Závislost tepelného odporu obvodové konstrukce na nákladech vytápění

STAVBY
Chcete opravovat domek, nebo přemýšlíte o novostavbě, pak vám rady odborníků z Cihlářského svazu Čech a Moravy mohou pomoci vyvarovat se těžko napravitelných chyb.
V posledních letech je stále více kladen důraz na zvyšování hodnoty tepelného odporu vnějšího zdiva (konstrukce), aby se zabránilo únikům tepelné energie.
Tím se snižují náklady na topení a zvyšuje se ochrana životního prostředí.
S ohledem na předpokládaný růst ceny enrgie je tento trend správný i z ekonomického hlediska.
Je však skutečně výhodné mít obvodové zdivo vyřešeno s „co nejvyšším dosažitelným odporem“?
Na tuto otázku lze u převážné většiny staveb určených pro pobyt osob odpovědět NE, NENÍ.
Co (ne)přináší užitek
Spíše existuje určitá míra hodnoty tepelného odporu, kterou lze považovat za optimální. Zvyšování tepelného odporu nad tuto hodnotu již nepřináší odpovídající užitek.
Jako hlavní důvod nezvyšování tepelného odporu nad určitou optimální hodnotu je již neúměrná investice do tepelně - izolačních vlastností zdiva oproti dosažené roční úspoře nákladů na topení.
Z tohoto nepoměru pak může vyplynout návratnost investice do tepelného odporu nevýhodně dlouhá - např. 50 let, ale i více.
Co je příčinou?
Náklady na topení ovlivňuje několik rozhodujících faktorů, které více ovlivňují náklady na topení než tepelný odpor obvodového zdiva.
Kdybychom si měli podle důležitosti uvést pět nejvýznamnějších faktorů, které mají vliv na tepelné ztráty a náklady na topení, tak bychom získali následující pořadí:
1. okna, dveře a infiltrace
2. chování obyvatel domu
3. otopná soustava, regulace a topné médium
4. obvodové zdivo a strop
5. klimatické podmínky a nadmořská výška


Z uvedeného vyplývá, že investování do zvyšování tepelného odporu zdiva zlepšujeme většinou až čtvrtý faktor ovlivňující velikost tepelných ztrát domu.
Proto lze obecně položit otázku, zda tato investice není méně výhodná, než například do oken s nižším prostupem tepla, nebo do otopné soustavy či optimalizace její regulace.

Méně bývá více
V ČR dosud platí normou předepsaný minimální tepelný odpor svislé vnější stěny R = 2,00 m2K/W.
V současné praxi se ale požadovaná hodnota R výrazně překračuje (na 3,2-4,2 m2K/W) s odkazem na návratnost investice úsporami nákladů na topení.
Platí tento argument?
Pro názornost si uveďme příklad běžného rodinného domku, který je postaven na samotě:

okna a dveře se součinitelem prostupu tepla k= 1,6 W/mK svojí plochou zaujímají z plochy obvodového pláště celého domu 14%
neprůsvitná část obvodového pláště domu je 160 m2
podkroví zateplené izolací tl. 16 cm
podlaha zateplená izolací tl. 5 cm
topné médium zemní plyn
průměrná vnitřní teplota ti = +18 °C
teplotní pásmo pro te = -15 °C

S využitím výsledků výpočetního programu poradenského centra ČEZ Praha byla získána závislost tepelného odporu R na nákladech na topení výše uvedeného domu.

Z výše uvedeného grafu vyplývá, že roční náklady na topení prudce klesají do hodnoty tepelného odporu 2,0 m2K/W.
Pak se již začíná projevovat vliv ztrát tepla infiltrací a okny, což náklady na topení udržuje v rozmezí 14 606 až 12 631 Kč za rok v cenách roku 2000.
Je zřejmé, že zvyšování tepelného odporu zdiva na 2,00 m2K/W již nepřináší tak velké úspory nákladů na topení jako např. u starého domu s R= 1,00 m2K/W.
Proto je pro investora domu velice důležité, aby si nechal předložit kalkulaci nákladů na materiál a práci na m2 obvodového zdiva s uvedením dosaženého tepelného odporu.
Jako příklad pro konkrétní srovnání jsem zvolil tři typy konstrukce obvodového zdiva tohoto RD:

varianta č.1 - cihly THERM 40 P+D s lehkou maltou a obyčejnou omítkou
varianta č.2 - cihly THERM 36,5 P+D se zateplovacím systémem tl. 6 cm polystyrénu
varianta č.3 - cihly THERM 30 P+D se zateplovacím systémem tl. 8 cm polystyrénu

Variantu č. 1 jsem takto zvolil záměrně, protože hodnota tepelného odporu této konstrukce přesně odpovídá doporučené hodnotě R obvodového zdiva podle studie ČVUT Praha z r. 2000.
U varianty č. 1 je dosažen tepelný odpor R1= 2,67 m2K/W oproti variantám s vyšším tepelným odporem a to u č. 2 je R2= 3,65 m2K/W
a u č. 3 je R3= 3,12 m2K/W.

Cena m2 zdiva pro variantu:
č.1, tj. zdivo THERM 40 P+D bez zateplení 1.524 Kč/ m2
č.2, tj. zdivo THERM 36,5 P+D + 6 cm zateplení 1.739 Kč/ m2
č.3, tj. zdivo THERM 30 P+D + 8 cm zateplení 1.689 Kč/ m2

Pro lepší názornost vyjádříme závislost ročních úspor na nákladech topení ve vztahu k tepelnému odporu, jako výchozí stav zvolíme náklady na vytopení při tepelném odporu cenově nejpříznivější varianty (R = 2,67 m2K/W), pro kterou náklady položíme rovny nule. Potom záporná čísla vyjadřují v absolutní hodnotě ztráty, kladná čísla úspory nákladů oproti zvolené variantě. Investor se nyní může rozhodnout zcela jednoznačně na základě jednoduchého výpočtu o návratnosti investice do obvodového zdiva RD, v našem případě o ploše vnějšího zdiva 160 m2.



varianta č. 2
Vícenáklady do R2 zdiva (1739 - 1524) x 160m2 34.400 Kč/RD
Roční úspora na topení při R2 680 Kč/rok
Prostá úspora, návratnost investice 34.400 : 680 50,2 let!

varianta č. 3
Vícenáklady do R3 zdiva (1739 - 1524) x 160m2 24.600 Kč/RD
Roční úspora na topení při R3 310 Kč/rok
Prostá úspora, návratnost investice 24.600 : 310 85,1 let!

Zde se jednoznačně prokázalo, že varianty se zateplením jsou pro investora v tomto případě ekonomicky nevýhodné ve srovnání s jednovrstevným zdivem z cihelných bloků THERM určených pro vnější zdivo a to i v případě předpokládaného zdražení energie do roku 2007 o cca 100 %, poté by sice doba návratnosti byla 25,1 resp. 42,5 roku, ale i to je nevýhodné s ohledem na životnost zateplovacího systému (předpokládá se 15 až 20 let) a ušlých úroků z přímé investice na počátku stavby.
Při posouzení vztahu tepelného odporu obvodové konstrukce a ročních nákladů na topení lze konstatovat, že pro klimatické podmínky ČR jsou pro většinu staveb optimální tepelně izolační vlastnosti zdiva určeny hodnotou R v rozmezí 2,4-2,8 m2K/W. Proto se domnívám, že perspektiva jednovrstevného cihelného zdiva bude v kompletním řešení zdiva z cihelného systému při použití všech doplňků včetně lehké malty pro zdění, pro náročnější i tepelně izolační omítky. Zároveň kvalita technologie a postupu zdění bude stále více nutnou podmínkou pro dosažení optimálních užitných hodnot zdiva a nákladů.