Správne tepelnotechnické posúdenie stavebných konštrukcií je kľúčové pre energetickú hospodárnosť budov a komfort ich užívateľov. S príchodom nových legislatívnych a technických predpisov, najmä od 1. januára 2013, sa požiadavky na tepelnú ochranu budov, a to nielen nových, ale aj významne obnovovaných, neustále sprísňujú. Tieto zmeny, ktoré sú v súlade s normou STN 73 0540-2:2012 a nadväzujúcimi predpismi ako zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov, kladú dôraz na zníženie potreby energie na vykurovanie a chladenie. Cieľom je dosiahnuť minimálne hygienické a energetické požiadavky, ktoré sa postupne posúvajú k ultra-nízkoenergetickým a budovám s takmer nulovou potrebou energie.
Vývoj legislatívy a noriem v tepelnej ochrane budov
Od 1. januára 2013 nadobudli účinnosť nové právne a technické predpisy, ktoré výrazne ovplyvňujú energetickú hospodárnosť budov. Tieto požiadavky nie sú prísnejšie iba na nové budovy, ale aj na významne obnovované budovy. Za významnú obnovu budovy sa považujú stavebné úpravy existujúcej budovy, ktorými sa vykonáva zásah do jej obalovej konštrukcie v rozsahu viac ako 25 % jej plochy, najmä zateplením obvodového plášťa a strešného plášťa a výmenou otvorových konštrukcií. To znamená, že ak napríklad plocha otvorových konštrukcií bytového domu, ktoré sa vymenili, tvorí 25 % obalovej plochy budovy, má vlastník povinnosť zabezpečiť energetický certifikát. Pokiaľ sa významná obnova existujúcej budovy vykonáva postupnými čiastkovými úpravami, vlastník má povinnosť zabezpečiť nový certifikát. Minimálne požiadavky na energetickú hospodárnosť nových budov musí spĺňať aj existujúca budova po uskutočnení jej významnej obnovy.
Vyhláška MDVRR SR č. 364/2012 Z. z. určuje postupné sprísňovanie minimálnych požiadaviek na energetickú hospodárnosť budov. Potreba tepla na vykurovanie, ktorá má významný vplyv na celkovú potrebu energie budovy, závisí od efektívnosti a kvality tepelnej ochrany budov. Norma STN 73 0540-2:2012 vymedzuje požiadavky na rôzne kategórie budov: energeticky úsporné budovy (maximálne dovolené hodnoty zaručujúce splnenie hygienických kritérií), nízkoenergetické budovy (normalizované požiadavky od 1. 1. 2013), ultra-nízkoenergetické budovy (odporúčané hodnoty platné ako normalizované od 1. 1. 2016) a budovy s takmer nulovou potrebou energie (cieľové odporúčané hodnoty platné ako normalizované od 1. 1. 2021). Budovy s takmer nulovou potrebou energie definuje zákon č. 300/2012 Z. z. ako budovy s veľmi vysokou energetickou hospodárnosťou.
Revidovaná norma STN 73 0540-2/Z1 z augusta 2016 sa vzťahuje na projektovú dokumentáciu, projektové a normalizované hodnotenia energetickej náročnosti budov, kde bolo vydané stavebné povolenie po 1. januári 2016. Nároky na budovy realizované od 1. januára 2016 sú v norme označené ako odporúčané a požiadavky na budovy realizované po roku 2020 sú stanovené ako cieľové odporúčané. Po 1. januári 2016 teda z hľadiska tepelnej ochrany budov platia sprísnené požiadavky a normalizovanými sú hodnoty, ktoré platia pre ultra-nízkoenergetické budovy. Projektant je povinný splnenie minimálnych požiadaviek na energetickú hospodárnosť budovy zahrnúť do projektovej dokumentácie na stavebné povolenie alebo na povolenie zmeny stavby.
Domy jako aktivní prvky energetické soustavy
Výpočtové nástroje a ich význam pri návrhu
Pre správny návrh a posúdenie stavebných konštrukcií je nevyhnutné poznať ich tepelnotechnické vlastnosti. Tieto vlastnosti sú charakterizované nasledujúcimi veličinami: objemová hmotnosť (ρ), súčiniteľ tepelnej vodivosti (λ), špecifická tepelná kapacita (c), faktor difúzneho odporu (μ), súčiniteľ difúzie vodnej pary (δ) alebo ekvivalentná difúzna hrúbka (sd). Výpočtové (návrhové) hodnoty týchto veličín pre stavebné materiály sú uvedené v norme STN 73 0540-3:2012.
Pre praktické použitie a zjednodušenie výpočtov bol vyvinutý voľne dostupný softvérový nástroj Isover Fragment. Tento program, ktorý je možné používať po prihlásení sa do cloudu a odporúča sa používať prehliadač Google Chrome pre optimálne zobrazenie výsledkov, vychádza z normy STN 73 0540. Jeho hlavným cieľom je šetriť čas projektantov a architektov a napomáhať pri zodpovednom návrhu stavebných konštrukcií.
Program Isover Fragment obsahuje priebežne aktualizovanú databázu s vlastnosťami viac ako 1200 materiálov, ktoré sú založené na certifikátoch a podkladoch od výrobcov. Databáza zahŕňa tepelnoizolačné materiály, povrchové úpravy, doplnkové vybavenie a typy tekutín. Tento digitálny nástroj umožňuje rýchly návrh konštrukcií podľa technických parametrov, generovanie technických listov a výkazov výmer na pár klikov. Funguje online, bez nutnosti inštalácie, a je dostupný aj na mobilných zariadeniach, s možnosťou ukladania a opakovanej úpravy projektov.
Medzi kľúčové funkcie programu patrí výpočet tepelných strát pre potrubia, kruhové a obdĺžnikové vzduchovody a plochy. Program ponúka tri výpočtové prístupy: daná hrúbka izolácie, najvyššia povrchová teplota alebo najvyššia dovolená tepelná strata.
Pre získanie prístupu k plnej funkcionalite programu Isover Fragment V5 je potrebné sa zaregistrovať na portáli Saint-Gobain Construction Products CZ a.s. Po registrácii používateľ získa heslo k programu a príručku so vzorovými príkladmi vo formáte PDF. Bez hesla je po inštalácii programu väčšina vstupných hodnôt zablokovaná.
Konkrétne požiadavky na hrúbky tepelnej izolácie
Pri navrhovaní tepelnej izolácie je dôležité zohľadniť nielen požiadavky normy, ale aj tepelnotechnickú kvalitu pôvodnej konštrukcie, vplyv tepelných mostov a druh použitej tepelnej izolácie.
Zateplenie obvodového plášťa
Od 1. januára 2013 by hrúbka tepelnej izolácie v kontaktných tepelnoizolačných systémoch (ETICS) mala byť v závislosti od druhu izolácie (penový polystyrén, minerálna vlna) a tepelnotechnickej kvality pôvodnej konštrukcie (v závislosti od obdobia výstavby) 80 až 120 mm. Pre zabezpečenie úrovne ultra-nízkoenergetickej výstavby bude potrebná vrstva tepelnej izolácie s hrúbkou 140 až 180 mm v ETICS.
Pri výbere materiálov je dôležité poznať ich objemovú hmotnosť. Napríklad pre penový polystyrén do ETICS sa navrhujú dosky s objemovou hmotnosťou 15-20 kg/m³, s výpočtovou hodnotou súčiniteľa tepelnej vodivosti 0,040 W/(m.K). Pre dosky z kamennej vlny s objemovou hmotnosťou 170 kg/m³ sa uvažuje hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti 0,045 W/(m.K).
Zateplenie strešného plášťa
Pri zateplení strešného plášťa je potrebné uplatniť 130 až 180 mm dodatočnej vrstvy tepelnej izolácie. Pre navrhovanie dodatočnej tepelnoizolačnej ochrany je potrebné poznanie tepelnotechnických vlastností stavebných materiálov. Pre ultra-nízkoenergetickú výstavbu bude v strešnom plášti potrebná vrstva tepelnej izolácie s hrúbkou 340 až 410 mm.
Najprísnejšie kritériá v rámci nových požiadaviek sa viažu na ploché a šikmé strechy so sklonom ≤ 45°. Práve strecha je považovaná za najkritickejšiu konštrukciu domu, cez ktorú spolu s obvodovými stenami uniká 60 až 70 % tepla. Hodnota tepelného odporu R sa v prípade týchto typov striech zvyšuje z 4,9 (m².K)/W na 6,5 (m².K)/W.
Tepelný odpor a súčiniteľ prechodu tepla
Tepelný odpor (R) je veličina, ktorá dlhodobo charakterizuje požadovanú tepelnú ochranu stavebných konštrukcií. V nedávnej minulosti sa hlavným ukazovateľom pre obvodové ochladzované konštrukcie stal súčiniteľ prechodu tepla (U). Avšak tepelný odpor R je stále široko používaný. Kvantitatívna hodnota tepelného odporu sa predpisuje v technickej norme ako normalizovaná hodnota tepelného odporu so symbolom RN.
Nové budovy postavené po roku 2016 musia spĺňať normalizované hodnoty tepelných odporov RN. Normalizované požiadavky musia splniť aj významne obnovované budovy. Odporúčané hodnoty Rr1 (pre ultra-nízkoenergetické budovy) platia ako normalizované (požadované) hodnoty pre nové budovy postavené po roku 2016. Stavebná konštrukcia vyhovuje z hľadiska tepelného odporu, ak je vypočítaná hodnota tepelného odporu väčšia alebo sa rovná požadovanej hodnote RN (R ≥ RN).
Tepelný odpor viacvrstvových konštrukcií sa stanoví súčtom tepelných odporov jednotlivých vrstiev. Zavádza sa aj termín plošná tepelná vodivosť (Λ) s fyzikálnym rozmerom vo W/(m².K).
Výzvy a odporúčania pre rekonštrukcie
Správne navrhnutá tepelná izolácia však nie je len o zimnom období. Nedostatočná hrúbka tepelnej izolácie môže viesť k prehrievaniu vnútorných priestorov v letných mesiacoch, najmä v podkrovných priestoroch. Pri zatepľovaní sa často stretávame s tým, že sa mení iba hrúbka izolácie, čo prináša vyššie náklady.
Investičná náročnosť dodatočných opráv bude nakoniec podstatne vyššia ako počiatočná investícia. Preto je pri navrhovaní nových budov, ktoré nie sú krátkodobou investíciou, vhodné počítať už s odporúčanými hodnotami tepelného odporu.
Pri zatepľovaní fasád, ktoré boli zateplené pred desiatimi rokmi s nedostatočnou hrúbkou izolácie (napr. 60 mm namiesto potrebných 180 mm), sa dnes musia riešiť dodatočné úpravy. Pritom fasádny polystyrén, ktorý má približne 80 % vplyv na tepelnoizolačné vlastnosti budovy, tvorí len približne 10 až 15 % z celkových investičných nákladov na zateplenie fasády.
V súvislosti so spracovaním projektovej dokumentácie sa v predslove k norme uvádza, že norma sa vzťahuje na projektovú dokumentáciu budov, ktorá sa spracovala po dni platnosti normy. Projektová dokumentácia, ktorej spracovanie sa začne po tomto termíne, má byť spracovaná podľa tejto normy aj vtedy, keď sa prípravná dokumentácia spracovala podľa STN 73 0540-2:2002.
Pri navrhovaní opatrení pri významnej obnove musí byť splnená požiadavka nákladovej efektívnosti odporúčaní. V celoživotnom cykle stavby tvorí cena projektu z celkových nákladov len 1 %, cena za výstavbu 19 %, zvyšok, teda 80 % nákladov, pripadá na prevádzku budovy vrátane jej recyklácie. Dôkladná príprava a dobrý projekt sú preto najlepším a najlacnejším riešením.
Vzhľadom na rastúce ceny energií a potrebu udržania štandardu pri čo najnižších nákladoch, je kladený dôraz na znižovanie spotreby energie v budovách a minimálny podiel energie z obnoviteľných zdrojov. Európska únia sa snaží systémovo riešiť úspory v budovách, pričom Európa spotrebúva 33 % z celkovej svetovej spotreby energie napriek tomu, že ju obýva len 5 % svetovej populácie. Značná časť energie sa do Európy dováža, často z hospodársky nestabilných regiónov. Tepelnotechnická norma je záväzná a jej požiadavky treba vnímať v širšom kontexte a v súlade so záväzkami Slovenska voči EÚ.
Požiadavky normy na potrebu tepla na vykurovanie vo väčšine prípadov nie je možné splniť iba kvalitne zaizolovanou obvodovou konštrukciou budovy. Je potrebné uvažovať o nútenom vetraní s rekuperáciou tepla z odpadného vzduchu. Norma je teda nastavená neadekvátne prísne a vyžaduje komplexný prístup k energetickej efektívnosti budov.
tags: #rekonstrukcia #tepelno #technicke #posudenie