Paradoxy klasifikácie moderných pasívnych domov - Mýty a realita o potrebe tepelného čerpadla.
POZNÁMKA: Technická norma STN 73 0540, ktorá je v texte spomínaná už neplatí (od 1,1.2025). Bola zrušená. Prečo je však tento článok aktuálny aj dnes? Pretože vysvetľuje paradoxy jej klasifikácie pasívnych dom, ktoré sa votreli do podvedomia ľudí, tak staviteľov ako aj klientov a stali sa štandartnou referenciou pre projektantov a stavebníkov. Mnohí sú stále presvedčení, že bez tepelného čerpadla nie je dom považovaný za pasívny a nespĺňa požadované kritéria. A tak naďalej utrácajú tisíce eur za niečo, čo možno ani nepotrebujú. Tento článok je však dôležitý preto, lebo mnohí ľudia ani netušia, že dom A0 sa dá naprojektovať aj tak, aby jeho MPT bola do 5 kWh/m² a nie 30-40 kwh/m2.r.. Pochopiteľne, výrobcovia a predajcovia a ani časť staviteľov ich z tohto omylu vyvádzať nebudú.
Paradoxom súčasnej výstavby pasívnych domov je, že ľudia stále používajú a kupujú tepelné čerpadlá, aj keď zákon prikazuje mať stavbu v triede A0. Trieda A0 sa vo svete volá tiež Zero House, a na Západe tomuto pojmu zodpovedá stavba s potrebou tepla na m² menej ako 5 kWh/m² na rok.
Ukážme si tento paradox na príklade domu triedy A0 o rozlohe 120m2, čo je priemerný rodinný dom: Ak by sme teda mali mali naozaj dom A0 s MPT < 5 kWh/m² na rok, znamenalo by to, že náš dom o rozlohe podlahy 120 m² by mal mať na kúrenie spotrebu najviac 600 kWh za rok. A tu sa natíska otázka: je 600 kWh ročne skutočne taká veľká spotreba tepla, aby sme potrebovali TČ?
Odpoveď: Nie, nie je. S TČ by klesla ročná spotreba zo 600 kWh na približne 200 kWh. Ušetrili by sme teda 400 kWh. Ak berieme do úvahy cenu elektriky, tak pri ušetrených 400 kWh by sme ušetrili +/- 80 € ročne. Avšak naša počiatočná investícia na kúpu tepelného čerpadla sa pohybuje medzi 5 000 - 15 000 €.
Avšak možno ste si všimli, že dnešné domy A0 nevykazujú spotrebu tepla na kúrenie do 5 kWh/m². Hodnoty sa hýbu medzi 20 až 40 kWh/m². Prečo? Preto, lebo naša energetická norma nehodnotí (nehodnotila) MPT (merné potrebné teplo na vykurovanie), ale hodnotí upravenú hodnotu MPT koeficientom. MPT upravené koeficientom sa volá Primárna energia a vzniká tak, že MPT vynásobíme koeficientom prislúchajúcim typu vykurovania. Príklady koeficientov (idem z hlavy, takže si ich nepamätám presne): pec, krb, kotol na tuhé palivo = 0,1, TČ = 0,3 ±, elektrika = 1,1 ±, plyn = 0,3 ± atď.
Čiže vidíme, že našu normu nezaujímala skutočná spotreba tepla nášho domu, ale energia, ktorú odoberáme zo siete, či už elektrickej alebo plynovej. Hodnotenie stavby je potom podľa tabuľky, ktorá odpovedá takzvanému Globálnemu ukazovateľu, ktorý okrem Primárnej energie zahŕňa aj iné spotreby.
Ale na Západe (ale aj u nás) existuje ešte jedna tabuľka, a to je tabuľka, kde sa energetická trieda stavby hodnotí na základe MPT (teda skutočného tepla, ktoré stavbu naozaj opúšťa do okolia). Tabuľky vyzerajú úplne rovnako, len sa líšia hodnotami. MPT však v tomto prípade reflektuje skutočné hodnoty podľa projektového návrhu stavby. MPT Je potom údajom - kritériom, ktorý nám hovorí o tom, ako dobre projektant stavbu navrhol.
Avšak tu sa trochu zastavím. Norma STN (už zrušená) aj zápisné hodnotenie PHPP uvažuje iba s tepelnými stratami vedením tepla. Toto hodnotenie bolo relevantné v dobách, kedy straty vedením ďaleko presahovali ostatné straty (niekedy aj viac ako 90 %). Teplo sa však stráca aj sálaním a prúdením. Dnes, keď straty vedením klesli niekde aj 100-násobne, tak už nespôsobuje vedenie dominantnú zložkou tepelných strát a uplatňujú sa aj iné spôsoby merania a zisťovania tepelných strát. Čiže norma je pre dnešné moderné domy nedostatočná. (Poznámka: Jej zrušenie bolo síce motivované inak, ale má zmysel aj z týchto dôvodov, ktorými sa zaoberáme.) Pri takto nízkych stratách vedením je potrebné a zaujímavé brať do úvahy aj iné fyzikálne deje, ktoré boli kedysi zanedbávané a nezohľadňovali sa pri výpočtoch, ako napr., zotrvačnosť tepla, akumulácia tepla alebo „chladu“, a iné.
Z tohto dôvodu sa stáva, že niektoré stavby sú a boli posudzované podľa normy STN alebo PHPP boli výpočtom zaradené do triedy A (teda nie A0 ani A1). Pritom však ich reálna spotreba tepla MPT bola pod 5 kWh/m².rok a niekedy aj pod 2 kWh!
Vráťme sa teraz nazad k meritu veci. Určite uznáte, že navrhnúť stavbu s MPT = 40 kWh/m².rok a potom tam dať splyňovací kotol na drevo, čím sa zmení spotreba pomocou koeficientu na 40 x 0,1 = 4 kWh/m².rok, je iné, ako mať stavbu, kde MPT = 4 kWh/m².rok a kúrime elektrikou. Síce v dnešnom certifikáte budú mať oba domy Primárnu energiu na kúrenie 4 kWh/m².rok, ale určite chápeme, že rozdiel v týchto dvoch stavbách je zrejmý. Vidíme, že rozdiel hodnôt domov bez normového koeficientu je 10-násobný. A teda aj kvalita projektového návrhu a realizácia výstavby sa budú "desaťnásobne" odlišovať..
Pokračujme ďalej v našej úvahe. Zmierme sa s tým, že dnešné domy majú hodnoty MPT v priemere niekde okolo 30 kWh/m² na rok, čiže 30 kWh x 120 m² plochy domu = 3600 kWh za rok = spotreba tepla na kúrenie. To je taká priemerná hodnota na Slovensku. Spotreba MPT = 30 kWh/m².rok vznikla tak, že sme ju vypočítali z: konštrukcií stavby, plôch týchto konštrukcií, a teplôt.
Čiže do výpočtu nám vstúpil aj vplyv lokality - teda jej teploty. Ak nám výpočtom vyšla hodnota okolo 30 kWh/m².rok, tak je to preto, lebo to zodpovedá nejakej skladbe konštrukcií. Každý to má na svojom dome inak vyriešené, ale výsledky bývajú globálne zvyčajne približne rovnaké. Takáto stavba má istý typ konštrukcie, ktorej hodnoty sa tiež podieľali na tomto výsledku. Avšak, ak má stavba hodnotu MPT okolo 30 kWh/m² na rok, tak takáto stavba podlieha prehrievaniu v lete (nejdem vysvetľovať detailne prečo, ale je to hlavne tým, že fasáda sa zohreje niekedy až na 70 °C a toto teplo putuje smerom do interiéru a keďže má dom malú akumuláciu a pomerne tenké tepelné izolácie, tak sa prehrieva).
Čím nižšia je hodnota MPT, tým menej stavba podlieha letnému prehrievaniu! Z toho vyplýva, že ak vieme dom naprojektovať a postaviť tak, aby hodnota povedzme MPT bola povedzme 3 kWh/m².rok (aby sa to dobre počítalo voči 30 kWh), znamená to, že takáto stavba sa logicky v lete bude prehrievať približne 10x menej ako stavba s MPT 30 kWh/m².rok. Rovnako, v zime budeme na jej vykúrenie potrebovať 10x menej tepla.. Sú to spojené nádoby.
Vráťme sa teda k peniazom a číslam: Ak máme stavbu s MPT = 30 kWh/m².rok a plochou podlahy 120 m²
Tak by sme mali mať ročnú spotrebu v typickej zime na kúrenie okolo 3600 kWh. To nie je až tak veľa, lebo pri dnešných cenách elektriny by to bolo asi 500 až 800 € na kúrenie, a pri cenách plynu by to bolo asi 300 - 400 € za rok. Čiže tu uvažovať o TČ by bolo stále neekonomické, nakoľko navýšenie nákladov na TČ by bolo omnoho vyššie ako nejaká rozumná návratnosť.
Avšak, ak ale budeme pokračovať v úvahách, aké som vyššie napísal o prehrievaní v lete, a to že vysoká spotreba MPT ide ruka v ruke s vysokou spotrebou na chladenie v lete. Potom už TČ má nejaký, a to nie malý zmysel. A to preto, lebo domy s MPT okolo 30 kWh/m².rok mávajú v lete pomerme vysoké spotreby energií na chladenie. V niektorých prípadoch, najmä v južných lokalitách Slovenska, je energia na chladenie stavby vyššia ako spotreba energie na kúrenie v zime! To, kedy a ako energiu na chladenie minieme, súvisí už aj s vyššou fyzikou, z ktorej máme niekoľko zjednodušených vzťahov pre výpočet časového vplyvu aplikácie prvej vety termodynamickej v neustálenom termodynamickom deji, a ľudovo to voláme „fázový posun teplotného kmitu“ (Mimochodom, je zvláštne, že tomu dali takýto názov, ktorý nie úplne odráža logiku daného deja).
Takže ak máme stavbu s MPT okolo 30 kWh/m².rok (čo je mimochodom stavba v energetickej triede B podľa hodnotenia MPT), tak je logické, že takúto stavbu musíme aj chladiť. A vtedy sa môže spotreba tepla + energie na chladenie vyšplhať aj cez 7000 a viac kWh za rok (pre dom okolo 120 m²) a vtedy už úspora pri použití TČ má logicky zmysel. A dokonca o to väčší, čím južnejšie sa nachádzame. Potom teda úspora predstavuje okolo 5000 kWh za rok, v prepočte na peniaze okolo 700 až 1000 € ročne, čím sa investícia do TČ stáva zmysluplná. Je to ale logické, lebo podľa západných kritérií (nie všade) máme stavbu v energetickej triede B a nie A0 ako u nás podľa bývalej STN.
Ako by to vyzeralo potom pre skutočné stavby kategórie A0 - teda skutočných A0 domoch s ale o MPT pod 5 kWh? (teda nie pre domy A0 podľa našej norme STN 73 0540, ) Takáto stavba by mala MPT < 5 kWh/m².rok, čo pre dom plochy 120 m² predstavuje teplo < 600 kWh za rok, a v lete spotreba na chladenie predstavuje asi 0 kWh. Následkom čoho stavba nepotrebuje TČ, nakoľko 600 kWh v zime vieme vykúriť aj ohrievačom z Tesca za 10 € a v lete chladiť nemusíme, ak dodržíme pár jednoduchých zásad pre nočné chladenie a tienenie cez deň.
Poznám ľudí, ktorí dosiahli po správnom návrhu stavby v lete teplotu v interiéri okolo 19 °C bez klimatizácie a ich ročná spotreba na kúrenie je okolo 100 až 700 kWh v závislosti od roku, veľkosti domu a lokality na Slovensku (dokonca tie stavby sú lacnejšie od ostatných, čo vysvetlím nižšie).
Zhrnutie a záver:
Tepelné čerpadlo má zmysel iba v týchto prípadoch:
vo veľmi starých stavbách, ktoré nechceme zatepľovať,
alebo v moderných domoch, ktoré síce spĺňajú triedu A0 podľa STN 730540, ale nespĺňajú MPT pod 5 kWh/m².rok.
Ostatné domy, ktoré spĺňajú MPT pod 5 kWh/m².rok, nepotrebujú TČ, Okrem toho takáto stavba má aj iné výhody::
Stavba nemá niečo drahé (TČ), čo sa môže pokaziť.
Stavba nemá zložitú sústavu vykurovania, ktorá je v spojení s TČ nákladná (okolo 15 000 €), a logicky je o túto cenu stavba lacnejšia (toto je jedno z vysvetlení, prečo je stavba nakoniec lacnejšia). Čiže stavba s MPT do 5 kWh/m².rok môže byť za istých okolností výrazne lacnejšia ako stavba A0 s MPT okolo 30 kWh/m².rok! (najmenej o 200 €/m² podlahovej plochy vykurovanej časti stavby)
Stavba má zvyčajne aj omnoho vyššiu životnosť (rádovo viac ako 90 rokov, čo je asi 3x viac ako je životnosť väčšiny stavieb projektovaných posledných 30 rokov od masívneho nástupu tepelných izolácií), čo predstavuje ďalšiu úsporu peňazí na prevádzkové opravy do budúcna.
Takáto stavba je logicky zdravšia, a to už len z dôvodu, že nepotrebuje klimatizáciu. Sú tu však aj iné zdravotné benefity.
