44 %1) NZEB4)

LEB = nízkoenergetické budovy, E+ = energeticky pozitívne budovy, NFFB = budovy s prevádzkou bez fosílnych palív ENB = energeticky neutrálne budovy, NZEB = energeticky nulové budovy, čisté CO

2 vrátane vykurovania, osvetlenia, teplej vody pre domácnosť a všetkých domácich spotrebičov.

1) Percento minimálnej úrovne v r. 2006, 2) Norma o hospodárnej energii, 3) Percento minimálnej úrovne v r. 2009, 4) Úroveň pasívneho domu.

Potr

eba

pri

már

nej

en

ergi

e v

kWh

/(m

2 .r)

3

4

2.1

Definition

The term passive building refers to buildings with

maximum comfort conditions for the occupants dur-

ing winter and summer, without traditional heat-

ing systems and without active cooling. Typically this

includes very well insulated buildings with minimal

thermal bridges, which use passive solar gains, are air

tight and where indoor air quality is guaranteed by a

ventilation system with heat recovery.

The basic concept of a passive building is to minimise

the heat demand for space heating and cooling to a

point where the traditional heating/cooling system

is no longer necessary. The total energy demand for

space heating and cooling is limited to 15 kWh/(m2.a)

treated floor area. This takes into account the out-

door temperature, the heat capacity of the air, and the

maximum temperature to which the air can be heat-

ed to be comfortable, The total primary energy use

for domestic hot water and space heating and cooling

and all appliances is limited to 120 kWh/(m2.a).

By limiting the demand for energy to a minimum,

supply by renewable energy sources is sufficient to

meet the resulting energy needs. The target is to max-

imise comfort for people living in a home whilst min-

imising energy use and other impacts on the environ-

ment. This involves making the most of free, natural

sources of energy, such as the sun and the wind, to

provide heating, cooling, ventilation and lighting and

so to contribute to responsible energy use.

Investment cost may be higher with a net zero energy

building compared to a typical building, but low run-

ning costs make such a building cost efficient over its

life cycle.

2.2

Benefits

The key benefits of low, passive and net zero ener-

gy building are a reduction in running costs for the

building and a substantially smaller environmen-

tal footprint. This impacts energy security as well

as environmental sustainability. Today, the trend is

towards net zero energy buildings as the standard for

all future construction.

2

Low and net zero energy buildings

Specific space heat demand [kWh/(m².a)]

Capi

talis

ed c

osts

(€/m

2)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

140

120

100

80

60

40

20

0

Passive buildings Low energy houses

cost reduction: heating system

Construction costs of low energy buildings. [ref 4]total costs

energy costs

construction costs

Termín pasívna budova sa vzťahuje na budovy, kto-ré svojim obyvateľom poskytujú v zime i v lete ma-ximálne pohodlie bez použitia tradičných vykuro-vacích systémov a bez aktívneho chladenia. Patria sem veľmi dobre izolované budovy s minimálnymi tepelnými mostami, ktoré využívajú pasívny príjem slnečnej energie, sú vzduchotesné a kvalitný vzduch vo vnútri budovy sa zabezpečuje vetracím systémom s využitím rekuperácie tepla.

Základnou úlohou pasívnej budovy je minimalizo-vať spotrebu tepla na vykurovanie a chladenie miest-ností na takú úroveň, pri ktorej už nie je potrebné používať klasický vykurovací a chladiaci systém. Celková spotreba energie na vyhrievanie a chladenie miestností je limitovaná na 15 kWh/(m2.rok) upra-venej obytnej plochy, pričom sa do úvahy berie von-kajšia teplota, výhrevná kapacita vzduchu a maxi-málna teplota, na ktorú sa môže vzduch vyhriať aby bol príjemný. Celkové primárne využitie energie na zabezpečenie teplej vody v domácnosti, vykurovanie a chladenie miestností a prevádzku všetkých spotre-bičov je obmedzené na hodnotu 120 kWh/(m2. rok).

Tým, že sa spotreba energie obmedzí na minimum, na zabezpečenie výslednej energetickej potreby po-stačia obnoviteľné zdroje. Cieľom je dosiahnuť ma-

Stavebné náklady na nízkoenergetické budovy [ref 4]

2 Nízkoenergetické a pasívne budovy

2.1 Definícia

ximálny komfort pre ľudí žijúcich v dome a súčasne minimalizovať využívanie energie a ďalšie dopady na životné prostredie. To vyžaduje čo najväčšie využitie bezplatných prírodných zdrojov energie, napr. slnka a vetra, na zabezpečenie vyhrievania, chladenia, vet-rania a osvetlenia, čím sa prispeje k zodpovednému využitiu energie.

V porovnaní s typickou stavbou môžu byť náklady na výstavbu pasívnej budovy vyššie, ale vďaka níz-kym prevádzkovým nákladom je takáto budova ná-kladovo efektívna počas celej svojej životnosti.

2.2 Prínosy

Hlavným prínosom nízkoenergetickej a pasívnej bu-dovy je zníženie nákladov na jej prevádzku a pod-statne menší negatívny dopad na životné prostredie. To má vplyv na energetickú bezpečnosť a environ-mentálnu trvalú udržateľnosť. Dnes sú trendom pa-sívne budovy, sú normou pre všetky budúce stavby.

4

2.1

Definition

The term passive building refers to buildings with

maximum comfort conditions for the occupants dur-

ing winter and summer, without traditional heat-

ing systems and without active cooling. Typically this

includes very well insulated buildings with minimal

thermal bridges, which use passive solar gains, are air

tight and where indoor air quality is guaranteed by a

ventilation system with heat recovery.

The basic concept of a passive building is to minimise

the heat demand for space heating and cooling to a

point where the traditional heating/cooling system

is no longer necessary. The total energy demand for

space heating and cooling is limited to 15 kWh/(m2.a)

treated floor area. This takes into account the out-

door temperature, the heat capacity of the air, and the

maximum temperature to which the air can be heat-

ed to be comfortable, The total primary energy use

for domestic hot water and space heating and cooling

and all appliances is limited to 120 kWh/(m2.a).

By limiting the demand for energy to a minimum,

supply by renewable energy sources is sufficient to

meet the resulting energy needs. The target is to max-

imise comfort for people living in a home whilst min-

imising energy use and other impacts on the environ-

ment. This involves making the most of free, natural

sources of energy, such as the sun and the wind, to

provide heating, cooling, ventilation and lighting and

so to contribute to responsible energy use.

Investment cost may be higher with a net zero energy

building compared to a typical building, but low run-

ning costs make such a building cost efficient over its

life cycle.

2.2

Benefits

The key benefits of low, passive and net zero ener-

gy building are a reduction in running costs for the

building and a substantially smaller environmen-

tal footprint. This impacts energy security as well

as environmental sustainability. Today, the trend is

towards net zero energy buildings as the standard for

all future construction.

2

Low and net zero energy buildings

Specific space heat demand [kWh/(m².a)]

Capi

talis

ed c

osts

(€/m

2)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

140

120

100

80

60

40

20

0

Passive buildings Low energy houses

cost reduction: heating system

Construction costs of low energy buildings. [ref 4]total costs

energy costs

construction costs

Zníženie nákladov: vykurovací systém

Pasívne budovy Nízkoenergetické domy

Merná potreba tepla na vykurovanie budovy [kWh/(m2.a)]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

140

120

100

80

60

40

20

0

Kap

ital

izov

ané

nák

lad

y (€

/m2 )

Celkové náklady

Náklady na energiu

Stavebnénáklady

4

5

Improving energy efficiency of a building requires

more effort and investment in design and in the

construction of the building envelope. However, if

the energy efficiency is improved by simple, low

cost measures, it can result in significant advantag-

es. Power demand for heating and electrical energy,

service power demand, heat exchangers and heating

equipment can be reduced thus providing cost sav-

ings for this equipment compared to typical build-

ings. In a net zero energy building, the cost savings

from the building services systems may cover a high

share of extra costs of the building envelope. Simple

building services’ systems also reduce maintenance

and connection costs.

The extra investment in net zero energy technolo-

gy depends largely upon the current standard of con-

struction, the thermal insulation, the ventilation and

window technology. Prior experience of low energy

and net zero energy building technologies influences

the effort required to be successful. As net zero ener-

gy building providers gain experience and the market

demand for such buildings increases, the addition-

al costs will decrease. In any case, a net zero energy

building is an economic investment over its life cycle,

independent of present construction technology.

2.3

Appearance

The appearance of a low energy or net zero energy

building does not differ from that of a conventional

building. Living in such buildings does not require a

special life-style, and these buildings are not designed

for a specific category of people.

Vývoj spotreby energie v budovách [4]

Zvýšenie energetickej hospodárnosti budovy vyža-duje viac investícií do návrhu a konštrukcie obvodo-vého plášťa budovy. Ak sa však energetická hospo-dárnosť budovy zlepší pomocou jednoduchých, níz-konákladových opatrení, výsledkom môžu byť dôle-žité výhody. Potreba energie na vykurovanie, elektri-nu, prevádzku služieb, výmeníky tepla a vykurovacie zariadenia sa môže znížiť, takže v porovnaní s klasic-kou budovou budú výdaje nižšie. U pasívnych budov sa môžu náklady ušetrené na prevádzkovo-technic-kých službách využiť na pokrytie veľkej časti mimo-riadnych výdavkov na obvodový plášť budovy. Vďa-ka jednoduchým prevádzkovým technickým služ-bám sa zredukujú aj náklady na údržbu a prípojky.

Vyššia investícia do pasívnej technológie závisí v značnej miere od bežnej normy výstavby, tepelnej izolácie, vetrania a technológie okien. Úsilie, ktoré treba vynaložiť na dosiahnutie úspechu, je ovplyv-nené predchádzajúcimi skúsenosťami v oblasti technológií nízkoenergetických a pasívnych bu-dov. Keďže dodávatelia pasívnych budov získavajú v tejto oblasti ďalšie skúsenosti a dopyt po takých-to budovách rastie, dodatočné náklady budú klesať. V každom prípade je pasívna budova ekonomickou investícou po celú dobu jej existencie a nezávisí od súčasnej technológie výstavby.

2.3 Vzhľad

Vzhľad nízkoenergetického alebo pasívneho domu sa nelíši od vzhľadu štandardnej budovy. Bývanie v takýchto budovách nevyžaduje špeciálny životný štýl a nie sú určené pre zvláštnu kategóriu ľudí.

5

Improving energy efficiency of a building requires

more effort and investment in design and in the

construction of the building envelope. However, if

the energy efficiency is improved by simple, low

cost measures, it can result in significant advantag-

es. Power demand for heating and electrical energy,

service power demand, heat exchangers and heating

equipment can be reduced thus providing cost sav-

ings for this equipment compared to typical build-

ings. In a net zero energy building, the cost savings

from the building services systems may cover a high

share of extra costs of the building envelope. Simple

building services’ systems also reduce maintenance

and connection costs.

The extra investment in net zero energy technolo-

gy depends largely upon the current standard of con-

struction, the thermal insulation, the ventilation and

window technology. Prior experience of low energy

and net zero energy building technologies influences

the effort required to be successful. As net zero ener-

gy building providers gain experience and the market

demand for such buildings increases, the addition-

al costs will decrease. In any case, a net zero energy

building is an economic investment over its life cycle,

independent of present construction technology.

2.3

Appearance

The appearance of a low energy or net zero energy

building does not differ from that of a conventional

building. Living in such buildings does not require a

special life-style, and these buildings are not designed

for a specific category of people.

6

rather than changes in average weather conditions.

UV intensity is expected to increase until 2015 and

later gradually decrease by about 6-7% by 2030, and

be 10% lower than current levels by 2070. UV radia-

tion is currently a major cause of skin cancer.

Changes will also impact construction design.

Buildings may have to withstand heavier rainfall and

there will be more pressure on dikes, sewer systems

and on roof drainage. Alternatively buildings might

need to be designed for temperatures that are warm-

er than now and also need to take into account that

summer rainfall is expected to reduce. More droughts

are expected, hence putting pressure on urban water

supplies. These changes will affect thermal comfort

and the demand for cooling inside buildings. A rise

in humidity could increase mould growth and other

indoor air quality problems.

Climate change could also have other effects: on

insurance costs for example. Some properties may

even become uninsurable.

At the G8 meeting in July 2009, the biggest econo-

mies in the world agreed, for the first time including

3.1 Environment

Low energy design, which includes reducing energy

demand for heating and cooling by installing supe-

rior thermal insulation, is a key element of sustaina-

ble building.

The scientific community is united in recognising

that global warming and climate change is influ-

enced by human behaviour. Emission of carbon diox-

ide (CO2) from burning fossil fuels, to accommodate

our current energy consumption demands, is the key

contributor. The United Nations’ Intergovernmental

Panel on Climate Change (IPCC) has predicted that

the effects will be very long lasting. Even if CO2 emis-

sions are stabilised in the near future, global tempera-

tures and sea levels will continue to rise for hundreds

or thousands of years.

Climate change will affect our daily lives and will

affect the building sector. It is expected to make some

parts of Europe warmer and drier, and others wetter.

Scientists warn that the biggest effects may be from

more extreme and more frequent weather events such

as excessive rainfall, floods, droughts and storms,

3 Advantages of high performance buildings

Heating energy 225-200 175-150 125-100 125-100demand kWh/(m2.a) kWh/(m2.a) kWh/(m2.a) kWh/(m2.a)of a typical one-family house

Building standard Current average WschVO 1995 1) Low energy house Passive house

CO2 emission (m2.a) 60 kg 30 kg 10 kg 1,5 kg

Energy consumption in liters heating oil per m² living space and year

1) WschVO 1995 = Wärmeschutz Verordnung 1995; German Building Regulation

Typical environmental impact of heating.

Completely insuf-ficient thermal insulation.Structurally ques-tionable, cost of heating no longer economical (typical of rural buildings, non modernized old buildings

Insufficient thermal insulation. Thermal renovation is clearly worth trouble (typi-cal of residential houses built in the 50s to 70s of the last century)

Low energy houses Very low-energy houses (passive houses need to meet this para-meter as part of the requirement profile)

30-25 liters 15-10 liters 5-4 liters 0,75 liters

6

rather than changes in average weather conditions.

UV intensity is expected to increase until 2015 and

later gradually decrease by about 6-7% by 2030, and

be 10% lower than current levels by 2070. UV radia-

tion is currently a major cause of skin cancer.

Changes will also impact construction design.

Buildings may have to withstand heavier rainfall and

there will be more pressure on dikes, sewer systems

and on roof drainage. Alternatively buildings might

need to be designed for temperatures that are warm-

er than now and also need to take into account that

summer rainfall is expected to reduce. More droughts

are expected, hence putting pressure on urban water

supplies. These changes will affect thermal comfort

and the demand for cooling inside buildings. A rise

in humidity could increase mould growth and other

indoor air quality problems.

Climate change could also have other effects: on

insurance costs for example. Some properties may

even become uninsurable.

At the G8 meeting in July 2009, the biggest econo-

mies in the world agreed, for the first time including

3.1 Environment

Low energy design, which includes reducing energy

demand for heating and cooling by installing supe-

rior thermal insulation, is a key element of sustaina-

ble building.

The scientific community is united in recognising

that global warming and climate change is influ-

enced by human behaviour. Emission of carbon diox-

ide (CO2) from burning fossil fuels, to accommodate

our current energy consumption demands, is the key

contributor. The United Nations’ Intergovernmental

Panel on Climate Change (IPCC) has predicted that

the effects will be very long lasting. Even if CO2 emis-

sions are stabilised in the near future, global tempera-

tures and sea levels will continue to rise for hundreds

or thousands of years.

Climate change will affect our daily lives and will

affect the building sector. It is expected to make some

parts of Europe warmer and drier, and others wetter.

Scientists warn that the biggest effects may be from

more extreme and more frequent weather events such

as excessive rainfall, floods, droughts and storms,

3 Advantages of high performance buildings






Typical environmental impact of heating.




30-25 liters 15-10 liters 5-4 liters 0,75 liters

3 Výhody budov s nízkou energetickou náročnosťou

3.1 Životné prostredie

Nízkoenergetický návrh, ktorý zahŕňa zníženie spot-reby energie na vykurovanie a chladenie prostred-níctvom kvalitnej tepelnej izolácie, je kľúčovým prv-kom trvale udržateľnej budovy.

Vedci sú jednotní v názore, že globálne otepľovanie a klimatické zmeny sú ovplyvňované správaním sa ľudí. Hlavný vplyv má únik oxidu uhličitého (CO2) z fosilnych palív, ktorých spaľovaním sa uspokojuje súčasná spotreba energie. Medzivládna skupina od-borníkov na klimatické zmeny (IPCC) pri OSN vy-počítala, že emisie CO2 do ovzdušia budú mať veľmi dlhodobé negatívne účinky. Dokonca i keby sa tieto emisie v blízkej budúcnosti stabilizovali, globálne teploty a hladiny morí sa budú zvyšovať ešte stovky až tisícky rokov.

Klimatické zmeny ovplyvnia náš každodenný život i stavebné odvetvie. Očakáva sa, že pod ich vplyvom sa niektoré časti Európy stanú teplejšími a suchšími a iné zasa vlhkejšími.Vedci varujú pred častým vý-skytom extrémnych javov počasia akými sú nadmer-né zrážky, povodne, suchá a búrky, ktoré môžu mať oveľa väčší negatívny dopad ako zmeny priemerných

poveternostných podmienok. Predpokladá sa, že do r. 2015 sa intenzita UV žiarenia bude zvyšovať, do r. 2030 sa postupne zníži o 6 až 7% a v roku 2070 bude o 10% nižšia ako je jej dnešná úroveň. UV žiarenie je v súčasnosti hlavnou príčinou rakoviny kože.

Tieto zmeny budú mať dopad aj na navrhovanie sta-vieb. Budovy budú musieť vydržať silnejšie zrážky, takže zaťaženejšie budú aj kanály, kanalizačné sys-témy a dažďové žľaby striech alebo bude nutné pro-jektovať budovy pre vyššie teploty ako sú dnes a do úvahy treba zobrať aj predpokladané zníženie let-ných zrážok. Očakávajú sa väčšie suchá a v dôsledku toho aj zabezpečenie väčších zásob vody pre mestá. Uvedené zmeny ovplyvnia tepelnú pohodu a dopyt po chladení vo vnútri budov. Vyššia vlhkosť by moh-la spôsobiť zvýšený výskyt plesní a ďalšie problémy týkajúce sa kvality vnútorného vzduchu.

Klimatické zmeny by mohli mať aj iné následky napr. môžu ovplyvniť náklady na poistenie. Je možné, že niektoré vlastnosti budovy budú dokonca nepoisti-teľné.

Potreba energie na vykurovanie typického rodinného domu

225 - 200kWh/(m2.a)

175 - 150kWh/(m2.a)

70 - 50kWh/(m2.a)

20 - 15kWh/(m2.a)

Stavebná norma Súčasný priemer WschVO 19951 Nízkoenerg. dom Pasívny dom

Úplne nedostatočná tepelná izolácia. Štruktrálne sporné nehospodárne náklady na vykurovanie (cha-rakteristické pre vidiecke budovy, nerenovované staré budovy)

Nedostatočná tepelná izolácia. Tepelná renová-cia je potrebná (charakteristické pre obytné domy postavené v rokoch 1950 - 1970)

Nízkoenergetické domy

Domy s veľmi nízkou spotrebou energie (pasívne domy musia spĺňať tento parameter ako súčasť profilu požiadaviek)

Emisie CO2 m2/rok 60 kg 30 kg 10 kg 1,5 kg

Potreba energie v litroch vykurovacieho oleja na m2 obytnej plochy ročne

30 - 25 l 15 - 10 l 5 - 4 l 0,75 l

1) WschVO 1995 - Wärmeschutz Verordnung 1995, nemecká stavebná norma

Typický dopad vykurovania na životné prostredie

6

7

Using low energy design principles, especially good

thermal insulation avoiding cold bridges, will result

in constant temperature without cold surfaces inter-

nally in the rooms. This enhances the comfort level

due to the lack of significant air movement. Good

thermal insulation will result in reduced tempera-

ture differences and fluctuations throughout the year

which will make a home drier and more comfortable

to live in at a lower average temperature.

Good insulation together with an effective sun protec-

tion will also lead to an excellent heat protection of a

building during the summer. Occupant surveys con-

ducted for various projects have shown a very high

level of satisfaction with the indoor climate, both in

winter and summer (a.o. ref. 6 ).

3.3

Social and health effects

Cultures of mould fungus tend to grow at critical plac-

es in a high humidity environment. Humidity is often

exacerbated in a household with a large number of

inhabitants since humans constantly generate mois-

ture. Mould and fungus growth can be prevented by

good thermal insulation without cold bridges. Cold

humid surfaces, e.g. in corners and behind furniture

lead to mould growth, mildew and related indoor air

quality problems.

the USA, that worldwide temperatures must not rise

more than 2 degrees Celsius. The G8 leaders vowed

to seek 80 percent cuts in greenhouse-gas emissions

by 2050. This is only achievable by a swift and rigor-

ous shift in our patterns for consumption and pro-

duction of energy.

In assessing possibilities to reduce our energy con-

sumption, 40% of European energy consumption is

from buildings and approximately half of our poten-

tial to cut our total energy consumption is in this sec-

tor [ref 5]. Overall this equates to 3,3 million barrels of

oil per day or 460 million tons of CO2 per year: the

equivalent of 100 million cars being taken from the

roads permanently.

3.2

Comfort

It is well documented that a substantial part of com-

fort depends on “thermal comfort”. According to ISO

7730 it is important that:

• The air is not too humid,

•

Air speeds remain within the acceptable limits (for

speeds under 0.08 m/s, less than 6% of people will

feel a draft),

•

The difference between radiant and air temperature

remains small,

•

The difference of the radiant temperature in differ-

ent directions remains small (less than 5°C; “radia-

tion temperature asymmetry”)

•

The difference of the room air temperature between

the head and feet of a sitting person the temperature

stratification, is less than 2°C

•

The perceived temperature varies less than 0.8°C

within the living area.

21-31%through the windows

30-35% through the roof

18-25% through the walls

12-14%through the floor

6-9% through air leakage

An uninsulated house

Ref: http://www.smarterhomes.org.nz/design/insulation

20,0

18,0

16,0

14,0

12,0

10,0

8,0

6,0

4,0

2,0

0

1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0Relation between surface temperature of an exterior wall behind a cupboard and the insulation value. [ref 6]

Surf

ace

tem

pera

ture

(ºC)

R-value exterior wall

Temperature variation in exterior wall (behind cupboard)

Mold risk below 12°surface temperature

7

Using low energy design principles, especially good

thermal insulation avoiding cold bridges, will result

in constant temperature without cold surfaces inter-

nally in the rooms. This enhances the comfort level

due to the lack of significant air movement. Good

thermal insulation will result in reduced tempera-

ture differences and fluctuations throughout the year

which will make a home drier and more comfortable

to live in at a lower average temperature.

Good insulation together with an effective sun protec-

tion will also lead to an excellent heat protection of a

building during the summer. Occupant surveys con-

ducted for various projects have shown a very high

level of satisfaction with the indoor climate, both in

winter and summer (a.o. ref. 6 ).

3.3

Social and health effects

Cultures of mould fungus tend to grow at critical plac-

es in a high humidity environment. Humidity is often

exacerbated in a household with a large number of

inhabitants since humans constantly generate mois-

ture. Mould and fungus growth can be prevented by

good thermal insulation without cold bridges. Cold

humid surfaces, e.g. in corners and behind furniture

lead to mould growth, mildew and related indoor air

quality problems.

the USA, that worldwide temperatures must not rise

more than 2 degrees Celsius. The G8 leaders vowed

to seek 80 percent cuts in greenhouse-gas emissions

by 2050. This is only achievable by a swift and rigor-

ous shift in our patterns for consumption and pro-

duction of energy.

In assessing possibilities to reduce our energy con-

sumption, 40% of European energy consumption is

from buildings and approximately half of our poten-

tial to cut our total energy consumption is in this sec-

tor [ref 5]. Overall this equates to 3,3 million barrels of

oil per day or 460 million tons of CO2 per year: the

equivalent of 100 million cars being taken from the

roads permanently.

3.2

Comfort

It is well documented that a substantial part of com-

fort depends on “thermal comfort”. According to ISO

7730 it is important that:

• The air is not too humid,

•

Air speeds remain within the acceptable limits (for

speeds under 0.08 m/s, less than 6% of people will

feel a draft),

•

The difference between radiant and air temperature

remains small,

•

The difference of the radiant temperature in differ-

ent directions remains small (less than 5°C; “radia-

tion temperature asymmetry”)

•

The difference of the room air temperature between

the head and feet of a sitting person the temperature

stratification, is less than 2°C

•

The perceived temperature varies less than 0.8°C

within the living area.

21-31%through the windows

30-35% through the roof

18-25% through the walls

12-14%through the floor

6-9% through air leakage

An uninsulated house


20,0

18,0

16,0

14,0

12,0

10,0

8,0

6,0

4,0

2,0

0

1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0Relation between surface temperature of an exterior wall behind a cupboard and the insulation value. [ref 6]

Surf

ace

tem

pera

ture

(ºC)

R-value exterior wall

Temperature variation in exterior wall (behind cupboard)

Mold risk below 12°surface temperature

Na stretnutí G8 v júli 2009 sa najsilnejšie ekonomic-ké štáty sveta, po prvýkrát aj vrátane USA, dohod-li, že celosvetová teplota sa nesmie zvýšiť o viac ako 2°C. Vedúci predstavitelia štátov G8 prisľúbili, že do r. 2050 sa vynasnažia znížiť emisie skleníkových plynov o 80%, čo sa dá dosiahnuť iba veľmi rýchlou a dôslednou zmenou v našich metódach spotreby a výroby energie.

Hodnotenie možností zredukovania spotreby ener-gie ukázalo, že najväčší potenciál poskytujú budovy, ktoré spotrebujú až 40% z celkového dopytu po ener-gii v Európe [ref 5]. Celkovo to predstavuje 3,3 milli-óna barelov ropy denne alebo 460 milliónov ton CO2 za rok, čo sa rovná permanentnému prúdu 100 mil-liónov áut na cestách.

3.2 Komfort

3.3 Spoločenské a zdravotné prínosy

Je dobre zdokumentované, že podstatná časť kom-fortu závisí od “tepelnej pohody”. Podľa normy ISO 7730 je dôležité, aby:

• vzduch nebol veľmi vlhký,• prúdenie vzduchu sa pohybovalo v prijateľnom rozsahu (pri rýchlosti nižšej ako 0,08 m/s menej ako 6 % ľudí cíti prievan),• rozdiel medzi sálavou teplotou a teplotou vzduchu bol malý,• rozdiel v sálavej teplote v rôznych smeroch bol níz-ky (menej ako 5°C; “asymetria sálavej teploty”),• rozdiel v izbovej teplote vzduchu medzi hlavou a nohami u sediacej osoby - rozvrstvenie teploty - bol menší ako 2°C,• kolísanie vnímanej teploty v rámci obytnej plochy bolo nižšie ako 0,8°C.

Výsledkom využívania nízkoenergetických princí-pov pri návrhu budov, najmä dobrej tepelnej izolácie bez tepelných mostov, bude konštantná teplota bez studených povrchov vo vnútri miestností. Nebude dochádzať k veľkému pohybu vzduchu, čím sa zlep-ší úroveň komfortu.

Vďaka dobrej tepelnej izolácii sa znížia teplotné roz-diely a kolísania teploty počas roka, takže dom bude suchší a pohodlnejší na bývanie pri nižšej priemer-nej teplote. Dobrá izolácia spolu s účinnou proti-slnečnou ochranou výborne ochráni budovu pred horúčavami v lete. Prieskum medzi obyvateľmi bý-vajúcimi v odlišne navrhnutých domoch ukázal ich vysokú spokojnosť s vnútornou klímou v zime i v lete [ref 6].

Vo veľmi vlhkom prostredí sa na kritických miestach vytvárajú plesňové kultúry. Vlhkosť sa vyskytuje v domácnosti s veľkým počtom obyvateľov, pretože ľudia produkujú vlhkosť neustále. Rastu plesní sa dá zabrániť dobrou tepelnou izoláciou bez tepelných mostov. Na studených vlhkých povrchoch, napr. v kútoch a za nábytkom, vznikajú plesne, čo spôso-buje problémy s kvalitou vzduchu v miestnostiach.

Únik energie na nezateplenom dome

30 - 35 %cez strechu

21 - 31 %cez okná

12 - 14 %cez podlahu

18 - 25 %cez steny

cez netesnosti


Zmena teploty na vonkajšej stene(za skriňou)

Vonkajšia stena s hodnotou R

1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0

Tep

lota

pov

rch

u (o C

)

20,0

18,0

16,0

14,0

12,0

10,0

8,0

6,0

4,0

2,0

0

Pri teplote povrchu nižšej ako 12oCriziko vzniku plesní

Vzťah medzi teplotou povrchu vonkajšej steny za skriňou a izolačnou hodnotou tejto steny [ref 6]

7

8

Extensive research in New Zealand [ref 7] has shown

that living in a well insulated house compared to a

house without insulation results in:

• A greater disposable income due to a reduction by

up to 34% in energy costs

• Significant improvements (10 - 11%) in the reported

health and quality of life of the occupants.

• A reduction in the mean relative humidity reduces

the possibility of mould growth and mites.

• Reduced colds and respiratory problems for the

inhabitants (40 - 50% reduction).

• Fewer visits to general practitioners and a cut in hos-

pital admissions by 36% for respiratory conditions;

• Less likelihood for the inhabitants to take days off

work and school (40 - 50% reduction).

3.4

Economics

A number of design features can be incorporated

into new buildings or renovations at little or mini-

mal additional investment. These measures concen-

trate on effective use of features that are common in

most or all homes. No cost or low extra cost features

include:

• Correct orientation with respect to the sun can pro-

vide natural heating and lighting.

• Building shape: compact building plans have less

external wall area and therefore less potential for

heat. Long, thin buildings are better for natural

lighting and cross-flow ventilation, using natural

breezes for ventilation to cool internal spaces and

provide fresh air.

• Zoning of rooms and the activities of the occupants

to take account of the sun’s movement, natural light-

ing and potential sources of noise.

• Using the thermal mass available in the building’s

structure (for example in the concrete floor slab) to

moderate temperatures and provide heating.

•

Using correctly sized roof overhangs and other forms

of shading to cut out unwanted light and heat.

•

Careful consideration of the placement and sizes of

windows and opening sashes.

•

Good thermal insulation of the building envelope.

•

Choice of building materials.

•

Careful detailing and execution resulting in an air-

tight building.

The property value of a low energy building will keep

better than a similar property with high energy use.

Other low energy design features involve addition-

al initial investment but are offset by a reduction in

energy bills. They also provide significant benefits by

improved comfort, making the home warmer and/or

cooler, healthier and drier. Those features include:

•

High levels of insulation of the building envelope;

•

Insulated internal walls or floors with high thermal

mass;

•

Insulating windows and glazing.

E.M. Jordan, “Wirtschaftlichkeit des Passivhaus”.

standard LEH PH

Annual operating costs in 2015 (energy and maintenance)

€1.411

€183

total €1.594

€832

€183,-

total €1.015

€301

€38total €339

€ 1.750

€ 1.500

€ 1.250

€ 1.000

€ 750

€ 500

€ 250

€ 0

maintenance energy

LEH = Low Energy HousePH = Passive House

8
















3.4

Economics






include:








provide fresh air.







•



•



•


•


•


tight building.








•


•


mass;

•



standard LEH PH


€1.411

€183

total €1.594

€832

€183,-

total €1.015

€301

€38total €339

€ 1.750

€ 1.500

€ 1.250

€ 1.000

€ 750

€ 500

€ 250

€ 0

maintenance energy


Rozsiahly výskum na Novom Zélande [ref 7] ukázal, že bývanie v dome s dobrou izoláciou v porovnaní s domom bez izolácie má tieto výhody:

• vyšší čistý príjem až o 34 % vďaka zníženiu nákladov na energie, • značné zlepšenie (10 - 11%) zdravotného stavu a kvality života obyvateľov domu, • pokles priemernej relatívnej vlhkosti znižuje mož- nosť rastu plesní a roztočov, • nižší výskyt nádchy a respiračných problémov u obyvateľov domu (zníženie o 40 až 50%),• menej návštev u lekára a pokles hospitalizácií v ne- mocnici kvôli dýchacím problémom o 36%,• menej absencií v práci a v škole (zníženie o 40-50%)

• Starostlivé zváženie umiestnenia a veľkosti okien a okenných krídiel. • Dobrá tepelná izolácia obvodového plášťa. • Výber stavebných materiálov. • Dôkladný rozpis a kvalitné vykonanie stavby, aby výsledkom bola vzduchotesná budova.

Trhová hodnota pasívnej budovy sa bude udržia-vať lepšie ako hodnota podobnej budovy s vysokou spotrebou energie. Súčasťou výstavby nízkoenerge-tických budov sú dodatočné počiatočné investície, tie sú však kompenzované nízkymi účtami za ener-giu. Ich veľkou výhodou je, že obyvateľom poskyt-nú väčší komfort a tým aj bývanie v teplejšom, resp. chladnejšom, zdravšom a suchšom prostredí.

Hlavné znaky nízkoenergetickej budovy sú:

• Vysoká úroveň izolácie obvodového plášťa budovy. • Izolované vnútorne steny alebo podlahy s vysokou tepelnou masou.• Izolácia okien a zasklenie.

3.4 Ekonomické hľadisko

Do výstavby nových alebo renovácie starých budov sa pri nízkych alebo minimálnych dodatočných in-vestíciách môže zahrnúť rad konštrukčných opatre-ní zameraných na účinné využitie hlavných vlastnos-tí, ktoré sú bežné vo väčšine domov. Sú to tieto cha-rakteristiky:

• Správna orientácia vzhľadom na slnko môže zabez- pečiť prirodzené vykurovanie a osvetlenie.• Tvar budovy: kompaktná budova má menšiu plochu obvodových stien a preto aj menší potenciál pre únik tepla. Dlhé úzke budovy sú pre prirodze- né osvetlenie a priečne vetranie lepšie. Na ochlade- nie vnútorných priestorov a zabezpečenie čerstvé- ho vzduchu stačí prirodzený vietor.• Zonácia miestností a činností obyvateľov, pričom sa do úvahy berie pohyb slnka, prirodzené osvetlenie a zdroj hluku.• Využitie tepelnej masy obsiahnutej v budove (napr. v betónových podlahových dlaždiciach) na zmier- nenie teploty a na zabezpečenie vykurovania.• Využitie správne dimenzovaných strešných previ- sov a iných foriem tienenia na odstránenie nežia- dúceho svetla a tepla.

Ročné prevádzkové náklady v r. 2015(energia a údržba)

1594 €

1015 €

1411 € 832 € 301 €

183 €

183 €

38 €Spolu 339 €

Klasický dom NED PD

1750

1500

1250

1000

750

500

250

0

€

Údržba

Energia

NED = nízkoenergetický dom

PD = lasívny dom

E. M. Jordan, „Wirtschaftlichkeit des Passivhaus“

8

9

Some low energy design equipment, such as solar

panels to heat domestic water supply, may have a high-

er initial cost than conventional methods such as gas-

fired or electric water heaters. In some cases, savings

in the end will not cover the initial purchase costs.

However, for some products such as solar water heat-

ers, photovoltaic panels and other on-site power gener-

ation, government assistance may be available.

Low use of energy gives some security against steeply ris-

ing energy costs. Energy price development is very hard

to predict but its influence on the long term cost is con-

siderable. For example, at a price increase rate of 3% per

year the cumulative cost benefit for energy efficiency

measures over a 40 year period will be about € 150/m2.

The financial implications of broad introduction of

low energy buildings would be enormous. If all cost

effective energy efficiency measures were applied to

buildings in Europe it would save 270 billion Euro

annually! [ref 9]

To achieve this energy and hence cost saving, low

energy housing needs to become the standard. This is

relatively easy to achieve for new housing during the

design phase. For existing buildings, energetic reno-

vation is often combined with aesthetic and technical

renovation and regular maintenance. By waiting until

other renovation work is required, the cost of scaffold-

ing, new facade painting and plaster, etc. is combined.

In nearly all cases the energy bill savings will easi-

ly cover the additional retrofit investment within the

first 20 years. However, the benefits of reduced ener-

gy costs from the improved insulation will endure for

the full lifetime of the building making such meas-

ures extremely cost-effective. In many countries these

measures are supported by governmental subsidies.


Applying the concept of low energy design does

not only make sense in the cold northern part of

Europe. However, the optimal thickness of insula-

tion is dependent on the location. In warm climates

the additional costs to reduce energy consumption

to an acceptable level is lower. At the same time the

energy demand for cooling is considerably high-

er. Economic analysis by the EU sponsored project

Passiv-On showed that pay back times in warm cli-

mates are even shorter than in colder climates and

therefore it makes sense to apply low energy princi-

ples in southern Europe as well.

Source: EU sponsored project Passiv-On, 2007. [ref 8]

Recommended insulation thickness. [ref 4]

Insu

lati

on t

hick

ness

rec

omm

ende

d (m

m)

Helsink

i

Mosco

w

Stockh

olm

Corvats

ch

Hanno

ver

Renne

s

Diyarba

kir

Madrid

Rome

Porto

Athens

800

700

600

500

400

300

200

100

0

80% heat recovery 60% heat recovery

Extra Heating Heating Cooling Cooling Total Extra Payback Capital demand demand demand demand Energy Costs time Costs standard passive standard passive Savings per saved (years) (%) kWh/(m².a) kWh/(m².a) kWh/(m².a) kWh/(m².a) (%) kWh/(m².a) year ()

France 9,0 69 17 N.A. 5 45 1,90 20Germany 6,7 90 15 0 0 50 1,30 19Italy 5,0 111 11 5 3 65 0,70 8Spain (Seville) 2,9 59 9 23 8 41 0,60 5UK 5,5 59 15 0 0 26 1,80 19

8
















3.4

Economics






include:








provide fresh air.







•



•



•


•


•


tight building.








•


•


mass;

•



standard LEH PH


€1.411

€183

total €1.594

€832

€183,-

total €1.015

€301

€38total €339

€ 1.750

€ 1.500

€ 1.250

€ 1.000

€ 750

€ 500

€ 250

€ 0

maintenance energy


9

Some low energy design equipment, such as solar

panels to heat domestic water supply, may have a high-

er initial cost than conventional methods such as gas-

fired or electric water heaters. In some cases, savings

in the end will not cover the initial purchase costs.

However, for some products such as solar water heat-

ers, photovoltaic panels and other on-site power gener-

ation, government assistance may be available.

Low use of energy gives some security against steeply ris-

ing energy costs. Energy price development is very hard

to predict but its influence on the long term cost is con-

siderable. For example, at a price increase rate of 3% per

year the cumulative cost benefit for energy efficiency

measures over a 40 year period will be about € 150/m2.

The financial implications of broad introduction of

low energy buildings would be enormous. If all cost

effective energy efficiency measures were applied to

buildings in Europe it would save 270 billion Euro

annually! [ref 9]

To achieve this energy and hence cost saving, low

energy housing needs to become the standard. This is

relatively easy to achieve for new housing during the

design phase. For existing buildings, energetic reno-

vation is often combined with aesthetic and technical

renovation and regular maintenance. By waiting until

other renovation work is required, the cost of scaffold-

ing, new facade painting and plaster, etc. is combined.

In nearly all cases the energy bill savings will easi-

ly cover the additional retrofit investment within the

first 20 years. However, the benefits of reduced ener-

gy costs from the improved insulation will endure for

the full lifetime of the building making such meas-

ures extremely cost-effective. In many countries these

measures are supported by governmental subsidies.


Applying the concept of low energy design does

not only make sense in the cold northern part of

Europe. However, the optimal thickness of insula-

tion is dependent on the location. In warm climates

the additional costs to reduce energy consumption

to an acceptable level is lower. At the same time the

energy demand for cooling is considerably high-

er. Economic analysis by the EU sponsored project

Passiv-On showed that pay back times in warm cli-

mates are even shorter than in colder climates and

therefore it makes sense to apply low energy princi-

ples in southern Europe as well.

Source: EU sponsored project Passiv-On, 2007. [ref 8]

Recommended insulation thickness. [ref 4]

Insu

lati

on t

hick

ness

rec

omm

ende

d (m

m)

Helsink

i

Mosco

w

Stockh

olm

Corvats

ch

Hanno

ver

Renne

s

Diyarba

kir

Madrid

Rome

Porto

Athens

800

700

600

500

400

300

200

100

0

80% heat recovery 60% heat recovery

Extra Heating Heating Cooling Cooling Total Extra Payback Capital demand demand demand demand Energy Costs time Costs standard passive standard passive Savings per saved (years) (%) kWh/(m².a) kWh/(m².a) kWh/(m².a) kWh/(m².a) (%) kWh/(m².a) year ()

France 9,0 69 17 N.A. 5 45 1,90 20Germany 6,7 90 15 0 0 50 1,30 19Italy 5,0 111 11 5 3 65 0,70 8Spain (Seville) 2,9 59 9 23 8 41 0,60 5UK 5,5 59 15 0 0 26 1,80 19

3.5 Geografický dopadPočiatočné náklady na niektoré zariadenia pasívne-ho domu, napr. solárne panely na vyhrievanie vody, môžu byť vyššie v porovnaní s konvenčnými metó-dami ako sú plynové alebo elektrické ohrievače vody. V niektorých prípadoch konečné úspory nepokryjú obstarávacie náklady, ale nákup niektorých zariade-ní, napr. slnečné ohrievače vody, fotovoltaické pane-ly a iný spôsob výroby energie na mieste, môžu byť dotované vládou.

Nízka spotreba energie znamená určitú istotu pri prudkom zvyšovaní nákladov na elektrickú energiu. Je veľmi ťažké predpovedať vývoj ceny tejto ener-gie, ale jej vplyv na dlhodobé náklady na elektrinu je značný. Napríklad, pri zvyšovaní ceny elektrickej energie o 3% ročne by úhrnná úspora nákladov pri opatreniach o energetickej hospodárnosti predstavo-vala za obdobie 40 rokov sumu 150 € za meter štvor-cový.

Finančné dôsledky rozsiahleho zavádzania budov s nízkou spotrebou energie by boli obrovské. Keby sa opatrenia týkajúce sa efektívnosti nákladov z hľadis-ka energetickej hospodárnosti aplikovali na všetky budovy v Európe, ročne by sa ušetrilo 270 miliárd euro [ref 9].

Na dosiahnutie nízkej spotreby energie a tým aj úsporu nákladov je potrebné, aby sa nízkoenerge-tické budovy stali normou. U nových stavieb sa to dá pomerne ľahko zabezpečiť vo fáze ich návrhu. U existujúcich budov sa energetická renovácia čas-to kombinuje s estetickou a technickou renováciou a pravidelnou údržbou. Kombinujú sa náklady na postavenie lešenia, novú omietku a natretie fasády, a pod. Takmer vo všetkých prípadoch úspory elek-trickej energie ľahko pokryjú dodatočné investície v priebehu prvých 20 rokov. Ale výhody vyplývajúce z nižších nákladov na elektrickú energiu vďaka lepšej tepelnej izolácii budú trvať počas celej životnosti bu-dovy. V mnohých krajinách je takáto izolácia budov podporovaná vládnymi dotáciami.

Výstavba nízkoenergetických budov nemá zmy-sel iba v studenej severnej časti Európy, ale opti-málna hrúbka tepelnej izolácie závisí od polohy. V teplých klimatických podmienkach sú náklady na zníženie elektrickej energie na prijateľnú úroveň nižšie, ale dopyt po energii na chladenie je pod-statne vyšší. Ekonomická analýza v rámci projektu Passiv-On sponzorovanom EÚ ukázala, že doba ná-vratností investícií do izolácie je v teplejších oblas-tiach ešte kratšia ako v chladnejších klímach, takže nízkoenergetické stavby majú svoje opodstatnenie aj na juhu Európy.

Helsinki

Mosk

va

Štokholm

Corvatsc

h

Hannover

Renneas

Diyarbakir

Madrid Rím

PortoAté

ny

80 % rekuperácia tepla60 % rekuperácia chladu

Od

por

účan

á h

rúb

ka iz

olác

ie 800

700

600

500

400

300

200

100

0

Odporúčaná hrúbka tepelnej izolácie [ref 4]

Extra kapitálové

náklady

(%)

Spotreba energie na vykurovanie kWh/(m2.r)štandardný

dom

Spotreba energie na vykurovanie kWh/(m2.r)

pasívny dom

Spotreba energie na chladenie kWh/(m2.r)štandardný

dom

Spotreba energie na chladenie kWh/(m2.r)

pasívny dom

Ener-getické úspory celkom

(%)

Extra náklady na

ušetrenú kWh/(m2.r)

(€ / rok)

Doba návrat-

nosti

(roky)

Francúzsko 9,0 69 17 N.A. 5 45 1,90 20

Nemecko 6,7 90 15 0 0 50 1,30 19

Taliansko 5,0 111 11 5 3 65 0,70 8

Španielsko(Sevilla) 2,9 59 9 23 8 41 0,60 5

VeľkáBritánia 5,5 59 15 0 0 26 1,80 19

Zdroj: Projekt Passiv-On sponzorovaný Európskou Úniou, 2007. [ref 8]

9

10

3.6

Security of energy supply

As approximately 80% of European energy today is

derived from fossil fuels, a key political advantage of

reducing overall energy demand is to reduce depend-

ence on countries supplying fossil fuels. Many of

these supplier countries are in areas of political insta-

bility which has had a dramatic impact on availabili-

ty and cost over the past 40 years and this will contin-

ue in the future.

Low energy buildings are well prepared for long-term

energy shortages or blackouts and provide temper-

ature stability. The cooling and warming behaviour

of well insulated buildings in case of a longer energy

blackout is well moderated due to the low heat losses

as well as solar and internal thermal gains. In the case

of net zero energy design, the internal temperature

control can be independent of external energy source

supply.

3.7

Employment generation

Building construction and renovation are largely

carried out in situ and as such require local labour.

About 75% of the increased costs will go to local

builders, creating domestic additional value. The

remaining 25% comes from purchase of materials

predominantly of regional origin, especially in case

of voluminous insulation material, where transport

costs make long distance supply uneconomical.

The fact that the employment generation is local is

a significant political advantage.

There have been many studies calculating the

employment benefits of a low energy housing poli-

cy. Job creation will come not only from the labour

required from the building construction or renova-

tion but also from the additional financial flow into

the economy resulting from the cumulative lower

energy costs. Estimates suggests that if Europe

chooses to apply an ambitious strategy for energy

efficiency then 1,7 million jobs would be created in

the EU. [ref 10]

Europe can also benefit from its current leading

position in the field of energy efficient building.

By maintaining and strengthening this position we

will be able to export such technology with the asso-

ciated employment and financial benefits.

3.6 Bezpečnosť zásobovania elektrickou energiou

3.7 Tvorba pracovných miest

Približne 80% elektrickej energie v Európe sa v sú-časnosti získava z fosílnych palív, a preto kľúčovou politickou úlohou v súvislosti so znižovaním celko-vého dopytu po energii je zredukovať závislosť na krajinách, ktoré tieto palivá dodávajú. Mnohé z nich sa nachádzajú v politicky nestabilných oblastiach, čo malo dramatický dopad na dostupnosť a náklady v posledných 40 rokoch a tento vývoj bude pokračo-vať aj v budúcnosti.

Nízkoenergetické budovy sú dobre pripravené na dlhodobý nedostatok alebo výpadok energie a po-skytujú teplotnú stabilitu. Chladenie a vyhrievanie v budovách s dobrou izoláciou je v prípade dlhšieho výpadku energie dobre utlmené vďaka nízkym tepel-ným stratám ako aj solárnemu a vnútornému zisku tepla. V prípade pasívnej budovy môže byť interná regulácia teploty nezávislá od vonkajšieho zdroja zá-sobovania energiou.

Stavba a renovácia budov prebieha vo veľkej mie-re priamo na stavenisku a na to sú potrební lokálni pracovníci. Asi 75 % zvýšených nákladov pripadne miestnym stavebným firmám, čím sa vytvorí doda-točná domáca hodnota. Zvyšných 25% pochádza z nákupu materiálov prevažne regionálneho pôvodu, najmä pokiaľ ide o objemný izolačný materiál, pre-tože jeho dovoz z veľkej vzdialenosti by bol neeko-nomický. Lokálna možnosť tvorby pracovných miest predstavuje značnú politickú výhodu.

Existuje veľa štúdií, ktoré analyzujú prínos nízko-energetickej bytovej výstavby z hľadiska pracovných príležitostí. Tvorbu pracovných miest umožňujú nie-len pracovné úkony, ktoré si vyžaduje stavba nových a renovácia starých budov, ale aj dodatočný finanč-ný tok do ekonomiky vďaka kumulatívnym nižším nákladom na energiu. Odhaduje sa, že ak si Európa vyberie náročnú stratégiu zníženia energetickej hos-podárnosti, v rámci štátov Euróskej Únie by sa vy-tvorilo 1,7 milióna pracovných miest [ref 10].

Výhodou Európy je jej súčasné vedúce postavenie v oblasti výstavby energeticky hospodárnych budov. Udržanie a posilnenie tejto pozície nám umožní vy-vážať takúto technológiu spolu s tým spojenou za-mestnanosťou a finančnými výnosmi.

11

4 Principles of integrated design of a highly energy efficient buildings

People’s comfort and health depend on indoor environmental conditions including tem-perature, humidity, air quality, lighting, and noise levels. These can be managed by careful-ly considering energy efficient design principles in a new or renovated building. Designers need to integrate these with the requirements of the local building codes, aesthetics, cli-ent requirements etc.

changes to one area affect other areas. For example,

good natural lighting must be balanced against pos-

sible heat gains from large windows and natural ven-

tilation needs can clash with efforts to control noise

from external sources. No single factor should be con-

sidered without assessing its effect on all the others –

a holistic approach is essential.

4.1 Trias Energetica

An energy efficient building envelope is key to the

design for low energy buildings. This is embodied

in the Trias Energetica principles which stress the

importance of reducing the energy demand before

adding systems for energy supply. This promotes

robust solutions with the lowest possible environ-

mental impacts. Decisions at the first step determine

the size of the heating, cooling and lighting needs and

good structural design is essential for minimising the

need for services. Poor decisions at this point can eas-

All aspects of building design are interlinked, so in

order to optimise energy efficiency it is important

to adopt a totally integrated design process. Often

Heating Cooling Lightning Ventilation

Step 1 Conservation Heat avoidance Daylight Natural ventilation

Basic 1 Surface to volume 1 Shading 1 Windows 1 Building formdesign ratio 2 Exterior colours 2 Glazing 2 Windows and 2 Insulation 3 Insulation 3 Interior finishes openings 3 Infiltration 3 Stacks

Step 2 Passive solar Passive cooling Daylighting Natural ventilation

Climatic 1 Direct gain 1 Evaporative cooling 1 Skylights 1 Single sideddesign 2 Thermal storage 2 Convective cooling 2 Light shelves 2 Cross or stack 3 Sunspace 3 Radiant cooling 3 Light wells ventilation 3 Air distribution 4 Control strategy

Step 3 Heating system Cooling system Electric light Mechanical ventilation

Design of 1 Radiators 1 Refrigeration 1 Lamps 1 Mechanical supplyMechanical 2 Radiant panels machine 2 Fixtures 2 Mechanical exhausSystems 3 Warm air system 2 Cooled ceiling 3 Location or fixtures 3 Mixing or displace- 3 Cold air system ment principle

Glazing ratio of facade

0% 50% 100%

300

200

100

0

heating

cooling

lightning

total

kWh/

(m2 .a

)

[ref 11]

Primary energy use (pr. m2 facade)

4.1 Trias Energetica

4 Princípy integrovaného návrhu energeticky vysoko hospodárnych budov

Pohodlie a zdravie ľudí závisí od vnútorných podmienok prostredia vrátane teploty, vlhkos-ti, kvality vzduchu a hladiny hluku, ktoré sa v nových alebo renovovaných budovách dajú dosiahnuť starostlivým zvážením zásad návrhu energetickej hospodárnosti u novej alebo renovovanej budovy. Je potrebné, aby projektanti zosúladili tieto faktory s požiadavkami miestnych stavebných predpisov, estetiky, požiadaviek zákazníka, atď.

Všetky aspekty návrhu budovy sú navzájom prepoje-né aby sa energetická hospodárnosť mohla optimali-zovať. Je dôležité osvojiť si úplne integrovaný proces návrhu. Zmeny v jednej oblasti majú často vplyv na

iné oblasti. Napríklad dobré prirodzené osvetlenie musí byť vyvážené oproti možným tepelným ziskom z veľkých okien, a potreby prirodzeného vetrania môžu byť v rozpore s úsilím regulovať hluk z vonkaj-ších zdrojov. U každého faktoru by sa mal hodnotiť jeho vplyv na všetky ostatné faktory - nutný je holis-tický prístup.

Kľúčovým faktorom projektovania nízkoenergetic-kej budovy je energeticky efektívny obvodový plášť. Táto skutočnosť je zahrnutá v zásadach Trias Ener-getica, ktoré zdôrazňujú význam znižovania spot-reby energie pred zavedením systémov zásobovania energiou. To podporuje odvážne riešenia s najnižším možným dopadom na životné prostredie. Základné rozhodnutia sa týkajú stanovenia rozsahu vykurova-nia, potrieb chladenia a osvetlenia. Na minimalizo-vanie služieb je potrebný dobrý štrukturálny plán. Zlé rozhodnutia v tomto bode môžu nakoniec ľah-

Primárne využitie energie na m2 fasády

Celkom

Vykurovanie

Chladenie

Osvetlenie

Percento zasklenia fasády

kWh

/(m

2 .r)

300

200

100

00% 50% 100%

[ref 11]

Vykurovanie Chladenie Osvetlenie Vetranie

1. krok Udržiavanie Ochrana pred teplom Denné svetlo Prirodzené vetranie

Základný návrh

1 Pomer medzi povr- chom a objemom2 Izolácia3 Infiltrácia

1 Tienenie2 Exteriérové farby3 Izolácia

1 Okná2 Zasklenie3 Interiérové úpravy

1 Tvar budovy2 Okná a otvory3 Vetranie cez komín

2. krok Pasívne solárne Pasívne chladenie Denné svetlo Prirodzené vetranie

Klimatický návrh

1 Priamy zisk2 Akumulácia tepla3 Slnečné miesto

1 Odparovacie chladenie2 Konvenčné chladenie3 Radiačné chladenie

1 Strešné okná2 Svetlovody3 Svetlíky

1 Na jednej strane2 Vetranie prievanom alebo cez komíny3 Rozvod vzduchu4 Riadené vetranie

3. krok Vykurovací systém Chladiaci systém Elektrické svetlo Mechanické vetranie

Návrh me-chanických systémov

1 Radiátory2 Žiariče3 Teplovzdušný systém

1 Chladiaci stroj2 Chladený strop3 Studenovzdušný systém

1 Lampy2 Zabudované osvetlenie3 Prechodné alebo za- budované osvetlenie

1 Mechanický prívod2 Mechanický odvod3 Princíp miešania alebo presunu

11

12

control of systems including demand control of heat-

ing, ventilation, lighting and equipment.

2. Utilise renewable energy sourcesProvide optimal use of passive solar heating, natu-

ral lighting, natural ventilation, night cooling, etc..

Apply solar collectors, solar cells, geothermal ener-

gy, ground water storage, biomass, etc. Optimise the

use of renewable energy by application of low ener-

gy systems.

3. Efficient use of fossil fuelsIf any auxiliary energy is needed, use the least polluting

fossil fuels in an efficient way, e.g. heat pumps, high-

ily double or triple the size of the mechanical equip-

ment eventually needed. It is possible to modify the

design at an early stage to reduce the capacity, size

and complexity of the building services, which can

reduce the capital cost of the services without having

to remove features from the design.

Construction of low energy buildings starts at the

demand side by designing a building envelope that

prevents unnecessary loss of energy. The key param-

eters are thermal insulation and air tightness of the

building. Only after the building envelope is estab-

lished are the higher levels of the triangle considered.

There is no sense to look at the efficiency of a central

heating system in a net zero energy building!

This integrated design strategy follows three steps:

1. Reduce energy demandOptimise building form and zoning; apply high-

ly insulated and air tight conventional envelope con-

structions; ensure low pressure drops in ventila-

tion air paths; apply efficient appliances to reduce

heat load, etc. Apply responsive building elements

if appropriate, including advanced façades with opti-

mum window orientation, exploitation of daylight,

proper use of thermal mass, redistribution of heat

within the building, dynamic insulation, etc. Apply

energy efficient electric lighting. Provide intelligent

Fresh air from the North sidefor summer cooling

Daylighting

Photovoltaic panels

Thermall mass

Daylighting

Solar gains

Roof lights for daylight and comfort

Southside windows triple glazed,gas-filled, low-e

Slab-on-ground floor with 200-300 mm. of insulation

500 mm. EPS roof insulation with minimized thermal brigdes

370 mm. EPS wall insulation withminimized thermal brigdes

Solar panels for hot water

Basic solutions for a passive house. The solutions will depend on the climate. Special attention should be paid on summer comfort and proper heat distribution in winter.

Efficient use of cleanest

fossil fuels

Utilise renewable energy sources

Minimize energy demand for cooling and heating of the building

Desig

n St

rate

gy

Illustration of Energy and Environmental Design Strategy and corresponding Technologies applied. (Heiselberg et al. 2006)

ko zdvojnásobiť až strojnásobiť rozsah potrebných mechanických zariadení. V počiatočnom štádiu sa návrh môže upraviť, aby sa znížili kapacita, rozsah a komplexnosť služieb v budove, čím sa zredukujú kapitálové náklady na služby bez toho, aby sa z pro-jektu museli odstrániť základné prvky.

Konštrukcia nízkoenergetickej budovy sa začína na-vrhnutím jej obvodového plášťa tak, aby sa zabránilo strate energie. Kľúčovými parametrami sú tepelná izolácia a vzduchotesnosť budovy. Keď je obvodo-vý pláť navrhnutý, až potom sa uvažuje o vyšších stupňoch trojuholníka. U nízkoenergetickej budovy nemá zmysel brať do úvahy efektívnosť ústredného kúrenia!

Táto stratégia integrovaného projektu sleduje tieto tri kroky:

1. Zníženie potreby energie

Optimalizovať tvar a zonáciu budovy; vybudovať vy-soko izolovaný a vzduchotesný obvodový plášť; za-bezpečiť nízky pokles tlaku v prestupových dráhach vetrania; používať efektívne spotrebiče, aby sa znížila tepelná zaťaž, atď., prípadne aplikovať dobre reagu-júce stavebné prvky, vrátane kvalitných fasád s op-timálnou orientáciou okien, využívania denného svetla, správneho využitia tepelnej masy, redistribú-cie tepla vo vnútri budovy, dynamickej izolácie, atď.; aplikovať energeticky hospodárne elektrické osvetle-nie; zabezpečiť inteligentné riadenie systémov vráta-ne regulácie potreby vykurovania, vetrania, osvetle-nia a zariadenia.

2. Využitie obnoviteľných zdrojov energie

Zabezpečiť optimálne využitie pasívneho slnečného vyhrievania, prirodzeného osvetlenia, prirodzeného vetrania, nočného chladenia, atď. Aplikovať slnečné kolektory, slnečné články, geotermálnu energiu, aku-muláciu podzemnej vody, biomasu, atď. Optimalizo-vať využívanie obnoviteľnej energie aplikáciou níz-koenergetických systémov.

3. Efektívne využitie fosílnych palív

V prípade potreby akejkoľvek prídavnej energie po-užite najmenej znečisťujúce fosílne palivá účinnym spôsobom, napr. tepelné čerpadlá, účinné plynové kotle, plynové kombinované vyhrievacie a napájacie jednotky, atď. Efektívne využitie rekuperácie tepla zo vzduchu pri vetraní počas vykurovacej sezóny.

Znázornenie stratégie energetického a environmentálneho návrhu a zodpovedajúcich použitých technológií (Heiselberg et al., 2006)

Minimalizácia spotreby energiena chladenie a vykurovanie budovy

Využívanie obnoviteľných

zdrojov energie

Účinné využitie

najčistejších fosílnych palív

Stra

tégie

à

Solárne panely na teplú vodu

Denné osvetlenie

Strešné svetlíkyna denné svetlo a komfort Denné osvetlenie

Fotovoltaické panely

Solárne tepelné zisky

Okná na juh, plynom plnené,trojité zasklenie

Dosková podlaha na prízemís izoláciou hrúbky 200 - 300 mm

500 mm EPS izolácia strechys minimálnymi tepelnými mostami

Čerstvý vzduchzo severnej stranyna chladenie v lete

300 mm EPS izolácia stiens minimálnymi tepelnými mostami

Akumulačná hodnota

Základné riešenia pre pasívny dom. Riešenia závisia od podnebia. Zvláštna pozornosť by sa mala venovať letnému komfortu a správnej distribúcii tepla v zime

12

efficient gas fired boilers, gas fired combined heating

and power (CHP) units, etc. Apply efficient heat recov-

ery of ventilation air during the heating season.

4.2 The building envelope

Strict performance requirements are set for build-

ing envelope characteristics in order to limit energy

and power demand in the design phase. The design-

er needs to be sure of the performance of the build-

ing envelope and so co-operation between architectur-

al, energy, and structural design is required. Accurate

peak demand calculation needs to be made for each



Building elements Typical U-values and insulation thicknesses

External walls 1.30 W/(m2K) 0.40 W/(m2K) 0.20 W/(m2K) 0.13 W/(m2K) (massive wall of 25 cm)Insulation thickness 0 cm. 6 cm. 16 cm. 30 cm.

Roof 1.90 W/(m2K) 0.22 W/(m2K) 0.15 W/(m2K) 0.10 W/(m2K)Insulation thickness 4 cm. 22 cm. 30 cm. 40 cm.

Floors to ground 1.00 W/(m2K) 0.40 W/(m2K) 0.25 W/(m2K) 0.15 W/(m2K)Insulation thickness 0 cm. 6 cm. 10 cm. 26 cm.

Windows 5.10 W/(m2K) 2.80 W/(m2K) 1.10 W/(m2K) 0.80 W/(m2K) Single glazing Double glazing, Double glazing, Triple glazing, insulation glass thermal insulation thermal insulation (air filled) glazing glass, special frame

Ventilation Leaky joints Open the windows Exhaust air unit Comfort ventilation with heat recovery







4.2 Obálka budovy

Vo fáze návrhu sa stanovia charakteristiky obvodo-vého plášťa budovy, ktoré musia spĺňať prísne po-žiadavky na výkon, aby sa obmedzila potreba ener-

gie. Projektant musí mať istotu o úžitkových vlast-nostiach obvodového plášťa budovy, a preto je po-trebný súlad medzi architektonickým, eneregetic-kým a štrukturálnym návrhom. Pre každú miestnosť sa musí vypočítať max. spotreba energie.

Potreba energie na vykurovanie klasického rodinného domu

225 - 200kWh/(m2.r)

175 - 150kWh/(m2.r)

70 - 50kWh/(m2.r)

20 - 15kWh/(m2.r)

Stavebná norma Súčasný priemer WschVO 19951 Nízkoenerg. dom Pasívny dom

Úplne nedostatočná tepelná izolácia. Štruktrálne sporné nehospodárne náklady na vykurovanie (cha-rakteristické pre vidiecke budovy, nerenovované staré budovy)

Nedostatočná tepelná izolácia. Tepelná renová-cia je potrebná (charakteristické pre obytné domy postavené v rokoch 1950 - 1970)

Nízkoenergetické domy

Domy s veľmi nízkou spotrebou energie (pasívne domy musia spĺňať tento parameter ako súčasť profilu požiadaviek)

Stavebné prvky U-hodnoty a hrúbka izolácie

Obvodové steny(masívna stena hr. 25 cm)Hrúbka izolácie

1,30 W/(m2K)

0 cm

0,40 W/(m2K)

6 cm

0,20 W/(m2K)

16 cm

0,13 W/(m2K)

30 cm

StrechaHrúbka izolácie

1,90 W/(m2K)4 cm

0,22 W/(m2K)22 cm

0,15 W/(m2K)30 cm

0,10 W/(m2K)40 cm

Podlaha na prízemíHrúbka izolácie

1,00 W/(m2K)0 cm

0,40 W/(m2K)6 cm

0,25 W/(m2K)10 cm

0,15 W/(m2K)26 cm

Okná 5,10 W/(m2K)jednoduchézasklenie

2,80 W/(m2K)izolačné dvojsklo(vzduch)

1,10 W/(m2K)izolačné dvojsklo

0,80 W/(m2K)izolačné trojsklošpeciálny rám

Vetranie Netesné spoje Otvorené okná Jednotka na odvádzanie vzduchu

Pohodlné vetranie s rekuperáciou tepla

CO2

emisie (m2/rok) 60 kg 30 kg 10 kg 1,5 kg

Spotreba energie v litroch vykurovacieho oleja na m2 obytnej plochy ročne

30 - 25 l 15 - 10 l 5 - 4 l 0,75 l

1) WschVO 1995 - Wärmeschutz Verordnung 1995, nemecká stavebná norma

13

Nadmerné vykurovacie a chladiace systémy spotre-bujú veľa energie, sú investíciou naviac a architekto-nickým bremenom.

• Tepelná izolácia

U nízkoenergetického domu je tepelná izolácia stien, podláh a stropov/striech kľúčovým prvkom. Pomá-ha vyrovnávať teplotné zmeny, čo robí dom teplejší, suchší a energeticky hospodárnejší. Vo všeobecnos-ti by cieľom malo byť dosiahnutie čo najvyššieho stupňa izolácie. Výhody nakoniec prevážia zvýšené počiatočné náklady. Miestne požiadavky stavebných predpisov by sa mali chápať ako absolútne minimum. Ak sa maximálna izolácia nezrealizuje počas výstav-by, jej inštalácia po ukončení stavby bude ťažká a v niektorých prípadoch prakticky nemožná.

Schopnosť materiálu odolávať prúdeniu tepla sa me-ria podľa U-hodnoty (alebo jej prevrátenej hodnoty - R-hodnoty). Čím je U-hodnota nižšia, tým je izo-lácia lepšia. U-hodnota stavby sa odvodí od hodnôt individuálnych vrstiev. Nízkoenergetická budova vyžaduje nízke tepelné straty a preto aj nízku U--hodnotu.

U väčšiny izolačných produktov sa stanovujú hod-noty špecifickej hrúbky a hustoty materiálu. Je dôle-žité, aby sa izolačný materiál inštaloval pozorne bez medzier. Inštalácia je menej kritická pri vysokých hrúbkach, ak sa aplikujú dve vrstvy s prekrývajúcimi sa spojmi.

• “Vzduchotesne stavať, správne vetrať”

Energetická hospodárnosť sa nemôže považovať za základ zníženia rýchlosti vetrania.Vzduchotesná bu-dova vyžaduje dobre navrhnutý rozmerový vetra-cí systém, aby sa zabezpečil vnútorný vzduch dobrej kvality. Neustále vetranie a prívod čerstvého vzdu-chu umožní, aby sa všetky možné látky alebo ply-ny, napr. CO2 odviedli von. Akýkoľvek dobrý vetra-cí systém zabezpečí interiérový vzduch dobrej kvali-ty. Požiadavky stavebných predpisov na vetranie by

sa mali považovať za akceptovateľné minimum. Ak sa použije správne zariadenie a dôkladne vypracova-ný projekt potrubia, hluk spôsobený vetracím systé-mom sa môže udržať na úrovni, ktorá človeka neruší. Dobrá vzduchotesnosť nízkoenergetickej stavby zna-mená, že tepelné straty spôsobené difúziou vzduchu

Spotrebovaný teplý vzduch

(odvod)Čerstvý studený vzduch

(prívod z exteriéru)

Čerstvý teplý vzduch

(prívod do interiéru)

Spotrebovaný teplý vzduch (interiérový)

Princíp fungovania rekuperácie tepla vo vetracom systéme [ref 12]

Úplne nedostatočná

tepelná ochrana

Nedostatočná tepelná ochrana

Nízko- energetický

dom

Pasívny dom

Potr

eba

ener

gie

v kW

h/m

2 za

rok

400

350

300

250

200

150

100

50

0

Elektrina pre domácnosť

Elektrina na klimatizáciu

Teplá voda

Vykurovanie

14

sú nízke. Nekontrolovanému úniku vzduchu treba zabrániť z týchto dôvodov:

• Účinnosť izolácie je negatívne ovplyvnená: U–hod-nota je horšia ako sa vypočítalo;

• Vnútorná kondenzácia vo vnútri stavby. Neriade-né vetranie spôsobuje, že do budovy preniká vlhkosť z interiérového vzduchu. Množstvo kondenzácie v dôsledku konvekcie je 100 násobne vyššie v porov-naní s difúziou pary;

• Unikanie vzduchu spôsobuje prievan a tým aj zní-ženie vnútornej pohody;

• Riadené vetranie s rekuperáciou tepla vyžaduje dobrú vzduchotesnosť, aby prúd vzduchu pri vetraní bol regulovateľný.

Na dosiahnutie tejto vysokej úrovne vzduchotes-nosti by sa mala vytvoriť súvislá vzduchová bariéra nad obvodovým plášťom budovy. Vetrací systém by sa mal nachádzať vo vnútri bariéry, cez ktorú by prenikalo iba potrubie na prívod čertsvého a odvod opotrebovaného vzduchu. Otvory pre všetky zaria-denia (na vykurovanie, klimatizáciu, elektrinu, vodu a plyn, hygienické zariadenia, apod.) by sa mali kva-litne utesniť pomocou prírub alebo iných upevňova-cích prostriedkov.

Vytvorenie vzduchovej bariéry na zabezpečenie po-žadovanej priepustnosti maximálne 3 x 10-6 m3/m2 s Pa vrátane všetkých spojov vyžaduje vysokú precíz-nosť za použitia príslušných materiálov. Toto sú ma-teriály, ktoré sa môžu použiť ako vzduchová bariéra:

• drevené vlákno, sádra alebo doska s utesnenými škárami na vrchu orámovania;

• vonkajší kompozitný izolačný systém so základnou omietkou;

• izolácia z tvrdého penového materiálu, napr. z EPS, s utesnenými škárami;

• betónové prvky s utesnenými škárami, resp. neo- mietnuté vnútorné tehlové steny so sádrou bez vzduchových medzier medzi izoláciou a tehlovou stenou;

• parotesná zábrana z plastovej fólie, stavebný papier.

Kvalita prác týkajúcich sa zabezpečenia vzduchotes-nosti sa testuje tlakovou skúškou (Blower Door Test) v takej fáze výstavby, aby sa zistené nedostatky dali ľahko odstrániť [ref 13].

15

• Tepelné mosty a súvisiace detaily

Niektorí ľudia si myslia, že izolácia by mohla viesť k vzniku plesní. Opak je však pravdou: dobrá izo-lácia budovy týmto problémom zabraňuje. Aby sa predišlo tepelným mostom a tak energetickým stra-tám či kondenzácii na studenom povrchu, veľmi dôležitú úlohu hrá návrh a prevedenie s tým súvisia-cich detailov. Tepelný most je typický stavebný pr-vok, ktorý prestupuje tepelnou izoláciou s podstatne vyššou tepelnou vodivosťou. Spojenie okna alebo dverí so stenou, spojenie steny s podlahou a steny so strechou môžu mať tepelné mosty a tieto detai-ly by sa mali navrhnúť a zostrojiť veľmi pozorne. Tepelný most zvyšuje tepelné straty cez stavbu a v extrémnych prípadoch môže spôsobiť kondenzáciu na povrchu alebo intersticiálnu kondenzáciu v stav-be. Studené povrchy, ktoré sú vplyvom kondenzácie vlhké, vytvárajú výborné podmienky na rast plesní, najmä ak sú prítomné živiny, napr. tapeta s lepidlom. Minimalizácia tepelných mostov je pre vlastnosti bu-dovy nutná. Relatívny vplyv tepelného mostu rastie so zvyšujúcou sa vrstvou izolácie, ale pri vrstve veľ-kej hrúbky je ľahšie navrhnúť optimalizované stavby a tak sa vyhnúť tepelným mostom.

• Zasklenie a rámy okien

Okná a dvere sú potrebné na vstup do budovy a na zabezpečenie svetla vo vnútri budovy. Súčasne tech-niky používané na výrobu okien a ich zasklenie sú veľmi progresívne: spektrálne selektívne povlaky skla umožňujú prepustiť alebo zadržať stanovené množ-stvo viditeľného a infračerveného spektra, prázdne priestory medzi viacvrstvovými sklami sú vyplnené špeciálnymi plynmi. Tieto prvky sú však najslabšími miestami obvodového plášťa budovy. Pri zabezpečo-vaní vzduchotesného spojenia okien so stenou a izo-lačnou vrstvou je potrebné venovať veľkú pozornosť každému detailu.

Príklad tepelných mostov pri rôznych riešeniach doskových balkónov

Izolovaný Veľmi účinne izolovaný

Veľmi účinne izolovaný

+ obalená doska

Prerušený

+ 3,5 m2 + 0,5 m2 + 0,15 m2 + 0,02 m2

Straty spôsobené tepelnými mostami = Prídavný okolitá plocha / bm pripojenie balkóna

[ref 14]

16

4.3 Orientácia budovy a prirodzené osvetlenie

Pasívne využívanie slnečnej energie znižuje požia-davky na energiu na vykurovanie. Orientovanie budovy na juh prispieva k tepelnému zisku vďaka priamemu slnečnému svetlu, ktoré dopadá napr. na betónovú plochu hned’ pri okne.

V projekte budovy sa požiadavky na prirodzené svetlo musia vyvážiť s požiadavkami na pasívne vy-kurovnie a chladenie, výhľad a súkromie. Prirodzené osvetlenie musí integrovať s návrhom umelého osvet-lenia, aby sa zabezpečila príslušna úroveň osvetlenia a flexibilita. Z hľadiska energetickej hospodárnosti, zdravia a pohodlia obyvateľov by sa na osvetlenie domu malo čo najviac využívať denné svetlo.

Priame slnečné svetlo je mimoriadne silným zdro-jom svetla a tepla, a preto by sa malo regulovať, aby sa zabránilo problémom s videním, prehriatiu, osl-neniu, vyblednutiu kobercov, textílií a poškodeniu zariadenia.

Praktické metódy zmiernenia alebo regulovania priameho slnečného svetla a tepelného zisku zahŕ-ňajú:

• nočné chladenie a častejšie vetranie;

• správne naplánovanie umiestnenia, veľkosti a orientácie okien za účelom rovnováhy tepelného zisku alebo tepelnej straty, zabezpečenia dobrého výhľadu a možnosti využiť tepelnú masu;

• tienenie slnečného svetla, najmä v lete, pomocou nastaviteľných žalúzií alebo roliet;

• výber skla umožňujúci reguláciu slnka: sklo s po- vlakom, farebné, tmavé alebo vzorované sklo;

• na chladenie sa môžu použiť podzemné vzduchové alebo vodné systémy (tieto sa dajú využiť aj na predhrievanie vzduchu v zime).

4.4 Obnoviteľné zdroje energie

• Fotovoltaická a veterná energia

Ak sa využívanie energie zredukuje na absolútne minimum, potrebná zvyšná energia sa dá získať z obnoviteľných zdrojov. Doba návratnosti investícií vynaložených na tieto systémy je dosť dlhá, ale sub-vencie môžu túto voľbu urobiť atraktívnou.

• Tepelné slnečné kolektory

Energia potrebná na ohrev vody v domácnosti sa dá vyrobiť slnečnými kolektormi alebo tepelnými

čerpadlami voda - vzduch. Obehové čerpadlo spot-rebuje na ohrev 1 litra vody 40 až 90 watov. Tepel-né čerpadlo sa môže použiť aj na energeticky hos-podárne chladenie v lete. Umývačky riadu a práčky by mali byť napojené na teplú vodu, aby sa ušetrila energia potrebná na vykurovanie.

4.5 Domáce spotrebiče

Energeticky úsporné domáce spotrebiče ako sú chladničky, rúry na pečenie, mrazničky, lampy, práčky, atď. sú ďalšou dôležitou zložkou energeticky hospodárnej budovy. O to sa však musia postarať už samotní obyvatelia.

4.6 Iné opatrenia

• Vykurovanie

Kapacita vykurovacieho systému nízkoenergetickej budovy je nízka, pretože tepelná strata je limitovaná. Nulová budova už vykurovací systém nepotrebuje, takže táto investícia sa dá ušetriť. Dodatočná energia sa do budovy privedie vzduchom z vetrania. V prípa-de, že vykurovací systém je ešte potrebný, najpoho-dlnejší a najúčinnejší spôsob ako vyhriať miestnosti je nízkoteplotné vykurovanie cez podlahu alebo ak-tívne stenové vykurovacie systémy. Celková energe-tická účinnosť sa dá zvýšiť aj aplikáciou CHP (kom-binácia tepla a energie) zariadení. Pri výrobe tepla sa vytvára aj energia, pričom nadbytočná energia sa do-dáva späť do verejnej energetickej siete. Vďaka dotá-cii cien za elektrinu dodanej späť do siete môže byť tento systém pre niekoho zaujímavý.

17

5 Úloha EPS v budovách s nízkou energetickou náročnosťou

5.1 Optimálna hodnota izolácie

Firma Ecofys skúmala optimálnu hodnotu izolácie [ref 9] a zistilo sa, že existuje optimálna hrúbka, kto-rá je pre individuálneho majiteľa budovy cenovo vý-hodná. Je definovaná krivkou výhodných nákladov, ktorá sa odvodila odpočítaním investičných nákla-dov na izoláciu od nákladov ušetrených za energiu.

Pri hodnotení sa do úvahy nebrali žiadne doplnkové úspory, ktoré by sa získali potenciálnou kúpou men-ších boilerov alebo zredukovanou potrebou klimati-zácie vďaka lepšej izolácii. Okrem toho sa nebrala do úvahy hodnota zmierňovacích účinkov klímy alebo iné spoločenské benefity.

• Pásmo, v ktorom celková úspora nákladov dosa-huje svoje optimum, sa pohybuje okolo U-hodno-ty 0,3 W/(m2K). Akákoľvek iná U-hodnota sme-rom doľava alebo doprava znamená, že majiteľ bu-dovy by získal menej peňazí počas doby trvania in-vestícií.

• Ak na druhej strane porovnáme izoláciu s inými možnosťami zníženia CO2, vhodnejšie by bolo za-merať sa na hrúbku izolácie, ktorá by bola aspoň na neutrálnej úrovni nákladov, možno kombinovaná s vládnymi prémiami.

• Izolácia bude vždy takmer optimálnym riešením. Znížené emisie skleníkových plynov pri týchto

vyšších izolačných hrúbkach budú stále cenovo priaznivé i keď menej v porovnaní s pozíciou indi-viduálnej optimálnej ceny. Možnosti zníženia CO2, ktoré sú nutné na dosiahnutie potrebného poklesu emisií za účelom limitovania globálneho oteplenia na menej ako 2°C, zvýšia cenu na aspoň 40 € za 1 tonu CO2 [ref 15].

Skutočná efektívnosť nákladov závisí od lokácie a ta-kých faktorov ako náklady na energiu, doba vykuro-vania a rôzne výdaje na stavebné materiály, pracov-nú silu a izoláciu v Európe. Väčšina nových požia-daviek na stavbu je mimo “Oblasť najlepšej praxe”, a preto nie sú pre izolačné hrúbky ešte optimalizova-né. V prípade požiadaviek na existujúcu bytovú vý-stavbu je to od najlepšej praxe ešte ďalej.

Z hľadiska perspektívy rovnováhy energie ako aj ceny je zlepšovanie tepelnej izolácie budov zmyslu-plné. Zvyšovanie izolačnej hrúbky bude mať hlavný ekonomický a spoločenský prínos.

Častým argumentom proti zvyšovaniu hrúbky izo-lácie je vysoká spotreba energie na výrobu hrubšie-ho izolačného materiálu. Prevláda názor, že vďaka väčšej hrúbke izolačného materiálu sa ušetrí menej energie ako je energia, ktorá sa spotrebuje na jeho produkciu.

Analýza optimálnej hodnoty izolácie

Náklady + Menej pohodyMenej udržateľný

Viac pohodyViac udržateľný

Existujúci stavebný fond

Požiadavky na nové budovy

Lineárne investičné náklady

Celkové náklady

Hrúbka izolácie

Minimum Ekonomické optimum Spoločenské optimum

Náklady na energiu

Náklady -

U - hodnotaW/m2K

1,00 0,70 0,55 0,40 0,30 0,20 0,15 0,12

18

5.2 Hlavné vlastnosti EPS izolácie

V štúdii, ktorú vypracovala Gesellschaft für umfras-sende Analysen GmbH (GUA, ref.16), sa analyzovali energetické úspory, ktoré sa dosiahli aplikáciou izo-lačných dosák z plastov na obvodové steny budov v Európe. Analýza ukázala, že počas životnosti bu-dovy sa v dôsledku inštalácie izolácie ušetrí 150-krát viac energie ako sa použije na výrobu izolačného materiálu.

Z hľadiska vyváženosti energie a nákladov má zvyšo-vanie hrúbky tepelnej izolácie v budovách význam.

• Nízka hmotnosť

EPS obsahuje 98% vzduchu v 2% ľahčenej základnej hmoty, a preto je veľmi ľahký. Hustota od 10 do 35 kg/m2 umožňuje ľahké a bezpečné konštrukčné prá-ce a ľahkú prepravu materiálu. Vďaka nízkej hmot-nosti sa pri preprave šetrí palivo. S ľahkým EPS sa na stavenisku ľahko manipuluje, čo je veľmi dôle-žité, pretože dvíhanie ťažkých izolačných produk-tov sa čoraz viac stáva problémom z hľadiska ochra-ny zdravia a bezpečnosti pri práci. Kladenie izolač-ných dosiek z EPS je rýchle a môže sa robiť za kaž-dého počasia, pretože sú odolné proti vlhkosti. Výni-močne nízka hmotnosť a izolačné vlastnosti sú hlav-nou výhodou použitia EPS v nízkoenergetických bu-dovách, v ktorých sa na izoláciu vyžaduje materiál s väčšou hrúbkou. Do úvahy treba zobrať nosné zaťa-ženie, pretože to má významný dopad na stavbu. Na-príklad ľahké ploché strechy priemyselných budov na báze profilového kovového plechu. Pri U-hodno-te 0,2 W/(m2K) musí staviteľ budovy brať do úvahy rozdiel takmer 40 kg/m2 medzi EPS s lepšími vlas-nosťami dynamického zaťaženia a možnými alterna-tívnymi izolačnými materiálmi. Pri iných aplikáci-ách napr. izolácii fasád môže nízka hmotnosť EPS za-brániť problémom spojených s nedostatočnou nos-nou kapacitou mechanických upevnení.

EPS je vynikajúca náhrada výplňových materiálov a piesčitého štrku; u stavebných projektov náročných na čas, umožňuje skrátiť dobu vypĺňania. U aplikácií v stavebnom inžinierstve sú rozhodujúcim faktorom doba usadzovania a udržiavacie náklady spôsobené pokračujúcim sadaním pôdy. Kombinácia nízkej hmotnosti, značnej a nemennej pevnosti tlaku EPS sa využíva na nosné aplikácie u stále väčšieho počtu stavieb.

• Pevnosť, štrukturálna stabilita a schodnosť

Napriek nízkej hmotnosti EPS poskytuje jeho jedi-nečná štruktúra výhody výnimočnej pevnosti v tla-ku. Zmáčanie EPS nemá za následok usadenie ma-teriálu alebo zmenu jeho úžitkových vlastností. To znamená, že je ideálny na použitie na stavbách a v stavebnom inžinierstve, najmä ako štrukturálna vý-plň základu napr. pri stavbe ciest, železníc a mostov. Testy pevnosti EPS po takmer 30 rokoch jeho použí-vania pod zemou ukázali, že táto prekonala pôvod-nú minimálnu pevnosť 100 kPa. EPS použitý do zá-kladov mosta, ktorý bol mnoho rokov vystavený tr-valému zaťaženiu, ukázal deformáciu krípu menšiu ako 1,3% - iba polovicu z toho, čo sa teoreticky pred-povedalo. A čo je najdôležitejšie, stabilita EPS sa ve-kom nezhoršuje.

EPS má veľmi dobré mechanické vlastnosti, pre kto-ré je vhodný na opakované zaťaženie strešnej izolá-cie (schodnosť), podklad na chodníky, výstavbu ciest a ako všeobecná nosná izolácia. Vďaka flexibilnému výrobnému procesu sa mechanické vlastnosti EPS môžu prispôsobovať tak, aby vyhovovali každej špe-cifikovanej aplikácii.

• Ekonomika

EPS je dobre etablovaný materiál pre stavebný prie-mysel ponúkajúci overené ekonomické riešenie, ktoré pomáha udržať stavebné náklady v rámci roz-počtu. Z hľadiska ceny na jednotku výkonu tepelnej izolácie, je EPS jedným z ekonomicky najvýhodnej-ších izolačných materiálov.

Ak sa to spojí s bezpečnou manipuláciou, ľahkým rezaním na požadovanú veľkosť, nízkou hmotnos-ťou, dlhodobými vlastnosťami a odolnosťou proti vlhkosti, EPS ponúka najlepší pomer medzi cenou a úžitkovými vlastnosťami zo všetkých izolačných materiálov.

19

2020

Ako účinný izolačný materiál EPS zabraňuje ener-getickej strate a tak pomáha šetriť peniaze nižšími účtami za energiu, chráni fosílne palivá a redukuje emisie oxidu uhličitého, ktoré majú vplyv na globál-ne otepľovanie.

• Odolnosť proti vlhkosti

EPS neabsorbuje vlhkosť a odoláva degradácii me-chanických a izolačných vlastností vplyvom vody, navlhčenia a vhkosti. Kondenzácia vodnej pary je hlavnou hrozbou pre štruktúru domu. V studenom podnebí sa voda z teplého vlhkého interiérového vzduchu môže dostať do vonkajších stien, do pod-krovia a chladnutím môže kondenzovať. V tep-lom podnebí dochádza k opačnému procesu. Voda z teplého vonkajšieho vlhkého vzduchu vstupuje do stavby, kde narazí na studenšie plochy a kondenzuje na vodu. Toto je hlavný dôvod, prečo majú mnohé budovy v teplom i studenom podnebí problémy so vznikom plesní a hnitím dreva, najmä ak sú doda-točne vybavené klimatizačnými zariadeniami.

Zo všetkých materiálov používaných na tepelnú izo-láciu je EPS jeden z najodolnejších proti negatívnym účinkom vlhkosti. Šírenie sa vlhkosti pri inštalácii alebo pri náhodnom vytekaní ovplyvňuje tepelné vlastnosti EPS iba okrajovo a výsledkom je celoži-votná trvanlivosť. Napriek tomu je starostlivé plá- novanie stavby dôležité vrátane parotesných zábran tam, kde je potrebné zabrániť kondenzácii, ku ktorej môže dôjsť vo vnútri každého izolačného materiálu pri kritických podmienkach prúdenia pár.

Po takmer 30 rokoch v zemi sa vo všetkých vzorkách EPS zozbieraných z miest vo výške 200 mm nad hla-dinou podzemnej vody zistilo menej ako 1 obj. % vody a u blokov, ktoré boli celé ponorené vo vode, to bolo menej ako 4 obj. % vody. Tieto vlastnosti sú u EPS preukázateľne lepšie v porovnaní s inými pe-novými plastami. U plávajúcich plošín sa EPS pou-žíva ako základňa pre riečne budovy. Využíva sa aj ako morský pontón, pretože slaná voda mu neškodí.

Pretože v Európe je politický tlak, aby sa hľadali nové stavebné plochy, v rastúcej miere sa na tento účel uvoľňuje pôda, ktorá leží v záplavových pásmach. Obnova záplavami poškodených budov je oveľa rýchlejší, praktickejší a menej nákladný proces, ak sa na renováciu stavby použije izolačný materiál, ktorý nepohlcuje vodu.

Dôležitým faktorom kvalitného interiérového ovzdušia je ochrana pred baktériami prenášanými vzduchom a vznikom plesní prostredníctvom obvo-

“Vplyv vlhkosti na izolačné materiály” Technické údaje: ASHRAE a Medzinárodný ústav chladenia [ref 17]

Korok

Minerálna vlna

Sklenená vlna

Drevovlákno

EPS penový polystyrén

K - h

odno

ta

Obsah vody v % obj.0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8%

20

dového plášťa budovy, ktorý zabráni prenikaniu vlh-kosti dovnútra stavby. V USA v januári 2004 sponzo-rovala asociácia spracovateľov plastov Moulders As-sociation (EPSMA) testovací program zameraný na EPS a jeho odolnosť voči tvorbe plesní. EPSMA pod-písala so skúšobným strediskom SGS U.S. Testing Company, dohodu o testovaní penového PS pod-ľa normy ASTM C1338 “Normovaná metóda stano-venia odolnosti izolačných materiálov a fasád pro-ti plesniam”. U skúšobných vzoriek, ktoré predstavo-vali typický produkt väčšiny stavebných aplikácií, sa skúmal vznik piatich druhov plesní. V laboratóriu sa za ideálnych podmienok nezistil rast žiadnej z testo-vaných plesňových húb. Hoci EPS nie je vodotesný, vyznačuje sa vysokým stupňom odolnosti voči pohl-covaniu vlhkosti, čo umožňuje regulovať vlhko a in-filtráciu vzduchu a tak zabrániť tvorbe plesní.

• Manipulácia a montáž

EPS je ľahký, tvrdý a nelámavý materiál, s ktorým sa dá prakticky a bezpečne manipulovať a to isté pla-tí aj o jeho montáži. Tvarové lisovanie umožňuje to-várenskú výrobu zložitých tvarov, ktoré uspokoja aj tie najnáročnejšie architektonické a konštrukčné po-žiadavky. Vďaka flexibilným spracovateľským zaria-deniam je možné dodávať výrobky s presne stanove-nou hustotou, s požadovanými izolačnými a mecha-nickými vlastnosťami, žiadaných rozmerov a tvarov, čo minimalizuje odpad na stavenisku. Na prispôso-bovanie výrobkov priamo na mieste nie sú potreb-né žiadne odborné rezacie nástroje - postačí nôž ale-bo pílka. Manipulácia s materiálom počas transpor-tu, montáže, používania a demolície neohrozuje ľud-ské zdravie, pretože z neho neuniká nijaké žiarenie a neuvoľňujú sa žiadne vlákna alebo iné látky. Zaob-chádzanie s EPS a jeho spracovanie je pohodlné, ne-dochádza pri nich k poraneniu, tvorbe ekzému ale-bo zapálu kože, pľúc a očí. To znamená, že pri práci s EPS nie je potrebné nosiť dýchacie masky, ochranné okuliare, ochranný odev a rukavice.

Cement, vápno, sádra, anhydrit a malta modifiko- vané plastovými disperziami nemajú na EPS nija-ký účinok, takže sa bez problémov môže používať so všetkými konvenčnými typmi malty, omietky a betó-nu využívanými pri stavbách. Vďaka všetkým tým-to charakteristikám je EPS úplne bezpečný a praktic-ký pri využívaní vo všetkých jeho stavebných apliká-ciách vrátane podzemného a morského prostredia.

• Požiarne charakteristiky

Tak ako väčšina organických stavebných materiálov aj EPS je horľavý. Pri horení sa správa ako iné uhľo-vodíky a ako splodiny horenia uvoľňuje najmä oxid uhličitý a vodu.

Pri teplote nad 100°C EPS mäkne, zmrašťuje sa a na-koniec sa roztaví. Pri vyšších teplotách sa rozlože-ním taveniny tvoria plynné horľavé produkty. Hor-ľavé plyny vznikajú len pri teplote nad 350°C. Väč-šina produktov určených na izoláciu stavieb sa vyrá-ba z EPS s obsahom retardéru horenia, ktorý zabez-pečí jeho samozhášavosť pri horení. Vlastnosti ho-renia závisia od toho, či EPS obsahuje retardér ho-renia alebo nie. Prítomnosť tejto prísady spôsobuje jeho lepšiu odolnosť voči horeniu. Samozhášavé typy penového EPS sa vznietia ťažšie a rýchlosť šírenia sa plameňa počas požiaru je podstatne nižšia, takže po-žiarnici majú viac času na evakuáciu horiacej budo-vy. Retardéry horenia spôsobujú zahasenie plameňa a po odstránení zdroja vznietenia EPS už ďalej neho-rí. Roztavený samozhášavý EPS sa nezapáli, ak príde do kontaktu s iskrou pri zváraní, tlejúcou cigaretou alebo malými horiacimi predmetmi. V prítomnosti veľkých zdrojov vznietenia - pri požiaroch iných ma-teriálov - bude EPS horieť a v takomto prípade sa ho-riaca budova už nedá zachrániť.

Izolácia plastových materiálov bola v minulosti spá-janá so zvýšeným nebezpečím požiaru. Dôvodom bol vznik požiarov vo veľkých poľnohospodárskych budovách, kde sa používal izolačný materiál bez ob-sahu retardéru horenia. V praxi závisí správanie sa EPS pri horení od podmienok za akých sa používa. EPS izolácia sa doporučuje používať spolu s krycím materiálom alebo aplikovať na tehlu, betón, sádro-kartón, apod.

Horľavé izolačné materiály ako je EPS sa vyznačujú zníženým nebezpečím vznietenia a nižšou pravde-podobnosťou šírenia plameňa, ak obsahujú prísady znižujúce horľavosť. Avšak najlepším spôsobom ako sa vyhnúť šíreniu ohňa je vhodná ochrana izolácie pred akýmkoľvek zdrojom vznietenia. Žiadny izo-lačný materiál by sa nemal používať nezakrytý a to nielen kvôli odolnosti proti požiaru ale aj kvôli me-chanickým a dlhodobým izolačným vlastnostiam.

Viac informácií o tejto problematike môžete nájsť v brožúre EUMEPS “Požiarna bezpečnosť stavieb s použitím EPS”.

21

22

Ref. TNO LCA štúdia

• Recyklácia

EPS je jeden z najrecyklovanejších materiálov a na jeho zber sa vytvorila sieť zberní po celej Európe. Na rozdiel od hlavných konkurenčných izolačných ma-teriálov sa EPS recykluje ľahko. Z odpadu vznikajú-ceho priamo pri produkcii EPS sa vyrábajú izolačné dosky a materiál získaný recy- klovaním použitých EPS oba-lov z komunálneho odpadu sa pridáva do primárneho materiálu, čím sa zníži jeho spotreba a optimalizujú sa náklady.

EPS izolácia použitá v budovách má dlhú životnosť. V súčasnosti je ešte malá potreba recyklovať izolačný materiál z EPS, pretože tento materiál nedegraduje a ani sa nezhoršuje z hľadiska vlastností. Po ukončení životnosti sa môže recyklovať viacerými spôsobmi.

• Kvalita vnútorného ovzdušia

Zo štatistických údajov vyplýva, že Európania trá-via 90 % svojho času doma, a preto má kvalita vzdu-chu vo vnútri budovy (IAQ) značný vplyv na zdravie a produktivitu jej obyvateľov. Základným prvkom kvality vnútorného ovzdušia je tepelná a zvuková pohoda užívateľov. EPS izolácia pomáha udržiavať stálu teplotu vzduchu a tým aj tepelnú pohodu a sú-časne môže pôsobiť ako utlmovač zvuku, čím sa za-bráni prenosu hluku cez vnútorné i vonkajšie steny.

Na výrobu EPS sa používa uhľovodíkové nadúvacie činidlo pentán, ktoré nemá škodlivý vplyv na stra-

tosférickú ozónovú vrstvu a ktoré sa rozptýli počas výrobného procesu alebo krátko po jeho ukončení. Pretože nadúvacie činidlo sa rýchle nahradí vzdu-chom, z nainštalovanej izolácie neuniká pentán ani iné látky s negatívnym dopadom na kvalitu vnútor-ného ovzdušia. [ref 18, 19]

Smernice americkej pľúcnej asociácie American Lung Association (ALA) týkajúce sa stavby zdravých domov, ktoré patria medzi najprísnejšie na svete z hľadiska kvality vzduchu vo vnútri budovy, pova-žujú EPS za bezpečný materiál na izoláciu základo-vých stien a podláh. V iných registrovaných domoch asociáciou ALA sa použili izolačné betónové formy (ICF), aby sa splnili ich najprísnejšie požiadavky. Hoci predstavitelia ALA nepropagujú špecifické ma-teriály alebo výrobky, uvádzajú, že zo stien izolova-ných EPS sa neuvoľňujú vlákna škodlivé pre pľúca.

Skutočnosť, že EPS nemá nutričnú hodnotu a ne-podporuje tvorbu plesní znamená, že izolácia z tohto materiálu nemá negatívny účinok na kvalitu vnútor-ného ovzdušia z hľadiska vzniku plesní.

• Certifikovaná kvalita izolácie

EPS izolácia sa vyznačuje dlhodobo overenou kvali-tou. Vyrába sa podľa noriem CEN nariadených Eu-rópskou úniou, napr. EN 13163, a nesie označenie CE. V mnohých krajinách sa používajú aj ďalšie ne-povinné označenia kvality, ktorých účelom je najmä potvrdenie vhodnosti výrobku na určenú aplikáciu. Pre staviteľa a vlastníka domu je to záruka, že EPS izolácia spĺňa minimálne všetky legislatívne požia-davky. Ďalšie informácie o regionálnych schémach kvality môžu poskytnúť Národné asociácie EPS2.

2 www.eumeps.org obsahuje zoznam všetkých Národných asociácií EPS.

5.3 Realizácia energeticky hospodárnej stavby s použitím penového PS

• Izolácia šikmej strechy a stropu

V budove s neizolovanou šikmou strechou sa asi 42% tepla stráca cez strechu. Penový EPS sa môže použiť na izoláciu šikmej strechy u väčšiny stavieb, pričom sa izolačné dosky môžu umiestniť na strechu alebo pod ňu. Aby sa EPS izolácia mohla použiť aj medzi krokvami, okraje dosiek sa navrhli tak, aby sa dali prispôsobiť rôznej šírke medzi krokvami.

Pre tieto aplikácie sú na trhu k dispozícii rôzne riešenia EPS. Ďalšou možnosťou je izolácia vo forme prefabrikovaných panelov, napr. štrukturálne izolované panelové systémy (SIPS) alebo sendvičové panely. V prípade striech s malým sklonom sa robí taký výber, aby sa mohla vykonať izolácia stropu ale-bo podkrovia. Pokiaľ ide o podkrovie, pevnosť EPS v tlaku umožňuje udržať prístupnosť tohto priestoru. Počas údržby alebo výmeny starých strešných škridiel sa pred položením nových škridiel môže na spodnú časť strechy pridať ďalšia izolácia. Na obyvateľov domu to bude mať malý vplyv, pretože interiér izby nebude narušený.

Šikmá strecha Novostavba Renovovaná stavba

Odporúčaná U - hodnota

(W/m2.K)

Odporúčanáhrúbka(mm)

Vonkajšie izolačné dosly a a 5,7 - 8,9 200 - 310

Vonkajšie izolačné panely a a 5,7 - 8,9 200 - 310

Sendvičové panely a SIPS(štrukturálne izolačné panely) a a 5,7 - 8,9 200 - 310

Dosky / panely pod krokvami a a 5,5 200Dosky medzi krokvami a a 5,5 200

EPS izolácia stropu alebo podkrovia a a 6,5 - 7,9 225 - 275

Hodnoty odporúčané na základe analýzy v ústave Passivhaus Institut. [ref 6]

23

• Plochá strecha

Podobne ako v budove so šikmou strechou, tak aj v budove s neizolovanou plochou strechou uniká 42% tepelnej energie cez strechu. Tepelná izolácia sa môže použiť u väčšiny strešných konštrukcií bez ohľadu na to, či podpornou konštrukciou je drevo, kovová doska alebo betón. Plochá strecha často vyžaduje údržbu alebo renováciu v dôsledku presakovania cez impregnačnú strešnú krytinu.

Už existujúca tepelná izolácia sa nemusí odstraňovať, pretože nie je ovplyvnená vlhkom, takže nebude hniť ani sa nebude sa na nej tvoriť pleseň. Pridanie tepel-nej izolácie môže zlepšiť tepelné charakteristiky. Na tepelnú izoláciu nových a renovovaných plochých striech sa používajú tvarované EPS dosky. Pomo-cou CAD systémov sa môžu dosky navrhnúť tak, aby sa zabezpečilo dobré odtekanie vody z plášťa plochej strechy. Po navrhnutí na počítači a narezaní na požadované rozmery, sa označené dosky do-dajú na miesto použitia spolu s inštrukciami na ich inštaláciu.

Konštrukčný plán inštalácie na mieru narezaných EPS dosiek na plochej streche

Plochá strecha Novostavba Renovovaná stavba


(W/m2.K)


Vonkajšie rovné izolačné dosky a a 4,6 - 7,1 160 - 250

Vonkajšie izolačné dosky,tvarovo prispôsobené

a a 4,6 - 7,1 160 - 250

Hodnoty odporučené na základe analýzy vykonanej inštitútom pre pasívne domy Passivhaus Institut. [ref 6]

24

• Izolácia stien

U priemerného neizolovaného domu sa približne 24 % tepla stráca cez steny. Podľa stavebných prak-tík v regióne, sa izolácia robí na vonkajšej alebo vnútornej strane obvodovej steny alebo v dutine medzi vnútornou a vonkajšou stenou. Ak sa použije masívny konštrukčný systém, napr. betón alebo murivo, izolácia sa montuje na vonkajšiu stranu plnej steny. U stien existujúcich domov sa izolácia môže realizovať:

• inštaláciou EPS izolačných panelov na obvodovú stenu a nanesením vonkajšej omietky, resp. inej dekoračnej úpravy na povrch (ETICS);

• inštaláciou EPS izolačných panelov s nepremoka-vou úpravou po úroveň terénu (obvodové dosky);

• natlačením alebo nafúkaním voľne sypaného izolačného EPS do dutiny steny zvrchu alebo cez otvory vytvorené na vrchu obvodovej steny tak, aby sa vyplnila celá dutina;

• upevnením izolačných EPS dosiek s integrovanou omietkovou úpravou na jednej strane (doublage) na vnútornú stranu steny.

• Ak sa EPS určený na tepelnú izoláciu elastifikuje, nezlepšia sa iba tepelno-izolačné vlastnosti ale aj zvuková izolácia.

Pri výstavbe nových budov sa na zabezpečenie dobrej zvukovej a tepelnej izolácie stien využívajú aj iné techniky. Patria sem:

• samonosné konštrukčné panely s izolačnou vrstvou (SIPS);

• izolačné betónové formy (ICFs): EPS “jadro” s duti-nou medzi vnútornou a vonkajšou stenou, ktorá je vyplnená betónom. Umožňuje to rýchlu a efek-tívnu konštrukciu budovy, kde izolácia je integrál-nou súčasťou štruktúry a zabezpečuje vynikajúce izolačné vlastnosti.

Vďaka voľnosti, ktorú pri návrhu stavby EPS posky-tuje, je možné v prípade renovácie dať budove vzhľad aký má budova z tehál.

Zateplenie stien Novostavba Renovovaná stavba


(W/m2.K)


ETICS a a 5,2 - 7,3 180 - 255

Perimeter a a 3,0 100

SIPS (štrukturálne izolačné panely) a a 5,2 - 7,3 180 - 255

Izolačná zostava s SDK doskou a a 2,9 100Fúkaná izolácia a a - -

ICF (izolačné debniace tvárnice) a a 5,2 - 7,3 180 - 255

Hodnoty odporučené na základe analýzy vykonanej inštitútom pre pasívne domy Passivhaus Institut. [ref 6]

25

26

• Izolácia podlahy a základov

V neizolovaných budovách uniká cez podlahy až do 20% tepla. Vďaka veľmi dobrej pevnosti v tlaku a nízkej absorbcii vlhka je izolácia podlahy na prízemí jednou z najčastejších aplikácií EPS. Ďalšou takouto aplikáciou je izolácia betónových podláh či už pre-fabrikovaných alebo vytvorených priamo na mieste stavby.

V nízkoenergetických budovách sa okrem podlahy izolujú aj základy. V mnohých prípadoch sa EPS používa ako stratené debnenie na základy.

Tepelná izolácia podláh Novostavba Renovovaná stavba


(W/m2.K)


Izolácia suterénu,konzolových konštrukciíalebo betónovej podlahy

a a 3,0 105

EPS izolované prefabrikované betónové podlahy

a a 4,0 - 6,5 140 - 230

EPS izolácia podlahy na pieskovom lôžku a a 4,0 - 6,5 140 - 230

Nosná základová konštrukcia a a 4,0 - 6,5 140 - 230

Izolačné stratené debnenie základov a a 3,0 105

Hodnoty odporučené na základe analýzy vykonanej inštitútom pre pasívne domy Passivhaus Institut [ref 6] a Bilddesk [ref 20]

27

Zoznam použitej literatúry

[1] European Embedding of Passive Houses, PEP, 2008 [2] C ompromise on the recast of the EPBD (Energy Performance of Buildings Directive), EU commission, November 2009 [3] Towards very low energy buildings energy saving and CO2 emission reduction by changing European building regulations to very low energy standards, Ole Michael Jensen ea, EuroACE, 2009 [4] First Steps: What Can be a Passive House in Your Region with Your Climate?, Passiv Haus Institut, 2004 [5] IPPC Climate Change Synthesis Report, 2007 [6] Wirtschaftlichkeit van Wärmedämm-Massnahmen im Gebäudebestand, Passivhaus Institut, GDI, 2005 [7] Retrofitting houses with insulation to reduce health inequalities, University of Otago, 2005 [8] The Passivhaus standard in European warm climates: design guidelines for comfortable low energy homes. Part 1. A review of comfortable low energy homes. Passive-on, 2007 [9] U-Values for Better Energy Performance of Buildings, Ecofys, 2007 [10] 7 measures for two million jobs, report from the commission to the council and EU parliament, EU commission, October 2009 [11] Integrated Building design, Per Heiselberg, Aalburg University, 2007 [12] Mithubishi airconditioners, brochure 2009 [13] Luftdicht ist Pflicht, Passivhaus Kompendium, 2007 [14] Insulation and thermal bridges, CESR TREES project presentation, 2005 [15] Climate map by Mc Kinsey, Vattenval, 2007 [16] Energy Savings by Plastics Insulation, GUA, 2006 [17] Moisture transport in building materials, Frauenhofer Institut, 2001 [18] Emission von Flammschutzmitteln, BAM, 2003 [19] Prüfbreicht HoE 005/2009/281, Untersuchung der Hartschaumstoff-Dämmplatten, Styropor F15, auf die Emission von fluchtigen organischen Verbindungen, Fraunhofer, 2009. [20] Passiefhuizen in Nederland, Builddesk, 2007

28

2919

Izolácia je sexy

Dodatočné vybavenie bu-dov tak, aby boli energe-ticky hospodárnejšie, t.j. namontovanie nových okien a dverí, inštalácia izolácie a novej strechy, utesnenie netesniacich

miest, modernizácia vykurovacieho a chladiace-ho zariadenia je jedna z najrýchlejších, najľahších a najlacnejších vecí, ktoré môžeme urobiť, aby Američania mali opäť prácu a súčasne sa ušetrili peniaze a znížili škodlivé emisie.

Tento nápad nie je možno veľmi atraktívny, ale ja som ním nadšený. To, čo je na tomto nápade vzru-šujúce, je úspora peňazí. Premýšľajte o tom z tohto hľadiska. Ak ste si svoj dom ešte nevylepšili, neu-niká vám len ohriaty alebo studený vzduch, ale je to aj mrhanie energiou a peniazmi. Ak ste videli, ako cez okno vyleteli do vzduchu 20 dolárové účty, mali by ste riešiť, aby k tomu nedochádzalo. Ale to je presne to, čo sa deje kvôli nedostatočnej hospo-dárnosti v našich domoch.

V nasledujúcich niekoľkých rokoch to ľudia budú vnímať ako výnimočnú príležitosť a Američa-nom pomôže zmeniť názor pokiaľ ide o využíva-nie energie. Som nadšený a dúfam, že vy tiež. Po-vedal som vám, že izolácia je sexy!

Prejav prezidenta Obamu, ktorý predniesol v kon-grese USA 15. 12. 2009

Sdružení EPS ČRKancelář sdružení - PKKNa Cukrovaru 74278 01 Kralupy nad Vltavouwww.epscr.cz

Združenie EPS SRFarská 1949 01 Nitrawww.epssr.sk

EUMEPSAvenue E. Van Nieuwenhuyse 4/3 B - 1160 BrusselsBelgiumwww.eumeps.org

Avenue E. Van Nieuwenhuyse, 4/3

B - 1160 Brussels

Belgium

www.eumeps.org

03-

10/1

Documents

Nízkoenergetické a pasívne budovy s tepelnou izoláciou z ... · Nízkoenergetické a pasívne budovy s tepelnou izoláciou z penového polystyrénu ... dokument Sdružení EPS