Dnes je veľký dôraz kladený na budovy s čo najlepšou energetickou hospodárnosťou. Tieto požiadavky sú kladené na stavby investorom, stavebným úradom, úpravami slovenských noriem, ale aj Európskou úniou. Preto by mal mať nie len každý projektant a zhotoviteľ, ale aj bežný investor predstavu o tom, aké má možnosti pri výbere svojej budúcej budovy. Keď sa chceme priblížiť čo najnižšej energetickej spotrebe, tak jedným z mnohých faktorov, ktoré majú na ňu vplyv, je tvar budovy (faktor tvaru budovy). Táto veličina sa do veľkej miery zohľadňuje aj v projektovom energetickom hodnotení budovy (EHB) a v energetickom certifikáte (EC).

Momentálna situácia na stavebnom trhu je veľmi priaznivá. Všade okolo nás si môžeme všimnúť rozostavané budovy, či už rodinné budovy, bytové budovy, administratívne budovy - novostavby či rekonštrukcie. Toto je dôkazom ,,stavebného boomu", ktorý momentálne zažívame. V posledných rokoch prevláda hlavne výstavba rodinných budov.

Čo je to nízkoenergetická budova?

Majitelia svojich budúcich novostavieb by samozrejme ocenili čo najnižšie platby za energie. Toto sa dá jednoducho dosiahnuť nízkou energetickou hospodárnosťou budovy a voľbou optimálnych a komplexných riešení.Optimálne je dosiahnuť kategórie nízkoenergetickej budovy, ultranízkoenergetickej budovy, alebo budovy s takmer nulovou spotrebou energie. Nízkoenergetickou budovou sa podľa vyhl. 324/2016Z.z. rozumie budova definovaná ako trieda B pre celkovú potrebu energie budovy. S vyššou úsporou energie sú už len ultranízkoenergetickej budovy, ktorá je zatriedená do kategórie A1 a budova s takmer nulovou potrebou energie, ktorá je zatriedená do kategórie A0.

Faktor tvaru budovy

Keď si želáme dosiahnuť status nízkoenergetickej budovy, tak je potrebné zapojiť komplexné riešenia, ktoré vytvoria jeden celok. Preto len naprojektovanie jednotlivých konštrukcií na požadovaný tepelný odpor konštrukcie podľa normy STN 73 0540-2 nebude postačovať. Čiže ak konštrukcie budú spĺňať požiadavky tejto normy, nemusí to ešte znamenať, že budova dosiahne nízkoenergetický status.

Nízka spotreba energie sa dá dosiahnuť viacerými opatreniami. Jedným z nich je opatrenie už v samotnej projekčnej fáze, ktorým je výber tvaru budúcej budovy. Tvar budovy vyjadruje faktor tvaru budovy, ktorý má veľký význam pre výslednú potrebu tepla na vykurovanie.

Faktor tvaru budovy sa určí ako pomer teplovýmennej plochy budovy (A) k obostavanému objemu (V) budovy. Pre rodinný dom (budovu na bývanie) je ideálne, keď tento faktor dosahuje hodnotu 0,7 m-1 - ako uvádza STN 73 0540-2. V podstate by sa malo jednať o snahu dosiahnuť tvar budovy s čo najmenšou plochou teplovýmenného obalu, do ktorej sa zmestí čo najväčší objem. Ideálnym geometrickým tvarom pre tieto požiadavky je guľa. Samozrejme z typologického a funkčného hľadiska je nerentabilné stavať budovy v tvare gule. Ideálnym riešením pri zhodnotení všetkých faktorov je realizovať budovy v tvare valca, kocky či ležatého obdĺžnika. Čím sú konštrukcie jednoduchšie, tým je teplovýmenná plocha, čiže ochladzovaný povrch, menšia. Čím je faktor tvaru budovy menší, tým sú energetické nároky budovy na bývanie menšie pri rovnakom objeme.To znamená, že je dobré sa vyhýbať rôznym nepravidelným tvarom, uskočeniam na fasáde, kaskádovitým tvarom, otočeným kaskádam, či väčším výstupkom, alebo vysunutým miestnostiam.

Jednoduchším tvarom budovy na bývanie dokážeme eliminovať riziko vzniku nežiadúcich tepelných mostov. Zníži sa faktor tvaru budovy na bývanie, je menšia pravdepodobnosť, že pri realizácii dôjde k realizačnej chybe niektorého detailu a samozrejme i z investičného hľadiska je jednoduchší tvar budovy ekonomickejší. Napríklad ak si zvolíme tvar budovy podobajúci sa kocke, je predpoklad, že faktor tvaru budovy vyjde výhodnejšie ako faktor tvaru napríklad kaskádovej budovy. No nie je kocka ako kocka. Záleží aj od jej veľkosti. Čím je daná budova (kocka) väčšia, tým bude mať faktor tvaru budovy menší.

Napríklad:

Kocka s hranou 6m bude mať

• obostavaný objem V = (6x6x6) 216m3
• teplovýmennú plochu A = (6x6x6) 216m2
• faktor tvaru budovy A/V = 216/216 = 1 (1/m)

Kocka s hranou 15m bude mať

• obostavaný objem V = (15x15x15) 3375m3
• teplovýmennú plochu A = (15x15x6) 1350m2
• faktor tvaru budovy A/V = 1350/3375 = 0,4 (1/m)

Na druhej strane i nepravidelný tvar budovy môže mať vyhovujúci faktor tvaru budovy. Napríklad si porovnáme dve podlahovo plošne rovnaké budovy. Obe majú pôdorysnú plochu 120,5 m2 a rovnaký obostavaný objem 361,5 m3. Líšia sa však vo svojom pôdorysnom tvare. Výška stien je 3 m.

Faktor tvaru prvej budovy je A/V = 406/361,5 = 1,12 m-1 a faktor tvaru druhej budovy je 373,3/361,5 = 1,03 m-1. Sú síce rozdielne, ale nie oveľa. Tu je vidno, že tvar budovy má vplyv na faktor tvaru budovy, ale rozdiel nie je až taký markantný ako by sa mohlo zdať. No opäť prvá budova má väčšiu teplovýmennú plochu, čo znamená väčšiu spotrebu energie na vykurovanie a väčšiu plochu, ktorá je ochladzovaná. Taktiež jeho nepravidelný tvar môže spôsobiť v realizačnej fáze konštrukčné chyby (vznik tepelných mostov), pravdepodobne vyhotovenie prvého tvaru budovy bude aj ekonomicky, technicky a projekčne náročnejšie.

Výber tvaru strechy

Ďalším dôležitým faktoromje tvar strechy. Pri výbere tvaru strechy je potrebné si uvedomiť, že cez strechu uniká najviac tepla a preto je výhodnejšie voliť strechu s čo najmenšou plochou. V tomto smere jednoznačne dominuje plochá strecha, ktorá má oproti valbovej streche menšiu plochu. Bohužiaľ na Slovensku majú stále ploché strechy zlú povesť, ktorú nadobudli v minulosti, kedy boli často chybne realizované a boli používané nekvalitné materiály. V súčasnosti je však na trhu množstvo nových materiálov, ktoré majú pozitívny vplyv na funkčnosť plochej strechy a z hľadiska úspory energie sa preto stáva lídrom v oblasti striech. Otázkou však stále ostáva ľudský faktor a kvalita vyhotovenia takejto strechy. Preto v súčasnosti kompromisom medzi plochou a sedlovou strechou by mohla byť pultová strecha. Pri pultovje streche je stále ochladzovaná plocha menšia ako pri sedlovej či valbovej streche a zároveň z ekonomického hľadiska je jej vyhotovenie lacnejšie.

Ako faktor tvaru budovy ovplyvňuje potrebu tepla na vykurovanie?

Kde sa teda reálne odrazí hodnota faktora tvaru budovy? Jeho jednoznačný vplyv sa prejaví na potrebe tepla na vykurovanie (kWh/(m2.a)). V nasledujúcej tabuľke z normy STN 73 0540-2 je vidno, že na základe znižujúceho sa faktora tvaru budovy sa zároveň znižuje aj požiadavka na potrebu tepla na vykurovanie. Od 1.1.2016 platí odporúčaná hodnota QH,nd,r1. Od 1.1.2021 bude platiť cieľová odporúčaná hodnota QH,nd,r2, no pre verejné budovy táto hodnota bude platiť už od 1.1.2019. 

Kde sa tieto hodnoty prejavia?

Všetky tieto faktory (tvar strechy, pôdorysný tvar, merná potreba tepla na vykurovanie) majú vplyv na energetickú hospodárnosť budovy. Dnes pri výstavbe novejbudovy každý stavebný úrad žiada, aby bolo pri žiadosti o stavebné povolenie súčasťou projektovej dokumentácie pre stavebné povolenie aj projektové energetické hodnotenie budovy (EHB), kedysi známe akotepelnotechnické posúdenie. Toto posúdenie odráža hlavne energetickú hospodárnosť budovy. Je to vlastne vyjadrenie potreby energie na normalizovaný chod budovy a to najmä na vykurovanie, prípravu teplej vody, osvetlenie, chladenie a klimatizáciu. Samozrejme jedným z faktorov, ktoré majú vplyv na výsledok EHB (a následné zatriedenie budovy do energetickej kategórie) je aj faktortvaru budovy.

Takéto posúdenie môže vypracovať projektant, ktorý vypracoval dokumentáciu na stavebné povolenie, prípadne odborne spôsobilá osoba v oblasti energetickej certifikácie.EHB by však mal vypracovať človek, ktorý sa vyznáv danej problematike a má skúsenosti v oblasti energetickej hodpodárnosti budov (túto podmienku nespĺňajú všetci projektanti, ktorí EHB vypracujú). Všetky navrhnuté riešenia v EHB, ktoré sa zrealizujú, sa neskôr odzrkadlia v energetickom certifikáte budov, ktorý je podľa zákona č. 300/2012, ktorým sa mení zákon č. 555/2005 Z.z. o energetickej hospodárnosti budov, povinný pri novostavbe, významnej obnove, predaji a prenajímaní budovy. Tento energetický certifkát už nemôže vyhotoviť projektant, ale iba odborne spôsobilá osoba v oblasti energetickej certifikácie.

Problémom v súčasnosti býva, že mnoho projektantov navrhne nejaké riešenia, ktoré prejdú cez stavebné povolenie (projektové energetické hodnotenie budovy), ale nemusia prejsť cez kolaudačné konanie (energetický certifikát), pretože nie vždy projektant navrhne opatrenia v EHB správne. Napríklad novostavba rodinného somu by v EHB aj EC mala dosiahnuť kategóriu A1. Ak ju nedosiahne, nastáva problém a bohužiaľ sa to zistí až pri kolaudácii. Vtedy to pocíti hlavne investor, ktorý musí vynaložiť nemalé finančnéprostriedky na dodatočné opatrenia.

Aký postup zvoliť?

Dôležité je nájsť si projektanta, alebo firmu, ktorá má zároveň skúsenosti s energetickou hospodárnosťou budov a aj s projektovaním budov, alebo priamo spolupracuje s odborne spôsobilou osobou v oblasti energetickej certifikácie. Takáto firma je schopná Vám zabezpečiť komplexné služby bez ďalších problémov na stavebnom úrade a hlavne pri kolaudačnom konaní. Jednou z takýchto firiem, ktoré ponúkajú komplexné riešenia v projekčnej činnosti a energetike je Arnea s.r.o.