Jiří Svoboda: Stavitelství na rozcestí
Globální změna klimatu je košaté téma umožňující uchopení mnoha způsoby z mnoha stran a mnoha subjekty. Můžeme vést sáhodlouhé disputace o její existenci či kdo a co ji způsobuje. To však není cílem tohoto článku. Vycházíme z předpokladu, že je jistá pravděpodobnost, že spalování fosilních paliv podporuje nežádoucí globální změnu klimatu. A pokud by se nám podařilo najít a prosadit způsob, jak, jen jaksi mimochodem, snížit energetickou náročnost našeho života a redukovat tak spalování fosilních paliv, zřejmě neuděláme nic špatného.
Bydlíme v domech a platíme jejich provozní náklady. Málokdo se pozastaví nad tím, že topení a ohřev vody ročně zhltne jednu či dvě měsíční výplaty. Bereme to jako daný fakt a SIPO v tichosti provádí pravidelné srážky z našeho konta. Energetické společnosti jsou považovány za naše přátele (aspoň to o sobě říkají) zajišťující teplo našich domovů a stavební firmy jim dohazují další a další vděčné zákazníky, kteří se stěhují do nových polozateplených domů. Zdánlivě je všechno v pořádku.
Před více než 25 lety byly v Německu úspěšně vyzkoušeny stavba a provoz pasivního domu. Šlo o ryze vědecký projekt, který měl ukázat, kolik energie lze ušetřit, bude-li dům co nejlépe tepelně zaizolován, zatěsněn a bude-li zpětně získáváno teplo při větrání. Takto pojatý dům funguje jako termoska, v níž si v zimě bereme na výlet horký čaj a v létě zmrzlinu. Termoska uvnitř dlouho udrží téměř konstantní teplotu, aniž by potřebovala dodatečný zdroj tepla či chladu. Podobně lze v pasivním domě udržovat požadovanou stálou vnitřní teplotu za každého počasí s minimálními provozními náklady.
Tehdy nemohl být koncept pasivního domu komerčně úspěšný, neboť poměr cen tepelných izolací a energie byl řádově vyšší než dnes. Nyní je navíc na trhu řada nových stavebních materiálů a šikovných technologií, jejichž vhodnou kombinací lze stavbu pasivního domu značně zjednodušit a zlevnit při zachování vysoké kvality a životnosti stavby. Pokud je vše důkladně prokombinováno a zoptimalizováno, objeví se řada nových možností, jak lze jednoduše stavět pasivní domy různých typů dokonce i mnohem levněji, než běžné domy. Bohužel, nezávislý výzkum rozvíjející původní myšlenku pasivního domu přestal prakticky existovat. Výzkum bývá podporován výrobci konkrétních stavebních hmot či technických zařízení, kteří chtějí své výrobky v rámci pasivního stavitelství co nejvíce uplatnit. To prostor pro optimalizaci značně omezuje. U řady projektů i realizací budov nelze nezískat dojem jakoby cena a pracnost výstavby vůbec nehrály roli, či dokonce existoval zájem stavbu účelově prodražit.
Proces optimalizace nelze dělat od zeleného stolu. Je nezbytné mít se stavebními technologiemi zkušenosti a nejlépe několik domů současně navrhnout, financovat, vlastníma rukama postavit a pak je i provozovat. Je nutné vše průběžně kriticky vyhodnocovat, poučovat se z chyb a nedostatků, neustále hledat a alespoň v hlavě testovat nová řešení a tak získat pro optimalizaci dostatečný cit a nadhled. Takový postup je ale na hony vzdálen praxi. Na vzniku a provozování prakticky každé stavby se podílí řada různých subjektů s diametrálně odlišnými zájmy. To je zřejmě jednou z hlavních příčin stávajícího stavu stavebnictví. Vznášet věcné kritické připomínky typu „proč se něco udělalo tak draze a složitě?“, bývá považováno za neomalenost. Stavební inženýr či architekt má svůj diplom a kulaté razítko, a chce „nerušeně pracovat“ podle jednou naučených postupů (čest výjimkám!).
-
Je kupodivu, že ani v ekologicky smýšlejících zemích, jako jsou Německo či Rakousko, pasivní výstavba příliš nevzkvétá. Má to zřejmě dvě hlavní příčiny:
- 1. Proč stavět pasivní domy, když lze vyrobit dost „zelené“ energie? Nehorázně dotované obnovitelné zdroje tamní společnost fascinovaly a vyvolaly dojem jejich všespasitelnosti.
- 2. Stavebních firmy chtějí být „in“ a šetří energii pomocí drahých high-tech řešení. Reklamní masáž ale zájem o takové domy nevyvolává, zákazníci jsou přece jen soudní a raději zvolí běžný dům, neboť jednoduché a levné pasivní domy v nabídce nenajdou.
Kvalitní tepelná ochrana domu ustupuje aktivním systémům. Ty jsou, byť velmi pochybně, ekonomicky obhajitelné jen u špatně zateplených budov. Navíc aktivní prvky rychle zastarávají a za 20 let mohou být neopravitelné. Stavět na takových technologiích provozně závislé budovy s předpokládanou životností 100 let je podobně nezodpovědné, jako použít na střechu domu nekvalitní krytinu. Naopak trvanlivé tepelné izolace (např. minerální/skelné vaty) jsou vůbec nejlevnějšími stavebními materiály. Jejich zabudování do konstrukce stavby může být ale i několikanásobně dražší, než jsou samy. Klíčem k prosazení nízkonákladových pasivních staveb je nalezení způsobů, jak lze tepelné izolace do konstrukcí staveb zabudovat co nejjednodušeji a nejlevněji. S tím jsou spojeny i další výzvy např. jak optimálně zajistit statiku stavby či spolehlivě vyřešit konstrukci střechy.
Bohužel se dnes moc nenosí, že pokrok může spočívat v dosažení stejných či lepších parametrů jednodušším a levnějším způsobem. Jakoby doba předjímala, že potenciál účinných jednoduchých řešení je již vyčerpán. Ve stavitelství (a nejen tam) to ale zdaleka neplatí!
Postupy výstavby domů se zabývá nový stavebně-technický směr optimalizmus. Z něj vyplývající koncept nízkonákladového pasivního domu není produktem „zeleného myšlení“, nýbrž je výhradně výsledkem důkladné a nezávislé optimalizace výstavby budov vzhledem k investičním a provozním nákladům. Soustavně se hledá co nejlepší „řemeslně čisté“ řešení i u takových zdánlivě maličkostí jako je konstrukce vnitřního a vnějšího opláštění obvodových stěn, důsledné zateplení pevných rámů oken či způsob vedení instalací. Jinými slovy, nízkonákladový pasivní dům lze považovat za nejvýhodnější nové bydlení z hlediska investičních a provozních nákladů i komfortu. Značné zjednodušení konstrukcí, stavebních postupů i geometrie stavby práci urychlí a umožní i realizaci domu svépomocí, čímž se mohou náklady dále snížit. Snad to bude motivovat projektanty a stavební firmy, aby se slibnému trendu přizpůsobili. Nedílnou součástí optimalizmu je i vývoj a testování souboru nových spolehlivých a levných technických zařízení pasivního domu, která působí synergeticky nejen vzájemně, ale spolu s vynikajícím zateplením domu zajistí nadstandardní komfort bydlení s minimem obsluhy a starostí.
Optimalizmus upřednostňuje využívání přírodních materiálů, pokud je to výhodné. Dominuje využití smrkového dřeva v nosné konstrukci obvodového pláště, střechy i stropů. Ukazuje se, že promyšlené použití 1 kg smrkového dřeva může nahradit 1 kg oceli nebo 20-30 kg betonu či cihel. Výhodou dřeva je možnost jednoduše vyrábět lehké a pevné příhradové vazníky pro nosnou konstrukci obvodového pláště a střechy. Ty zároveň vytvoří dostatečný prostor pro snadné uložení potřebného množství tepelné a akustické izolace. Takto lze vytvořit nosnou obvodovou stěnu s finálními povrchy na obou stranách o celkové tloušťce 550 mm mající 88 % svého objemu vyplněného minerální vatou. Náklady na 1 m2 obvodové stěny s parametry tepelného odporu doporučenými normou pro pasivní budovu (U=0,08W/(m2K)) vyjdou při svépomocné výstavbě na 1000 Kč, přičemž pracnost a nároky na řemeslnou dovednost jsou malé. Podobných nákladů lze docílit i u střechy s malým spádem z jednoduchých dřevěných vazníků. Tepelnou izolaci tloušťky 660 mm z minerální vaty (U=0,06W/(m2K)) ve střeše může krýt bílý trapézový plech. Bílá střecha maximálně odráží sluneční záření a přitom vyzařuje do vesmíru teplo jako černé těleso. Takto pojatá střecha poslouží ochraně klimatu a pokud je dešťová voda zasakována i bilanci spodních vod mnohem více, než často propagovaná a mnohem komplikovanější zelená střecha. Konstrukce stropů s přiznanými trámy a palubkovým podhledem je považována za optimální variantu vzhledem k nákladům, pracnosti i estetice. Při vhodném umístění a příznivé orientaci stavby může takto pojatý rodinný dům dosáhnout parametrů nulového domu se spotřebou tepla na vytápění třikrát menší, než je požadováno u pasivního domu (viz „vzorový“ dům na ovrázcích).
V rámci optimalizmu byla vyvinuta kompaktní jednotka s malým tepelným čerpadlem, která v zimě pasivní dům vytápí pomocí jednoduchého podlahového topení a ohřívá vodu v bojleru, přičemž teplo pro tepelné čerpadlo odebírá ze splaškové vody a zemního výměníku pod domem. V létě jednotka dům beznákladově klimatizuje prostou cirkulací kapaliny mezi podlahovým topením a zemním výměníkem (tím se pod dům ukládá teplo na zimu) a voda v bojleru je ohřívána tepelným čerpadlem teplem z podlahového topení (i tím se dům z části klimatizuje). Kompaktní jednotka celoročně zajistí požadovanou teplotu v domě nastavenou pomocí nastavení prostorového termostatu. Drahé stínící či clonící prvky pak nejsou potřeba. Podlahové topení tedy v zimě slouží k vytápění a v létě ke klimatizaci domu. Pro zhotovení zemního výměníku z polyetylénových hadic umístěným pod základy a základovou deskou není třeba provádět žádné výkopové práce navíc. Kompaktní jednotka je ovládána čtyřmi relé, které jsou k jednotce přidány jako náhradní díly. Všechny aktivní součásti jednotky jsou nejvyšší kvality, lehce přístupné a vyměnitelné, zřídka využívaný kompresor tepelného čerpadla by měl vydržet po celou dobu předpokládané životnosti stavby (100 let).
Byla též vyvinuta a odzkoušena rekuperační jednotka pro řízené větrání fungující na novém principu. Z domu odsávaný vzduch celoročně předehřívá vodu pro bojler v protiproudém zásobníkovém výměníku vzduch/voda na více než 20 °C. V roční bilanci uspoří nová rekuperační jednotka více energie než standardní rekuperační jednotky přinášející úsporu jen po dobu topné sezóny (3-4 měsíce v roce). Ventilační systém s novou jednotkou skýtá při podstatně nižší ceně a provozních nákladech stejný komfort jako standardní systémy. Roční provozní náklady na topení, klimatizaci, ohřev vody a řízenou ventilaci by neměly u nízkonákladového pasivního rodinného domu přesáhnout 5 tisíc Kč. Pak je rozhodující položkou provozních nákladů domu spotřeba vody. I zde se dá ročně ušetřit 2-3 tisíce Kč pomocí námi navrženého jednoduchého bezobslužného zařízení využívajícího vodu ze sprchy či vany pro splachování WC. Navíc část tepla z odpadní vody zůstane v domě, což sníží náklady na topení.
Pořizovací náklady na ucelený systém technických zařízení pasivního domu by neměly přesáhnout 300 tisíc Kč. Celý námi navržený „vzorový“ pasivní dům s užitnou podlahovou plochou 146 m2 by měl v základním provedení stát kolem 1 milionu Kč při svépomocné výstavbě a firmy by ho mohly stavět za 2 miliony Kč. Bližší informace o novém technickém zařízení nízkonákladových pasivních domů i projekt optimalizovaného pasivního rodinného domku včetně popisu doporučených pracovních postupů lze najít a zdarma stáhnout na stránkách www.optimalizmus.cz. Autoři konceptu budou rádi za jakýkoliv námět či kritickou připomínku.
Optimalizmus sleduje i cíl oddémonizovat pasivní stavitelství, na němž se v průběhu let podepsala řada „vylepšení“. Mnohé pilotní projekty poskytly pasivnímu stavitelství medvědí službu. Tak zakořenily hanlivé mýty a postupně byla vyvolána i nedůvěra v pasivní stavitelství jako takové. To se dodnes zmítá mezi amaterizmem a vědou či kutilstvím a nefunkčním profesionalizmem. Naivní očekávání může u přetechnizovaných pasivních domů vystřídat velké zklamání, které se postiženému nerado přiznává a zveřejňuje. Pak chybí důležitá zpětná vazba. Stavitelství přijalo řadu rigidních zásad, které projektanti bezmyšlenkovitě uplatňují, svazují jeho rozvoj a flexibilitu. Oprávněné požadavky na jednoduché, levné, energeticky úsporné a komfortní bydlení pak nemohou být uspokojeny. Mnohé projekční a stavební firmy dokonce zájem o pasivní dům zákazníkům „kvalifikovaně“ rozmlouvají.
Výstavba budov se dostala na rozcestí a stavebně-energetický moloch bude nepochybně usilovat stávající způsob výstavby zachovat. Bude využívat převahy svých „odborníků“ nad nezkušenými zákazníky a mnohé jistě přesvědčí o správnosti „klasického“ bydlení, když při argumentaci využije hanlivé (oprávněné i neoprávněné) mýty o pasivním stavitelství. Proto se optimalizmus distancuje od stávajícího pasivního stavitelství, řeší pasivní dům ničím nesvázán znovu „od Adama“ a staví přání a svobodnou volbu zákazníka na první místo. Respektuje, jak si chce zákazník svůj dům postavit. Předloží aktuálně nejlepší variantu ve smyslu nejmenších investičních a provozních nákladů při zachování vysokého komfortu bydlení a životnosti stavby a každý se od něj může odchýlit s vědomím, co ho to bude stát. Chce-li například někdo tepelně izolovat slámou či ovčí vlnou, lze lehce vypočítat, o kolik bude dům s ovčí vlnou investičně dražší nebo o kolik více energie dům s hůře izolující slámou spotřebuje. Optimalizmus ani nebazíruje na nuceném větrání s rekuperací. Pravděpodobně se ale budeme muset smířit s tím, že od roku 2020 bude každá novostavba ze zákona vybavena ventilací s rekuperací a možná budou vylobována i další direktivní nařízení. Jsme přesvědčeni, že optimalizmus se se všemi úředními nástrahami se ctí vyrovná a najde pro zákazníka to nejlepší řešení.
Je třeba důrazně varovat před stavbou domů zateplených ve standardu výrazně horším než pasivním, tj. např. v nízkoenergetickém standardu, který je považován za hit dnešní doby. Takový dům je na sto let odsouzen ke zbytečně vysoké spotřebě energie na vytápění, neboť jeho dodatečné zateplení se ekonomicky nevyplatí. Naopak, pokud se tepelné izolace jednoduše zabudují již při stavbě domu, navýšení investic se obratem vrátí v nižší ceně menšího a jednoduššího otopného systému. Běžně velký nízkoenergetický rodinný dům spotřebuje za dobu své životnosti zhruba o půl milionu kWh tepla více než pasivní, což při dnešních cenách energie představuje asi 1 milion Kč, a zbytečně bude do ovzduší emitováno asi 100 tun oxidu uhličitého.
Na dřevěnou konstrukci obálky a stropů rodinného domu je potřeba asi 30 m3 dřeva a pro stavbu 10 tisíc nízkonákladových pasivních domů ročně by to představovalo zhruba ¼ produkce našich hospodářských lesů. Využití dřeva v konstrukcích sníží uhlíkovou stopu výstavby domu o dalších zhruba 50 tun emisí oxidu uhličitého a navíc je ve vlastním dřevě na 100 let zachyceno přes 20 tun oxidu uhličitého. Takto pojaté pasivní stavitelství se může stát dalším důležitým aspektem ekologického přínosu hospodářských lesů. Pro konstrukci nosných prvků bude asi třeba i nadále využívat smrkové dřevo, v plošných materiálech jako jsou OSB desky se však může uplatnit i dřevo jedlí, borovic, bříz, fasády je nejlépe obkládat modřínem, schodiště lze vyrobit z tvrdých dřev listnáčů. V nízkonákladovém pasivním stavitelství lze tedy uplatnit veškeré dřevo našich smíšených lesů.
Optimalizmus je autory nabízen jako volně přístupný stavební koncept, který by mohl zaujmout zvláště mladé lidi. Očekává se, že každý, kdo nízkonákladový pasivní dům takto postaví, přispěje svými kritickými připomínkami, poznatky a konstruktivními návrhy do diskuse, a tím se vytvoří trvalá zpětná vazba nutná pro další zdravý rozvoj optimalizmu. Ten by pak mohl oslovit většinu společnosti a prosadit se i bez reklamy a dotací pouze svými ekonomickými a ekologickými přínosy. Mohl by se stát i základem pro výstavbu sociálního bydlení. Koncept zjevně není natolik svazující, aby se nemohl uplatnit i v zajímavých architektonických návrzích staveb, které by mohly obohatit stávající konstrukční systémy. Očekáváme, že během příštích pár let se podaří postavit několik nízkonákladových pasivních domů, které životaschopnost konceptu prověří.
Jiří Svoboda je vědeckým pracovníkem Ústavu fyziky materiálů AVČR v.v.i. v Brně, kde se zabývá vývojem žárupevných materiálů a termodynamickým modelováním. Mimopracovně se snaží prosazovat rentabilní postupy pro ochranu klimatu. Navrhl a sám postavil několik domů, poslední dva v pasivním standardu. Je zastáncem otevřené kritické diskuse a vadí mu její absence ve společnosti. Uvědomuje si obrovský potenciál zatím neobjevených či neuplatněných jednoduchých řešení.
Petr Čáslava je nadšený propagátor dřevěného stavitelství, jehož koníčkem vedle práce architekta je subvence udržitelného rozvoje stavebnictví v oblasti rodinných domů. Důležitou podstatou zájmu je také podpora svépomocných stavebníků, přičemž má snahu přenášet architektonické principy do jednoduchých řešení výstavby rodinného bydlení.
reklama
Další články autora |
Jiří Svoboda: Otevřený dopis pro MPO a MŽP – energetika a ochrana klimatu
Jiří Svoboda: Quo vadis, elektroenergetiko?
Jiří Svoboda: Je lidstvo schopno odvrátit nebo aspoň výrazně zmírnit globální klimatický rozvrat?Online diskuse
Všechny komentáře (8)
- Dům je pro člověka obvykle největší vydání v životě, pohybuje se na hraně svých možností a milión teď je pro něj mnohem větší zátěž než milión později.
- Deklarované úspornosti jednoduše nevěřím. Předkládané výpočty zjevně opomíjejí takové věci jako přirozené větrání (které stejně budu používat), stárnutí izolace a pláště budovy, nekvalitní provedení které je v našich končinách běžným standardem, nákladné opravy a náhrady aktivních zařízení (výměníky, tepelná čerpadla) během životnosti domu.
- Dům chci proto, že mi na rozdíl od bytovky poskytne ticho a klid. Nedovedu si představit život mezi permanentně hučícími ventilátory a teplo-vlhkostními výměníky. Odkazy dodavatelů na to, že "splňují hlukovou normu" chápu tak, že nebudu mít doma sice hluk, ale nebudu mít ani ticho. 35 dB slyším a méně to nebude, aerodynamika se nedá očůrat.
Jiří Svoboda
22.8.2018 14:01 Reaguje naZákladem konceptu je velmi kvalitně zateplená budova, hlavně s využitím minerální vaty, navržená tak jednoduše, aby vyšla co nejlevněji a levná izolace se tam vkládala velmi jednoduše. Z vlastní zkušenosti vím, že ve dvou jsme schopni uložit do konstrukce 20-30 m3 vaty denně.
Uvažovaný dům nestojí o 1 milion více, ale o 1 milion méně, to je asi základní problém vašich úvah.
Koncept počítá s tím, že někdo nebude chtít vzduchotechniku, tak ji mít nebude a o trošku více protopí, ale pořád mnohonábně méně než v běžném domě.
Doufáme, že již poměrně brzy budeme mít demnostrační dům postaven a každý zájemce tam bude moci nějaký čas pobýt a pak se rozhodne. Malování čertů na zeď v tomto případě nemá význam.
Jedna věc je chování budovy a druhá věc je chování bydlících (to ovlivnit nemůžeme a za to ani nemůžeme nést zodpovědnost).
Lukas B.
23.8.2018 09:18 Reaguje na Jiří Svobodaa pár připomínek:
1. skladovací prostory, technické místnosti. chybí. ale nejen u Vás, všude. postavím si barák, a pic, fláknu pračku se sušičkou do koupelny a v obýváku permanentně straší rozkládací sušák a v chodbě zakopávám o koš na špinavé prádlo. druhý rok stloukám na zahradě boudu na kola a lyže.
2. klasická sedlová střecha je fajn vynález. jednak to vypadá hezky, druhak se to smysluplně a logicky svépomocně udržovat a třeťak vzniká prostor, kde se suší prádlo a skladují lyže, stany a spacáky a ostatní domácí velkoobjemový sezónní bordel, lisem na mošt počínaje a zednickými neckami konče. bydlení pod střešním pláštěm je, no, dobré tak pro chudé malíře a básníky. chápu samozřejmě argument s nejnižší spotřebou dřeva a nejnižšími nároky na jeho kvalitu u příhradových sbíjených vazníků, ale v okamžiku, kdy respektuji sklon střechy v místě obvyklý, tak je podkroví mezi vazníky ztracený prostor. (krokve můžou být samozřejmě opět nikoli macaté trámy, ale opět příhradové, jako třeba obyčejná lepená "gétéčka" z weisshornu. ty samozřejmě doma se švagrem nevyrobíte.
3. tepelná izolace je fajn věc, ale pro komfort bydlení je tepelná kapacita a setrvačnost stavby věc ještě lepší. tedy pro trvale obývané stavby, pro víkendhaus je to jinak. beton a cihlu plnou klimatizace a výměníky nahradíme jen velmi chabě.
Jiří Svoboda
23.8.2018 15:33 Reaguje na Lukas B.2. Domek je pojat jako optimalizovaný, nabízející celé plnohodnotné patro levněni než podkroví. Právě malujeme domek s podkrovím se sklonem střechy 22,5° a křidlicí a jde to opět pojmout pomocí sbíjených vazníků. Projekt by se měl brzy objevit na stánkách optimalizmu. Vyjde to však dráž a já jsem prostě zastáncem bílého trapézového plechu na střeše kvůli ochraně klimatu. I Obama se kdesi vyjádřil: natřete střechy nabílo, tady už je to zdarma z výroby.
3. Tepelná setrvačnost (ta je podstatná) je zhruba součinem tepelné kapacity a odporu izolace. S tepelnou kapacitou jsme asi na polovině, s izolací asi 5x lépe. Navíc máme v domě beznákladovou klimatizaci podlahovým topením (sbíráme teplo na zimu a ohříváme vodu). Pro letní tepelnou pohodu tedy děláme vysoký nadstandard. Vše však ukáže praxe.
Jiří Svoboda
23.8.2018 15:38 Reaguje na
mayduavong tudongts
5.9.2018 06:08