Aktivity aktívneho domu

O tom, že existujú dobré dôvody na zníženie prevádzkových nákladov na bývanie, zrejme nemá zmysel polemizovať. Každá ušetrená koruna je predsa dobrá. Najviac našich financií pravidelne zhltne kúrenie a na kúrení možno aj najviac ušetriť. Na to, ako ušetriť, existuje niekoľko ciest, v každom prípade však treba o nich premýšľať ešte skôr, než sa pustíte do stavby.

Čoraz populárnejšou možnosťou, ktorou sme sa pomerne intenzívne zaoberali aj v našom časopise, sú pasívne domy. Charakterizujú ich extrémne nízke tepelné straty objektu, ktoré sa dosahujú progresívnymi technologickými postupmi, to znamená novými konštrukčnými riešeniami v súčinnosti s veľmi účinnými izolačnými materiálmi. Potrebný výkon zdroja tepla v takomto dome býva veľmi nízky, hovorí sa dokonca o nulových domoch, ktoré zdroj tepla vôbec nepotrebujú. Ďalšou kategóriou sú nízkoenergetické domy, ktoré sa snažia o zníženie prevádzkových nákladov využitím moderných tepelných izolácií, ale nevenujú tomuto problému takú pozornosť (a o toľko zvýšené investície) a nekladú dôraz ani na to, akým spôsobom budú vykurované (zdrojom tepla môže byť napríklad kondenzačný plynový kotol). Potreba tepla v takomto dome je v porovnaní s bežnou výstavbou výrazne nižšia, ale spôsob výroby tepla nie je podstatný. Aktívne domy sú svojimi tepelnoizolačnými vlastnosťami na úrovni nízkoenergetických domov, ale kladú dôraz na spôsob zabezpečenia tepelnej pohody. Nízke prevádzkové náklady dosahujú technológiami, ktoré za pomoci tepla zo zeme a slnečnej energie dokážu dom rovnako dobre vykurovať aj chladiť.

Pasívne verzus aktívne

Snaha o zníženie nákladov na vykurovanie viedla k tomu, že sa začali požívať čoraz lepšie izolácie, inštalovať kvalitnejšie, a teda aj tesnejšie okná a dvere. Vďaka izolačným materiálom a premysleným detailom dnes možno dom zaizolovať tak, že z neho unikne len minimum tepla a dnu sa nedostane takmer nijaký chlad. Je reálne dosiahnuť také skvelé tepelnoizolačné vlastnosti, že na vykúrenie domu postačí 2 – 3 kW tepelného výkonu (bežne to býva 10 – 15 kW a viac) a chladenie vôbec nie je potrebné. Takéto domy sa však stávajú úplne vzduchotesnými a sprievodným javom takmer dokonalej tepelnej izolácie je aj odizolovanie sa jeho obyvateľov od okolitého prostredia.

Pasívny dom dosiahne vďaka investíciám do tepelných izolácií, vysokokvalitných okien, dverí a ďalších technických riešení skutočne nízke prevádzkové náklady, prakticky sa v ňom však nemôžu otvárať okná. V zime by totiž vetraním ochladený interiér nedokázal nízky inštalovaný výkon kúrenia dlho vyhriať, v lete sa okná neodporúča otvárať preto, lebo vnútorné priestory bez klimatizácie sa len ťažko opäť ochladia. Permanentne zatvorené okná istým spôsobom obmedzujú kontakt s okolím a z psychologického hľadiska nemusia byť pre každého príjemné. V pasívnom dome si napríklad v lete neposedíte na terase bez toho, aby ste sústavne nekontrolovali, či nezostali otvorené dvere, v zime neprichádza do úvahy vetrať inak, než cez vetraciu jednotku s rekuperáciou (a hlavne rýchlo za sebou zatvárať dvere, aby teplo neuniklo).

Pri aktívnom dome sa pristupuje k problému zníženia prevádzkových nákladov trochu iným spôsobom. Tepelné izolácie obvodového plášťa a strechy, a rovnako aj dvere a okná sú dostatočne kvalitné na to, aby spĺňali kritériá nízkoenergetického domu, to však nezvýši investície do izolácií tak významne ako v pasívnom dome. Podstatne vyššie investície putujú pri stavbe aktívneho domu do progresívnych technológií vykurovania a chladenia, ktoré majú napriek veľmi nízkym prevádzkovým nákladom dostatočný výkon – napríklad aby dokázali dom vykúriť v krátkom čase, keď ste v zime poriadne vyvetrali alebo ste sa vrátili z dovolenky. Stropné chladenie má také nízke prevádzkové náklady (nie sú ani desatinou nákladov na prevádzku klasickej klimatizácie), že neurobia revolúciu v letných účtoch za elektrinu, a tak keď sedíte na terase, nemusíte za sebou sústavne zatvárať dvere, pretože s minimálnymi nákladmi budete mať v interiéri príjemnú teplotu aj v najväčších horúčavách.

V pasívnych domoch teda dosiahnete tepelnú pohodu s minimálnymi prevádzkovými nákladmi, investície do kvalitne zaizolovanej stavby, a najmä do dostatočne kvalitných okien, sú však vyššie než pri klasickej výstavbe a bývanie v takomto dome si vyžaduje od obyvateľov istú mieru disciplíny a ochotu prispôsobiť sa odlišným zvyklostiam. Z tohto hľadiska je prednosťou aktívnych domov, že neobmedzujú svojich obyvateľov, a pritom dosiahnu prevádzkové náklady podobné nákladom v pasívnych domoch. Komfort je však v tomto prípade vykúpený podstatne vyššou počiatočnou investíciou do progresívnych technológií vykurovania a chladenia.

Ako sa kúri v aktívnom dome

Ak sú pasívne domy najmä o stavebných prvkoch a tepelných izoláciách, ktoré pomáhajú nemíňať na kúrenie, pretože teplo nepotrebujete, tak aktívne sú o zdroji tepla a chladu, ktorý umožní teplo získať alebo ho odobrať veľmi lacno. Tepelné čerpadlo napríklad zabezpečí v porovnaní s klasickým plynovým kúrením až 80 % úsporu, ak by sme porovnali prevádzkové náklady stropného chladenia s klasickou klimatizáciou, rozdiel bude ešte väčší. Okrem tepelného čerpadla sú k dispozícii aj ďalšie zdroje tepla, ktorých kombinácia zabezpečí to, čo charakterizuje aktívne domy – možnosť vyrobiť dostatok tepla a chladu s minimálnymi nákladmi.

Základom je vždy tepelné čerpadlo, ktorého princíp je známy už od začiatku minulého storočia, keď ho prvý raz opísal Írsky fyzik Wiliam Thomson, lord Kelvin. V niektorých častiach Európy je rozšírené natoľko, že sa považuje za štandardný zdroj tepla (napríklad vo Švédsku je asi 500 000 realizácií), v iných, ako napríklad u nás, má stále príchuť exotiky. Ďalším zdrojom tepla bývajú solárne panely, ktoré v letných mesiacoch plne zabezpečia potrebu teplej vody. Zvlášť pri domoch s vnútorným alebo vonkajším bazénom významne znížia prevádzkové náklady a pri využívaní bazéna sa netreba obmedzovať pre náklady na jeho vykurovanie. Vo vykurovacom systéme môže byť ako ďalší zdroj tepla zapojená aj kozubová vložka s teplovodným výmenníkom. Všetky tieto zdroje tepla spolupracujú a podľa ich možností a na základe rozhodnutia riadiaceho systému sa teplo ukladá do zásobníka, z ktorého sa potom vykurujú priestory domu a pripravuje sa teplá voda.

Tepelné čerpadlo

Srdcom aktívneho domu je tepelné čerpadlo, ktoré je podľa potreby zdrojom tepla alebo chladu. Tepelné čerpadlo potrebuje na svoju prevádzku zdroj nízkoúrovňového tepla – takýmto zdrojom môže byť napríklad voda zo studne, ale aj vzduch. Najvyužívanejšie sú zemné vrty so zapustenými potrubiami, v ktorých cirkuluje voda a odoberá teplo zo zeme (okolo 10 °C). Toto riešenie je spoľahlivé, účinné a relatívne dostupné. Nevykuruje sa pritom priamo vodou zo studne alebo teplom z potrubí v zemnom vrte, toto nízkoúrovňové teplo je potrebné na to, aby mohlo fungovať tepelné čerpadlo. Zohrieva časť výparníka, kde sa odparuje médium, ktoré cirkuluje v tepelnom čerpadle. Na takéto zohriatie stačí aj 10 °C teplá voda. Kompresor tepelného čerpadla, poháňaný elektrickou energiou, stlačí odparené médium, vďaka čomu dôjde ku kondenzácii. Pri nej vzniká teplo potrebné na vykurovanie – na tejto, sekundárnej strane tepelného čerpadla sa dosahuje teplota asi 60 až 65 °C.

Niekoľko ďalších faktov by mohlo byť odpoveďami na najčastejšie otázky. Tepelné čerpadlo dokáže plnohodnotne vykúriť dom aj zabezpečiť prípravu teplej vody pre domácnosť. Dom s tepelným čerpadlom nepotrebuje prípojku plynu, čerpadlo poháňa elektrická energia. Nejde však o priamočinné elektrické vykurovanie známe svojimi vysokými nákladmi, naopak, náklady na vykurovanie tepelným čerpadlom sú veľmi nízke. Bežne sa dajú dosiahnuť náklady len pätinové v porovnaní s plynovým kúrením – napríklad dom, ktorý s plynovým kotlom vykúrite s nákladmi 50 000 Sk ročne, dokážete s tepelným čerpadlom vykúriť za 10 000. Ročná úspora je teda v tomto prípade 40 000 Sk ročne. Rozdiel medzi nákladmi na výrobu tepla plynovým kotlom a tepelným čerpadlom je taký veľký, že dnes bežne zabezpečí návratnosť investície do tepelného čerpadla asi za päť rokov.

74304

Solárne panely

Solárne panely sú dobre známe aj u nás a netreba ich zvlášť predstavovať. Na Slovensku dokonca sídli jeden z najúspešnejších európskych výrobcov, napriek tomu sa u nás donedávna inštalovali pomerne zriedka. Dôvodom bola deformovaná, nízka cena plynu a z toho vyplývajúca nie dostatočne rýchla návratnosť takejto investície. Rýchlo sa zvyšujúca cena plynu však situáciu mení. V aktívnom dome nie sú solárne panely nevyhnutné, stavebníci sa však pre ne často rozhodujú, pretože vhodne dopĺňajú koncepciu aktívneho domu a pomáhajú predĺžiť aj životnosť tepelného čerpadla. Životnosť tepelného čerpadla totiž úzko súvisí s počtom štartov, pretože rovnako ako pri všetkých mechanických zariadeniach aj tu sa súčiastky najviac opotrebúvajú práve pri štarte. Keď solárny panel počas leta zabezpečí prípravu teplej vody, tepelné čerpadlo nemusí celé mesiace naštartovať, čo sa prejaví predĺžením jeho životnosti.

Solárne panely však majú svoje opodstatnenie všade tam, kde sa uvažuje o využívaním bazéna. Teplo na ohrev vody v bazéne, ktoré solárne panely zabezpečia prakticky zadarmo, dáva používateľovi slobodu a možnosť neobmedzovať sa pri využívaní bazéna pre vysoké náklady.

Teplovodná kozubová vložka

Kombinácia teplovodnej kozubovej vložky s tepelným čerpadlom a solárnymi panelmi je riešením, pri ktorom teplo z kozuba môže jednak doplniť funkciu solárneho panela v zime a tiež dokáže veľmi efektívne dohriať zásobník kúrenia, a tak nahradiť tepelné čerpadlo v čase, keď máme čas a chuť zakúriť si v kozube. Sú domácnosti, kde sa kozub používa v zime denne – nie s cieľom znížiť náklady na kúrenie, ale preto, aby si vytvorili príjemnú atmosféru. Takáto domácnosť dosiahne zapojením kozuba do vykurovacieho systému v zime významné úspory. Pri večernom kúrení v kozube sa väčšinou zohreje zásobník tepla natoľko, že dokáže celú noc kúriť bez potreby využiť tepelné čerpadlo.

Stropné chladenie

Riešiť v aktívnom dome klimatizáciu inak než stropným chladením ani neprichádza do úvahy. Klasická klimatizácia typu split je totiž pre vysokú spotrebu elektrickej energie nezlučiteľná s koncepciou aktívneho domu. Tento faktor sa u nás často podceňuje, čo vyplýva z nedostatočných skúseností. Aj tu sa však pohľad investorov rýchlo mení a mnohí stavebníci si už uvedomili, že je lacnejšie takúto klimatizáciu kúpiť a nainštalovať, ako prevádzkovať. Ani vedľajšie účinky prevádzky klasickej klimatizácie nie sú zanedbateľné – prúdiaci studený vzduch je pre mnohých ľudí nepríjemný a často spôsobuje zdravotné problémy.

Stropné chladenie netrpí nijakou z týchto múch. V stropných paneloch sú zabudované rúrky, v ktorých prúdi studená voda a ochladzuje strop na požadovanú teplotu. Chlad zo stropu čiastočne sála a čiastočne ochladzuje vzduch v miestnosti, ktorý klesá k podlahe a bez prievanu ochladzuje celý interiér. Zdrojom chladu je tepelné čerpadlo s reverznou funkciu alebo priamo voda zo studne či voda cirkulujúca v zemných vrtoch. Prevádzkové náklady sú v porovnaní s klasickou klimatizáciou neporovnateľne nižšie – pri stropnom chladení stačí len niekoľko sto wattov na napájanie cirkulačných čerpadiel, pri klasickej klimatizácii môže byť potrebný výkon aj dvadsaťnásobne vyšší.

Zatiaľ čo klasickú klimatizáciu charakterizujú pomerne nízke zriaďovacie náklady a drahá prevádzka, pri stropnom chladení je to presne naopak – lacná prevádzka je vykúpená podstatne vyššou počiatočnou investíciou. Rovnako ako pri kúrení teda ide o prístup – teraz investovať a potom dlho a lacno používať bez ohľadu na cenu ropy na svetových trhoch, situáciu na Blízkom aj Ďalekom východe či postavenie koruny.

Vetranie

Vetracia jednotka s rekuperáciou je dnes typickou technológiou ako v pasívnych, tak aj v aktívnych domoch. Po rokoch zlepšovania tepelnej izolácie domov bez toho, aby sa zdôraznila nutnosť vetrať, sa situácia rýchla mení. V dobre zateplených domoch s modernými oknami je taká malá prirodzená výmena vzduchu, že bez aktívneho vetrania je tvorba plesní len otázkou času. Každý projektant dnes vie, že vetranie v nízkoenergetickom dome je nevyhnutnosť. Vetracie jednotky s rekuperáciou dokážu zabezpečiť výmenu vzduchu bez tepelných strát – privádzaný čerstvý, ale studený vzduch sa v rekuperátore ohrieva od odchádzajúceho teplého vzduchu bez toho, aby sa s ním miešal. Účinnosť takejto rekuperácie (niekedy nazývanej aj spätné získavanie tepla) dosahuje až 95 %, to znamená, že prevetrávanie zabezpečí zdravý vzduch, ale nespôsobí straty tepla.

74305

Filozofia aktívneho prístupu

Prečo sú dnes v Európe krajiny, kde je kúrenie pomocou tepelného čerpadla bežné, a u nás sa ešte stále nestalo štandardným riešením? Napriek tomu, že cena plynu stúpa na svetovú úroveň omnoho rýchlejšie ako príjmy slovenských domácností, je u nás aj v nových domoch plynové kúrenie v absolútnej prevahe. Príčin je hneď niekoľko. Slovensko je jednou z najviac plynofikovaných krajín v Európe a k plynovej prípojke má relatívne jednoduchý prístup väčšina stavebníkov. Plynový kotol je teda jednoduchým riešením. Okrem toho je príťažlivá aj podstatne nižšia cena takejto realizácie. Počas stavby mnoho stavebníkov trpí nedostatkom financií a prirodzene hľadajú možnosti, ako udržať na uzde napätý rozpočet. Tepelné čerpadlo je často obeťou takéhoto šetrenia – pravdou je, že sa naň vynaloží nemalá suma, ale zrejme má tiež smolu, že nie je vecou prestíže. Do vybavenia kúpeľne či kuchyne sme totiž často ochotní investovať toľko, že by za to boli aj dve čerpadlá. Plynový kotol odsunie výdavky do budúcich rokov a je v čase stavby vítaným odložením problému financovania. To, že časom zaplatí viac, než počas stavby ušetril, si vtedy uvedomuje len málokto. Prevádzkové náklady na kúrenie plynom pocíti stavebník na vlastnej koži až po prvej zime, vtedy je však už rozhodnuté a zmena by bola zbytočne finančne náročná.

Ďalším faktorom je obava z neznámeho a neohmataného vlastnými rukami. Na Slovensku je stále málo realizácií aktívnych domov, a tak má stavebník, ktorý nad stavbou takéhoto domu uvažuje, pocit, že sa chce pustiť do stavby prototypu, že na vlastnej koži podstupuje riziko testovania neovereného.

Takže našinec síce počúva o úspornej prevádzke tepelných čerpadiel, ale momentálne nižšie náklady, jednoduchá dostupnosť a dôverná známosť tradičnej technológie sú dôvodmi, prečo ostane radšej pri plyne. Aj napriek neistote, koľko ho bude v budúcnosti stáť kúrenie.

Porovnávanie nákladov

Dnes už aj u nás cítiť jednoznačný nárast záujmu o riešenia blízke filozofii aktívnych domov. Pri stretnutí s dodávateľom však býva prvou otázkou: Koľko bude takáto realizácia stáť? Samotná cena tepelného čerpadla, solárneho panela či štvorcového metra chladiaceho stropu je však len málo hovoriacou informáciou. Stavebník rieši s architektom pri návrhu domu každý detail, pritom však netuší, koľko bude ročne platiť za vykurovanie. Ľudia si objednávajú klimatizačné jednotky bez toho, aby ich niekto upozornil, že sa práve rozhodli nainštalovať najväčšieho spotrebiteľa energie v domácnosti. Z porovnania ceny plynového kotla s tepelným čerpadlom teda nemožno posúdiť, či je niektoré z týchto riešení drahé alebo lacné. Na seriózne porovnanie je potrebná rozsiahlejšia analýza investičných a prevádzkových nákladov, ktorá vychádza z konkrétneho projektu. Dnešné skúsenosti však už jasne hovoria, že pri súčasných cenách plynu je návratnosť investícií na realizáciu aktívneho domu v rozmedzí štyroch až siedmich rokov.