Stavby pro třetí tisíciletí -- pohodlné, levné a trvanlivé

Ekologická poradna Veronica

23. října 2000


Obsah

Úvod

Staví-li se dnes budova, pak je to zpravidla postaru: tak, jak si vąichni zúčastnění zvykli od té doby, co se to učili od starąích generací. Budova tedy chrání své obyvatele proti deąti a větru. Pokud se do ní dodává ohromné mnoľství paliva (či horké vody rourami, hůře pak elektřiny), pak je obyvatelná i v zimě, ale zpravidla dost nepříjemná. I kromě topení potřebuje hodně elektřiny, a také vody (přitéká pitná, odtéká nevypitá a ąpinavá).

Je to budovatelská extrapolace architektury tradiční. Ve starých obytných domech bylo v zimě zima, aľ na malou vytápěnou část. Ta se ostatně vytápěla i v létě, neb se v ní vařilo a peklo. Pouľívalo se k tomu ale dřevo, a voda byla z místních zdrojů.

Dneąní budovy volají po nové rozvaze, jak docílit jejich pohodlnosti. Má-li se udrľovat velký rozdíl teplot uvnitř a venku, je vhodné, aby v zimě vzduch zevnitř neodtékal teplý a aby pláą» budovy nevedl snadno teplo ven. Kdyľ se v mraze oblékáme, nevezmeme si jen nepromokavý pláą» (dobrou ochranu proti větru a deąti), ani na cestu termofór, ale dostatečnou vrstvu oblečení, tedy tepelné izolace. Izolujeme se tak dobře, aby náą metabolismus udrľel teplé i končetiny. Pokud chceme v mraze spát, tak se izolujeme více -- bazální metabolismus je pomalejąí, neľ kdyľ se přes den pohybujeme nebo i jen přemýąlíme. Rychle si povąimneme, kde je izolace přeruąená nebo kudy na nás táhne studený vzduch, a věc napravíme. Bez velkého uvaľování se staráme o své pohodlí. Vnitřek budovy ale nevnímáme jako své tělo, a nenapadne nás, ľe budova je vlastně jen velký prąipláą».

Tlustá tepelná izolace budovy přitom není nijak drahá a dokonalé utěsnění je dokonce velmi levné -- jen vyľaduje pečlivost a téměř nikdo není zvyklý je provádět. Na rozdíl od naąeho oblečení můľe být izolace budovy sebevětąí a nikdy nevadí, právě naopak. Těsná a izolovaná budova vydrľí staletí, a to téměř bez údrľby.

Utěsnění

Budova má být těsná, aby ohřátý vnitřní vzduch neproudil ven, kdyľ to není zrovna potřeba kvůli větrání.

V budově mohou být otvory, na které zapomínáme a které jsou tak velké, ľe by se jimi protáhla kočka. Těmi je potřeba začít. Mohou to být rozbitá okénka ve sklepě, a určitě to jsou komíny a větrací odtahy. Pokud nehoří kamna nebo průtokový plynový ohřívač (natoľ krb), musejí být v zimě komíny zavřené. Totéľ platí pro odtah nad vařičem. K uzavření můľe slouľit co nejtěsnějąí ručně ovládaná klapka (lze ji ovládat tak, aby se spotřebič s uzavřenou klapkou nedal spustit), u automaticky startujících spotřebičů musí být i klapka ovládaná automaticky (existují drahé klapky reagující pomocí bimetalu nebo elektronického čidla na horko).

Ostatně, pro kaľdý spotřebič s komínem musí být zajiątěn nejen odvod spalin, ale i přívod vzduchu -- u dobře utěsněné budovy je nutné při spuątění spotřebiče otevřít i ten. Dobrá kamna mají samostatný uzavíraný přívod zvenčí. Je ale moľné pouľít i přívod, který lze nechat stále otevřený - komín ze sklepa, pokud se nad ústím do místnosti přeruąí.

Není-li budova zděná (to platí i pro půdu), mohou být drobné skuliny téměř kdekoliv. Být tam samozřejmě nemají, nebo» teplá část budovy (nejlépe včetně vnitřní zdi) má být obklopena parozábranou. Jiné skuliny mohou být kolem zárubní ,,otvorových výplní``, tedy oken a dveří. Je nanejvýą nutné je utěsnit, a to tak, aby utěsnění bylo spojené s parozábranou (nebo alespoň tak, aby mnoľství páry, která pak můľe proniknout ven difuzí, bylo zanedbatelné). Utěsnění stálých skulin ve stavbě (správně vůbec nemají vzniknout) není nutné jen vzhledem k tepelným ztrátám, ale i proto, ľe vlhkost z unikajícího teplého vzduchu kondenzuje ve stavební konstrukci a tím ji velmi rychle ničí. Kvalitní utěsnění poskytují tekuté tmely tuhnoucí ve skulinách (silikonový nebo z pěnového polyuretanu).

Jiný problém je těsnění mezi vzájemně pohyblivými částmi budovy, tedy hlavně oken a dveří. Tam je nutné uľít pruľných těsnicích prouľků -- gumových profilů nebo trvale pruľných a neprodyąných pěnových. Pokud dveře dosedají k prahu, je moľné umístit prouľek na ně. Mají-li být ale bezbariérové, tedy bez prahu, lze ąkvíru pod nimi utěsnit speciálním ąirąím pruhem odolným proti otěru (dlouho vydrľí například i pruh podlahové krytiny ,,Jekor``). Utěsněné musejí být i dveře mezi teplými a chladnějąími částmi budovy.

©védské stavební předpisy vyľadují, aby těsnost budovy byla skutečně ověřena. V budově se otevřou vąechny vnitřní dveře a místo vstupních dveří se natěsno připevnění ventilátor. Ten vytvoří v budově podtlak (50 Pa, tedy odpovídající pěti milimetrům vodního sloupce) a pro jeho udrľování musí pak stačit odtok vzduchu nepřesahující 0,8 l/(m2.s) pro obytné budovy a o polovinu více pro ostatní.1 Teprve pak můľe být budova uznána za vyhovující. Je to ale těsnost minimální -- u kvalitní budovy by měla být třikrát lepąí. Jde o zkouąku jednoduchou, a proto na ni trvejte, pokud jste si stavbu objednali u někoho jiného.

Stěny

Jako izolační materiál lze pouľít ledacos, co obsahuje více neľ devatenáct dvacetin vzduchu, jen ten vzduch nesmí v izolaci proudit. Izoluje přitom onen vzduch. Tenké stěny (membrány) či vlákna bránící jeho proudění vedou teplo řádově více. Vąechny lehké izolační materiály mají součinitel tepelné vodivosti asi čtyři setiny wattu na metr a kelvin.

Těľąí materiály jsou jen konstrukční, jejich izolační vlastnosti jsou zanedbatelné. Na teplé straně od tepelné izolace je ale uľitečná jejich tepelná kapacita. Duté cihly nebo lehké tvárnice mohou ąetřit práci nebo materiál, ale za tepelnou izolaci se povaľovat nedají, přestoľe vedou teplo hůře neľ kámen. Jejich sníľená tepelná vodivost můľe někdy být i nevýhodná.

Jak má tedy správně vypadat stěna budovy? Postupně obsahuje:

Zvláątním případem, kdy můľe být vnitřní zeď nahrazena jen ochrannou vrstvou plnící i funkci parozábrany, je pevná tepelná izolace. Z takovou se dá u povaľovat uľ i nejlehčí (tím spíąe těľąí) pěnový polystyrén čtvrtmetrové tlouą»ky, pokud se o něj bude opírat jen krov a půda se nebude vyuľívat. Jiným takovým případem je zeď z balíků lisované slámy. Sláma sice není izolační materiál, jak je popsán výąe, ale při tlouą»ce tři čtvrtě metru uľ izoluje dost sluąně, a pevnost má také postačující [5]. Jen jen potřeba ji z obou stran omítnout, aby do ní neměl přístup vzduch (nemůľe pak hořet a nebydlí v ní myąi). Je ale nutné, aby vnitřní omítka měla mnohem větąí difúzní odpor neľ vnějąí. Hodí se navíc, aby byla několik centimetrů tlustá, kvůli vyrovnávání teploty a vlhkosti v interiéru.

Střecha

Shora můľe být budova izolovaná různými způsoby. Pokud má půdu, která se nebude obývat, je nejsnaząí izolovat podlahu půdy. Izolace se obvykle doporučuje tlustąí neľ v případě zdí, ale ve skutečnosti k tomu není důvod. Čtvrtmetrová tlouą»ka můľe stačit, není-li zcela přeruąována dřevěnými trámy, které vedou teplo přílią dobře (nad trámy patří alespoň pět centimetrů dobrého izolačního materiálu). Samozřejmě, ľe izolace musí být od teplého stropu oddělena parozábranou (polyetylénovou fólií).

Pokud půdu nemá, protoľe její střecha je jen málo skloněná, je to podobné, pouze izolační vrstva musí být shora jeątě kryta tak, aby do ní nezatékala voda. K tomu se dosud uľívají fólie z chlorovaných uhlovodíků (PVC), ľádoucí je ale pouľívat fólie bez obsahu chlóru (polyolefinové). Shora musí být fólie chráněná proti slunci a mechanickému poąkození. Nejlépe se k tomu hodí hlína porostlá suchomilnou vegetací. Taková střecha vydrľí staletí.

Obytná půda vyľaduje umístění izolace do krovu. V tomto případě se hodí pouľít tepelnou izolaci alespoň ze dvou různých vrstev, kde vnějąí polovina izolace bude tvořena vláknitým materiálem a vnitřní polovina bude plnit funkci parozábrany (bude klást mnohokrát vyąąí odpor difuzi vodní páry neľ vnějąí část izolace a krytina nad ní). To lze docílit například tak, ľe vnitřní polovina izolace (dokonale kryjící i krokve) je tvořena pěnovým polystyrénem.

Pokud obytné podkroví nemá dost zdí, které vyrovnávají vlhkost vnitřního vzduchu (viz dále), je moľné pro regulaci vlhkosti vyuľít vnitřní třetinu (u koupelen jen pětinu) izolace, vytvoří-li se z některého biologického materiálu. Vlhkost dokonale vyrovnávají izolace z ovčí vlny [7] -- parozábrana u nich můľe být umístěna aľ za prvními čtyřmi aľ osmi centimetry jejich tlouą»ky. Pravidlo, ľe alespoň dvě třetiny izolace musí leľet vně parozábrany, je ale potřeba dodrľet i pod krokvemi, které vedou teplo pětkrát lépe neľ izolační materiály. Vnitřní vrstvu vlny vyrovnávající vlhkost můľe proto být vhodné pod krokvemi ztenčit či přeruąit.

©ikmá střecha s izolovaným krovem volá po tom, aby v ní byl zabudován kolektor na solární ohřev vody slunečním zářením. Vyľaduje to vlastně jen, aby část krytiny byla skleněná, a pod ní byl umístěn absorber slunečního záření. Podaří-li se umístit zásobník ohřáté vody výąe neľ absorber, můľe taková soustava pracovat bez čerpadla a elektroniky, být levná a bezporuchová (viz např. [6]).

Větrání a vlhkost

Cílem větrání je udrľování čistého vnitřního vzduchu -- tím se myslí vzduch příjemné vlhkosti, bez nepříjemného zápachu, a ovąem také s nízkou koncentrací oxidu uhličitého (který necítíme), nemluvě o zbytečných ąkodlivinách. Větrat je potřeba tím více, čím více neľádoucích látek se uvnitř budovy uvolňuje. Jiné zdroje neľ osoby je důleľité vyloučit; pokud někdo v budově kouří, čistý vnitřní vzduch zajistit nelze. Hrubý údaj o základní potřebě větráni je, ľe na kaľdou přítomnou osobu by mělo přijít zvenčí osm krychlových metrů vzduchu za hodinu (ve spánku stačí polovina, při hodině tělocviku je potřeba alespoň trojnásobek).

Existuje roząířená, ale úplně mylná představa, ľe ąkvíry v budově a difuze skrz zdi zajią»ují významnou část větrání budov.

Difuze přes zeď nehraje při udrľování dobré kvality vnitřního vzduchu vůbec ľádnou roli a pro zdi je velmi ąkodlivá. Není-li difuzní odpor na vnitřní straně tepelného spádu výrazně větąí neľ na vnějąí straně, kondenzuje ve zdi voda. Oponuje-li tomu někdo slovy, ľe ,,zeď musí dýchat``, pak v tomto ohledu budovám jeątě nerozumí. Vlhké vnitřní zdi (nejde-li o spodní či deą»ovou vodu zvenčí) dávají najevo, ľe nejsou zvenčí tepelně izolovány -- vlhkost z vnitřního vzduchu kondenzuje rovnou na jejich chladné vnitřní ploąe.

I kdyľ vodní pára nemá nikde ve zdi kondenzovat, neznamená to, ľe zdi vodu neobsahují. Mnoľství vody obsaľené v povrchové vrstvě zdi (nebo před parozábranou) je závislé na relativní vhkosti vzduchu v místnosti a na absorpční schopnosti materiálu zdi. Čím více vodní páry umí povrch zdi pohltit a zase vydat, tím lépe se v obydlí udrľuje příjemná stálá vlhkost. V mrazivých dnech to bez zásoby vody v povrchové vrstvě zdi (či krovu) téměř není moľné. V suchém vzduchu se pak více odpařuje vlhkost z pokoľky a pokoľka se tím ochlazuje. Vlhčí vzduch je nejen příjemnějąí, ale teplota v místnosti můľe být aľ o dva stupně niľąí, aniľ by lidem bylo chladněji.

Venkovní vzduch v mraze obsahuje třeba jen dva gramy vody v krychlovém metru a kdyľ se uvnitř ohřeje, jeho relativní vlhkost můľe klesnout na pouhých deset procent. Příjemná vlhkost je ale alespoň 40, lépe 50 %, a v kubickém metru vzduchu je tedy potřeba mít alespoň osm gramů vody. Větąinu rozdílu dodáváme postupně dýcháním (za hodinu vydýchá jedna osoba v průměru 40 g vody, tedy jeden litr za den), zbytek mohou dodávat příleľitostné zdroje, jako je sprchování a vaření. Je ale potřeba, aby se pára při nich rychle uvolněná někde uschovala. K tomu musí mít první centimetr zdi malý difúzní odpor a dobrou absorpční schopnost. Daleko nejlepąí je v tomto ohledu nepálená hlína. Kdyľ v mraze vyvětráme, dokáľe vhkost rychle zvýąit téměř na původní úroveň.

Zeď tedy nevětrá, jen vyrovnává výkyvy vnitřních podmínek, a jde jen o pár vnitřních centimetrů zdi, ne o celou její tlouą»ku. Difuzi do této vrstvičky by neměla zpomalovat cementová omítka, nátěr či plastová tapeta (tedy přece jenom ,,dýchání zdi``, ale jen v tomto jasně vymezeném smyslu). Na zpomalení výkyvů teplot se hodí velká hmotnost a tepelná vodivost zdi (tedy hutný beton lépe neľ hlína či dokonce duté lehčené cihly). Pro vyrovnávání vnitřního klimatu můľe být uľitečné postavit různé zdi z různých materiálů, volnost je přitom hlavně u zdí uvnitř budovy.

A jak je to s větráním ąkvírami? ®e je ąkodlivé pro budovu, to uľ víme. Kromě toho neutěsněné ąkvíry větrají takřka vľdy ąpatně. Pokud jsou teploty venku a uvnitř podobné a nefouká silný vítr, nevětrají téměř vůbec. Je-li v místnosti hodně lidí, můľe tehdy pro dostatečné větrání sotva stačit mít vąechna okna dokořán. Naopak za mrazu můľe být větrání ąkvírami zbytečně velké i při trvalém pobytu osob. Pokud jsou ale lidé přes den (či naopak přes noc a přes víkend) pryč a není potřeba větrat vůbec, bývá větrání ąkvírami velmi přehnané, coľ znamená velké ztráty energie, a také velmi suchý vzduch, vedoucí aľ k dýchacím potíľím. Je-li venku na nule a uvnitř v teple je vlhkost pod čtyřicet procent, je to jednoznačná známka nadměrného větrání.

Dokonalé automatické větrání lze zajistit jen pomocí soustavy, která mechanicky vyměňuje potřebné mnoľství vzduchu -- nejlépe podle měřené koncentrace oxidu uhličitého. Jinak je v době, kdyľ se v budově chráníme před venkovním chladem, jen jediný způsob vyhovujícího větrání ručního: několikrát za den dokořán otevřít protilehlá okna a vyvětrat průvanem. Můľe stačit jedna minuta. Pokud průvan nenastane, pak otevřít oken více (důleľitý je rozdíl výąek nejvyąąích a nejniľąích otvorů) a větrat poněkud déle, hlavně při malém rozdílu teplot. Indikací potřeby větrání je pocit člověka, který příjde zvenčí. Lze se řídit také přesným vlhkoměrem: jsou-li jediným zdrojem přidané vlhkosti přítomní lidé a venku je mráz, neměla by vlhkost vzduchu v místnosti překročit padesát procent.

U starých, dodatečně utěsněných budov je jeątě jedna moľnost, jak větrat. Spočívá v tom, ľe zajistíme kontrolovaný odtah vzduchu ven. Dovnitř se vzduch dostane buď zbylými stálými ąkvírami, nebo záměrně otevřenými ątěrbinami či otvory (např. komínem ze sklepa, viz výąe). Ven jde vzduch buď řednictvím ventilátoru (který nesmí ruąit hlukem), za chladného počasí ale můľe stačit tah komína, bu. (pokud venku není mráz a komín netáhne dostatečně, vyvětráme např. jednou denně i otevřením oken dokořán). Podstatné je, ľe větrání můľeme vypnout uzavřením odtahu - kdyľ odjíľdíme na dva dny pryč nebo kdyľ nám vlhkoměr nebo nos prozradí, ľe uľ je vyvětráno.

Za chladného počasí má takové větrání váľnou vadu: vzduch přitéká studený a v některých místech můľe být jeho vinou sedícím osobám zima. Čelit tomu lze vhodnou volbou a počtem míst přítoku, za silného mrazu to ale nemusí stačit. Existuje naątěstí dokonalé řeąení, pouľitelné u vąech novostaveb a rekonstrukcí, při nichľ se oąetřují základy - vzduch do budovy přivádět přes podzemní potrubí, kde se v zimě důkladně předehřeje a v letních vedrech naopak ochladí. K tomu je ovąem potřeba doplnit i rozvod čerstvého vzduchu po budově s dostatkem vyústění. Takové levné větrací zařízení se stalo v posledních letech dvacátého století samozřejmostí u vąech budov, které se snaľí o nízkou spotřebu energie.

U důkladně izolované budovy bývá větráním způsobena větąina ztrát energie, i při nasávání přes podzemní potrubí to můľe být skoro polovina. Zabránit se tomu dá jen tak, ľe se vzduch ven vypouątí ochlazený a teplo z něj se předává vzduchu, který jde dovnitř. Ztráty energie větráním tak lze dále sníľit asi pětkrát, a čerstvý vzduch přitékající do budovy je i v mrazech jen o stupeň chladnějąí. Docílit se toho dá protiproudým výměníkem teplot. V malém jej znáte z chemické laboratoře, pro účely větrání se takové výměníky na trhu objevily aľ koncem devadesátých let (místo protiproudého výměníku se dá uľít tepelné čerpadlo, to je ale řádově draľąí). Je k tomu také potřeba, větrá-li se budova a nejen například kaľdá učebna zvláą», mít v budově i potrubí (mohou to být záměrné dutiny ve zdech a stropech) pro sběr znečiątěného vzduchu a jeho přívod k výměníku, neluvě o rozvodu čistého ohřátého vzduchu. Kaľdá nová (ovąemľe těsná) budova by takovou větrací soustavu měla zahrnovat -- znamená mnohem vyąąí komfort a do deseti let se zaplatí úsporami energie. Měly by ji vyľadovat stavební i hygienické předpisy.

V horkých dnech je vhodné protiproudý výměník obejít a nasávat rovnou z podzemního potrubí vzduch chladnějąí neľ je vzduch v budově. V zimě pak stejné potrubí, které vzduch předehřeje nad bod mrazu, brání zamrznutí výměníku. Tam, kde podzemní potrubí chybí, je potřeba výměník za tuhých mrazů hlídat a v provozu jej ponechávat i za veder (budovu ovąem nechladí, jen umoľňuje větrání i přes den).

Okna

Okna, i zcela těsná, jsou slabými místy izolace budovy. Tradičně proto bývala malá. Nověji se na jihu zvětąila, kvůli světlu a výhledu. Na jihu proto, ľe noční ochlazování jiľních místností je i v zimě a při pouľití obyčejných oken zčásti vyrovnáno slunečním ohřevem za pěkných dní.

Není-li ale temné nebe, můľe část zimního dne znamenat tepelný zisk i v oknech orientovaných na sever, hlavně kdyľ je sníh. Problémem je dlouhá noc, během níľ se severními okny ztratí mnohem více, neľ se přes den získalo.

Noční ztráty lze sníľit tím, ľe se funkce oken od večera do rána (téměř) zruąí. Nejlépe pomocí tlustých vnějąích okenic. Tradiční okenice chránily proti slunci a proti vloupání, nové energetické okenice by měly obsahovat izolační vrstvu tlustou alespoň pět, lépe patnáct centimetrů. Aby se ale tak dobrá izolace plně vyuľila, musí být splněna podmínka, ľe okenice bude utěsněná, aby se chladný vzduch zvenčí nedostal aľ na plochu okna. Je jasné, ľe takové okenice mohou být i výtečnou zvukovou izolací.3

Skromnou alternativou izolačních okenic je těsná tabule polystyrénu (nejlépe potaľená látkou), která se vkládá do okna zevnitř. Pouľít ji ale lze dobře jen tehdy, kdyľ je ji kam odkládat.

Je ale moľné, aby i samotné průhledné okno izolovalo mnohem lépe, neľ je dosud běľné (podrobněji o tom viz přílohu).

U starých budov je moľné doplnit třetí sklo, a to rozhodně takové, které má na jedné straně infračervenou emisivitu sníľenou na jednu čtvrtinu (na 0.2, zatímco obyčejné sklo ji má 0.85). Toho lze totiľ docílit odolnou (tvrdou) vrstvou, takľe lze pak se sklem zacházet docela obyčejně. Jako obyčejné i vypadá, vrstva je neviditelná, lze ji ale spolehlivě odhalit podle toho, ľe je elektricky vodivá. ®e na skle je, prozrazuje nálepka na oné straně. Lze si to ověřit tak, ľe necítíte chlad, kdyľ před obličejem máte sklo sice chladné, ale otočené onou odraznou (pro infračervené záření, které vyzařujete) vrstvou k sobě. Doplnění skla s tvrdou vrstvou nízké emisivity sníľí prostup tepla oknem ven na polovinu. Pouľít takové sklo místo starého se vyplatí i v kaľdém případě, kdyľ se jedno ze dvou starých skel okna rozbije. Nové sklo se vľdy instaluje odraznou (ale téměř neviditelnou) vrstvou ke druhému ze skel.

U nových okenních sendvičů, na věky dokonale těsných, se uľívá lepąích ,,měkkých`` vrstev s emisivitou jen 0.1 a dutiny se plní levným argonem. Má-li být okno tenké, stojí za pouľít draľąí krypton s jeątě niľąí tepelnou vodivostí. Kvalitní trojité okno obsahuje dvě skla s měkkou vrstvou nízké emisivity, a případně i třetí sklo má na straně obrácené do místnosti tvrdou vrstvu omezující zářivý přenos. Mluví se pak o superoknech, která místo obvyklých téměř tří wattů na čtvereční metr a kelvin propouątějí jen pět aľ ąest desetin W/(m2.K).

Není ľádný důvod, proč by nová budova měla být opatřena jinými okny neľ superokny. Cena rámů (mohu doporučit jen dřevěné) a prací je tak vysoká, ľe mnohem lepąí okenní sendvič nezdraľí okna ani na dvojnásobek. Superokna umoľňují pouľívat v hojné míře denní světlo i na severní straně domu, aniľ by bylo v zimě u oken chladno. Naopak, i v celodenní bilanci znamenají okna energetický přínos, s výjimkou velmi poąmourných mrazivých dní.

Pokud jde o denní osvětlení, nejlépe jej poskytnou vysoké světlíky opatřené velmi bílým nátěrem. Jejich výąka by měla být taková, ľe přímé sluneční světlo neprochází přímo na zem či na pracovní plochy. Nahoře můľou být zakryty plexisklovou kopulí a tepelnou izolaci můľe poskytnout vodorovně uloľené superokno.

Posledním problémem, který se u oken zmiňuje u nás větąinou zbytečně (nejsme na jihu USA), je letní přehřívání prostor, které nejsou obráceny k severu. U jiľních oken je můľe omezit pouhý převis nad oknem, bránící přímému slunečnímu záření, u východních a hlavně západních se mohou uplatnit listnaté stromy a vľdy se hodí ľaluzie. Pokud těsní nebo pokud je jejich povrch oboustranně aluminiový, mohou ľaluzie významně sníľit také noční zimní ztráty. Místo vnějąích ľaluzií lze pouľít vnitřní nebo meziokenní rolety z fólie pokryté aluminiem, propouątějící jen velmi málo světla. Ty jsou téľ levnou a výbornou moľností velkého zvýąení izolační schopnosti oken, hlavně kdyľ dobře přiléhají k rámu či k zárubním. Pro příjemné rozptýlené osvětlení se hodí kromě ľaluzií i průsvitné (ale neprůhledné) bílé rolety.

Je-li teplota uvnitř jiľ stejně vysoká jako venku, je účinné prostě otevření oken dokořán. Ukazuje se, ľe mírné povívání větru u otevřených oken činí i dost vysokou teplotu dobře snesitelnou.

Ohřívání podloľí budovy

Zatímco v létě je slunce a tepla aľ aľ, v zimě je ho nedostatek. To přirozeně vede k přání, energii z léta na zimu nějak uskladnit. Kaľdého hned napadne obrovská cisterna s ohřátou vodou - tu je ale rozumné pouľít, jen kdyľ je opravdu velmi levná. Jinak vím jen o jednom řeąení pouľitelném docela běľně, které rozdíly mezi sezónami vyrovnává.

Dá se uplatnit tehdy, kdyľ pod budovou neproudí spodní voda, nebo kdyľ je hlouběji neľ tři metry (lépe vąak deset). Tehdy lze během několika let ohřát podloľí domu na teplotu měnící se od konce září do začátku března od pětadvaceti do devatenácti stupňů, a pak zase zpátky. Smíříme-li se s tím, ľe teplota v přízemním či jednopatrovém domě během zimy bude postupně klesat, není pak nutno vůbec topit. Co unikne stěnami a neposkytne slunce přes superokna, přijde z teplé neizolované podlahy. Vlastně izolované, řadou metrů teplé zeminy.

Aby to fungovalo, je potřeba podloľí v teplém půlroce ohřívat. Poslouľí k tomu hlavně sluneční záření dopadající na dobře vodivou podlahu. Místnosti, tepelně spojené s podloľím, se ani za horkých dní nikdy nepřehřejí. Kromě toho se uľije jeątě pár desítek metrů polyetylénových hadiček, uloľených alespoň půl metru hluboko a několik metrů od sebe -- bude jimi proudit horká voda, letní přebytek ze slunečních kolektorů. ®e je hadiček málo, nevadí, protoľe teplotní spád mezi nimi a okolní zeminou je veliký, třicet aľ padesát stupňů.

Kromě toho je potřeba zabránit velkému zimnímu úniku tepla z podloľí do mrazivého okolí. Výhodný je co největąí půdorys budovy, která musí být navíc po obvodu pod zemí důkladně izolovaná. Izolaci je výhodné provést tak, aby se tím zvětąil půdorys budovy: totiľ neizolovat svisle dolů, ale jen mírně ąikmo od budovy pryč. Tím se také (s uľitím nepropustné fólie) zabrání ochlazování podloľí prosakující deą»ovou vodou. Izolace, asi čtvrtmetrová vrstva těľąího pěnového polystyrénu, tak můľe jít do dálky aľ pěti metrů a hloubky půldruhého metru.

Velmi teplým podloľím budovy ale nelze vést potrubí, ve kterém se má v zimě ohřívat a v létě chladit čerstvý vzduch. V takovém případě musí vést jinde, např. vně od spodního konce ąikmé tepelné izolace.

Budovy, pod nimiľ teplé podloľí nelze vytvořit, je ovąem nutné odspodu tepelně izolovat. Tepelný most tvořený základovou zdí se dobře přeruąí bloky pěnového skla (to je izolace i proti vlhkosti; pevnost pěnového skla v tlaku je aľ 1 MPa), zvenčí lze základy obloľit parozábranou a některým z pěnových materiálů. Chladný sklep můľe mít tepelnou izolaci na stropě, teplé nejniľąí podlaľí ovąem na zemi (některý z tuhých pěnových materiálů překrytý tvrdou vrstvou).

Voda

Na budovu spadne za rok hodně vody, která nemusí hned odtéci pryč. Místo toho ji lze při kaľdém deąti zachytit a postupně uľívat. Nejvítanějąí je deą»ová voda na praní a zalévání pokojových květin.4

U nové budovy se hodí na zásobník deą»ové vody pamatovat rovnou při stavbě -- na kaľdých deset čtverečních metrů střechy by měl připadat alespoň jeden kubický metr objemu nádrľe. Zásobník lze uľívat i ke shromáľdění letních přebytků ze slunečních kolektorů. Na vstupu do zásobníku by měl být odlučovač nečistot. K zásobníku patří rozvod uľitkové vody, a ta se pak uľívá i na daląí účely: na máchání a na splachování toalet. Na ty se totiľ vody spotřebuje nejvíce.

Daląí poznámky se týkají moľnosti uľívání deą»ové vody i u dneąních budov, bez nutnosti jejich rekonstrukce. Jednoduchým způsobem sběru deą»ové vody je barel (sud) postavený pod rýnou. Případná mastnota odteče po hladině z přeplněného barelu pryč, kal naopak sedne na dno. Z barelu můľeme nabírat čistou vodu konví. Asi dvě konve stačí nalít do pračky (podle velikosti) před spuątěním programu (jde-li o pračku automatickou). Ta pak uľ nebude napouątět tvrdou vodu.

Aby sud v zimě nezamrzl, je moľné jej buď postavit těsně ke zdi a zvenčí dobře zaizolovat, nebo lépe, máme-li moľnost zavést rýnu do suterénní místnosti s kanálem na zemi, umístit barel tam.

Velký zásobník je moľné vytvořit ve sklepní místnosti, například ji pevně přepaľit, vyloľit polystyrénem a velkým kusem tlustąí plastové fólie. Lze uľít i fóliových bazénů, které jsou na trhu.

Ohřívání a chlazení

K obému se hojně uľívá elektřiny a alespoň v některých obdobích roku dost zbytečně.

V letním půlroce je nasnadě ohřívat vodu soustavou se slunečními kolektory a dostatečně velkým zásobníkem (alespoň sto litrů na čtvereční metr kolektoru) horké (či teplé) vody. Jde jen o to instalovat soustavu dostatečného výkonu, spolehlivosti a ľivotnosti. Uąetřená elektřina náklady na soustavu zaplatí do pěti aľ dvaceti let (podle ceny soustavy a budoucích cen elektřiny), tím dříve, čím je větąí spotřeba vody v měsících kolem letního slunovratu.

Solární ohřívání vody je vhodné kombinovat se zimním otopným systémem tak, aby uľití elektřiny pro ohřev bylo téměř vyloučeno. Otopný systém (skromných rozměrů) by měl pokud moľno uľívat nefosilního paliva, čili nějaké formy dřeva. I u něj je přirozené topit (velkým výkonem) do zásobníku a teprve z něj odebírat teplo podle potřeby. Zásobníky by měly být dva, jeden (v zimě jen málo teplý, slouľící na předehřátí chladné vody) vyhřívaný jen slunečními kolektory, a druhý (v létě nepouľívaný, v zimě teplý alespoň padesát stupňů) vyhřívaný kotlem.

Pokud jde o chlazení, je nákladné čerpat teplo ze studeného prostoru chladničky do teplé místnosti. Mnohem lepąí je čerpat je do studeného vnějąího prostředí. Pokud se kondenzátor chladničky či mrazničky umístí na venkovní severní stěnu domu, je to výhodné téměř po celý rok, s výjimkou teplých letních dnů. Za nich lze ale čerpat teplo ven v noci. Dobře izolované5 chladničky a mrazničky se před den valně neohřejí.

Uľívání budovy

Těsná a izolovaná budova s větráním neplýtvajícím energií je příjemná. Stěny mají takřka stejnou teplotu jako vnitřní vzduch, okna jsou jen o málo chladnějąí. Nikde v budově není chladno, i kdyľ teplota vzduchu nepřesahuje dvacet stupňů (jen v koupelnách apod. by mělo být tepleji) -- stejně jako nám taková teplota vzduchu v místnosti vyhovuje v létě. Tím, ľe je celá budova dobře obyvatelná, můľe být menąí, a přitom poskytovat stejné mnoľství uľitečného zimního prostoru (letní prostor se tak jako tak zvětąuje uľíváním okolí budovy).

Vzduch s nízkou hladinou oxidu uhličitého (pod dvě promile objemu), s příjemnou vlhkostí mezi padesáti a ąedesáti procenty a bez zápachu nevyvolává ospalost, a velmi záhy se v případě pracovního prostředí vyplatí díky vyąąí výkonnosti.

Téměř odpadá potřeba topení, podle toho, kolik lidí budovu vyhřívá a jak svítí slunce. A zbylá potřeba za silných mrazů se snadno kryje malými otopnými tělesy, která nezabírají nejhezčí místo pod okny. V rodinném domě jistě stačí jediná kamna (či kotel) na dřevo, ohřívající současně i teplou vodu. Peníze, které se uąetří na otopné soustavě, uľ při stavbě zaplatí větąinu přídavných nákladů na kvalitní okna. Velmi levný provoz uhradí pak zbytek za několik let.

Zátěľ, kterou uľívaná budova působí na ľivotní prostředí, lze dále sniľovat uľíváním spotřebičů s menąí spotřebou energie, sprch, praček a toalet s menąí spotřebou vody, atd. To jsou ale dost známé záleľitosti, nesouvisející obvykle těsně se samotným stavěním a upravováním budov.

Budova pro příątí tisíciletí má alespoň dvojnásobnou ľivotnost oproti dosud běľným budovám -- venkovní zdi vydrľí stejně dlouho jako vnitřní, a nejvýąe dvakrát za sto let je potřeba opravit pláąt. Spolu s levným provozem, který se ani pro nezaměstnaného nebo podnik v potíľích nestane nadměrným břemenem, je to velmi dobrá investice, která efektivně bude dávat dobrý výnos mnoho desítek let.

<<301>>

Příloha: Jak funguje okno

Kaľdá vrstva v okně je průhledná pro světlo (propouątí přes 90 %) a pro infračervené záření s vlnovou délkou kratąí neľ dva mikrometry (toho propouątí asi 80 %), tedy pro elektromagnetické záření, kterým nás přes den zahřívá Slunce.

Vůči infračerevnému záření vlnových délek pět aľ třicet mikrometrů, které vyzařují vąechny předměty kolem nás i my samotní, se vrstva skla chová stejně jako vrstva tmavé lepenky. Takového záření větąinu (85 %) pohltí a vůbec ľádné nepropustí. Kaľdá vrstva v okně tedy tvoří překáľku zářivému přenosu energie zevnitř ven -- jedno sklo jej sníľí na polovinu, dvě na třetinu, atd.

Zdůrazněme, ľe neprostupné jsou pro takové záření i vąechny ostatní materiály, se kterými se běľně setkáváme. Valnou větąinou jsou i podobně ,,temné``, jen čisté kovové plochy jsou ,,světlé``, tj. pohlcují jen malou část (např. desetinu) takového záření a valnou větąinu odráľejí. Schopnost pohlcování je totoľná se schopností vyzařování (emisivitou), a tak kovové plochy vyzařují při téľe teplotě asi desetkrát méně energie neľ ostatní látky.

Kromě toho kaľdá vrstva v okně brání také proudění vzduchu. V oblasti několika milimetrů kolem tabule skla vzduch téměř vůbec neproudí a uplatňuje se jeho velmi nízká tepelná vodivost. Okno s jedinou vrstvou skla (podobně jako dveře) má hlavní funkci právě v tom, ľe zabrání mohutné výměně vzduchu mezi vnitřkem a vnějąkem budovy. S počtem daląích vrstev okna klesá přenos energie vzduchem podobně jako přenos zářivý. Oba způsoby se na celkovém úniku energie oknem podílejí zhruba stejně.

Okna se odedávna zdokonalovala přidáním vrstvy skla -- jediné sklo bylo nahrazeno dvěma, dvojice skel trojicí. Konec dvacátého století přinesl ale i moľnost zdokonalit okno nikoli přidáním jeątě daląích vrstev skla, ale radikálním potlačením zářivé sloľky přenosu. Jak? Přidáním elektricky vodivé vrstvy. Dneąní technologie umoľňují vytvořit vrstvy tak jemné, ľe zůstávají velmi dobře prostupné pro sluneční záření, a přitom se chovají jako zrcadlo pro dlouhovlnné infračervené záření. V dutině mezi skly, z nichľ jedno je takovou dokonalou neviditelnou vrstvou opatřeno, se sníľí zářivý přenos téměř osmkrát a stane se tak oproti přenosu vzduchem zanedbatelný.

Tehdy začne být naléhavé potlačit přenos energie vzduchem. Nahradit vzduch vakuem, jako je tomu mezi stěnami termosky, u normálních oken není moľné6. Lze jej ale nahradit plynem s menąí tepelnou vodivostí -- buď velmi levným argonem, nebo u tenkých trojitých souvrství raději draľąím kryptonem.

Tlustąí kovová vrstva, propustná pro světlo buď málo nebo vůbec, se můľe uplatnit v noci. Můľe jít o roletu z tenké fólie pokovené aluminiem, nebo o ľaluzii z čistých hliníkových plechů (či pokovených plastových profilů). Taková přepáľka téměř vyloučí zářivý přenos na obě strany od sebe. Pokud je navíc dost těsná, znemoľní i přenos prouděním. U běľných oken se tak noční ztráty dají sníľit téměř třikrát, ale i u nejdokonalejąích oken se třemi povrstvenými skly klesnou ztráty jeątě o třetinu.

Literatura

1
Jan Hollan (ed.): Hospodaření s energií. IV. zvláątní číslo časopisu VERONICA, 1994. Vydává Regionální sdruľení ČSOP Brno, Panská 9, 601 91 Brno.

2
Wolfgang Feist a Jobst Klien: Nízkoenergetický dům (úspory energie v bytové výstavbě budoucnosti). Nakladatelství HEL, Ostrava, 1994. Překlad z německého originálu vydaného v roce 1992 ing. Jiří Weniger. Do konce století vyąly v Německu čtyři daląí, upravené verze knihy.

3
Ernst Ulrich von Weizsäcker, Amory B. Lovins, L. Hunter Lovinsová: Faktor čtyři (Dvojnásobný blahobyt -- poloviční spotřeba přírodních zdrojů) (Nová zpráva Římskému klubu). V roce 1996 vydalo Ministerstvo ľivotního prostředí České republiky ve spolupráci s PHARE oddělením ostravské univerzity a Centrem pro otázky ľivotního prostředí Univerzity Karlovy (4
Jan Hollan: Faktor 4, Překročení mezí, Nízkoenergetický dům (Tři kniľní recenze: jedna velká a dvě malé). Text má rozsah 9 kB.
Viz např. http://astro.sci.muni.cz/pub/hollan/e_papers/faktor4/

5
Dianna Lopey Barnett and William D. Browning: A Primer on Sustainable Building. Rocky Mountain Institute, Snowmass, CO 81645, USA, 1995.

6
Stavebnicová soustava na solární ohřev vody. Ekologická poradna Veronica, 1998.
Viz téľ http://astro.sci.muni.cz/pub/hollan/e_papers/solar/

7
Stavební izolace z ovčí vlny. Ekologická poradna Veronica, 1998.
Viz téľ http://astro.sci.muni.cz/pub/hollan/e_papers/vlna/



Jan Hollan (hollan@ped.muni.cz)

(Logo) Hvězdárna a planetárium Mikuláąe Koperníka v Brně,
Kraví hora 2
616 00 Brno


Ekologický institut Veronica, e-mail veronica@ecn.cz
Panská 9, 601 91 Brno tel. (5) 42 21 83 51

http://www.veronica.cz

(logo)

About this document ...

Stavby pro třetí tisíciletí -- pohodlné, levné a trvanlivé

This document was generated using the LaTeX2HTML translator Version 99.2beta6 (1.42)

Copyright © 1993, 1994, 1995, 1996, Nikos Drakos, Computer Based Learning Unit, University of Leeds.
Copyright © 1997, 1998, 1999, Ross Moore, Mathematics Department, Macquarie University, Sydney.

The command line arguments were:
latex2html -init_file /home/hollan/cslatex/.l2h_cz-init stavby.ltx

The translation was initiated by Jan Hollan on 2000-10-23


Footnotes

... ostatní.1
Pro domek o obytné ploąe sto metrů čtverečních tedy nemá přesáhnout osmdesát litrů za sekundu, anebo přibliľně jeden objem budovy za hodinu. Odpovídající výkon ventilátoru je jen čtyři watty (příkon bohuľel desítky wattů).
... vosy.2
To také zajistí, ľe pod ním nad ránem nebude kondenzovat voda -- to se jinak můľe stát hlavně v případě střech, není-li krytina dřevěná.
... izolací.3
Nevýhodou okenic je, ľe pak bývá uvnitř úplná tma, a není ani vidět, je-li noc či den. Napravit to lze tak, ľe část plochy okenice bude tvořena průsvitnou či průhlednou izolací, nebo ľe některé malé okno zůstane bez okenice.
... květin.4
Je totiľ ideálně měkká. Prací práąek pak nemusí (a nemá) obsahovat změkčovadla, a můľe se jej uľít polovina nebo jen třetina. I tak se prádlo vypere lépe neľ ve tvrdé vodě s hojností práąku. A pokojové květiny zalévané deą»ovou vodou nebudou chřadnout vlivem zasolení své půdy.
... izolované5
tj. buďto tlustě, nebo s uľitím ,,hi-tech`` izolací
... moľné6
V tzv. vakuovaných dvojsklech je jen mírný podtlak, který jejich tepelnou vodivost nijak neovlivňuje, jen sniľuje namáhání pouľitého lepidla
hollan@ped.muni.cz (english / česky, raději neľ ,,cesky``)