MASARYKOVA UNIVERZITA

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání Alternativní stavební systémy - ekologické bydlení Bakalářská práce Brno 2014 Vedoucí práce: Mgr. Tomáš Miléř, Ph.D. Autor práce: Ondřej Matulík

2 Bibliografický záznam MATULÍK, Ondřej. Alternativní stavební systémy - ekologické bydlení: bakalářská práce. Brno: Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, KFChO sekce odborného vzdělávání, l., 7 l. příl. Vedoucí bakalářské práce Tomáš Miléř. Anotace Bakalářská práce Alternativní stavební systémy - ekologické bydlení je zaměřena na problematiku úsporného a ekologického bydlení, jako jsou nízkoenergetické a pasivní domy. Práce podává přehled o alternativách k průmyslovým stavebním materiálům, kterými jsou hlavně dřevo, kámen, sláma a hlína. Teoretická část práce se zabývá vymezením základních pojmů, poukazuje na zvýšenou energetickou náročnost stavebního průmyslu a spotřebu energie v budovách. Zabývá se základními principy při navrhování pasivního domu. Blíže popisuje jednotlivé přírodní materiály, jejich využití v moderní stavební technologii. Metodou teoretické části je studium odborných literárních zdrojů a pramenů, literární rešerše, tvorba výpisků a jejich analýza, syntéza a srovnávání. Práce je zpracována jako studijní opora pro studenty středních stavebních škol. Obsahuje shrnutí kapitol i kontrolní otázky. V praktické části je uvedeno dotazníkové šetření mezi studenty vybraných středních průmyslových škol. Získaná data jsou analyzována a zhodnocena. Cílem této práce je zjištění, do jaké míry jsou studenti středních průmyslových škol seznámeni s tématem nízkoenergetických staveb a alternativních stavebních systémů, a jakou měrou jsou tato témata na stavebních školách vyučována. Klíčová slova Stavebnictví, přírodní materiály, sláma, hlína, dřevo, ekologie, spotřeba energie, bydlení, studijní opora Annotation Bachelor thesis "Alternative Building Systems eco-housing" is focused on economical and ecological housing, as low-energy and passive houses. This work is summary of the alternatives for industrial construction materials, mainly wood, stone, 2

3 straw and clay. The theoretical part defines basic terms, refers to the increased energy demands of the building industry and energy consumption in buildings. It deals with the basic principles for designing passive houses. The work describes various natural materials and their application in modern construction technology. Methods of theoretical part are studying of professional literature sources, literary research and their analysis and comparison. Work is created as study support for students of secondary schools of construction. It includes summaries of chapters and control issues. In the practical part is presented the results of research from students in selected secondary technical schools. The data are analyzed and evaluated. The aim of this work is to determine knowledge and attitudes of secondary school students in the area of low energy buildings and alternative building systems. Keywords Construction, natural materials, straw, clay, wood, ecology, energy consumption, housing, study support 3

4 Prohlášení Prohlašuji, že jsem závěrečnou bakalářskou práci vypracoval samostatně, s využitím pouze citovaných literárních pramenů, dalších informací a zdrojů v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů. V Brně dne 20. listopadu 2014 Ondřej Matulík podpis.. 4

5 Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval všem, kteří svou radou, trpělivostí a podnětnými připomínkami přispěli k vytvoření této práce. Především chci poděkovat vedoucímu práce Mgr. Tomáši Miléřovi, Ph.D. za podnětné náměty, cenné rady, podporu a vstřícný přístup. 5

6 Obsah 1. Úvod Teoretická část Vymezení základních pojmů Teoretický základ a veličiny stavební fyziky Trvale udržitelná výstavba Kvalita vnitřního prostředí budov Syndrom nemocných budov Vnitřní mikroklima Energeticky nenáročné budovy, pasivní dům Rozdělení budov podle energetické náročnosti Základní stavební koncepce pasivních domů Návrh pasivního domu Tvar a umístění na pozemku Výběr materiálu Důležitá rekuperace Alternativní materiály Hlína Sláma Dřevo dezintegrované a přírodní tepelné izolace Praktická část Materiál a metody zpracování Výsledky práce Závěr Použité zdroje Seznam obrázků a tabulek Seznam příloh Přílohy

7 1. Úvod Téma diplomové práce jsem si vybral na základě svého dlouholetého zájmu o oblast stavebního průmyslu a nových zajímavých materiálů. Moderní stavebnictví poskytuje velký prostor pro uplatnění alternativních metod, které byly pře několika desítkami let pouze konceptem na rýsovacích prknech architektů. Zdrojem inspirací pro nové projekty se začínají stávat přírodní materiály a výrobky na přírodní bázi. Stavby provedené z přírodních, nebo taky alternativních, stavebních materiálů bývají zajímavě architektonicky řešené a majitelé takových domů často poukazují na příjemné zdravé prostředí po celý rok. Stavební průmysl je obecně velmi energeticky náročné odvětví. Je známo, že výroba obvyklých stavebních materiálů s sebou nese zátěž pro ovzduší kvůli produkci značného množství oxidu uhličitého. Pro zmírnění následků globálního oteplování a ubývání energetických zdrojů na Zemi je důležité zamyslet se nad možnostmi šetření energetické náročnosti jak při výrobě stavebních materiálů, ale také při užívání staveb v průběhu jejich životnosti. Dá se předpokládat, že v budoucnu budou mít nejen stavebníci větší nároky na stavění ze zdravých materiálů, ale i legislativa bude čím dál tím více omezovat energetickou náročnost budov, znečišťování životního prostředí, plýtvání zdroji a výrobu materiálů s vysokou hodnotou svázaných emisí nutných k jejich výrobě. (Hudec, 2009) Tato bakalářská práce je zpracována jako studijní opora střední školy se zaměřením na stavebnictví. Jejím cílem je seznámit studenty s problematikou nízkoenergetických domů, a základními principy jejich fungování a navrhování. Seznamuje žáky s problémem trvale udržitelné výstavby a snižováním energetické náročnosti stavebního průmyslu. Dále se věnuje možnostem alternativní výstavby za použití přírodních materiálů z obnovitelných zdrojů. Na konci každé obsáhlejší kapitoly je uvedeno stručné shrnutí, které umožní studentům zopakování vyučovaného tématu a utřídění si nabytých znalostí. Dále obsahuje kontrolní otázky, díky kterým si mohou sami studenti ověřit svoje znalosti nebo poslouží také vyučujícím pro ověření, zda studenti tématu porozuměli. V praktické části práce je proveden výzkum dotazníkovým šetřením na středních průmyslových školách stavebních, s cílem zjistit znalosti studentů, jejich postoj a povědomí o ekologii stavebnictví. 7

8 2. Teoretická část 2.1. Vymezení základních pojmů Energie skalární fyzikální veličina, která bývá charakterizována jako schopnost hmoty konat práci. Energie má různé formy (potenciální, vazebná, tepelná, pohybová, aj.). Základní jednotkou je J (Joule). Obnovitelný zdroj energie nevyčerpatelný, schopný částečné nebo úplné obnovy, např. slunce, voda, vítr, biomasa a další. Biomasa - hmota rostlinného nebo živočišného původu, která se řadí mezi obnovitelné zdroje energie. Protože má původ ve slunečním záření, lze ji, na rozdíl od fosilních paliv jako ropy, uhlí či plynu, obnovovat. Biomasa se stále častěji využívá pro energetické účely, především pro vytápění. Rozděluje se na cíleně pěstovanou rostlinou biomasu (energetické plodiny) a na biomasu odpadní (odpady zemědělské, lesní, popř. potravinářské produkce). (Stavební slovník, 2012) Neobnovitelný zdroj energie vyčerpatelný, omezený, není schopen obnovy v krátkém časovém horizontu. Např. fosilní paliva ropa, uhlí, zemní plyn. Nízkoenergetický dům - spotřebuje za rok maximálně 50 kwh tepla na metr čtvereční plochy. Klíčovým prvkem kvalitní tepelná izolace. Kromě izolace fasády a střechy je potřeba vybírat i kvalitní izolační skla pro okna či dveře. Důležitá je i správná orientace a tvar stavby. Obytné místnosti by měly směřovat na jih. (Stavební slovník, 2012) Pasivní dům - dům, který spotřebuje za rok maximálně 15 kwh tepla na 1 m 2 plochy. Teplo získává ze slunce a od svých obyvatel nebo elektrospotřebičů. Vybaven solárními panely, tepelnými čerpadly. Může mít kotel na biomasu či rekuperace. Pro pasivní dům je důležitá kvalitní izolace, ale i správná orientace a tvar stavby - obytné místnosti by měly směřovat na jih. (Stavební slovník, 2012) 8

9 Nulový dům - potřeba tepla pro vytápění se blíží nule, (menší než 5 kwh/rok na 1 m 2 plochy). Využití moderních technologií pro výrobu energie. Pro ohřev vody, případně i pro přitápění) se zde využívají většinou solární panely. Energetické nároky jsou ještě nižší než u domů nízkoenergetických nebo pasivních. Aktivní dům - dům, který je ještě úspornější než dům nulový. Vyprodukuje více energie, než sám spotřebuje. Nezanechává žádnou uhlíkovou stopu. Výrazně využívá fotovoltaické panely a solární kolektory pro ohřev vody a výrobu elektrické energie. Přebytek energie dodává dům do sítě. Nezbytná je správná orientace a tvar stavby - obytné místnosti směřují na jih. (Stavební slovník, 2012) Absolutní vlhkost vzduchu - skutečný obsah vodní páry ve vzduchu v gramech na 1 m 3 vzduchu. Akumulace tepla - hromadění tepla v tělese nebo ve stavebním dílci za účelem jeho ohřátí. Hmota toto teplo nespotřebuje, ale jakmile klesne teplota v okolním prostoru, odevzdává ho dále. Rekuperace - také zpětné získávání tepla. Děj, při kterém se vzduch přiváděný do budovy předehřívá teplým odpadním vzduchem. Teplý vzduch tedy není odváděn bez užitku při větrání otevřeným oknem ven, ale v rekuperačním výměníku odevzdává většinu svého tepla přiváděnému vzduchu. (Stavební slovník, 2012) Ekologické materiály - stavební materiály, které neobsahují látky škodící zdraví nebo přírodě. Ekologické materiály jsou základem zdravého a ekologického bydlení. Ekologie - věda studující organismy, jejich populace, vztahy populací a společenstev, vztahy organismů a jejich životního prostředí. Energetický průkaz budovy - také průkaz energetické náročnosti budovy. Obdoba energetického štítku, která je od roku 2009 povinnou součástí novostaveb. Podobně jako u spotřebičů, i domu je přiřazeno písmeno A-G, přičemž písmeno D už hodnotí budovu jako nevyhovující. Energetický průkaz budovy slouží k tomu, aby bylo možné objektivně a bez hlubších znalostí hodnotit a porovnávat energetickou 9

10 spotřebu jednotlivých budov. Bez energetického průkazu dnes není možné stavět ani provádět rozsáhlé rekonstrukce. (Stavební slovník, 2012) Stavební tepelná technika - popisuje prostup tepla a vlhkosti konstrukcemi důsledkem rozdílných teplotních tlaků vodní páry a vzduchu okolo konstrukce. Jejich intenzita se během roku mění. Kritéria pro hodnocení: nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce tepelný odpor konstrukce zkondenzované množství vodní páry v konstrukci tepelná charakteristika budovy Tepelná izolace také zateplení. Izolace, která umožňuje snížit energetické ztráty staveb a projevuje se celkovou úsporou energie a snížením nákladů na vytápění. Tepelná ochrana budovy - opatření, které snižuje výměnu tepla mezi vnitřním a venkovním prostředím, resp. mezi místnostmi s rozdílnou teplotou. Tepelné mosty - místa, kde dochází vlivem prostupnosti tepla ke snížení teploty na vnitřním povrchu. Například v okolí ocelových nebo ŽB prvků, které prostupují obvodovou konstrukcí. Místně ohraničené plochy ve stavebních dílech, které ve srovnání s hlavní plochou vykazují podstatně nižší kvalitu tepelné izolace. Nebezpečí zvýšení vlhkosti a úniků tepla. (Stavební slovník, 2012) Nejčastější výskyt tepelných mostů: nadokenní překlady ostění oken pozední věnce lodžie, balkóny, atiky (prostupy obvodovou konstrukcí) 10

11 2.2. Teoretický základ a veličiny stavební fyziky Teplo (Q) Teplo je dějová fyzikální veličina. Vyjadřuje část vnitřní energie látky, která je předávaná v důsledku rozdílu teplot. Energii lze dodávat též konáním práce i přenosem hmoty. Je to přenos energie, kterou systém přijme nebo odevzdá při styku s jiným systémem jiné teploty - tepelná výměna. Teplota - vyjadřuje tepelný stav dané látky. Rozlišujeme: termodynamickou teplotu Celsiovu teplotu Termodynamická teplota (Τ) je definována druhou větou termodynamiky a přiřazením 273,16 K teplotě trojného bodu vody, což je směs ledu, vody a vodní páry. Celsiova teplota (t) je definována vztahem: θ = T- 273,15 kde: θ Celsiova teplota [ C] T termodynamická teplota [K] Teplota trojného bodu vody je 273,16 K a 0,01 C. Teplota bodu mrazu je 0,00 C a 273,15 K. Rozdíly teplot vyjádřené ve C a v K jsou číselně přesně stejné, to znamená, že 1 C je přesně roven 1 K. (Chybík, 2009) Tepelná kapacita (K x ) vyjadřuje schopnost tělesa nebo soustavy přijímat teplo. Tepelná kapacita je teplo, které je potřebné k ohřátí daného tělesa o jeden stupeň (1 K nebo 1 C). Je definována podílem přivedeného tepla a příslušné změny teploty: dq K x = dt kde: K x tepelná kapacita [J/K = m 2 kg/(s 2 K)] dq přivedené teplo [J] dt přírůstek teploty [K] 11

12 Měrná tepelná kapacita (c) je teplo potřebné k ohřátí jednotky hmotnosti (1 kg) látky o jeden stupeň (1 K nebo 1 C). Je definována jako podíl tepelné kapacity K x a hmotnosti m dané látky. K x 1 dq c = = m m dt kde: c měrná tepelná kapacita [J/(kg K) = m 2 /(s 2 K)] K x tepelná kapacita [J/K = m 2 kg/(s 2 K)] m hmotnost látky [kg] dq přivedené teplo [J] dt přírůstek teploty [K] Tepelná vodivost je schopnost dané látky vést teplo. Představuje rychlost, s jakou se teplo šíří z jedné zahřáté části látky do jiných, chladnějších částí. Tepelná vodivost dané látky je charakterizována součinitelem tepelné vodivosti. Součinitel tepelné vodivosti (λ) - měrná tepelná vodivost [W/(m K)] (Chybík, 2009) Součinitel prostupu tepla (U) - vyjadřuje, kolik tepla unikne konstrukcí o ploše 1 m 2 při rozdílu teplot jejích povrchů 1 K. Celková výměna tepla v ustáleném stavu mezi dvěma prostředími vzájemně oddělenými stavební konstrukcí o tepelném odporu R s přilehlými mezními vzduchovými vrstvami. (Tzb-info, ) U = 1 R T kde: U součinitel prostupu tepla [W/(m 2 K)] R T tepelný odpor [m 2 K/W] Tepelný odpor (R) vyjadřuje, jakou plochou konstrukce a při jakém rozdílu teplot na jejích površích dojde k přenosu 1 Wattu, čili k přenosu energie o velikosti 1 J za 1 sekundu. (Tzb-info, ) kde: d R = λ d λ je tloušťka vrstvy; tloušťka vrstvy v konstrukci [m] součinitel tepelné vodivosti [W/(m K)] 12

13 Hodnoty součinitelů prostupu tepla definuje ČSN :2011. Rozlišuje hodnoty požadované a doporučené. V pokynech pro navrhování uvádí parametry pro budovy s nízkou energetickou náročností. Tabulka 1 ukazuje hodnoty součinitelů prostupu tepla vybraných konstrukcí. (Chybík, 2009) Tabulka 1 - Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostoru tepla pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou θim v interiéru 18 C až 22 C včetně 2.3. Trvale udržitelná výstavba Současný stavební průmysl podstatně ovlivňuje vývoj životního prostředí. Pro realizaci a provoz stavebních objektů a výrobu stavebních materiálů spotřebovává značné množství energetických zdrojů a surovin. Odhadem je to % veškeré vyrobené energie. Všechny nepříznivé vlivy stavební činnosti na životní prostředí zcela vyloučit nelze. Požadavkem však musí být jejich omezení na úroveň, odpovídající 13

14 obecným globálním požadavkům trvale udržitelného rozvoje společnosti. Udržitelný rozvoj zajišťuje potřeby současnosti, aniž by omezoval možnosti uspokojit potřeby budoucích generací. (Brundtlandová - předsedkyně Světové komise OSN pro životní prostředí a rozvoj, 1987). Ve stavebnictví se pak používá termín trvale udržitelná výstavba. Jestliže předpokládáme trvalý roční nárůst počtu obyvatel, kteří potřebují stále více energie na zlepšení životního stylu, větší prostor pro život, více zastavěné krajiny atp., současné zásoby zdrojů se dříve nebo později vyčerpají a nastane problém, který je nutné řešit již dnes. (Hudec, 2012) Požadavek trvale udržitelné výstavby lze zajistit pouze za předpokladu splnění základních principů trvale udržitelného rozvoje výstavby: Snižování celkové energetické náročnosti stavebních objektů z hlediska jejich provozu (vytápění, klimatizace, teplá voda aj.) Snižování materiálové náročnosti - především spotřeby neobnovitelných zdrojů surovin. Zvyšování podílu využívání obnovitelných zdrojů energie i materiálů. Snižování množství odpadů a škodlivých emisí. Snižování přímých negativních vlivů stavební činnosti na okolí (hluk, otřesy, prach aj.) Zvyšování trvanlivosti a spolehlivosti materiálů a konstrukčních prvků. Zvyšování podílu využívání recyklovaných surovin, rekonstrukcí objektů a principů demontovatelných konstrukcí. Optimalizace výrobních technologií a celého životního cyklu stavebních konstrukcí. (Hájek, 2005) Udržitelnost můžeme charakterizovat také jako to, co lze v dohledné budoucnosti čerpat a využívat na celém světě, aniž by došlo k nevratným škodám. Zásahům do přírody se naše početná populace určitě nevyhne. Ceny energií jsou pořád na takové úrovni, aby vyhovovaly každému, a škody na životním prostředí nejsou započítávány do ceny konečného projektu. Další potíže v budoucnu způsobí nedostatek surovin, kterými nyní plýtváme. Výsledná cena za vypracování stavebního projektu je se odvozuje od ceny konečné stavby. Největšími náklady, v životním cyklu budovy, jsou náklady na provoz. Kdyby se tedy honorář 14

15 projektanta odvíjel od dosažených provozním úspor, stavebnictví by prošlo revolucí a celý koncept stavebního průmyslu by měl pozitivní dopad životní prostředí. (Márton, 2010) Tento princip si však musí uvědomovat v první řadě široká veřejnost investorů a zájemců o nové bydlení. V obecném povědomí je přednější rychlá a výstavba s co nejmenšími investičními nároky. Další provozní náklady si uživatelé uvědomují až po několikaletém užívání budovy a problém řeší dodatečně. Přijatelným řešením, které plní většinu požadavků udržitelného rozvoje výstavby je mimo jiné právě výstavba domů s nízkou energetickou náročností v průběhu užívání a používání alternativních materiálů z obnovitelných přírodních surovin. Shrnutí Stavební průmysl a výroba stavebních materiálů spotřebovává % veškeré energie. Proto je nutné omezit vlivy stavebné činnosti na úroveň, která zaručí tzv. trvale udržitelnou výstavbu - co lze v dohledné budoucnosti čerpat a využívat, aniž by došlo k nevratným škodám. To lze zajistit splněním základních principů rozvoje. Jsou to hlavně snižování celkové energetické a materiálové náročnosti a využíváním obnovitelných zdrojů energie i materiálů, využívání recyklovaných surovin a optimalizace výrobních technologií stavebních konstrukcí. Řešením, může být mimo jiné výstavba domů s nízkou energetickou náročností v průběhu užívání a používání alternativních materiálů z obnovitelných přírodních surovin Kontrolní otázky 1. Vysvětlete pojem trvale udržitelná výstavba 2. Shrňte, čím může stavební průmysl zatěžovat životní prostředí a jak toto omezit. 15

16 2.4. Kvalita vnitřního prostředí budov V moderní architektuře se stále více setkáváme s návrhy, které kladou důraz na celkovou kvalitu vnitřního prostředí budov a vytvářejí příjemné pocity při pobytu uvnitř. Velký důraz se při tvorbě jakékoliv architektury klade především na zrakové vjemy, například při výběru barev, volbě kontrastů, osvětlení. Důležitou roli hraje také teplo, chlad, tvrdost, měkkost (tedy vjemy hmatové), vůně, pach (čichové vjemy), hudba, hluk (vjem sluchový). Kromě těchto základních a smysly snadno pozorovatelných kvalit tvoří naše prostředí i obtížněji vnímatelné, ale fyzikálně změřitelné záření, vibrace, proudění, iontová koncentrace apod. Některé nenápadné, na první pohled nevnímatelné charakteristiky, jako jsou elektromagnetická pole kolem rozvodů a zařízení, geopatogenní zóny nebo únik radonu a jiných plynů z podloží, mohou náš pobyt v takovém prostředí značně znepříjemnit. (Hudec, 2012) Dnes už je všeobecně známo, že umělé stavební materiály, se kterými se můžeme setkat hlavně v početně rozšířených budovách ze 70. a 80. let, uvolňují určité množství zdravý škodlivých látek. Například škvára, která se hojně používala jako výplň podlah a stropů, může vylučovat různé množství radonu a síry. Výrobky z plastů a podlahové krytiny z PVC jsou zdrojem karcinogenního formaldehydu a ftalátů. Budovy navíc bývají špatně větrané, a pokud jsou používány klimatizační jednotky, snižuje se v budově množství záporných iontů. Ty jsou však pro zdraví člověka zásadní. Celosvětovým trendem začíná být používání výrobků z přírodních materiálů a ekologicky šetrné produkty. Není tomu jinak ani ve stavebnictví. Přírodní stavební materiály mají jednu významnou vlastnost a to, že mají příznivý vliv na lidské smysly a také na zdravé životní prostředí. Stále více lidí trpí alergiemi a zdravotními indispozicemi, které jsou, v určité míře, způsobeny látkami, obsaženými v konstrukcích domů. Konstrukce z přírodních materiálů dovedou odstranit tyto problémy. Dovedou například regulovat vlhkost vzduchu ve vnitřním prostředí. Vizuální nebo hmatový kontakt může vyvolat příjemné pocity a navodit člověku dobrou náladu. Použití materiálů podle zásad zdravotní nezávadnosti můžeme předcházet mnohým chorobám, rozvoji alergiím a karcinomů. V této souvislosti probíhá světový výzkum, který se zabývá studiem vlivu budov na zdraví člověka: 16

17 Indoor Air Polution (IAP) se zabývá negativním působením škodlivin z fyzikálního, chemického i biologického hlediska. Sick Building Syndrome (SBS) syndrom nemocných budov. Zabývá se negativním ovlivněním zdraví člověka v budovách Buildind Related Illnes (BRI) choroby, které mají prokazatelně původ v samotné budově (Hudec, 2012) Syndrom nemocných budov Pojem Syndrom nemocných budov (sick building syndrome, dále SBS) zavedla v roce 1982 Světová zdravotnická organizace. Typickým projevem SBS je pocit zdravotních obtíží bez zjevných příčin, jenom při pobytu uvnitř nemocných budov. Příznaky ustupují, ocitnou-li se lidé mimo budovu. Státní zdravotní ústav rozlišuje příznaky SBS do čtyř základních skupin podle postižené oblasti (MUDr. A. Lajčíková, CSc.): Postižení očí a horních cest dýchacích; pocity dráždění a pálení očí, nosu, nosohltanu, rýma. Postižení dolních cest dýchacích, tlak na prsou, dušnost, někdy až astmatického rázu; pocit závratě, nevolnost. Kožní dráždění, svědění, zčervenání pokožky, vyrážka. Potíže centrálně-nervové jako jsou bolesti hlavy, letargie, někdy naopak vznětlivost, snížení pracovní kapacity a paměti; poruchy nočního spánku jednodenní ospalostí, nesoustředěnost, únava. Za vznik syndromu nemocných budov jsou zodpovědné především dvě základní skupiny příčin; Přítomnost rizikových látek v ovzduší budov. Těmi mohou být zdravotně závadné stavební materiály, nebo látky vznikající při provozu budovy či jejich zařízení (zejména klimatizace), ale třeba i oxid uhličitý vznikající při dýchání osob. Příliš těsné oddělení vnitřního a vnějšího prostředí budovy a nedostatečná nebo nesprávně probíhající výměna vzduchu. 17

18 Za tyto příčiny související s nízkou kvalitou vzduchu v interiéru a nepřirozeným umělým prostředím jsou zodpovědné chyby v projektu, špatný návrh technického provedení stavby a nevhodně použité materiály. Jednou z možných příčin výskytu SBS mohou být unikající plyny z různých syntetických materiálů použitých v konstrukci stavby nebo vybavení interiéru, těkavé organické sloučeniny nebo plísně. Charakteristická budova, kde můžeme tyto obtíže očekávat, má velké nestíněné plochy zasklení a je nutné ji v létě chladit klimatizací a v zimě naopak ohřívat. Často se jedná o kancelářské budovy. (Hudec, 2012) Vnitřní mikroklima Pro příjemný zdravý pobyt v interiéru budov je důležitý stav celkového vnitřního mikroklimatu. Kvalita vnitřního prostředí je z největší míry dána kvalitou vzduchu, který dýcháme. Přirozené větrání, tedy větrání okny a netěsnostmi, ale může být, v některých případech, nedostatečné. Tímto způsobem přicházíme o draze vyrobené teplo. Také u novostaveb a rekonstrukcí je pouze přirozené větrání mnohem měně intenzivní a nevyhovující. To je způsobeno vlivem dodatečného zateplení a těsných oken. Záleží současně na míře neprůvzdušnosti objektu. Ta vyjadřuje, kolik z celkového objemu vzduchu v domě se vymění za hodinu při určitém tlakovém rozdílu (podtlaku nebo přetlaku. Vysoký koeficient neprůvzdušnosti, např. 4 h -1 a vyšší, byl uváděn u starších domů, které takto fungují dodnes. Vnitřní mikroklima tak bylo sice zachováno, ale za cenu použití předimenzovaných topných systémů a vzniku suchého vzduchu v zimě. U nových a rekonstruovaných objektů bez nuceného větrání se díky těsným oknům výměna vzduchu snižuje na hygienicky nevyhovující úroveň. Často zde dochází, při nedostatečném větrání, ke vzniku plísní a degradacím konstrukcí vlivem vlhkosti. (Hudec, 2012) Důležitým činitelem, ovlivňujícím celkové klima místností, je také teplota a tepelná pohoda. Požadované parametry teploty v obytných budovách podrobně definuje doporučená směrnice STP-OS 4 č. 1/2005, která předepisuje optimální teplotu 20 ± 2 C pro celý rok, pro prostory s klimatizací 24 C, relativní vlhkost vzduchu 30 až 70 %. Na pracovištích je teplota předepsána vládním nařízením (361/2007 Sb.), které je závislé na typu pracovní náplně. Dle aktivity se může minimální předepsaná 18

19 teplota pohybovat v rozmezí 12,5 až 22 C, maximální mezi 26 a 28 C. V místnostech pro spaní jsou naopak doporučovány nižší hodnoty v rozmezí 16 až 19 C. Pokud klesne povrchová teplota stavebních konstrukcí pod teplotu rosného bodu, může docházet ke vzniku plísní. Toto se děje hlavně v rozích místností, kde je nedostatečné proudění vzduchu a u konstrukcí s nedostatečnou tepelnou izolací. U pasivních domů však nebývá problém s velkými rozdíly teplot a díky kvalitním izolacím ani s povrchovou teplotou stěn, není proto obvykle nutné zvyšovat vnitřní teplotu obytných místností nad 20 C. (Hudec, 2012) S teplotou souvisí také vlhkost okolního vzduchu a zajištění optimální vlhkosti nebývá zdaleka tak snadné jako regulace teploty. Hodnota relativní vlhkosti vzduchu v chladnější části roku je minimálně 30 %, v letním období maximálně 65 %. Optimálním standardem by mělo být rozmezí 40 až 50 %. Při vlhkosti pod 30 % narůstá riziko onemocnění dýchacích cest kvůli vysychání sliznic. Příliš nízká nebo naopak vysoká vlhkost vede k alergickým reakcím, množení roztočů, bakterií, virů, ale i emisivitě stavebních materiálů. Vlhkost nad 70 % podporuje růst plísní. V interiérech vzniká vlhkost produkcí par už při samotném dýchání osob. Mnoho vlhkosti však vzniká také při vaření, koupání nebo sušení prádla. Vlhkosti se nejlépe zbavíme přirozeným nebo nuceným větráním. Do určité míry vlhkost pohlcují také stavební konstrukce. V tomto ohledu jsou vynikajícím přirozeným regulátorem vlhkosti hliněné omítky s příměsí jílu. Ty jsou schopné navázat do své molekulární struktury molekuly vody a pak je postupně uvolňovat bez tvarových nebo objemových změn. (Hudec, 2012) Tabulka 2 Vznik vlhkosti v interiéru Zdroj vlhkosti Metabolismus člověka Koupelny Kuchyně Sušeni 5kg prádla Pokojové rostliny Produkce vodní páry g/h g/h g/h g/h g/den 19

20 V každé obytné místnosti musí být možnost větrání okny, i když se jedná o pasivní nebo nízkoenergetický dům opatřený systémem nuceného větrání. Případná chybějící vlhkost lze doplnit vhodnými zvlhčovači, například interiérovými fontánkami, květinami apod. Další možností jsou rekuperační jednotky, které vracejí vlhkost do nově přiváděného vzduchu. Tabulka 3 Požadavky na větrání obytných budov dle ČSN EN 15665/Z1 (Tzb-info, ) Trvalé větrání (průtok venkovního vzduchu) Nárazové větrání (průtok odsávaného vzduchu) Intenzita Dávka venkovního Kuchyně Koupelny WC větrání vzduchu na osobu [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] [h -1 ] [m 3 /h] Minimální hodnota 0, Doporučená hodnota 0, Shrnutí Na kvalitu vnitřního prostředí a architektonickou stránku projektu se klade v současné době velký doraz. Pocit v interiéru je ovlivněn barvou a povrchem použitých materiálů, ale taky použitím různého osvětlení. Dále může prostředí ovlivňovat záření, hluk, prachové částice a škodlivé látky, které se uvolňují z použitých stavebních materiálů. Příkladem takových látek může být oxid siřičitý, oxid uhličitý, nebo formaldehyd. Nepříznivé vnitřní prostředí budov může při dlouhodobém pobytu vyvolat řadu onemocnění. Kvalita vnitřního prostředí je z největší míry dána kvalitou vzduchu. Ta je závislá zejména na dostatečné výměně vzduchu neboli míře neprůvzdušnosti objektu, teplotě a vlhkosti okolního vzduchu. V každé obytné místnosti musí být možnost větrání okny. Přirozené větrání netěsnostmi v konstrukcích může být nedostatečné a mnohdy způsobuje ztrátu vyrobeného tepla v budově. U moderních 20

21 nízkoenergetickým domů je výměna vzduchu řešena pomocí rekuperační jednotky, které vracejí vlhkost do nově přiváděného vzduchu beze ztrát tepelné energie. Kontrolní otázky 1. Jaké látky se mohou uvolňovat do ovzduší ze stavebních materiálů? 2. Na čem závisí kvalita vnitřního prostředí budovy? 3. Vysvětlete pojem míra neprůvzdušnosti objektu. 4. Porovnejte míru neprůvzdušnosti u budov z 80. let a budov moderních. Proč dochází u budov s novými okny k nárůstu vlhkosti a vzniku plísní? 2.5. Energeticky nenáročné budovy, pasivní dům Základní koncept pasivního domu vznikl před více jak 20 lety, kdy bylo zjištěno, že použitím masivních tepelných izolací o tloušťce kolem 400 mm v plášti budovy, použitím oken s trojvrstvým zasklením, zajištěním vysoké těsnosti obálky a zpětným získáváním tepla z větraného vzduchu (rekuperací) lze dosáhnout spotřeby na topení ve výši 15 kwh/rok na 1 m 2 podlahové plochy. To je asi desetina toho, co spotřebuje běžný dům (Svoboda a Svobodová, 2012) Široké pojetí nízkoenergetické architektury naplňuje požadavky jak státní politiky, tak i Evropské unie a Evropské komise. Úkolem snižování spotřeby energie je snížení emisí skleníkových plynů přijatých v rámci Kjótského protokolu. Ten si klade za cíl snížit spotřebu energie v budovách až o 22 %. Státní energetická koncepce České republiky se snaží o maximalizaci úspor tepla, což potvrzuje i dotační program Zelená úsporám, který podporuje mimo jiné i výstavbu domů v pasivním standardu. Hlavní cíle těchto projektů jsou snížit zátěž přírody snížením množství energie, potřebné na provoz budovy a minimalizovat náklady na provoz budovy, její stavbu a odstranění. (Palásková, 2009) 21