Před více než dvanácti lety se architekt Lukáš Pejsar zabýval projektem vlastního domu. Od začátku ho koncipoval jako pasivní dřevostavbu – orientací, vyšší mírou zateplení difuzně otevřené konstrukce a také s odpovídajícím technologickým vybavením. Stavěl ho vlastníma rukama, mimo jiné si tak chtěl ověřit konstrukční systém. Od loňského léta jsou na zelené střeše nové fotovoltaické panely – z pasivní stavby se tak stal nulový dům.
„Přáli jsme si dřevostavbu, ale rozhodl jsem se, že se vyhneme systému Two by Four, který mi příliš nevyhovoval. Poprvé jsem si tedy pro nosnou konstrukci vyzkoušel masivní dřevěné panely silné 84 mm. Složeny jsou ze šesti křížem lepených vrstev, zároveň mohou zůstat v interiéru pohledové. Fasádu máme ze sibiřského modřínu, na střeše rostou rozchodníky, okna jsou orientovaná na jih do zahrady. Dům jsme důkladně zateplili. A co se týče TZB, snažil jsem se co nejvíc si nastudovat, i kvůli tomu, abychom dosáhli na dotace. Technologie tehdy stály kolem 750 tisíc korun, dotace ve výši 550 tisíc pro nás byla důležitá. Mohli jsme si pak pořídit tepelné čerpadlo, akumulační nádrž, vzduchotechniku s rekuperací a fototermické panely,“ vzpomíná Lukáš Pejsar.
„Kdybych dům stavěl dnes, rekuperaci v něm budu mít znovu, je to skvělá věc. Zajistí vysokou kvalitu vzduchu, a to i ve dnech, kdy třeba mrzne a okno si opravdu neotevřete. Tepelné čerpadlo bývá v provozu zhruba od listopadu do dubna. Když svítí slunce, je vypnuté, vodu v akumulační nádrži ohřívají fotometrické panely na střeše. Co bych dnes změnil, je systém vytápění – rekuperaci vzduchu by doplnilo podlahové topení, které je komfortní, velmi příjemné, a navíc v místnosti nemusíte mít žádná tělesa, nic není vidět. A teplota vody z akumulační nádrže je pro podlahové topení vlastně optimální. I tepelná čerpadla jsou už jinde než před deseti lety, systém řízení by mohl být na vyšší úrovni.“
Promyšlený systém TZB
Fototermika má skvělou účinnost a návratnost, stále ještě třikrát lepší než fotovoltaika. Lukáš Pejsar má od roku 2011 na střeše tři fototermické panely, které od jara do podzimu zajistí teplou vodu. I v zimě, když mrzne, ale svítí slunce, nahřejí celou akumulační nádrž o objemu 450 litrů. Když je zataženo, vodu ohřívá tepelné čerpadlo vzduch/voda o výkonu 9,5 kW.
V zimě vodu dohřívá také bivalentní topná spirála. Tepelné čerpadlo by totiž vodu ohřálo jen na teplotu, která stačí pro vytápění domu, ale na koupání je potřeba teplejší voda, zhruba o 20 °C. Tepelné čerpadlo se od května do října téměř nespíná, fototermika zajistí dostatek teplé vody a vytápět v této době není třeba.
„Dnes bych si ale pořídil větší akumulační nádrž, i v létě bývá zataženo několik dní za sebou. Máme tři děti a pro pětičlennou rodinu už 450 litrů nestačí, občas musíme vodu dohřívat čerpadlem,“ doplňuje architekt.
Vytápění funguje tak, že z akumulační nádrže s nahřátým médiem vede tepelný výměník do rekuperační jednotky, kde se ohřívá vzduch přicházející z venku a v rekuperační jednotce už mu bylo předáno vnitřní teplo. V zimě má tedy kolem 18 °C, dohřívá se na 22 °C. Tímto způsobem se uspoří na klimatizaci, dům je vyladěn tak, že tu není nutná.
Topení vzduchem je ale o něco méně komfortní v regulaci, nelze vytápět každý pokoj na jinou teplotu. Mohou se však diferencovat jednotlivé větve – v domě manželů Pejsarových se obytné přízemí vytápí na 22, horní patro na 21 °C. Při tomto způsobu vytápění je vzduch v interiéru suchý, zvlášť když jsou venku teploty pod bodem mrazu.
„Dnes už osazujeme rekuperace s entalpickým výměníkem, který udržuje ideální vlhkost vzduchu,“ dodává Lukáš Pejsar. „Lidé si často myslí, že pasivní dům je plný složitých technologií s komplikovaným ovládáním, a navíc si v něm nemohou ani otevřít okna. Ve skutečnosti si nastavíte režim rekuperační jednotky a teplotu, kterou chcete v domě v dané hodiny a dny mít. To zabere asi hodinu. Nastavíte si také zimní a letní režim, a to je vlastně všechno, pak už se o nic nestaráte, dům nás neomezuje.“
Deset let zkušeností
V zimě jsou solární zisky okny benefitem, v létě by se dům bez předokenních žaluzií přehříval. Manželé Pejsarovi si pořídili automatické nastavení žaluzií, samy se zatahují a vytahují podle teploty a směru slunečního svitu. Večer se mohou okna otevřít a v noci, kdy teplota vzduchu klesne, vzduchotechnika dům vychladí. Rekuperace tedy v létě funguje opačně než v zimě, ale princip je stejný – vnitřní teplotu se snaží zachovat a venkovní nepouští dovnitř. V zimních měsících rekuperace stále větrá, ale bez ztráty tepla uvnitř.
„Šetří nám to zhruba polovinu nákladů na topení. A vytápění tepelným čerpadlem ze zbylé poloviny šetří další polovinu. Ve srovnání s běžným domem jsou tedy náklady na vytápění čtvrtinové. Topná sezóna nám začíná v listopadu, záleží na počasí – pokud je slunečno, dům se krásně vyhřívá solárními zisky. K celoroční tepelné bilanci přispívá i náš pobyt v domě a provoz elektrických spotřebičů. Stačí, aby manželka upekla bábovku nebo přišli kamarádi na návštěvu a je vytopeno. Největším žroutem elektřiny je příprava teplé vody, v permanentním provozu je pračka a sušička. Teď jsme se naučili používat je, když svítí slunce a elektřinu nám dodává fotovoltaika,“ upřesňuje architekt Pejsar.
Z pasivního domu plusový
O fotovoltaice Lukáš Pejsar uvažoval už v době, kdy dům stavěl: „Tehdy byly energie ještě levné, efektivita panelů špatná, jejich návratnost v nedohlednu a ani rodinný rozpočet nám to neumožňoval. Dnes je všechno jinak – energie jsou drahé, technologie se posunula a panely fungují skvěle. Nejdřív jsem si provedl analýzu, co se mi vyplatí nejvíce. Z výpočtu vyšla co největší plocha FVE, která pokryje naši spotřebu. Abychom mohli čerpat dotace, je třeba energii ukládat do baterií či do vody. Protože jsme před dvanácti lety čerpali dotaci s podmínkou ukládání energie z fototermických panelů do vody, zvolili jsme baterie. Ukázalo se, že je to ideální řešení – v létě bývá baterie nabitá již kolem 11. hodiny dopoledne, zbytek jde do sítě. Vzhledem k tarifu virtuální baterie nejsme ostrovní dům, který je na bateriích závislý. Když ale dojde k výpadku elektřiny ze sítě, slouží baterie jako záloha. V rámci virtuální baterie neplatíme za energii samotnou, pouze za distribuci a DPH. Výhodnější je proto využívat co nejvíce energie rovnou nebo ji uložit doma v bateriích než posílat do sítě a brát ze sítě zpět.“
Virtuální baterie je speciální tarif společnosti ČEZ. Spočívá v tom, že kolik energie se v průběhu roku do sítě dodá, tolik si z ní pak může klient odebrat „zadarmo“. V létě vznikají přebytky, které nemá smysl do sítě prodávat, výkupní cena elektřiny je nízká. Posílají se tedy do sítě, v zimě si je zákazník odebere zpět. Důležité je systém nastavit tak, aby vyrobil ideálně o deset procent elektřiny více, než kolik jí spotřebuje. Vznikne tak rezerva, navíc každý rok spotřeba mírně kolísá.
„S ČEZ máme uzavřenou smlouvu na tři roky, časem se ukáže, co bude dál. Myslím, že virtuální baterie se nebude používat dlouho, už nyní je síť přetížená. Celá instalace FVE nás loni stála více než 550 tisíc korun, dotace činila 200 tisíc korun. Výkon panelů je 10 kWp, kapacita baterie je 10,24 kWh/rok. Před rokem byla návratnost systému po započtení dotace 15 let, záruka na panely 25 let a na baterii deset let. Takže mi to dávalo smysl, a to byly ceny kolem 3,50 Kč za kW. S novými cenami nám návratnost klesla na čtyři roky. Do budoucna bych chtěl výkon navýšit na 20 kWp, pak by 10 kWp zbylo pro pro elektromobil. Elektromobily mají obrovskou kapacitu baterií, dokážou i zpětně napájet dům. Navíc v létě by auto spotřebovalo produkci elektřiny, kterou panely vyrobí při slunečném počasí,“ dodává architekt.
Lukáš Pejsar také přemýšlí o tom, že by spotřebu domu snížil o dalších 20 % chytrým řízením, které by nastavilo spotřebu a využívání energie podle týdenní předpovědi počasí. „Tepelná čerpadla jsou dnes o několik tříd lepší než v době, kdy jsme stavěli, takže až mi investice bude dávat smysl, vyměním ho. Rekuperace tepla z odpadní vody je jednoduchá, jednou v našem domě bude.“
Čtyři střechy s FVE
Skokové zvýšení cen elektřiny přimělo spoustu lidí o fotovoltaice přemýšlet. Shodou okolností tak došlo k tomu, že se Lukáš Pejsar dohodl s kamarády a rodiči na tom, že budou řešit FVE společně. V Rožmitále pod Třemšínem tak vznikla jakási laboratoř a výsledky měření jsou docela zajímavé. Poněkud vyvracejí obecné povědomí o tom, že by ideální poloha panelů měla být co nejvíce k jihu a v úhlu 45°.
„Každý z nás má jinou střechu, jinou velikost a orientaci panelů. Ukázalo se, že daleko lepší je orientace panelů východ-západ nebo třeba jih-východ / jih-západ. Při orientaci pouze k jihu výroba energie v jednu chvíli vyběhne prudce nahoru a pak zase klesne, v druhém případě je více kontinuální. Fotovoltaika vyrábí elektřinu hlavně v létě, kdy je slunce vysoko, takže stačí daleko menší úhel. Jde vám vlastně o co největší letní přebytky… Každý dům má jinou plochu panelů, také střechy jsou různé. Například kamarád má sedlovou střechu uprostřed zástavby a je vidět, že okolní domy výrobu energie ovlivňují. Rodiče, kteří s námi sousedí, mají panely otočené spíše k jihu a kupodivu i nižší zisky, chybí jim energie ze západního slunce. Zjistili jsme tedy, že větší FVE by měla mít část panelů orientovanou na jih, část na západ nebo na východ. Výroba se tak rozloží do celého dne a lze s ní lépe pracovat. Na domě mého kamaráda jsou panely o výkonu 7 kWp se sklonem 18 °, víc se jich na střechu nevešlo. Z poloviny jsou orientované na východ, z poloviny na západ, přitom vyrobí více energie než moje jednotka. Vypadá to tedy, že západovýchodní orientace je pro panely s mírným sklonem ideální. My máme panely ve sklonu 13 °, takže v létě jsou extrémně výkonné, v zimě naopak,“ uzavírá Lukáš Pejsar.
| Rodinný dům Lukáše Pejsara, Rožmitál pod Třemšínem |
| Užitná plocha: 176,85 m2 Zastavěná plocha: 130 m2 Obestavěný prostor: 615 m3 Dřevostavba z CLT panelů, tepelná izolace Isover UNI 360 mm ve střeše i ve stěnách, difuzně otevřená skladba |
Z ateliéru 3ae
Architektonický ateliér, jehož součástí je i projekce a běžně také domy staví, má ve svém portfoliu projekty, které by se mohly označit jako nízkoenergetické nebo pasivní. Ne všechny ale dokonale splňují standardy pro certifikát pasivního domu, některé například využívají jako primární energii elektřinu přímo ze sítě.
Například dům v Březových Horách má elektrické podlahové topení. Jeho obálka je ale dobře zateplená, okna mají trojskla, orientovaná jsou na jihozápad. V zimních měsících využívají tepelné zisky ze slunečního záření, v létě se tyto zisky eliminují velkým přesahem střechy. Spotřeba energie na provoz se pohybuje pod 15 kW/m2. Kdyby byl dům vybaven tepelným čerpadlem, mohli bychom ho označit jako pasivní.
„Používáme poměrně silnou vrstvu minerální izolace, pro základy někdy také pěnové sklo, které skvěle eliminuje detaily, jež by mohly způsobit promrzání soklu. Ale musí se dobře připravit drenáže, aby se v něm nedržela voda. Okna mají v našich projektech trojskla, rámy dřevěné, pokud je to možné, pak dřevohliníkové nebo hliníkové. Z tepelněizolačního hlediska je nejlepší kombinace dřevo-hliník. Pokud možno se snažíme vyhnout plastovým oknům – u větších ploch zasklení mají horší stabilitu rámu. Velmi často používáme velkoformátová okna, například posuvné HS portály. Téměř vždy se také podílíme na návrhu interiérů,“ říká architekt Lukáš Pejsar.
V loňském roce jsme už představili téměř nulový dům na Zbraslavi (Materiály pro stavbu č. 3/2022), nyní jsou na řadě další dva domy v pasivním standardu:
Dům u jezera
Novostavba stojí na místě starší chaty. Povoleno bylo zastavět 70 metrů čtverečních, a to jen díky tomu, že dům byl projektován jako pasivní. Jihozápadní fasáda je prosklená, v létě ji stíní screenové rolety, takže i v horkých dnech je v interiérech 25 stupňů.
„I když jde o relativně malou stavbu, příprava projektu do tohoto prostředí byla poměrně složitá. Ale možnost navrhnout dům ve Švýcarsku a na tak zajímavém místě mě lákala. Před cestou jsem se snažil nastudovat maximum místních předpisů. Nejvíce mě překvapilo množství regulativů,“ vzpomíná architekt Marek Pavlas. Majitelé dodávají: „Díky kompaktnímu tvaru stavby, minimu oken na severní straně, dobré izolaci i vlastní výrobě elektřiny fotovoltaickými panely a tepelným čerpadlem máme nízké náklady na vytápění, návratnost investic byla rychlá.“
Pasivní dům ve Švýcarsku
Autor: Ing. arch. Marek Pavlas, Ph.D.
Realizace: 3AE, s. r. o.
Zastavěná plocha: 70 m2
Užitná plocha: 134 m2
Konstrukční systém: CLT
Teplo a větrání: vzduchotechnika s rekuperací a s teplovzdušným vytápěním doplněná o tepelné čerpadlo vzduch/voda s teplovodním podlahovým topením s akumulační nádrží; fotovoltaické panely
Součinitel prostupu tepla stěnou: 0,13 W/m2K
Stavba svépomocí
Klienti architektovi neřekli, že už mají poměrně jasnou představu o tvaru svého domu. Když jim pak představil návrh, byli překvapeni – jako by byl z jejich hlavy. A navíc v pasivním standardu, s možností čerpání dotace. Jednou z největších výzev bylo pro architekta umístění stavby – terén je svažitý a klient přitom požadoval alespoň kousek rovného pozemku, kde by si mohly hrát děti. Prioritou bylo také propojení domu s exteriérem.
„Dodavatel dokončil hrubou stavbu, uvnitř jsme pak pokračovali svépomocí – příčky, podlahy, elektroinstalace, něco málo subdodavatelsky. Od začátku jsme také věděli, že plyn jako médium není nic pro nás, a pokud elektřina, tak ekologicky. Podmínky pro dotaci beztak vyžadovaly obnovitelný zdroj energie. Na výběr jsme měli tepelné čerpadlo nebo fotovoltaiku, nakonec z toho vyšlo oboje. Pořídili jsme si jednodušší typ čerpadla typu vzduch/voda. Byla to dobrá volba, technologie se mezitím posunuly a nebude nás bolet jeho výměna za novější,“ upřesňuje majitel rodinného domu v Chrastavě.
Dům má potřebu energie 14 kWh na metr čtvereční vytápěné plochy za rok, tepelná ztráta je 2,1 kWh.
Pasivní dům v Chrastavě
Autor a projekt: Ing. arch. Lukáš Pejsar
Realizace: 3AE, s. r. o.
Zastavěná plocha: 80,3 m2
Užitná plocha: 113,2 m2
Konstrukční systém: CLT panely NOVATOP SOLID, difuzně otevřená skladba
Součinitel prostupu tepla stěnou U: 0,11 W/m2K
-vis-
Foto: Petr Polák, dům ve Švýcarsku: Marek Pavlas
