Obnovitelné zdroje energií - Quaschning Volker

Ve spolupráci s nakladatelstvím Grada jsme pro Vás připravili krátké nahlédnutí do této publikace. Bližší informace o publikaci naleznete zde...

---

... 3.2.2 Teplo – v zimě téměř bez topení

Největší podíl na koncové spotřebě rodinných domů v Německu připadá na vytápění. Domácnosti na něj spotřebují asi tři čtvrtiny koncové energie. Snížení spotřeby topné energie však nemusí být nutně spojeno s chladem v místnosti. Dobrá tepelná izolace a moderní technika budov umožňují dosáhnout příjemné teploty i při devadesátiprocentní úspoře. Jinak řečeno – se stejným množstvím energie, které spotřebuje špatně izolovaný dům starší výstavby, lze vytopit 10 energeticky účinně zaizolovaných budov. Emise CO₂ a náklady na vytápění se pak rovněž sníží na desetinu.

Velká část obyvatelstva žije v nájemních bytech. Tady vzniká dilema – opatření, která vedou k úspoře energie, jsou většinou spojena s investicemi. Tyto investice musí nejdříve nést pronajímatel, zatímco nájemníkovi – uživateli – nepřináší rychlá realizace energeticky úsporných opatření bezprostřední prospěch. Ale i majitelé vlastních bytů a rodinných domků zaostávají z hlediska techniky energetických úspor.

Ne všechna opatření k úsporám energie jsou přitom spojena s náklady. Změny v topném režimu, které dále uvádíme, mohou téměř okamžitě ušetřit tepelnou energii:

• Teplota místnosti nesmí být vyšší, než je nezbytně nutné. Každý stupeň, o který se zvýší teplota;
• místností vyžaduje o 6 % tepelné energie navíc;
• Na noc a pro dobu nepřítomnosti nastavit vytápění na nižší teploty;
• Na noc stáhnout žaluzie, rolety a zatáhnout závěsy;
• Vyhnout se trvalému větrání s otevřenými nebo vyklopenými okny. Je lepší několikrát denně vyvětrat průvanem;
• Nezakrývat topná tělesa, ani je nepřekrývat záclonami.

I s menšími investicemi lze docílit značných úspor tepla. Sem patří např. utěsnění oken, dveří a dalších netěsných míst a regulace topných těles moderními ventily s termostatem.

V případě novostavby anebo plánované rekonstrukce lze konat doslova zázraky. Potřeba tepla nízkoenergetického domu (tzv. Dreiliterhaus – třílitrový dům, protože by se spotřeba měla rovnat 3 litrům topného oleje) nebo u pasivních domů by se měla skutečně stlačit až na desetinu. U průměrného rodinného domku se spotřeba tepla nachází mezi 150 až 200 kilowatthodinami na metr čtvereční za rok (kWh/m² rok). Zejména špatně zaizolované staré budovy mohou vykazovat spotřebu až 300 kWh/m² rok. Novostavby, v nichž byly uplatněny Směrnice pro úsporu energií EU – EnEV, postavené po roce 2004, vykazují okolo 100 kWh/m² rok. Pro izolované nízkoenergetické domy (tzv. Dreiliterhaus – třílitrový dům) je to pouze 30, pro pasivní dům dokonce pouhých 15 kWh/m² rok (obr. 3.7).

Obrázek 3.7 - Porovnání spotřeby tepla pro vytápění a tepelných ztrát domů s různým standardem izolace v kilowatthodinách na m² obytné plochy za rok (kWh/m².rok)

Není nízkoenergetický dům jako nízkoenergetický dům

Kdo se rozhodl, že chce při stavbě nového domu výrazně přispět k ochraně klimatu, bude od samého začátku konfrontován s různými pojmy, které i u odborníků mohou vyvolat zmatek. Proto následuje malé vysvětlení:

EnEV – Od 8. 12. 2004 platí v EU „Nařízení o úsporách energií" (Energiesparversorgung – EnEV) a je závazné pro všechny novostavby, které limituje jejich roční spotřebu energií na hodnoty mezi 76 až 143 kWh na čtverečný metr obytné plochy. Plánuje se zpřísnění podmínek asi o 30 % postupně ve dvou krocích v letech 2009 a 2012. V ČR zatím platí norma ČSN 73 0540.

Nízkoenergetický dům (NED) je dům, který podle energetického štítku obálky budovy ve smyslu ČSN 73 0540, resp. Vyhlášky č. 148/2007 Sb. vykazuje měrnou spotřebu energie 30–50 kWh/m2·rok. Zákon nedefi nuje nízkoenergetický dům, výše uvedená vyhláška však ukládá od 1. 1. 2009 dokumentovat Průkaz energetické náročnosti budovy (PENB). Obyčejné domy, které by vyhověly EnEV, nemusí stačit pojmu níkoenergetický, resp. energeticky úsporný.

„Třílitrový dům" (z německého Dreiliterhaus) hovorové označení domu, který v roční spotřebě energie pro vytápění vystačí se 3 litry topného oleje (cca 30 kWh) na čtverečný metr obytné plochy. To odpovídá primární spotřebě asi 60 kWh/m2·rok. Dům má též vysoký stupeň účinnosti otopného zařízení a zařízení k ohřevu teplé užitkové vody.

Pasivní dům je dům, který se obejde bez vlastního vytápění. Roční spotřeba na vytápění činí pouze 1,5 l topného oleje (cca 15 kWh) na čtvereční metr obytné plochy. To odpovídá primární spotřebě energie pod 40 kWh/m2·rok. 

V Německu a někdy i v jiných zemích EU se používají ještě pojmy: 

KfW–60–Haus – obytný dům s roční spotřebou primární energie pod 60 kWh/m2·rok. Této spotřeby se zpravidla dosáhne u „třílitrového domu". Stavba musí splňovat podmínky pro KfW Kredit.

KfW–40–Haus – obytný dům s primární spotřebou energie pod 40 kWh/m2·rok. Pasivní dům je vlastně velmi důkladně provedený a zdokonalený „třílitrový" nízkoenergetický dům, kde se vytápěním dřevem dosahuje těchto hodnot. Stavba vyžaduje udělení zvláštního KfW kreditu.

Zejména izolace plášťů budov a způsob konstrukce oken rozhodujícím způsobem ovlivňují spotřebu energie pro vytápění (obr. 3.8).

Obrázek 3.8 - Jak typ okna a izolace ovlivňuje tepelné ztráty

Kvalitu izolace udává tzv. hodnota U. Je to součinitel prostupu tepla, který udává tepelné ztráty nametr čtvereční stěny nebo plochy okna na jednotku prostoru a teplotního spádu ve směru zevnitř ven. Malé hodnoty U znamenají nízké tepelné ztráty.

Ve srovnání s nezaizolovanými vnějšími stěnami je možné vysokou kvalitou tepelné izolace hodnotu U zdi snížit výjimečně až více než 10krát. U tradiční tepelné izolace je vyžadována tloušťka asi 20 cm. Po dokončení výstavby u dřevěných domů se může tato izolace velmi snadno realizovat. V nedávné době byly též vyvinuty vakuové izolace, které dosahují stejného izolačního efektu již při tloušťce pouhých 2 cm. Za tímto účelem se vpraví jádro z pyrogenního oxidu křemičitého do vzduchotěsně izolované fólie, kde se vytvoří vakuum. Důležité je, že tato speciální vakuová izolační fólie dokáže po velmi dlouhou dobu zabránit vniknutí vzduchu.

Kromě izolace zdí má též rozhodující roli typ použitých oken. Ve srovnání s dosavadním běžným dvojsklem se rozšiřuje užívání trojskla, které snižuje tepelné ztráty okna o více než 40 %. Nově se na trhu objevují vakuová okenní dvojskla. U tohoto produktu jsou dvouvrstevné skleněné tabule odděleny meziprostorem, ze kterého je vyčerpán vzduch. Perfektně utěsněné okolí dvojskla zamezuje proniknutí vzduchu. Aby tlak vzduchu nestlačoval skla dohromady, jsou v meziprostoru výztuhy, které zajišťují stabilitu. Výztuhy jsou ze skla, takže nejsou nápadné.

Kromě volby zasklení je důležité i provedení rámů. Běžně platí, že rámy zpravidla zvyšují ztráty tepla. U hodnoty U se proto rozlišuje, zda se jedná o UG („G" jako glass – sklo), která se týká pouze skla, a většinou horší UW („W" jako window – okno), pro celé okno, včetně rámů. Mnozí výrobci uvádějí pouze jedinou hodnotu U. Ve většině případů se pod tím rozumí hodnota UG.

Okna však nejsou jediným původcem ztrát. Umožňují, aby sluneční paprsky pronikaly do místnosti a v zimě tak představují příspěvek k vytápění místnosti. Aby se optimalizoval tento tzv. solární energetický zisk, musí být v našich zeměpisných šířkách okna obrácená k jihu pokud možno co největších rozměrů a v severním směru pokud možno co nejmenší. Vnější zastiňující rolety, markýzy nebo žaluzie jsou na sluneční straně důležité, v létě brání možnému přehřívání místností dobře zaizolovaných budov.

Obrázek 3.9 - Princip řízeného větrání a odvětrávání s využitím odpadního tepla (tepelnou rekuperací)

Optimálně izolované budovy jsou poměrně vzduchotěsné. Aby se v zimním období dosáhlo dobré kvality vzduchu v místnostech, je nutné častější větrání. Tak se stává, že nikoliv nepodstatná část tepla se vyvětrá. Tomu lze zabránit tím, že je instalováno řízené větrání odvzdušnění budovy (obr. 3.9). Ventilátory vhánějí čerstvý vzduch zvenčí přes křížový tepelný výměník do obytných místností a odsávají upotřebený vzduch z kuchyně a z koupelen. Přitom se proud čerstvého vzduchu zvenčí vede kolem odtahu. Upotřebený vzduch odevzdává 90 % svého tepla chladnému vzduchu přiváděnému zvenčí. Tak se udržuje uvnitř budovy teplo.

Často se vyskytují předsudky, že se řízené větrání a odvětrávání negativně promítá do komfortu bydlení. Je tomu právě naopak. Lehký průvan není prakticky znát ani není slyšet. Optimální ventilace zabraňuje vlhnutí zdiva a vzniku plísní. Vzduchový fi ltr instalovaný ve ventilačním zařízení zabraňuje vstupu škodlivých látek ve vzduchu zvnějšku a ani hmyz se do budovy nedostane. Pokud někdo přesto bezpodmínečně chce, může otevírat okna, ale není to nutné.

Přívod vzduchu se dá kombinovat s geotermickým výměníkem. K tomu se vzduchotechnické přívodní potrubí položí do půdy v zahradě. V zimě ohřívá Země čerstvý vzduch a v létě ho ochlazuje.

Při realizaci vysoce úsporného domu se vyskytnou dodatečné vícenáklady, které se však s ohledem na růst cen energií opět vyplatí. Banky v Německu podporují výstavbu obzvláště energeticky úsporných budov a energetickou sanaci starších budov výhodnými úvěry.

Zajímavé odkazy:

www.energiesparhaus.at - nízkoenergetické budovy

www.ekowatt.cz  - EkoWatt, centrum pro obnovitelné zdroje a úspory

www.energetika.cz - nízkoenergetické budovy

Kdo chce, aby jeho spotřeba energie nezatěžovala prostředí emisí CO₂, má v zásadě tyto možnosti:

• solární tepelná zařízení,
• vytápění biomasou,
• tepelná čerpadla s napájením proudem z obnovitelných zdrojů,
• vytápění na základě obnovitelného vodíku.

Solární tepelná zařízení se většinou využívají jako doplněk jiných variant vytápění. V následujících kapitolách se s různými variantami seznámíme blíže. Protože v Německu je např. potenciál topení biomasou omezen, měli bychom ještě před využíváním obnovitelných energií realizovat dříve popsané možnosti úspor.

Další informace najdete přímo v publikaci vydané nakladatelstvím GRADA s názvem Obnovitelné zdroje energií, kterou zpracoval Volker Quaschning ...