Energoblog
Energeticky soběstačný dům – realita či fikce?
Na první pohled je to lákává myšlenka – postavit dům tak, abychom se navždy zbavili účtů za energie. Samozřejmě s veškerým komfortem současnosti.Před vlastním rozhodnutím je však nutno si ujasnit, zda chceme dům skutečně nezávislý – tedy takový, který vůbec není připojen k elektrické síti, případně plynovodu nebo rozvodu tepla. Toto řešení je nutné v případě, že chceme mít dům daleko od civilizace a kde by budování přípojek přišlo příliš draho. Například chceme-li bydlet v horách, uprostřed lesů nebo na hausbótu.
Další možností je mít dům, který bude mít nulovou spotřebu pouze účetně. Takový dům je normálně připojen k elektrické síti. Má však také vlastní zdroj elektřiny. Podle potřeby pak elektřinu ze sítě odebírá nebo do ní vrací zpět. Teoreticky může dům spolupracovat i s teplovodní sítí. Například během zimy by odebíral teplo pro vytápění a v létě by do ní dodával teplo z vlastních solárních kolektorů. V praxi se ale takovýchto řešení zatím mnoho nevyskytuje.
Poslední cestou je napodobit model tradičního venkovského statku. Takový statek byl až do nástupu průmyslové revoluce soběstačný zcela samozřejmě – jinak to ani nešlo. Energii, tedy dřevo z vlastního lesa a krmení pro tažná zvířata museli zajišťovat jeho obyvatelé. Dnes je možné, aby statek produkoval a prodával biopaliva (dřevo, štěpku, pelety nebo brikety ze dřeva, slámy, šťovíku nebo jiné plodiny, případně obilí, kukuřici na topení). Může také vyrábět elektřinu a přebytky prodávat. Znamená to však, že někdo z obyvatel se bude energiím věnovat profesionálně. Jde vlastně o specifické podnikání, které není pro každého.
Energetická bilance
Při řešení energetiky domu je třeba sestavit energetickou bilanci. Na straně „výdajů“ to znamená zjistit všechny tepelné ztráty, ale i potřebu tepla pro ohřev vody a spotřebu všech elektrospotřebičů. Nejde jen o žárovky, televizi a mixér, ale také oběhová čerpadla, ventilátory atd. Na straně „příjmů“ jsou to energetické zisky. Velká část elektřiny se v domácnosti přemění na teplo, které slouží k vytápění. Typickým příkladem je chladnička, která svou zadní stranou neustále hřeje. Dokonce i každý obyvatel domu trochu „topí“, dospělý člověk v klidu vyzařuje 80 až 100 W. Někdy ovšem teplo ze spotřebičů odchází z domu přímo pryč, například s teplou vodou z pračky. Významnou roli u moderních domů hrají solární zisky jižním prosklením. To, co dům nepokryje vlastními tepelnými zisky, musí dodat kamna nebo kotel. Samozřejmě je nutné mít i zdroj elektřiny.
Cesta k minimální spotřebě tepla: pasivní dům
Moderním trendem výstavby jsou pasivní domy, kde roční spotřeba tepla na vytápění je menší než 15 kWh/m2. To je 10x méně, než požadují současné předpisy a také zhruba 10x méně než u nás mívají současné novostavby. Principy, používané v pasivních domech, lze ale samozřejmě použít i u ostatních staveb.
Prvním z nich jsou izolace stěn, v síle až 40 cm. Je zřejmé, že takovou tloušťku izolační hmoty nelze nahradit žádným zdivem. Proto jsou stěny vždy kombinací několika materiálů. Konstrukční možnosti jsou široké a rozhodně nelze říci, že některý typ je ideální pro všechny domy. Můžeme použít zděnou konstrukci, dřevostavbu, betonové stěny ve ztraceném bednění a další a další. Zcela zásadní je důsledná eliminace tepelných mostů. Nejsou-li tepelné mosty potlačeny, uniká jimi srovnatelné množství tepla jako zbytkem konstrukce; pak už moc nepomůže zvyšovat dále sílu izolace ve stěně.
Často se zmiňuje nutnost kompaktního tvaru budovy. Nejde o neporušitelné dogma, ale při kompaktním tvaru se snáze vyhneme potížím s různými tepelnými mosty, které vyplynou ze složitější konstrukce. Čím je budova kompaktnější, tím méně má ochlazovaných ploch.
Naprosto zásadní je použití větracího zařízení s rekuperací tepla z odváděného vzduchu. Dům se už nevětrá otevřenými okny. Většina oken může být pevně zasklená, což snižuje jejich cenu. Odváděný vzduch v zimě předehřívá čerstvý venkovní vzduch, čímž výrazně klesá potřeba tepla pro větrání.
Zdroje energie
Pokud náhodou nemáme na pozemku ropný vrt, je nutné pokrýt spotřebu z obnovitelných zdrojů. Některé se hodí více, jiné jsou prakticky nepoužitelné. Typicky jde o bioplyn, který se hodí jen pro větší objekty typu farmy s hospodářskými zvířaty. Podobně energie vody nebo větru se dá využít jen výjimečně – potřebujete správně situovanou lokalitu.
Dřevo
Nejjednodušší je použít dřevo. Dokázal to už jeskynní člověk, i když tomu asi neříkal energetické využití biomasy. Moderním konceptem je doplnit kamna nebo kotel akumulační nádrží, z níž si dům bere teplo podle potřeby. Výhodou je, že i topit můžeme tehdy, kdy se to hodí nám. Často se tedy jako hlavní zdroj tepla používají interiérová kamna nebo krbová vložka, která poskytuje radost z pohledu na oheň. Důležité je, aby topidlo mělo teplovodní vložku, kterou část výkonu odvádí do akumulační nádrže. Nádrž může samozřejmě sloužit i pro přípravu teplé vody. Lze ji také doplnit solárním systémem. Díky tomu lze teplem ze sluníčka přitápět i na jaře a na podzim a zkrátit tak topnou sezónu.
Kromě tepla lze ze dřeva získat i elektřinu, vyžaduje to však podstatně složitější (a dražší) zařízení, než jsou kamna či kotel (nemluvě o ohništi v jeskyni). V nejbližší době bude na trhu kogenerační jednotka se Stirlingovým motorem od německé firmy Solo. Elektrický výkon cca 10 kW, tepelný cca 30 kW. Palivem by měly být dřevní peletky nebo štěpka. Cena se dá čekat okolo 1 mil. Kč. Takovéto řešení tedy, alespoň zatím, zřejmě nebude pro každého.
Další cestou, jak získat za dřeva elektřinu, je použít upravený benzinový motor a pohánět ho dřevoplynem. Dřevoplyn lze získat tak, že suché dřevo zahřejeme bez přístupu vzduchu; tento způsob je použit u mnoha moderních kotlů na dřevo. V minulosti – v období druhé světové války se dřevoplyn běžně používal u automobilů. Dnes se vývoj zaměřuje na větší zařízení, které by pro rodinný dům byly příliš velká.
Sluneční energie
Získat teplo ze sluníčka je možné buď pasivně – okny a prosklením, nebo aktivně – pomocí solárních kolektorů. Na trhu je velké množství vesměs kvalitních kolektorů, které dokáží pokrýt teplo pro ohřev vody po větší část roku. Při vhodném zapojení mohou také přitápět.
Získat ze slunečního záření elektřinu je poměrně jednoduché; pomocí fotovoltaických panelů. Panely lze umístit na střechu domu, pokud není vhodně orientovaná, pak třeba na pozemek u domu. Významná je jejich poloha - panely na fasádě (ve svislé poloze) přinesou o třetinu méně energie, než panely uložené šikmo se sklonem 35° až 50°. Naopak pro zvýšení přínosu existují různé polohovací zařízení, které však zvyšují náklady a nelze je dát jednoduše na střechu domu.
Způsob provozu
Potíž s energií je, že se špatně skladuje. Teplo lze akumulovat do stěn, podlah a dalších stavebních konstrukcí v domě; případně do teplovodní akumulační nádrže. Elektřina vyžaduje drahé akumulátory.
Pokud může být dům připojený k elektrické síti, je levnější a jednodušší využít ji jako nekonečně velký akumulátor elektřiny. Přebytky elektřiny se dodávají do sítě a v případě potřeby se naopak elektřina odebírá. Příslušná „domácí elektrárna“ pak samozřejmě musí splňovat technické požadavky majitele sítě; pro provoz je nutná i určitá administrativa, např. licence pro výrobu elektřiny. Výhodou může být rozdíl mezi výkupní cenou elektřiny a nákupní cenou elektřiny ze sítě. Elektřina pro domácnost se stojí od 1 do 5 Kč/kWh, podle typu sazby. Výkupní cena z obnovitelných zdrojů je poměrně příznivá – v roce 2006 to bylo 13,20 Kč/kWh pro elektřinu ze Slunce a 2,93 Kč/kWh pro elektřinu ze dřeva.
Pokud však chceme dům na síti zcela nezávislý, je třeba zdroj elektřiny doplnit regulací pro tzv. ostrovní provoz. Regulace musí být schopna reagovat na náhlou zátěž a odlehčení (při zapnutí a vypnutí silnějšího spotřebiče, třeba pračky). Zejména fotovoltaické panely potřebují i akumulátory pro provoz v době, kdy slunce nesvítí. To dále zvyšuje náklady.
Zhodnocení investice
Současné technologie umožňují bez větších problémů postavit dům, který bude energeticky soběstačný a přitom bude poskytovat svým obyvatelům stejný nebo ještě větší komfort než konvenční výstavba. Z různých studií i několikaletých praktických zkušeností vyplývá, že dům v pasivním standardu nemusí být o více než 10 % dražší než konvenční výstavba.
Náklady na energetický systém domu jsou dalším, velmi významným zdražením. Tyto náklady lze chápat jako investici, která zvýší hodnotu domu podobně jako třeba bazén nebo garáž, které také nejsou pro bydlení nezbytné. Energetická nezávislost se do budoucna může ukázat jako velká výhoda, a to nejen vzhledem k dlouhodobému růstu cen energií, ale třeba i při poklesu příjmů vlastníka domu například v důchodovém věku.
V jiném případě můžeme peníze za energetický systém domu považovat za investici, která bude přinášet zisk. Dostatek energie pro dům pak bude jen vedlejším produktem tohoto podnikání v energetice. Příkladem může být provoz rozsáhlejší fotovoltaické elektrárny a prodej elektřiny do sítě. Investice by měla mít jistý výnos za určitého rizika. V případě energeticky soběstačného domu půjde o riziko poměrně nízké, ale také o relativně nízké výnosy. Nezapomínejme, že dům není stroj na výrobu energie. Všem stavebníkům proto přejeme spokojené bydlení.
Podrobnější informace o energetické soběstačnosti budov najdete v knize: Srdečný K.: Energeticky soběstačný dům – realita či fikce? ERA, 2006 nebo v Katalogu energeticky soběstačných řešení.
Článek byl napsán pro časopis Stavebí informace.
Přidat názor
Diskuse
