Zelená budova - hospodaření s energiemi

Hospodaření s energiem, resp. úspory energií v budovách je v České republice nejpropracovanější část zelené architektury.

Energie pro stavby

• Biomasa
• Kogenerace
• Tepelná čerpadla
• Slunce
• Vítr

Rozdělení budov podle energetické spotřeby

Tabulka: Definice, rozdělení podle energetické náročnosti

domy běžné ve 70.-80. letech	současná novostavba	nízkoenergetický dům	pasivní dům	nulový dům, dům s přebytkem tepla
charakteristika
zastaralá otopné soustava, zdroj tepla je velkým zdrojem emisí; větrá se pouhým otevřením oken, nezateplené, špatně izolující konstrukce, přetápí se	klasické vytápění pomocí plynového kotle o vysokém výkonu, větrání otevřením okna, konstrukce na úrovni požadavků normy	otopná soustava o nižním výkonu, využití obnovitelných zdrojů, dobře zateplené konstrukce, řízené větrání	pouze teplovzdušné vytápění s rekuperací tepla, vynikající parametry tepelné izolace, velmi těsné konstrukce	parametry min. na úrovni pasivního domu, velká plocha fotavoltaických panelů
potřeba tepla na vytápění [kWh/(m2a)]
většinou nad 200	80 - 140	méně než 50	méně než 15	méně než 5

Některá opatření ovlivňující energetickou bilanci budovy

• kompaktní tvar budovy
• konstrukční stavební materiál může být různý – více viz zelená budova - použité materiály
• snad nejdůležitějším prvkem eneregeticky šetrných staveb jsou silné a dokonale provedené izolace – v drsnějších podmínkách až půl metru polystyrénu, minerální vlny, slámy
• izoluje se i pod podlahou domu. Základy mohou stát na pevné izolaci na bázi „napěněného skla“. Dům musí být dokonale, do posledního místečka obalen.
• důležité je provedení stavby - projektant ji musí do detailu dobře vymyslet, řemeslník stejně dobře provést - nesmí být škvíry v izolačním „obalu“, žádné tepelné mosty (železobetonové překlady, věnce, potrubí procházející skrz zeď).
• dalším klíčovým prvkem jsou okna jsou dalším klíčovým prvkem. Musejí mít dobré izolační zasklení.
• nečekané tepelné zisky přináší v našich zeměpisných šířkách i důsledná orientace velkých oken k jihu. Kvalitní okno s U < 0,9 ale má i na sever lehce plusovou bilanci! Ztráty jsou tak malé, že je pokryje difuzní záření.
• nízkoenergetické domy se neobejdou bez řízeného větrání.
• úsporné domy zpravidla také využívají sluneční záření pasívním způsobem. Doplňují se například nevytápěnými zimními zahradami, které za jasného počasí fungují jako skleník a mohou pomocí zvláštních kanálů dodávat teplo vnitřním prostorám.
• v dokonale izolovaných domech pak jako „topné těleso“ fungují díky živočišnému metabolickému teplu sami obyvatelé, zatímco v neizolovaném domě je tento tepelný výkon zanedbatelný. Stejný účinek mají veškeré elektrické spotřebiče. Přesto je důležitou součástí nízkoenergetických budov i výběr spotřebičů: kompaktní zářivky, ledničky nejlépe

třídy energetické spotřeby A, obdobně pračky a další spotřebiče, počítače s power-managementem.

• Koneckonců ale je nejdůležitějším prvkem v nízkoenergetických budovách stejně vždy chování uživatelů - viz Zelená budova - uživatelé.

Netradiční technologie hospodaření s energiemi

Domy kryté zemí

viz samostatný článek Domy kryté zemí

Pasivní solární architektura

Jedná se o domy projektované tak, aby již svou konstrukcí zachytily co nejvíce sluneční energie. Správnou orientací domu se dá uspořit 5 až 15 % energie. Ekodomy a nízkoenergetické domy využívají proto v co možná největší míře výhod přicházejícího slunečního záření. Slunce, které dopadá na stěnu domu, poskytuje teplo, které je možné převést dovnitř obydlí.

Nejběžnějším řešením pro jeho akumulaci je velké jižní okno nebo teplovzdušný sluneční kolektor. Velká jižní okna propouštějí i v zimě dostatečné množství slunečních paprsků, teplo se akumuluje do hmoty stavby a využívá se k přihřátí domu večer. Pokud svítí slunce z oblohy bez mraků, je energetický přínos asi 1kW/m2. I v mrazivých dnech, kdy svítí slunce, není potřeba v dobře situovaném a kvalitně zatepleném domě až do setmění vůbec topit. Akumulace tepla do obvodového zdiva, příček, podlah (kamenných plnocihlových nebo betonových) a obkladů výrazně tlumí kolísání teplot mezi dnem a nocí. V létě, kdy slunce svítí kolmo, se už při malém přesahu střechy do domu sluneční paprsky nedostanou a dům se nepřehřívá. Je důležité míti kvalitní okna, neboť ta jsou zdrojem největších tepelných ztrát v zimě a přehřívání v létě. Dnes jsou k dostání kvalitní “superokna" - dvojskla či trojskla plněná inertním plynem, se skleněnou plochou potaženou tenkým filmem s nízkou vyzařovací schopností. Fungují jako tepelné zrcadla - potlačují tepelné vyzařování z vnitřního skla na vnější. Náplň z argonu či kryptonu pak potlačuje ztráty prouděním. Sluneční světlo a teplo proniká dovnitř, tepelné záření s větší vlnovou délkou neprojde dovnitř ani ven. Aktivně se energie slunečního záření využívá pomocí slunečních kolektorů.

Domy s transparentní tepelnou izolací

Použití transparentních tepelných izolací ve stavebních konstrukcích má velkou výhodu v tom, že tyto izolace nejen snižují tepelnou ztrátu konstrukce jako tradiční neprůhledné izolace, ale navíc přispívají i nezanedbatelným tepelným ziskem. Tímto způsobem mohou transparentní tepelné izolace napomoci snížení spotřeby tepelné energie v budovách. Je možné dosáhnout během topné sezóny jisté úspory energie, která se odvíjí od typu stavebního konceptu budovy. Jedná se především o inovovaný koncept tzv. Trombeho stěny. Velkou výhodou akumulační stěny je, že tato stěna působí jako velkoplošný zářič, což vede k možnému snížení vytápěcí teploty vzduchu v místnosti bez ztráty tepelné pohody. Nutnou podmínkou dobré funkce transparentních izolací je dynamicky regulovatelný topný systém, který může rychle reagovat na tepelné zisky stěnou. Tento systém je stále ve vývoji, kde se řeší jednotlivé konstrukční problémy. Na našem trhu je zatím cenově nevýhodný.

Další možnosti energetických úspor v nebytových/komerčních objektech

• pokrytí části spotřeby elektřiny a plynu (tepelné energie) v objektech z obnovitelných zdrojů přímo na pozemku, například fotovoltaickými panely či solárním ohřevem vody.
• stavbu budov objednáme tak, aby funkčnost a výkon všech systémů spotřebovávajících energii byly prověřeny po jejich instalaci, ale před zabydlením budov.
• omezujeme spotřebu chemických látek poškozujících ozónovou vrstvu a způsobujících globální oteplování, používaných chladicími a klimatizačními systémy v budovách.
• zajistíme možnost nepřetržitého operativního měření spotřeby energie v objektech instalací měřících a monitorovacích zařízení.
• Alespoň část elektřiny do budov zajistíme nákupem zelené elektřiny

Zdroje a poznámky

• YUDELSON, Jerry. Green Building A to Z : Understanding the Language of Green Building. Canada : New Society Publishers, 2007. 219 s. ISBN 978-0-86571-572-1.
• Kolářová, Hana: Kde se vzal nízkoenergetický dům, in Bedrník 2/2003, dostupné z < http://www.pavucina-sev.cz/pdf/bedrnik_leden_03.pdf >

Odkazy

Externí odkazy

• Budovy navrhované a stavěné v souladu se zásadami udržitelné výstavby - postery s fotografiemi a popisem.
• Yvonna Gaillyová (ed.): Veronica č. 3/2007 - část čísla věnovaná úsporám energie
• Green building na anglické Wikipedii