Nové teplotechnické požiadavky na výstavbu budov platné od roku 2016

Budeme to demonštrovať na dvoch konkrétnych typoch domov. Ukážeme tiež, aké podmienky je potrebné splniť, aby rodinné domy vyhovovali z hľadiska mernej potreby tepla na vykurovanie a z hľadiska predpokladu splnenia energetickej hospodárnosti budovy.

Základné požiadavky normy

Pri návrhu stavebných konštrukcií a budov s určeným stavom vnútorného prostredia sa požaduje splnenie týchto kritérií:
• kritérium požadovaných tepelnoizolačných vlastností stavebnej konštrukcie (požadovanej hodnoty súčiniteľa prechodu tepla konštrukcie U (W/(m2.K));
• kritérium minimálnej teploty vnútorného povrchu konštrukcie (hygienické kritérium);
• kritérium minimálnej priemernej výmeny vzduchu v miestnosti (kritérium výmeny vzduchu);
• kritérium požadovanej mernej potreby tepla na vykurovanie (energetické kritérium);
• kritérium na predpoklad splnenia energetickej hospodárnosti budov.
Splnením požiadaviek hygienického kritéria, kritéria výmeny vzduchu a tepelnotechnických požiadaviek na šírenie vlhkosti, sa zabezpečuje preukázanie splnenia základnej požiadavky na hygienu a ochranu zdravia. Požiadavky na stavebné konštrukcie a budovy zohľadňujú rôzne úrovne energetickej hospodárnosti. Stanovené sú minimálne požiadavky (maximálne hodnoty), normalizované (požadované), odporúčané a cieľové odporúčané hodnoty požiadaviek vyjadrujúcich sprísňovanie tepelnotechnických vlastností stavebných konštrukcií a budov pre tieto úrovne výstavby:
– energeticky úsporná budova;
– nízkoenergetická budova;
– ultranízkoenergetická budova;
– budova s takmer nulovou potrebou energie (cieľová odporúčaná hodnota).

Ako to bolo doteraz a ako to bude po 1. 1. 2016?

Od 1. januára 2013 sa sprísnili požiadavky na výstavbu nových budov a požadovalo sa dosiahnutie úrovne nízkoenergetických budov z hľadiska tepelnej ochrany budov. Na nové budovy postavené po roku 2015 platia odporúčané hodnoty pre ultranízkoenergetické budovy ako normalizované (požadované). Na nové budovy postavené po roku 2020 budú platiť cieľové odporúčané hodnoty pre budovy s takmer nulovou potrebou energie ako normalizované (požadované).
Po 1. 1. 2016 teda platí, že všetky hodnoty, ktoré sú v norme STN 73 0540-2: 2012 uvedené ako odporúčané, sa automaticky stanú normalizovanými, teda požadovanými hodnotami. Napríklad pre vonkajšiu stenu sa normalizovaná hodnota U zmení z 0,32 W/ (m2.K) na 0,22 W/(m2.K) (viď tabuľku 1). Analogická zmena nastáva i v ďalších požiadavkách, z ktorých najväčší vplyv na navrhovanie budov majú energetické požiadavky, teda požiadavka z hľadiska mernej potreby tepla na vykurovanie a hľadiska predpokladu splnenia energetickej hospodárnosti budovy.

Výpočet a posúdenie potreby tepla na vykurovanie dvoch rodinných domov

Na komplexné hodnotenie a porovnanie potreby tepla na vykurovanie boli vybrané dva charakteristické rodinné domy. Prvý predstavuje takmer ideálny rodinný dom z hľadiska stavebnej tepelnej techniky. Je to dvojpodlažný rodinný dom bez suterénu rozmerov 8,8 x 11,5 m, s plochou strechou (viď obrázky 1 a 2). Druhý posudzovaný rodinný dom je dom DEKOR (viď obrázok 3) v súčasnosti veľmi rozšírený typ rodinného domu. Je to prízemný rodinný dom bez suterénu s nevyužitým podstrešným priestorom. Rozmery domu sú 14,75 x 13,50 m. Takmer ideálny rodinný dom bol riešený v troch variantoch vyhotovenia obalových konštrukcií budovy (A, B a C). Rodinný dom DEKOR bol riešený v štyroch variantoch (A, B, C a D). Každý z variantov bol ešte posudzovaný v ďalších troch podvariantoch (0, 1 a 2). Prvý podvariant bol počítaný s normovými hodnotami ΔU = 0,05 W/(m2.K) a n = 0,5 1/h. Druhý podvariant bol počítaný uvažovaním ideálnej hodnoty ΔU a so štandardnou hodnotou n = 0,5 1/h, teda bez použitia rekuperácie tepla. Posledný podvariant bol počítaný uvažovaním ideálnej hodnoty ΔU a s redukovanou hodnotou n (použitím rekuperácie tepla). Cieľom výpočtov bolo ukázať na príklade dvoch charakteristických rodinných domov ako na mernú potrebu tepla na vykurovanie vplýva kvalita tepelnej ochrany obalových konštrukcií budovy, kvalita riešenia tepelných mostov a rekuperácia tepla.

• Na základe analýzy tabuľky 4 je možné konštatovať nasledovné:
  Faktor tvaru rodinného domu má výrazný vplyv na potrebu tepla na vykurovanie. Faktor tvaru budovy je definovaný ako podiel súčtu teplovýmenných plôch konštrukcií, ktoré ohraničujú obstavaný priestor zo všetkých strán (A), a obstavaného objemu bytových podlaží (Vb). Najvhodnejšie riešenie plošných a priestorových parametrov budovy je také, ktoré minimalizuje teplovýmenné plochy pri danom obstavanom objeme. Pri rovnakej kvalite teplovýmenného obalu budovy je merná potreba tepla na vykurovanie výrazne vyššia pri dome, ktorý má vyšší faktor tvaru (rozdiel skúmaných domov je okolo 20 kWh/(m2.a). Z tabuľky 4 je zrejmé, že dom DEKOR zastupujúci bežné bungalovy v dôsledku tvaru nesplní po roku 2020 normu ani pri použití izolačných vlastností obalových konštrukcií budovy na hranici realizovateľnosti, použití rekuperácie tepla a pri optimálnom riešení tepelných mostov tak, aby zvýšenie tepelných strát vplyvom tepelných mostov bolo nulové.
• Kvalita riešenia tepelných mostov tiež výrazne vplýva na potrebu tepla na vykurovanie. Uvažovaním paušálnej hodnoty ΔU = 0,050 W/(m2.K) nie je možné bez uvažovania rekuperácie tepla navrhnúť rodinný dom, ktorý by splnil odporúčanú hodnotu mernej potreby tepla na vykurovanie, resp. hodnotu na dosiahnutie energetickej hospodárnosti budovy podľa STN 73 0540-2: 2012 (pozri tabuľku 4) ani použitím extrémne nízkých hodnôt súčiniteľa prechodu tepla teplovýmenných konštrukcií. Preto je hodnotu ΔU vždy potrebné exaktne vypočítať (pri kvalitnom riešení tepelných mostov a zvýšenom objeme projekčných prác je možné dosiahnuť hodnotu ΔU = 0,00 W/(m2.K);
•  Výmena vzduchu v budove má tiež veľmi veľký vplyv na potrebu tepla na vykurovanie. Uvažovaním normalizovanej hodnoty indexu výmeny vzduchu v budove n = 0,5 1/h, teda bez uvažovania rekuperácie je veľmi ťažké navrhnúť rodinný dom, ktorý by splnil odporúčanú hodnotu mernej potreby tepla na vykurovanie, resp. hodnotu na dosiahnutie energetickej hospodárnosti budovy podľa STN 73 0540-2: 2012 (pozri tab. 4). Tieto hodnoty však od 1. 1. 2016 sú požadované – normalizované hodnoty.

Predpoklady na splnenie normových požiadaviek

• Pri rodinnom dome s takmer ideálnym faktorom tvaru (faktor tvaru sa blíži hodnote 0,7 1/m), je splnenie požadovanej hodnoty mernej potreby tepla na vykurovanie i hodnoty na dosiahnutie energetickej hospodárnosti budovy možné len za predpokladu:
  • použitia núteného vetrania s rekuperáciou tepla,
  • ideálneho riešenia tepelných mostov tak, aby zvýšenie tepelných strát vplyvom tepelných mostov bolo nulové (ΔU = 0,00 W/(m2.K)),
  • použitia parametrov obvodových konštrukcií minimálne na normovej úrovni (tab. 2 a tab. 3 variant A).
• Pri rodinnom dome s takmer ideálnym faktorom tvaru (faktor tvaru sa blíží hodnote 0,7 (1/m)) bez použitia vetrania s rekuperáciou je splnenie požadovanej hodnoty mernej potreby tepla i hodnoty na dosiahnutie energetickej hospodárnosti budovy možné za predpokladu:
  • ideálneho riešenia tepelných mostov tak, aby zvýšenie tepelných strát vplyvom tepelných mostov bolo nulové (ΔU = 0,00 W/(m2.K)),
  • použitie parametrov obvodovej steny s tepelnoizolačnými vlastnosťami až 2,6-krát lepšími ako normou požadované hodnoty, oknami o ¼ lepšími ako normou požadovaná hodnota a strechou a podlahou na úrovni cieľových hodnôt normy požadovaných až po roku 2020 (tab. 2 a tab. 3 variant C).
• Pre rodinný dom s faktorom tvaru blízko 1,0 ( jednopodlažné rodinné domy s obdĺžnikovým pôdorysom a malým množstvom výklenkov), je splnenie požadovanej hodnoty mernej potreby tepla i hodnoty na dosiahnutie energetickej hospodárnosti budovy možné za predpokladu:
  • použitia núteného vetrania s rekuperáciou tepla,
  • ideálneho riešenia tepelných mostov tak, aby zvýšenie tepelných strát vplyvom tepelných mostov bolo nulové (ΔU = 0,00 W/(m2.K)),
  • použitie parametrov obvodovej steny s tepelnoizolačnými vlastnos – ťami až 2,6-krát lepšími ako normou požadované hodnoty, oknami o ¼ lepšími ako normou požadovaná hodnota a strechou a podlahou na úrovni cieľových hodnôt normy požadovaných až po roku 2020 (tab. 2 a tab. 3 variant C). (Dom Dekor má faktor tvaru 0,975 1/m, jednopodlažné domy s komplikovaným pôdorysom môžu mať faktor tvaru až 1,4 1/m).

Záver

Norma STN 73 0540-2: 2012 po 1. 1. 2016 vyžaduje navrhovať rodinné domy s faktorom tvaru blízkym hodnote 0,7 1/m a zároveň s použitím núteného vetrania s rekuperáciou tepla a návrhom detailov tak, aby zvýšenie tepelných strát vplyvom tepelných mostov bolo nulové. Nedodržanie ktorejkoľvek z uvedených podmienok má za následok – pri snahe dodržať normu – extrémne zvýšenie tepelnoizolačných vlastností obalových konštrukcií rodinného domu výrazne nad normové hodnoty.

Autor: doc. Ing. Rastislav Menďan, PhD