Partner sekcie:
  • Stavmat

Rýchlejšia rekonštrukcia? Hovorme o integrácii technických systémov budov

Systém teplovzdušného vykurovania v technickom podlaží experimentálneho objektu [1]

Systém integrácie zariadení možno úspešne využiť na urýchlenie rekonštrukcie alebo výstavby objektu.

V poslednom čase sme svedkami snahy o modulárnosť a prefabrikáciu najrozličnejších systémov. Zatiaľ čo v minulosti išlo v tomto smere predovšetkým o rôzne stavebné prvky a vybavenie, tentoraz môžeme pozorovať snahu o prefabrikáciu aj v spojení so systémami technických zariadení budov. Na trhu sa tak objavujú riešenia, ktoré majú znížiť časovú náročnosť realizácie a do istej miery unifikovať riešenia.

Modularita a prefabrikácia predstavujú odpovede na rastúce náklady na ľudskú prácu a na zvyšujúce sa požiadavky na kvalitu výstavby, pričom v posledných rokoch prenikajú aj do systémov technických zariadení budov. V zásade možno rozlíšiť typové riešenia, pripravené pre zvyčajné inštalácie, a modulárne riešenia, ktoré sa dajú upraviť v závislosti od požiadaviek investorov.

Integrované riešenia

Na integráciu zariadení (prefabrikácii) nabádajú aj rastúce ceny na trhu s nehnuteľnosťami a s tým súvisiace zvýšené požiadavky na väčšie kapacity výstavby domov. V legislatívnych predpisoch týkajúcich sa energetickej hospodárnosti je uvedená požiadavka na výstavbu budov s takmer nulovou potrebou energie (NZEB).

Tieto budovy majú spravidla veľmi kvalitné riešenie obvodového plášťa budovy – súčinitele prechodu tepla konštrukciou a zasklenia môžu byť pri nových budovách na úrovni hodnôt pre pasívne budovy. Zároveň sa pri nich na splnenie vysokej požiadavky na účinnosť využitia energie realizuje zvyčajne systém vetrania so spätným získavaním tepla. Vďaka týmto opatreniam závisí voľba zdroja tepla oveľa viac ako v minulosti od spôsobu prípravy teplej vody (TV). Ak ide o centrálny systém prípravy TV pri väčšej budove, spravidla sa potom rieši centrálne aj vykurovanie budovy.

Menšie koncepty

Pri menších budovách sa konkurentom zavedených systémov stáva aj napriek legislatívnym obmedzeniam elektrické vykurovanie. Jeho jednoduchosť a tiež jednoduché prepojenie s dnes žiadaným systémom zabezpečenia a ovládania domu je zaujímavé najmä pri budovách s prerušovanou prevádzkou. Z pohľadu obnoviteľných zdrojov sa potom bežne kombinuje napríklad fotovoltický panel s lokálnym zdrojom na drevo.

V tomto koncepte domu je dôležité zabezpečiť efektívne využitie vyrobenej elektrickej energie vo fotovoltických paneloch pomocou riadiaceho systému. Tieto systémy možno prefabrikovať pomerne ľahko. Systém riadenia by však mal byť schopný účinne reagovať na zmeny v životnom štýle užívateľov. Súčasnou výzvou v tomto smere je elektromobilita, ktorá sa postupne začína premietať do konceptu energetického systému najmä rodinných domov.

Integrácia hydronických systémov sa objavila už skôr, napríklad pri riešení zdrojov tepla v podobe kaskád kotlov. V súvislosti s obnoviteľnými zdrojmi energie sa potom objavujú systémy (centrály), ktoré majú nahradiť napríklad viac menších zdrojov alebo integrovať solárnu energiu zo solárnych tepelných kolektorov do zásobníkov tak, aby sa mohla následne efektívne použiť. Zdrojmi tepla bývajú plynové kotly, tepelné čerpadlá alebo v menšej miere kotly na drevo. Prednosťou by mala byť vyššia kvalita vyhotovenia v porovnaní s realizáciou zdroja od rôznych dodávateľov, ktorí často riešia systém bez väzby na ostatných, a zároveň rýchlosť realizácie.

novostavba
Aj pri novostavbách je možné využiť systém integrácie | Zdroj: iStock

Integrácia na zjednodušenie  realizácie energetického systému

V posledných rokoch sme mohli zaznamenať aj snahu o prefabrikované riešenie všetkých energetických systémov obytných budov. Možno predpokladať, že tieto riešenia môžu byť zaujímavé najmä pre investorov, ktorí sa obávajú prílišnej zložitosti technických systémov realizovaných po častiach a neorientujú sa v jednotlivých systémoch, rovnako aj pre výrobcov prefabrikovaných stavieb.

Ekonomická výhodnosť integrácie

Ako to býva aj v iných oblastiach, hranicou výhodnosti sú investičné náklady na
prefabrikovaný systém v spojení s rýchlosťou inštalácie a životnosťou zariadenia. V skúšobnej prevádzke v prostredí ČR vychádzali zatiaľ náklady na systémy integrované napríklad v obvodovom plášti porovnateľne alebo vyššie ako pri realizácii bežnými metódami [1]. Treba však zohľadniť, že zatiaľ ide skôr o pilotné aplikácie, pri ktorých je cena zvýšená vzhľadom na atypické postupy pri realizácii.

Rýchlosť rekonštrukcie s využitím integrácie

Jednou z požiadaviek vyplývajúcich zo súčasnej smernice o energetickej hospodárnosti [2] je zvýšenie počtu rekonštrukcií existujúcich budov na úroveň NZEB. Platí, že najmä pri objektoch na bývanie, ktoré sa musia užívať aj v čase rekonštrukcie, sa kladie veľký dôraz na rýchlosť realizácie.

Touto problematikou sa zaoberal projekt [1], v ktorom sa riešila prefabrikácia a urýchlená rekonštrukcia budov. Z výsledkov pri určitom zjednodušení vyplýva, že v rozvinutejších európskych krajinách je tento proces viac žiadaný a má väčšiu perspektívu uplatnenia na trhu ako v krajinách s menšou kúpnou silou, kde je ľudská práca ešte stále výrazne lacnejšia.

Celému procesu nahráva aj typizácia riešenia niektorých obytných budov, ktorá je bežná vo väčšine európskych krajín. Rekonštrukcia obvodového plášťa a výmena zdroja tepla potom môže vďaka integrácii riešenia prebehnúť v horizonte niekoľkých dní. V tomto smere predstavujú výzvu najmä rozvody kúrenia a vetrania v budove.

Možnosti riešení pri bytových domoch

Prefabrikácia obvodového plášťa a integrácia rozvodov je možná, treba však posúdiť, či súčasný systém, ktorý využíva bytové jadro alebo vlastný inštalačný priestor, nie je na realizáciu rekonštrukcie výhodnejší. Ak nie, možno pri splnení niekoľkých podmienok integrovať hydronické systémy aj do fasády budovy. Rozhodujúcimi podmienkami sú dispozície bytov, požiadavky na vykurovanie a vetranie bytov, členenie fasády a požiadavky užívateľov.

Ďalším možným konkurentom klasických hydronických systémov je teplovzdušné vykurovanie. Jeho výhodnosť sa prejaví najmä v prípade, keď možno vďaka veľmi dobrej izolácii obvodového plášťa budovy priviesť potrebné množstvo tepla hygienickým alebo len o málo väčším množstvo vzduchu. Treba však upozorniť, že chýbajúcu sálavú zložku je vhodné kompenzovať – napríklad v detskej izbe alebo v kúpeľni pomocou sálavých systémov, často elektrických vykurovacích telies.

Pri riešení teplovzdušného vykurovania treba riešiť aj akustiku a požiarnu ochranu, nevyhnutné je zabezpečiť takisto prístup k prvkom integrovaným vo fasáde (napr. regulačné klapky, uzávery) [3].
Integrácie systému teplovodného vykurovania treba veľmi starostlivo zvažovať s ohľadom na rozdielnu životnosť rozvodov a zatepľovacieho systému, nevyhnutnosť prístupu k spojom a zároveň treba obmedziť nebezpečenstvo zamrznutia. Vďaka tomu môže byť nevyhnutné použiť nemrznúcu zmes, čo sa môže prejaviť na životnosti prvkov sústavy.

Z praktického hľadiska sa ako najvhodnejšie javí použitie samostatných panelov s integrovanými rozvodmi, kde sú združené aj ďalšie novorealizované rozvody v budove – napríklad slaboprúdové rozvody alebo rozvody spojené s fotovoltikou.

Rozvody sa môžu realizovať pripevnením na fasádu a dodatočnou inštaláciou panelov alebo integráciou do samostatných panelov. V tom prípade je však najslabším článkom spôsob spojovania hydronických rozvodov s ohľadom na kvalitu spojov a ich životnosť. Možno tak odporučiť radšej realizáciu nerozoberateľných spojov.

Možnosti riešení pri rodinných domoch

Realizácia prefabrikovaného systému pri rodinných domoch, zvlášť typizovaných, býva jednoduchšia. Skúsenosti zo zahraničia ukazujú na možnosť zabezpečiť vďaka prefabrikácii rekonštrukciu plášťa budovy počas 1 týždňa. Spravidla však nejde o zásah do systému vykurovania, ktorý býva zachovaný, dodatočne sa realizuje len systém vetrania integrovaný v obvodovom plášti budovy.

Pri netypických budovách je situácia ťažšia už vzhľadom na variabilitu riešenia. Napriek tomu sa ako vhodné javí toto riešenie zvlášť vo vzťahu k teplovzdušnému vykurovaniu a k dodatočnej inštalácii obnoviteľných zdrojov, napr. fotovoltických panelov alebo tepelných solárnych kolektorov.

Požiadavky na riešenie energetického systému z hľadiska obnoviteľných zdrojov v tomto smere zásadne ovplyvňuje legislatíva danej krajiny – či už s ohľadom na požiadavky na NZEB, alebo na možnosti zdieľania energie s okolitými budovami.

Záver

Nielen pri rekonštrukciách, ale aj pri novostavbách domov možno využiť systém integrácie zariadení na urýchlenie rekonštrukcie alebo výstavby objektu. Vždy však treba starostlivo zvážiť výhody a nevýhody rýchlej výstavby v porovnaní s inými spôsobmi vzhľadom na technické riešenie, vhodnosť použitia a životnosť jednotlivých zariadení.

TEXT: doc. Ing. Michal Kabrhel, PhD.

Autor pôsobí na Katedre TZB Stavebnej fakulty ČVUT v Prahe.

Článok vznikol s podporou Projektu TRIO FV40183 Rozšírenie systému riadenia produktu Inteligentný dom. Príspevok zaznel aj na konferencii Vykurovanie 2020.

Literatúra
1. Projekt More-connect: Vývoj a pokročilé prefabrikace inovativních, multifunkčních prvků obvodového pláště pro modulární dovybavení a připojení. H20-633477. Dostupné online na www.more-connect.eu. Realizace UCEEB, ČVUT.
2. Smernica Európskeho parlamentu a Rady (EU) 2018/844 zo dňa 30. mája 2018, ktorou sa mení smernica 2010/31/EU o energetickej hospodárnosti budov a smernica 2012/27/EU o energetické efektívnosti.
3. Hejtmánek, P. – Volf, M. – Sojková, K. – Brandejs, R. – Kabrhel, M. – Bejcek, M. – Novák, E. – Lupisek, A.: First Stepping Stones of Alternative Refurbishment Modular System Leading to Zero Energy Buildings. Energy Procedia. Volume 111, March 2017.