Rekuperace tepla (HRV). Povinnost, nebo nutnost?

Je nutné mít od roku 2021 v domě nucené větrání, tedy rekuperaci tepla?

Neexistuje jediný předpis, který by lidem nařizoval mít v domě větrání s rekuperací tepla (HRV). Proč tedy mnozí architekti tvrdí, že HRV je nezbytné?

Tento požadavek vychází z výpočtů. Podle energetické třídy A0 pro domy s téměř nulovou spotřebou energie platné od roku 2021 se posuzují tři hlavní složky energetické náročnosti budovy:

• Tepelněizolační vlastnosti obálky budovy
• Tepelné ztráty a zisky domu
• Příprava tepla a výroba z obnovitelných zdrojů

Tepelněizolační vlastnosti obálky

...se postupně zlepšují od roku 1960. Zatepleny byly už i první panelové domy. Měly takzvané sendvičové stěny, jejichž střední vrstvu tvořil tepelněizolační beton. Snahu o zateplování v těch letech z velké části poháněla touha po nezávislosti na dodávkách energie ze sousedních zemí, ale také ekologie = zápach z mnoha komínů.

Poté přišel rok 2010, kdy jsme začali brát zateplení vážněji. Od té doby na trhu pravidelně připravujeme produkty, konstrukční detaily a řemeslné postupy tak, aby bylo možné dodávat dnes požadované domy třídy A0. Nejslabším článkem jsou okna, která je třeba vybírat zodpovědně. S konečným rozhodnutím vám rád poradí každý architekt nebo topenář.

Je třeba říct, že kvalitní tepelná obálka budovy je pro její obyvatele výhodná, protože snižuje počet kritických míst obálky (tepelných mostů), a tedy i výskyt plísní. Snižuje potřebu tepla, čímž se omezuje nadměrně suchý vzduch i množství prachových částic zanášejících plíce a přenášejících roztoče a viry.

Stejně jako u všeho ostatního by se to s tepelněizolační obálkou nemělo přehánět. Od určité tloušťky má přidávání dalších centimetrů izolace už jen malý vliv na úspory. U fasádních stěn jsme dosáhli tloušťky 600 mm polystyrenu, kde teoreticky trvá půl roku, než teplo unikne z konstrukce (při dokonalé vzduchotěsnosti domu).

Tepelné ztráty a zisky, nucené větrání

...budovy představují teplo, které z domu uniká přes výše zmíněnou obálku budovy. Během výpočtu se upravují tloušťky izolací a hledají se možnosti smysluplných úspor v detailech. Zde přichází ke slovu jeden z nejdůležitějších úkolů projektanta topení — úspora nákladů na výstavbu i provoz domu. Teplo se ztrácí také větráním. Při dodržení minimální výměny vzduchu n = 0,50, tedy 50 % objemu vzduchu v domě za hodinu, dosahujeme tepelné ztráty 10–15 kWh/m² za rok. Pokud musíme splnit normu a onu maximální tepelnou ztrátu 20,40 kWh/m² za rok, zbývá nám na prostupy tepelnou obálkou objektu už jen velmi málo. Proto architekti hromadně sahají po HRV s účinností 85–90 % (85–95 % tepla se při ohřevu čerstvého vzduchu vrátí zpět ze "znečištěného" vzduchu).

U zemních domů využíváme pro tuto rekuperaci tepla zeminu a k větrání pak přirozené (pasivní) větrání. Přirozené větrání však dokáže zpětně získat pouze 10–15 % tepla a norma navíc neuznává akumulaci tepla v zemině pod zeleným střešním souvrstvím. Proto se rozhodujeme posuzovat zemní domy podle metodiky Passive House Planning Package (PHPP), která mnohem přesněji odpovídá naměřeným hodnotám. V PHPP se ukazuje, že HRV pomáhá jen minimálně. Výpočtový program PHPP zachycuje realitu s vysokou mírou přesnosti. Proto HRV nepoužíváme. Oficiálně se však pro posouzení musí použít STN a ČTN, kde je HRV nezbytné. Postupně se dostáváme i k výzkumu, tedy k ověřování reality ve spolupráci s vysokými školami.

Kromě tepelných ztrát má dům i vnitřní tepelné zisky, které je třeba zohlednit. Patří sem počítače, sporáky, varné desky, předpokládaný počet osob v domě a chladničky. Do vnějších tepelných zisků se započítávají okna, tedy množství tepla získaného ze slunce oknem, podobně jako u nejlevnějšího solárního panelu. Je třeba podotknout, že okna orientovaná na jih mají po celý rok větší tepelné zisky než ztráty. Uvažuji okna s parametry pro pasivní domy, tedy Uw = 0,85 W/m²K (platí od Uw = 1,10).

Velkou otázkou zůstávají tepelné zisky ve vztahu k úsporám na izolaci a otopných tělesech, stejně jako předcházení přehřívání v létě. Letní přehřívání bude s postupující změnou klimatu nejčastější otázkou pro topenáře. Předpisy však takové posouzení u obytných budov nevyžadují. Je to výhradně na odpovědnosti projektanta a na ochotě investorů vynaložit prostředky na komplexní řešení domu.

Výroba tepla a produkce z obnovitelných zdrojů, život mimo síť (off-grid)

Zde nastupuje alchymie projektanta topení. Musí zvolit co nejmenší počet produktů, které společně zajistí smysluplnou výrobu tepla potřebného v domě. Produkty a zařízení musí spolehlivě spolupracovat, tedy jde o řešení odolné proti chybám. Přirozeně je součástí i výroba energie z téměř nekonečné energie slunce.

Nejmenší kombinace se skládá ze tří prvků. Systém I:

• Sálavé panely
• Kamna s výměníkem pro ohřev teplé užitkové vody (TUV) a vytápění
• Fotovoltaika

Alternativou je kompaktní jednotka, která integruje všechny části: Systém II:

• Vytápění domu – distribuce tepla
• Rekuperace teplaOhřev TUV, kombinovaný s fotovoltaickými panely nebo tepelným čerpadlem země–voda. Tepelné čerpadlo vzduch–voda je nutné v chladných měsících kombinovat s předehřevem.
• Doplňková kamna – volitelně

Z nabízených možností jednoznačně volíme jednodušší, menší produkty. Důvody jsou tyto:

• Jednodušší produkty jsou levnější na instalaci.
• Jednodušší produkty jsou spolehlivější a mají delší životnost, a to i při částečné poruše.
• Opravy jsou u jednoduššího systému s oddělenými částmi snazší. Vyměňuje se pouze malá součást nebo úsek za nový. Oprava je tak samozřejmě mnohem jednodušší a rozložená v čase.
• Možnost žít off-grid, tedy soběstačně

Off-grid a tepelné čerpadlo

Díky velmi nízké potřebě tepla pro vytápění krátkého domu si klient může zvolit typ vytápění. Tepelná čerpadla a rekuperace jsou navržena na velmi nízkou, ale nepřetržitou spotřebu. Zapnuté tepelné čerpadlo spotřebuje v zimě přibližně 20 kWh/den u domu třídy A1 a přibližně 10 kWh/den u domu třídy A0. Rekuperace spotřebuje dalších 1 kWh/den. Spotřeba domácnosti (PC, vaření, praní, vánoční osvětlení) představuje v zimě 8 kWh/den. Teplo ze dřeva (dřevo jako baterie) se snadno vyrábí a vyžaduje 1–1,5 m³ ročně. Mezi spotřebou 8 kWh/den a spotřebou 19–29 kWh/den je však výrazný rozdíl. Rekuperace v kombinaci s tepelným čerpadlem by pro systém off-grid vyžadovala více než dvojnásobnou kapacitu baterií a fotovoltaiky. Proto doporučujeme jednodušší systém vytápění bez rekuperace.

Instalace systému o výkonu 12–16 kWp oproti systému 29–38 kWp představuje při životě off-grid výrazný rozdíl v nákladech.

Příklad spotřeby energie v domě

• Pračka: 0,30 kWh/den
• Vaření: 1–2 kWh/den (vařené jídlo – maso nebo koláč)
• Osvětlení: 0,20 kWh/den
• Chladnička: 0,40 kWh/den
• Rychlovarná konvice / na cesty: 0,2 kWh/den (3 kávy / 1 l čaje denně)

Závěr

Systémy rekuperace tepla jsou pro většinu domů smysluplné a potřebné. Je však důležité zvážit, kdy je použít a kdy se bez nich obejít. V případě našeho krátkého domu se rozhodujeme systém vynechat, protože zkušenosti našich klientů ukazují, že rekuperace se ekonomicky nevyplácí. Zemní akumulátor kolem a pod domem zajišťuje potřebnou tepelnou stabilitu a přirozené větrání zajišťuje přísun čerstvého vzduchu.