Jak vytápět pasivní dům

Pasivní domy se vyznačují velmi nízkou energetickou spotřebou, která se často blíží nule. Vytápění nesmí být větší než 15 kWh na m². Jak to zajistit?

Pasivní domy mají nízkou spotřebu energie, protože jejich design je tvořen speciálními funkcemi, které právě snižují energetickou spotřebu. Týká se to i vytápění. Pasivní domy většinou využívají kombinaci energeticky efektivních technologií, které přispívají k vysoké úrovni úspory energie.

Stručně řečeno pro vytápění pasivního domu se využívá pasivní sluneční záření, geotermální energie, kompresorová čerpadla, aerotermální zařízení nebo obnovitelné zdroje energie, jako je biomasa a fotovoltaické panely. Kromě toho se používají izolační materiály jako doplňkové technologie (např. dřevo a minerální izolace).

Při správně navrženém pasivním domu může úroveň energetické účinnosti dosahovat až 90 %, protože tento typ budov využívá akumulační schopnosti materiálů, které jsou v nich použity. Například dřevo obecně dobře akumuluje teplo a může být použito k ukládání tepla ze slunečního záření, čímž se snižuje potřeba vytápět místnost dodatečným teplem.

Současně izolace umožňují vytvoření tepelně izolačního prostředí s minimálními úniky tepla. Zkrátka řečeno, pasivní domy mají extrémně nízké vytápěcí náklady, protože účinně využívají zdroje energie a umožňují obyvatelům pasivního domu udržovat komfortní teplotu po celý rok s minimální spotřebou energie.

Jak vytápět pasivní dům?

Vytápění pasivního domu by mělo být řešeno způsobem, který zajistí úsporu energie. Mezi nejčastěji používanými způsoby vytápění domů patří geotermální výměník tepla, solární termické panely, sálavé ohřívače, akumulační kamna a kotle na pevná paliva.

Geotermální výměník tepla je jeden z nejúspornějších způsobů vytápění pasivního domu. Tento proces provádí návrat tepla z jímky nainstalované v zemi nebo ve vodě. Voda nebo vzduch v jímce je absorbován do kolektoru, který pak uvolňuje teplo do dolaďovaného systému vytápění.

Solární termické panely mohou využívat slunečního záření ke zvýšení teploty v domě. Solární kolektor se upevní ke střeše a přenáší teplo v potrubí. Teplo může být po celý rok využíváno pro topné systémy.

Sálavé ohřívače a akumulační kamna přenášejí teplo do vzduchu v domě hořením pevných paliv nebo uhlí. Jsou považovány za ekologické, avšak vzhledem k nízké účinnosti je lepší je používat jako doplňkové zdroje.

Kotle na pevná paliva, tzn. na uhlí nebo na dřevo, jsou tradičním způsobem vytápění, se kterým se budou spojovat každoroční náklady na palivo. Tyto kotle mají vyšší účinnost než kamna, nicméně jejich spotřeba je stále relativně vysoká.

Všechny metody vytápění mohou být používány pro pasivní domy a pomáhají ušetřit energii. Než do toho člověk půjde, měl by se poradit s odborníkem ohledně plánování, aby zjistil nejlépe vyhovující způsob. Díky tomu může ušetřit energii a náklady na vytápění.

Rekuperace

Vytápění v pasivním domě je podstatnou částí zajištěné rekuperační jednotkou s teplým vzduchem. Rekuperace představuje zpětné získání tepla. Je to děj, při kterém se teplý „odpadní“ vzduch nedostává z domu. Jeho teplota se odevzdává čerstvému (chladnějšímu) vzduchu a tím se zahřívá.

Rekuperace je zajišťována rekuperačními výměníky tepla, jež jsou ve větracích jednotkách. Ty mohou být umístěné ve sklepě, podkroví, podhledu stropu, i přímo v místnostech.

Rekuperační jednotky jsou běžnou součástí pasivních domů a ušetří spoustu peněz za ceny energie. Také by se bez nich těžko dosahovalo takových úspor energie za vytápění.

Kromě energetické úspory má rekuperace i další výhody. Jsou jimi především filtrování vzduchu bez znečištění prachem, žádné hlukové zatížení (větrá se, aniž by se otevírala okna), absence nutnosti obsluhy a kontinuální odvod vlhkosti.

Na trhu jsou k dostání rozmanité rekuperační jednotky. Dochází k jejich neustále inovaci. Zvyšuje se účinnost rekuperace a tím samozřejmě i úspora energie.

Účinnost rekuperace je tedy různá. Za účinnou se považuje rekuperace nad 80 %, avšak reálně lze zajistit rekuperaci až 95%.

Rekuperační jednotka je důležitou součástí každého pasivního domu a jejím účelem je odvést nežádoucí tepelnou energii ven z budovy. Rekuperační jednotka je obvykle umístěna v topném systému a pomáhá regulovat vnitřní teplotu domu a rovněž minimalizovat vnitřní vlhkost. Její funkcí je vyčerpávání tepla z vydechovaného vzduchu a přívod čerstvého venkovního dovnitř.

Všechny typy rekuperačních jednotek pro pasivní domy by měly být instalovány s přímým napojením na vzduchovou přívodní a výfukovou síť. Tím se minimalizuje ztráta tepla z budovy při výměně vzduchu, což znamená, že teplota a vlhkost v domě mohou být řízeny konkrétními nastaveními.

Kromě toho je důležité, aby byla rekuperační jednotka namontována správným způsobem zajišťujícím správné fungování včetně řízení spotřeby energie a minimalizace okolního hluku.

Doplňkové zdroje tepla

Rekuperace v pasivním domě zajistí většinu tepla. Potřeba dalšího tepla je už velmi malá, takže ji stačí pokrýt pouze doplňkovým zdrojem tepla. Doplňkové zdroje tepla mohou být různé a často slouží zároveň na ohřev teplé vody.

Bojlery

Nejčastějším a nejefektivnějším způsobem ohřevu teplé vody je použití bojleru (zásobníkového ohřívače vody). Jde o nádobu, do které se lze nalít voda a připojit k napájení. Bojler je vybaven anodou a elektrickou topnou spirálou, přičemž anoda je často zhotovena z hliníkové slitiny.

Elektrická spirála se obvykle skládá ze železa nebo těžké mědi a je vložena do vody. Bojlery napájené elektřinou mohou ohřívat vodu o rychlosti až 20 litrů za hodinu. Některé typy ohřívačů vody mají také tepelnou izolaci a současně potlačují únik tepla, který snižuje spotřebu energie a zabraňuje totální ztrátě tepla a tím i úspoře nákladů na elektřinu.

Podstatou funkce bojleru je nahřátí a akumulace horké vody pro potřeby domácnosti. Bojler je obvykle dvouplášťová nádoba ze smaltu či nerezu, do jejíž vnitřní části je napouštěna pro doplnění objemu studená voda, která je ohřívána topnou spirálou. Oba pláště bývají izolované, aby nedocházelo k ochlazování již zahřáté vody.

Dopouštění a ohřev vody se děje na základě signálu z kontrolního čidla. Součástí současných bojlerů je pojistný ventil, který má především funkci regulace přetlaku při eventuálním nevypnutí topného tělesa.

Podle velikosti se bojlery dělí na maloobjemové a velkoobjemové. Maloobjemové bojlery o objemu v řádech jednotek a menších desítek litrů se zpravidla umísťují k umyvadlům do kanceláří, toalet, nebo do všech prostor, v nichž není potřeba dodávat okamžitý velký objem horké vody.

Velkoobjemové s velikostí do cca 200 litrů mají své uplatnění především v domácnostech, kde slouží primárně k ohřevu vody pro spotřebu v koupelně.

Rozdělení bojlerů podle zdroje energie ohřevu:

• elektrické bojlery
  • nejčastěji v domácnostech
  • cenově dostupné
  • nahřátí vody přes noc
• plynové bojlery
  • voda zahřívána zemním plynem
  • nezávislost na elektrickém proudu
  • vhodné pro pravidelný a intenzivní odběr
  • rychlé nahřátí vody při úplném vyčerpání
• kombinované bojlery
  • ohřátí vody plynem i elektřinou
  • primární zdroj elektřina
  • vysoká cena

Pro zvýšení objemu teplé vody připravené v jednom okamžiku k použití, se může k otopné soustavě přidat akumulační nádrž. Ta nemá vlastní zdroj tepla, nicméně může akumulovat teplo od kotle nebo jiného zdroje tepla pro vytápění.

Krbová kamna s výměníkem

Krbová kamna s teplovodním výměníkem se dají připojit trubkami k radiátorům i k bojleru na teplou vodu. Poskytnou tak teplo celému domu a efektivně doplní stávající otopný systém. Výměník je schopen předat topným tělesům 47 – 75 % celkového tepelného výkonu kamen, v závislosti na typu výrobku. Kdo bydlí na venkově a má přístup ke dřevu, vystačí si jenom s tímto typem kamen a nemusí ani do domu zavádět plyn.

Na dotápění v pasivním domě se často volí krbová kamna na dřevo. Ekologičtější alternativa je používat místo dřeva pelety. V poslední době se dostávají více do popředí. Pro tyto účely se prodávají speciální peletová kamna.

Oproti plynu a elektřině, které produkují 0,198 kg a 0,517 kg CO₂ na kWh, produkují moderní kamna pouze 0,008 kg, což dokazuje ekologické výhody přechodu na kamna. Nejen, že produkují méně CO₂ než fosilní paliva, nicméně produkují tolik tepla na snadné vytopení místnosti kolem kamen pouze s pomocí dřeva. To znamená, že se šetří planeta a také spoustu peněz na účtech za vytápění.

Podlahové vytápění

Podlahové vytápění patří k nízkoteplotním vytápěcím systémům, proto je přirozeně řazeno k dnešnímu standardu při instalacích do nízkoenergetických domů. Při konvenčním vytápění (radiátorové, konvektorové) předává topné těleso své teplo okolnímu vzduchu, který pak předává teplo stěnám obytného prostoru.

Teplota vzduchu v místnosti je vyšší, než je samotná teplota stěn. V místnostech tak vzniká zvýšené proudění (zvýšená prašnost) vzduchu a samozřejmě i značný rozdíl teplot vzduchu pod stropem a u podlahy.

Na rozdíl od konvenčního vytápění je podlahové vytápění charakteristické rovnoměrným rozložením teploty, a tím i značně menším prouděním vzduchu (to představuje zároveň i nižší prašnost).

Podlahové vytápění má sálavou složkou, kterou dochází k ohřívání okolních stěn. Od stěn se poté ohřívá vzduch, čímž se zachová i optimální relativní vlhkost vzduchu (45 – 55 %). U podlahového vytápění se vzduch tolik nevysušuje, což má příznivý vliv na dýchací cesty).

Ideálním způsobem ohřevu teplonosného média u podlahového vytápění je např. kondenzační kotel s moderní regulací, který pracuje nejefektivněji/nejúsporněji právě v nízkoteplotním režimu, kterým je charakteristické právě podlahové vytápění.

Výhody podlahového vytápění:

• estetičnost
• prostor
• minimální víření prachu
• větší množství nízko-potenciálového tepla
• dobře vytopené místnosti za nižší teploty
• úspora nákladů na vytápění
• dodání hodně sálavého tepla (ohřejí se předměty a od nich teplý vzduch proudí rovnoměrně po celé místnosti)
• bezúdržbovost
• vhodné ro alergiky a astmatiky
• optimální vlhkost
• není riziko popálení
• téměř na všechny druhy podlah

Nad podlahové vytápění se nedoporučuje instalovat dřevěná podlaha nebo tlusté koberce. Vhodným materiálem je keramická dlažba, PVC, vinyl, které mají vynikající tepelnou vodivost.

Nevýhody podlahového vytápění:

• delší čas nahřátí a vytopení prostor
• vychladnutí trvá delší dobu
• možné poruchy vytápění
• vyšší cena za instalaci
• problematika rozmístění pevného nábytku

Je vhodné, aby se již v době přípravy projektu uvažovalo o jeho rozmístění tak, aby v konečném důsledku nepokrýval větší část plochy podlahy, protože v takovém případě je teplo zachyceno hlavně v nábytku a není distribuováno do prostoru v dostatečné míře, což by mohlo v konečném důsledku způsobit nedostatečné vytápění místností.

Stěnové vytápění

Stěnové topení patří také k moderním způsobům vytápění, které využívají k přenosu tepla do místností jevu sálání. Stěnové vytápění je bezpečná, úsporná a ekonomicky výhodná alternativa ke standardním způsobům vytápění domů.

Stěnové vytápění je v současnosti na stejném stupni vývoje, jako podlahové vytápění. Technologicky s ním má mnoho společného, přesto oproti podlahovému vytápění přináší řadu výhod.

Nevýhodou podlahového vytápění je, že stěny místností zůstávají chladné a prakticky odebírají záporným sáláním teplo získané z teplé podlahy i z těla bydlících osob. Stěnové topení tento nedostatek odstraňuje a naopak zajišťuje kladný přenos tepla z celého okolí bydlících osob.

Vhodnou kombinací podlahového a stěnového vytápění se může zajistit, že v domě nezůstane chladná plocha, která by snižovala pocitově i reálně efekt nízkoteplotního vytápění. Stěnové topení nemá žádné omezení maximální povrchové teploty z hlediska zdravotních a bezpečnostních.

Dům lze vytápět jen v krátkých intervalech, protože dochází k efektu akumulace tepla zední hmotou. Stěnové vytápění je žádoucí zabudovat a zprovoznit ihned po dokončení hrubého zdiva. Stavba tak nebude v zimním období promrzat a stavební činnost může probíhat i v ročních obdobích, kdy je cena stavebních prací nízká a řemeslníci nejsou vázáni na jiných stavbách.

Stěnové vytápění je výhodné také u rekonstrukcí staveb s historickou hodnotou.

Výhody stěnového vytápění

• nízká teplota vody v otopné soustavě – úspory za vytápění
• akumulace tepla hmotou zdiva – úspory za elektrickou energii
• příjemný pocit tepla ze všech stran – v okolí nezůstanou chladné plochy
• možnost stavění domu v zimním období – úspory za stavební práce
• prevence proti vzniku plísní – na prohřátém zdivu se plísním nedaří
• podstatné snížení prašnosti – při sálání nedochází k rychlé cirkulaci vzduchu
• možnost vnitřních izolací staveb – výhoda u rekonstrukcí historických domů
• snadná detekce umístění trubek ve zdivu – měděné trubky lze spolehlivě najít detektorem
• odstínění domu od elektromagnetického záření a smogu – měděné trubky tvoří Faradayovu klec
• není omezení ve výběru typu podlahy – podlahové vytápění možnost výběru velmi zúží

Tento způsob vytápění je také vhodný pro alergiky a astmatiky.

Nevýhody stěnového vytápění

• vyšší počáteční náklady v porovnání s klasickými systémy
• riziko poškození systému při vrtání do stěn
• náročná lokalizace případné poruchy
• dodatečné zásahy jsou velmi komplikované

Pokud dotyčný hledá moderní a úsporný způsob topení do nového domu, stěnové topení rozhodně stojí za zvážení. Jeho výhody vyniknou hlavně v kombinaci s podlahovým topením. Je důležité si promyslet na základě preferencí, do kterých místností přinese nejvíc benefitů. Pak si už si stačí jen užívat jeho úspornost a ostatní výhody.

Při výběru doplňkového zdroje tepla je potřeba sledovat výkon topidla. Aby byly splněny energetické předpoklady pro pasivní dům, je nutno vybírat topidla s výkonem nižším než 5 kW.

Přemýšlí-li se o tepelném čerpadlu, mělo by se vybírat mezi malými přístroji. Jinak se energeticky úsporného efektu nedosáhne.