Větrání a vytápění

Při účinnosti rekuperace 80 % a venkovní teplotě -15°C má běžně dům ztráty na úrovni do 15 W/m². Na pokrytí tepelných ztrát objektu, i když jsou malé, je potřeba do domu dodat potřebné teplo. V pasivních domech jsou využívány dvě koncepce distribuce tepla: teplovzdušné vytápění, kde je nosičem tepla přímo vzduch, nebo dělený systém větrání a vytápění klasickými zdroji tepla s jiným topným médiem (stropní, stěnové a podlahové vytápění nebo i přímotopné panely a radiátory).

Teplovzdušný systém vytápění

Rozvod vzduchu lze současně využít k distribuci tepla a nahradit tím klasickou otopnou soustavu. Teplo dodávané vzduchu slouží nejen pro samotné dohřátí vzduchu, ale hlavně k pokrytí tepelných ztrát místností. Teplovzdušné vytápění lze realizovat jen u objektů s velmi nízkou tepelnou ztrátou. Omezení vyplývá z faktu, že vzduch jako teplonosná látka má nízkou schopnost vést teplo a současně je maximální teplota vzduchu z hygienických důvodů omezena na 50 °C. Při vyšší teplotě již dochází k rozkladu částic prachu, což zhoršuje kvalitu vzduchu. Ohřev vzduchu zpravidla zajišťuje nízkoteplotní teplovodní výměník zapojený do systému na ohřev teplé vody, případně elektrický ohřívač. Samotný ohřívač může být umístěn centrálně pro všechny větve nebo před každou výústkou, což zajišťuje lepší regulovatelnost teplot v místnostech. Regulování teplot uzavíráním klapek jednotlivých větví se z hygienických důvodů nedoporučuje. Zároveň se snižováním výkonu přivedeného do místnosti se totiž snižuje i množství větracího vzduchu. U teplovzdušného systému je nutné tepelně izolovat rozvody min. 30–50 mm izolace ve vytápěném prostoru, aby nedošlo k úbytku výkonu na výústkách.

Výhodou teplovzdušného vytápění oproti sálavým zdrojům tepla je pružnost systému reagovat na změny teplot. Takový systém pak vykazuje větší úspory na vytápění, protože tepelné zisky, ať už solární nebo vnitřní, jsou tak využívány efektivněji. Naopak nevýhodou zůstává nemožnost regulovat teploty na úrovni jednotlivých místností. Také intenzita větrání se zde navrhuje primárně na tepelné ztráty, které je ohřátým vzduchem potřeba pokrýt, a ne na hygienicky potřebnou výměnu vzduchu.

Vzhledem k nízké schopnosti vzduchu vést teplo se prakticky využívá pouze systém teplovzdušného vytápění s cirkulací (tzv. dvouzónové větrací jednotky) Jednou větví navíc oproti běžnému větracímu systému je z obytných místností vzduch odsáván, znova dohříván a vracen zpět. Odpadní znečištěný vzduch je v domě vyměňován za čerstvý buď nárazově (po užití WC nebo kuchyně), nebo směšováním určitého hygienicky potřebného množství pomocí klapky v jednotce. To umožňuje systému pokrýt i vyšší tepelné ztráty pomocí cirkulace bez narušení hygieny vnitřního prostředí a vysušování vzduchu. V letním období tento výkonnější systém zase umožňuje větší chladící výkon díky většímu objemu větracího vzduchu. Určitou nevýhodou je složitější rozvodný systém (jedna větev navíc pro cirkulaci), rozvody o větším průměru a také vyšší spotřeba elektřiny na ventilátory.

Obr. 14 Nízkoteplotní teplovodní ohřívač přímo v dvouzónové větrací jednotce nebo samostatný ohřívač pro jednotlivé větve. (Zdroj Atrea)

Kombinace nuceného větrání a klasického vytápění

Při použití konceptu samotného nuceného větrání s rekuperací se dohřev vzduchu realizuje klasickým způsobem – radiátory, stěnovým nebo podlahovým topením. V koupelně se standardně navrhuje topný žebřík nebo podlahové topení. Výhodou je, že u pasivních domů nemusí být umístěny zdroje tepla u oken, protože povrchové teploty skla jsou vyšší a nedochází zde ke kondenzaci vlhkosti. Je ovšem nutno zabezpečit kvalitní regulaci a přiměřený výkon těchto zdrojů. V konečném výsledku je možné se dostat na podobné pořizovací náklady jako u teplovzdušného vytápění. Možností jak zjednodušit celý systém, může být použití malého otopného tělesa v místě nadedveřní vyústky (viz obr.). Část tepla ohřívá vzduch a další tvoří sálavou složku. Řešení poskytuje dobrou regulovatelnost, při krátkých rozvodech a nízké pořizovací ceně.

Obr. 15 Kombinace větrání a otopného zdroje v místě výústky poskytuje dobrou regulovatelnost a nízké vstupní náklady (vlevo). Jednoduchým a levným řešením může být například radiátor za dveřmi. Vnitřní dispozice pak zůstává volná.

Pro objekty, kde je požadováno, aby byla regulovatelná každá místnost zvlášť, je realizace odděleného topného systému nutností. Výhodou je, že teplo produkované sálavými systémy je pro uživatele příjemnější (fyzicky jsme zvyklí na sálavou složku tepla), a někdy lze dosáhnout snížení vnitřní teploty v obytných místnostech při dosažení stejné tepelné pohody jako u teplovzdušného systému. Vytápění přímotopy (infrapanely, sálavými fóliemi apod.) poskytuje vysoký uživatelský komfort a nízké vstupní náklady, což je však vyváženo provozními náklady o hodně vyššími než u teplovodních systémů, kde je zdroj využíván i na přípravu teplé vody. Problémem zůstává i případná výměna zdroje, protože chybí příprava pro instalaci otopné soustavy.

Kamna a pasivní dům

Při kombinaci krbu nebo kamen s nuceným větráním je nutné zabránit vzniku podtlaku, aby nedocházelo k nedokonalému spalování a nasávání spalin do objektu. Pro bezpečnost provozu kamen v pasivním domě je zásadní navrhnout:

• rovnotlaký nebo ideálně mírně přetlakový režim – zabezpečí správné fungování spalovacího zařízení a vyloučí nebezpečí otravy unikajícími plyny
• externí přívod vzduchu do kamen – zaručí oddělení zařízení od vnitřního vzduchu
• ochranu větrací jednotky proti poruše ventilátoru přiváděného vzduchu formou vypnutí celé jednotky. Zabrání se tím vytvoření podtlaku v místnosti.

Letní chlazení

Noční větrání ve spojení s vyváženým návrhem oken a jejich stínění je nejjednodušším způsobem, jak zabezpečit letní komfort. Běžné pasivní domy v našich klimatických podmínkách nepotřebují žádné doplňkové chladící zařízení, jako je klimatizace apod. Systém nuceného větrání spolehlivě funguje i v době, kdy by přirozené větrání okny v důsledku malého pohybu vzduchu nefungovalo. Větrací jednotky obyčejně mají i letní režim, kdy odpadní vzduch prochází kolem výměníku tepla přes by-pass a neohřívá nasávaný chladný vzduch. K předchlazení vzduchu se může současně použít zemní výměník tepla. Jeho chladicí výkon je sice omezený, ale při správné koncepci domu stačí k udržení letních teplot v interiéru pod 26 °C.

Větší budovy mohou vyžít systém šetrného „pasivního chlazení“. Chlad nebo teplo z geotermálních vrtů se předává do betonových stropů, které nejsou tepelně odděleny od vnitřního prostředí. Vzniklé velké sálavé plochy jsou schopny při velice malém teplotním rozdílu několika stupňů zabezpečit komfortní vnitřní prostředí. Na to vše jsou potřeba místo náročných klimatizačních jednotek pouze šetrná oběhová čerpadla.