Energetická efektivnost
Zaměření na budovy
XEM
Autor: Ing. Jaroslav Škrabal
31. 10. 2022
Olomouc

Energetická efektivnost
•Jednám ze základních požadavků na budovy, je vytvoření vhodného vnitřního prostředí, které má
pozitivní dopad na pohodu a zdraví obyvatel.
•Aby mohlo být takové prostředí vytvoření, je třeba sledovat fyzikální parametry stavebních
konstrukcí a technického vybavení budovy.
2/37

Energetická efektivnost
•Především nás zajímají oblasti:
–tepelné ochrany budovy;
–osvětlení;
–řízení vlhkosti;
–akustika.
3/37

Energetická efektivnost
•Tepelná ochrana budovy
–Má za úkol co nejvíce zamezit tepelným ztrátám, ke kterým dochází z důvodu přenosu tepla mezi
teplejším prostředí interiéru a chladnějším prostředím exteriéru (pro chlazení obráceně.
–V budovách je snaha o co nejstabilnější udržení vnitřní teploty, bez zbytečných tepelných ztrát.
–
4/37

Energetická efektivnost
•Tepelná ochrana budovy
–Dodaná nebo získaná energie je udržována v objektu kvalitním provedením tepelné obálky budovy,
která přenos tepla přes obvodovou konstrukci co nejvíce sníží.
–Přenos tepla v budovách probíhá vedením, prouděním nebo zářením.
–K přenosu tepla vedením dochází v momentě, kdy se dotýkají dvě tělesa s rozdílnou teplotou.
5/37

Energetická efektivnost
•Tepelná ochrana budovy
–Tento princip lze pozorovat i u kapalin a plynů v malých objemech.
–U větších plynových nebo kapalných objemů dochází k přenosu prouděním.
–Teplo se přenáší pohybem plynovými nebo tekutými částicemi mezi pevnými tělesy bez kontaktu.
–K bezkontaktními přenosu dochází i pomocí záření.
6/37

Energetická efektivnost
•Osvětlení
–Řízení tepla v interiéru je nedílnou součástí při zajištění světelné pohody v objektu,
–Požadovaný vizuální komfort ovlivňuje schopnost člověka při plnění úkolu a ovlivňuje vnímání
okolního prostředí.
–
7/37

Energetická efektivnost
•Osvětlení
–Světelná pohoda je závislá na těchto faktorech:
•Podoba světla (intenzita, teplota, tonalita, apod.);
•Umístění zdroje světla;
•Směr světelného toku;
•Kontrast viděných povrchů;
•Odraz světla;
•Typ prováděné činnosti a individuálních vnímání.
–Osvětlení v objektu lze rozdělit na dvě základní kategorie podle zdroje světla, a to denní
osvětlení a osvětlení umělé.
•
–
8/37

Energetická efektivnost
•Řízení vlhkosti
–Řízení vlhkosti se v objektu provádí nejen z důvodu udržení vhodného vnitřního prostředí, ale
především pro zamezení degradace a destrukce stavebních konstrukcí.
–Běžnou činností v objektu, přítomnosti lidí a rostlin ve vnitřním prostředí vzniká vlhkost.
–Úkolem správného návrhu řízení vlhkosti je zabránit pronikání vlhkosti do konstrukce, nebo
zajistit, aby proniklá vlhkosti měla možnost v dostatečném objektu z konstrukce uniknout (difúzně
otevřené a uzavřené konstrukce).
•
–
9/37

Energetická efektivnost
•Akustika
–Správná akustika budov zajišťuje ideální vlastnosti vnitřních prostorů, tak aby co nejvíce
vyhovovaly typu provozu a způsobu užívání.
–Ochraňuje před nadměrným hlukem a vibracemi.
–Zdroje hluku a vibrací mohou být externí nebo interní.
–V budovách se hluk šíří jako:
•Zvuk šířen vzduchem;
•Zvuk šířen v konstrukcí;
•Kročejový (nárazový) zvuk.
•
–
10/37

Energetická efektivnost
•Akustika
–K přenosu zvuku vzduchem dochází ve formě vln, které se šíří od zdroje a prostupují konstrukcemi.
–V konstrukci se zvuky přenášejí pomocí vibrací.
–Kročejový hluk vzniká padajícími předměty nebo pohybem po podlaze nebo po stěně a dále se šíří do
objektu konstrukcemi, které jsou mezi sebou pevně spojeny.
•
–
11/37

Energetická efektivnost
•Akustika
–Při návrhu vhodných opatření jsou u materiálů nejdůležitější jejich absorpční odrazové a přenosové
vlastnosti.
–Při vzniku zvuku v místnosti je část zvuku odrážena, část přenášena do další místnosti a část
zvuku je rozptýlena v konstrukcí.
•
–
12/37

Vytápění a chlazení objektů
•Tepelná pohoda je jedním ze základních požadavků, které jsou na bundový kladeny.
•Pro vhodné zdroje tepla nebo chladu, a tedy dostatečné zajištění vytápění v zimních měsících a
chlazení, je nutné správně stanovit velikost teplených ztrát.
•
–
13/37

Vytápění a chlazení objektů
•Distribuce tepla
–Pro distribuci tepla v objektu je možné využít různá média a systémy.
–Každý systém má své výhody a nevýhody a každý se hodí pro jiné pokrývání energetických ztrát.
–Mezi nejpoužívanější typy lze považovat:
•Teplovodní systém (radiátory, konvektory, sálavé topení, …)
•Vzduchová ventilace (rekuperace, ohřev převáděného vzduchu, …)
•Tepelná čerpadla („mini-split“ jednotky, …)
•Elektrické systémy (přímotopy, …)
–
14/37

Vytápění a chlazení objektů
•Distribuce tepla
–U moderních pasivních domů jsou tepelné ztráty nízké a pro dodání tepla a jeho distribucí je možné
využít rozvody vzduchotechniky.
–Přiváděný čerstvý vzduch je po rekuperaci dodatečně ohříván na požadovanou teplotu.
–Ohřev se provádí napojením na tepelnou vodu nebo pomocí elektrické spirály.
–
15/37

Vytápění a chlazení objektů
•Distribuce tepla
–U pasivních domů nebo u ostatních domů s velmi výkonnou teplenou obálkou budovy, která zajišťuje
minimální energetické ztráty, je nutné brát v úvahu i tepelné ztráty/zisky od potrubí v objektu.
–Základním principem je při návrhu postupovat ta, aby potrubí v objektu bylo co nejkratší,
především potrubí, které je vedeno mimo tepelnou obálku budovy.
–
16/37

Větrání a rekuperace vzduchu
•Větrání objektu je nutné z důvodu udržení vnitřní pohody.
•Přívodem čerstvého vzduchu se odvádí znečišťující látky a pomáhá při regulaci vlhkosti,
•Přirozené větrání přívod čerstvého záduchu zajisti, ale není možná regulace.
–
17/37

Větrání a rekuperace vzduchu
•Mechanické větrání přináší další výhody a možnosti při úpravě přiváděného vzduchu:
–Využití rekuperace tepla;
–Snížení rizika plísní;
–Snížení vlhkosti vzduchu;
–Chlazení/vyhřívání přiváděného vzduchu;
–Filtrace vzduchu.
•
–
18/37

Větrání a rekuperace vzduchu
•Jednotka mechanické ventilace s rekuperací tepla je centrem ventilačního systému budov.
•Jednotka by měla být správně umístěna, aby během provozu nerušila správně navržena, aby dokázala
svůj potenciál na maximum, vysoce izolovaná, tak aby se zabránilo zbytečném tepelným ztrátám.
•Moderní jednotka dokáže využít až 90 % odpadního tepla pro ohřev přivádění čerstvého vzduchu.
•
–
19/37

Větrání a rekuperace vzduchu
–
20/37
Jak funguje rekuperační jednotka a její instalace | Fachmani.cz

Větrání a rekuperace vzduchu
21/37


Vzduchotěsnost, neprůvzdušnost a procesy vodní páry v konstrukci
–Obálka budovy je hranicí mezi vnějším proměnlivým a vnitřním stabilním kontrolovaným prostředím.
–Mezi její základní funkce patří tepelná izolace, zajištění vzduchotěsnosti, izolace proti dešťové
vodě, ochrana proti větru nebo kontrola a řízení páry.
22/37

Vzduchotěsnost, neprůvzdušnost a procesy vodní páry v konstrukci
–Výhody neprůvzdušnosti obálky budovy:
•Snížení dopadu větru na výkonnost budovy;
•Zvýšení schopnosti tepelné izolační vrstvy;
•Snížení tepelné ztráty a snížené nákladů na vytápění;
•Zvýšení komfortu v budově.
•
•
23/37

Vzduchotěsnost, neprůvzdušnost a procesy vodní páry v konstrukci
–Pokud se teplý a vlhký vzduch dostane do kontaktu s chladným povrchem začne kondenzovat.
–Pokud tomuto procesu bude docházet dlouhodobě je vysoké riziko vzniku plísní nebo degradace
konstrukce.
–Největší riziko je u materiálů, které jsou náchylné k rozkladu (především dřevěná konstrukce).
•
•
24/37

Vzduchotěsnost, neprůvzdušnost a procesy vodní páry v konstrukci
–Pokud se vlhkost do konstrukce dostane, je třeba zajistit, aby se všechna dostala z konstrukce ven
a nedocházelo k její koncentraci uvnitř konstrukce.
–Výhody kontrolovaného řízení par v konstrukci:
•Zabránění úniku par do vnějších vrstev obálky budovy;
•Vytvoření vnější obálky, která propouští vodní páry do exteriéru;
•Snížení rizika kondenzace par a vzniku plísní v obálce budovy;
•Ochrana strukturální integrity;
•Zvýšení životnosti konstrukce vrstev obálky budovy.
•
•
25/37

Energetická bilance budovy
–Energetická bilance budovy je souhrn výpočtů, které představují pohyby energie mezi budovou a
okolním prostředím.
–Jedná se tedy o popsání vztahu mezi tepelnými ztrátami a tepelnými zisky budovy, které jsou
balancovány množstvím dodané energie.
•
•
26/37

Energetická bilance budovy
–Pro sestavené energetické bilance objektu se nejčastěji využiv měsíční metoda, která vychází z
výpočtu potřeby tepla v každém měsíci a na základě těchto hodnot se poté stanovuje celková roční
potřeba tepla pro vytápění/chlazení.
–Roční potřeba tepla se stanoví jako součet měsíčních potřeb tepla na vytápění.
•
•
27/37

Energetická bilance budovy
–Dodaná teplená energie
•Dodaná tepelná energie charakterizuje množství energie, které je potřebné k zajištění tepelné
pohody uvnitř obývané zóny.
•Výše měsíční potřeby tepla na vytápění je závislá na velkosti tepelných ztrát a tepelných zisků v
daném měsíci.
•Pro tepelné zisky je nutné stanovit faktor využitelnosti tepelných zisků.
•
•
28/37

Energetická bilance budovy
–Tepelné ztráty
•Tepelné ztráty se dají zařadit do dvou hlavních skupin, a to tepelné ztráty způsobené postupem
tepla skrz obvodovou konstrukci vytápěného prostoru a tepelné ztráty způsobené větráním.
•K dalším tepelným ztrátám dochází v zavilosti na efektivitě systému budovy.
•
•
29/37

Energetická bilance budovy
–Tepelné ztráty
•Tepelné ztráty postupem tepla:
–Do této skupiny se dají veškeré ztráty, ke kterým dochází pronikáním tepla skrze konstrukcí z
tepelné vytápěné zóny do zóny chladnější, nevytápěné nebo do exteriéru.
–Pro výpočet se uvažují veškeré plochy obvodového pláště na rozhraní vytápěného prostoru a těchto
prostředí:
»Exteriér,
»Nevytápěný nebo temperovaný prostor;
»Zemina.
•
•
30/37

Energetická bilance budovy
–Tepelné ztráty
•Tepelné ztráty větráním:
–Větrání objektu je jednou ze základních aktivit, teré je nutné provádět pro udržení kvalitního
prostředí v budově.
–Výměnou vnitřního odpadového tepelného vzduchu za čerstvý studený venkovní vzduch dochází k
tepelné ztrátě.
–Tepelné ztráty, ke kterým dochází při výměně vzduchu uvnitř vytápěné zóny, přispívají k celkovým
tepelným ztrátám objektu.
–
•
•
31/37

Energetická bilance budovy
–Tepelné ztráty
•Tepelné ztráty větráním:
–Jejich význam velmi narůstá, především u nových budov s nízkou tepelnou ztrátou postupem tepla z
důvodu provádění dobré tepelné obálky budovy.
–Výpočet tepelné ztráty větráním pro stanovení energetické bilance objektu je třeba provádět
především s ohledem na způsob větráním nebo zda je využito mechanického větrání nebo mechanického
větrání s rekuperací.
–
•
•
32/37

Energetická bilance budovy
–Tepelné zisky
•Solární energetické zisky
–Jsou tvořeny dopadajícím slunečním zářením na průhledné čísti obvodového pláště;
–Pro tyto plochy se počítá účinná solární plocha, která charakterizuje plochu prvku sníženou o vliv
faktorů ovlivňujících využitelnosti sluneční energie.
–Musejí se vzít v potaz veškeré prvky, které brání průniku slunečního záření například stínící
prostředky (žaluzie, závěsy, záclony, …) nebo vlastnosti zasklení konstrukce  (propustnost sluneční
energie).
–
•
•
33/37

Energetická bilance budovy
–Tepelné zisky
•Vnitřní tepelné zisky
–Jsou tvořeny především produkcí tepla od osob, osvětlení i ostatních zařízení ve vytápěné zóně.
–Výše zisků se liší v závislosti na typu provozu v daném objektu, pro který se výpočet provádí.
–Je třeba vždy vytvořit co nejpřesnější model na základě kterého se výpočet provede.
–
•
•
34/37

Energetická bilance budovy
–Tepelné zisky
•Vnitřní tepelné zisky
–Pro tepelné zisky od osob je důležitá nejen doba, pro kterou jsou vytápěné zóně přítomny, ale i
činnost, kterou osoby provádějí.
–Osoby předají mnohem více tepelné energie, do okolního prostředí při aktivní činnosti než
například při kladném sezení.
–
•
•
35/37

•
•Zdroj:
•POLAR, J., KARÁSEK, J., BAČOVSKÝ M., KVASNICA, J. a L. MEDOVÁ. Energetický management budov. ČVUT,
s. 120, 2020. ISBN 978-80-01-06683-6.
36/37

DĚKUJI ZA POZORNOST