Nulový dom a reálna spotreba energie

nulovy_dom_kremnicka

Nech je energetická náročnosť stavby akokoľvek presne prepočítaná, nikdy nebudeme môcť vziať do úvahy všetky konečné dopady na spotrebu energie. Ťažko sa vopred presne zohľadní vplyv reálnej konštrukcie i technológie, kvalita zhotovenia tepelných izolácií, citlivých detailov a pod. Najväčší vplyv na spotrebu má však skutočné správanie sa osôb, ktoré nulový dom obývajú.

Najdôležitejším faktorom dosiahnutia štandardu nulového domu je reálna spotreba energie. Najdôležitejším meradlom kvality vnútornej klímy je zase spokojnosť užívateľov. Preto sme sledovali nulový dom (jeden z prvých postavených na Slovensku) počas jeho užívania v období 2012/2013, jeho bilanciu energie i parametre vnútornej klímy.

Popis koncepcie, stavebného systému a techniky prostredia pre nulový dom

Samostatne stojaci nepodpivničený rodinný dom má jednoduchý kompaktný tvar s obdĺžnikovým pôdorysom s dvomi nadzemnými podlažiami a plochou strechou. Je situovaný v obývanej oblasti Stará Kremnička, okres Žiar nad Hronom.

nulový dom architektonické riešenie
Architektonické riešenie referenčného domu, autori projektu: Mgr. Art. B. Kjerulf a Ing. M. Prejsa, realizátor: Fordom, s.r.o.

Referenčný dom využíva dômyselný a do detailov prepracovaný modulový stavebný systém. Stavba domu bola ukončená v roku 2011. Nulový dom je obývaný štvorčlennou rodinou a je zoptimalizovaný z hľadiska orientácie k svetovým stranám. Na severnej strane domu sú situované miestnosti s krátkodobým pobytom, hlavne komunikačné priestory a vchod. Na južnej strane domu je obytná zóna, z tejto strany sú navrhnuté veľké zasklené plochy i východ na terasu domu. Podlahová plocha rodinného domu je 159,6 m2.

Nulový dom a tepelná izolácia

Podlaha rodinného domu je tepelne izolovaná pod úrovňou progresívneho založenia na železobetónovej základovej doske, vo forme 40 cm granulátu z penového skla. Samozrejme, všade po obvode je deformácia teplotného poľa dôsledne ošetrená obkladom z nenasiakavého extrudovaného polystyrénu Styrodur. Na dome bola navrhnutá plochá extenzívna zelená strecha, na ktorej sú umiestnené fotovoltické panely na výrobu elektriny. Nosná časť strechy i obvodových stien je vytvorená z prvkov zloženého skriňového prierezu. Hlavnú izolačnú rovinu tvorí priestor vyplnený minerálnou vlnou novej generácie ISOVER medzi nosníkmi. Izolácie v stene sú doplnené z interiéru o inštalačnú vrstvu, taktiež vyplnenú vysokoúčinným izolantom zo sklenej vlny, čo umožňuje dôsledne dodržať vzduchotesnú rovinu. Obvodová stena je riešená v koncepte difúzne otvorenej skladby. V strope a vnútornej priečke je akumulačná vrstva z nepálených tehál. Vysoký štandard tepelnej ochrany doplňujú kvalitné nízkoenergetické okná na báze dreva, so zasklením izolačným trojsklom s extrémne nízkym prechodom tepla v pomere s vysokou priepustnosťou slnečného žiarenia.

Skladba podlahy pre nulový dom
Obr. 1: skladba podlahy na teréne P1

 

Nulový dom: skladba obvodovej steny
Obr. 2: skladba obvodovej steny OS1

 

Skladba strechy pre nulový dom
Obr. 3: skladba strechy STR1

 

NÁŠ TIP: Ak ste zákazníkom ZSE, využite zľavu až 35 % na vybrané výrobky spoločnosti Isover.

Vykurovanie a vetranie

Okrem núteného vetrania s rekuperáciou, ktoré spolu s dôkladnou izoláciou obvodových konštrukcií minimalizuje tepelné straty, je v dome aj stenové vykurovanie s rozvodom pod sadrokartónovým obkladom. Tepelná energia prostredníctvom tepelného čerpadla Ochsner Europa Mini EWT E4/W15-55 s vykurovacím výkonom 3 kW ohrieva vodu v zásobníku pomocou spodnej špirály. Prostredníctvom hornej špirály je teplo zo zásobníka odoberané na vykurovanie objektu. Vykurovací okruh slúži aj na letné chladenie. Výparník tepelného čerpadla je zakopaný v zemi v hĺbke 1,2 m pod terénom nad potrubím soľankového výmenníka. V dome je tak postarané o naozaj „komfortnú“ tepelnú pohodu s optimálnym rozložením teplôt v zimnom vykurovacom období i nízkoenergetickým chladením v prípade extrémnych letných horúčav.

Ako vzduchotesná rovina slúži OSB doska s prelepením páskami. Blower-door test bol vykonaný počas výstavby s výslednou hodnotou n50 = 0,58 h-1. Vetranie so spätným získavaním tepla zabezpečuje vetracia a rekuperačná jednotka Santos 370DC s maximálnym výkonom 100 m3/hod. Je umiestnená v technickej miestnosti spolu s tepelným čerpadlom.

Strecha pre nulový dom

Na plochej streche rodinného domu je umiestnených 23 fotovoltických polykryštalických panelov s rozmermi 1642 x 994 x 40 mm. Celkový výkon všetkých panelov je 4,83 kW. Zariadenie výroby elektriny zo slnečnej energie bolo uvedené do prevádzky v decembri 2011. Úradom pre reguláciu sieťových odvetví na Slovensku bolo vydané rozhodnutie o výške výkupnej ceny elektriny od majiteľa domu, pre rok 2011 bola pevná cenu elektriny pre stanovenie doplatku vo výške 259,17 €/MWh. Náš referenčný nulový dom je zariadený spotrebičmi s nízkou spotrebou elektriny.

Pri kolaudácii bol rodinnému domu vystavený energetický certifikát, ktorého spracovateľom bol autor. Rodinný dom bol zaradený do kategórie A, s vypočítanou hodnotou globálneho ukazovateľa – celkovej dodanej energie 14 kWh/(m2.rok), avšak s hodnotou primárnej energie 0 kWh/(m2.rok). Primárna energia z výpočtu k energetickému certifikátu však vyšla záporná (!). To znamená, že dom je z hľadiska vypočítanej celoročnej bilancie aktívny – vyrobí viac energie, ako jej spotrebuje. Na základe týchto údajov môžeme stavbu označiť za nulový dom.

Nulový dom v číslach

Porovnanie vypočítaných a nameraných hodnôt spotrebovanej, ako aj vyprodukovanej energie, počas sledovaného obdobia 2011/2012 uvádzame v nasledovnom grafe:

tab1 spotreba energie
Spotrebovaná a vyprodukovaná energia v kWh počas vykurovacej sezóny.

 

Počas sledovaného obdobia sa monitorovala teplota a relatívna vlhkosť vzduchu vo vybraných miestnostiach, ako aj obsah CO2 v interiéri. Vybraté hodnoty pre extrémne obdobie na prelome 2012/2013 sú na nasledovných grafoch.

teplota vzduchu

vlhkost vzduchu
Priebeh teplôt a relatívnej vlhkosti vzduchu vo vybraných miestnostiach a v exteriéri (pozícia sever/juh) v období od 21. 12. 2012 do 4. 1. 2013.

 

obsah CO2
Extrémny denný priebeh obsahu CO2 vo vybranej miestnosti.

 

Na základe preukázaných parametrov vnútornej klímy, snáď s výnimkou relatívnej vlhkosti vzduchu, bol v rodinnom dome zabezpečený vysoký komfort vnútornej klímy.

Skutočná spotreba energie odpovedala vypočítaným hodnotám. Dom vyrobil viac energie, ako sa predpokladalo – napriek tomu, že výkon fotovoltických panelov bol okrem štandardných klimatických vplyvov významne ovplyvnený výškou snehovej pokrývky a odpovedajúcou údržbou. Vplyvom nevhodného umiestnenia meniča v nevetranej miestnosti sa znižovala účinnosť zariadenia.

Predpokladaná ročná výroba elektrickej energie, dodávaná do siete, získaná pomocou výpočtov je 4610 kWh. Verejne prístupný údaj z Úradu pre reguláciu sieťových odvetví zobrazuje množstvo elektrickej energie na doplatok (vyrobená elektrina) za rok 2012  5110 kWh. Za predpokladu rovnakého správania sa budovy v prvom polroku 2012 i 2013 možno konštatovať, že budova rodinného domu mala v roku 2012 zápornú bilanciu spotrebovanej a vyprodukovanej energie.

Po odpočítaní nákladov na ročnú prevádzku nulový dom „zarobil“ za rok 2012 spolu 757,9 €.  Z finančného hľadiska bude tento nulový dom v priebehu nasledujúcich piatich rokov prinášať zisk maximálne do 800 €. Účinnosť fotovoltických panelov však priamoúmerne klesá s pribúdajúcimi rokmi užívania. Táto zmena sa výraznejšie prejaví po 20 rokoch využívania panelov.

Nulový dom môže na výsledkoch štúdie stavať

Monitoring referenčného domu preukázal, že aj v podmienkach klímy a stavebného trhu na Slovensku možno výstavbu domov s takmer nulovou spotrebou energie alebo podľa rozličných definícií „nulových“ alebo „energeticky aktívnych“ domov etablovať ako štandardný spôsob výstavby. Referenčný nulový dom mal zabezpečiť vysokú kvalitu a komfort vnútorného prostredia pri extrémne nízkej spotrebe energie, čo sa mu aj podarilo. Pasívnu bilanciu spotrebovanej/vyrobenej energie je možné efektívne dosiahnuť len vysokým štandardom tepelnej ochrany, definovaným ako zásady pre energeticky pasívne domy, za použitia obnoviteľných zdrojov energie.

ZAUJÍMAVOSŤ: Ako sa stavia nulový dom – fotogaléria

 

Autor článku: prof. Ing. Jozef Štefko, CSc., externý expert Isover

Zdroj: www.isover.sk

 

Zdieľajte:   Facebooktwittermail