Předmět výzkumu v rámci projektu

Celková charakteristika problému

Současné legislativní standardy vyžadují, aby výstavba byla co nejvíce energeticky efektivní. Jedním ze základních principů energeticky efektivních budov je dokonale vzduchotěsná obálka budov. Dokonale vzduchotěsná obálka je charakteristická absencí „větracích“ spár a netěsností obvodového pláště budovy. Při projektování domů se prakticky vždy předpokládá vysoká kvalita realizovaných prací, na základě tohoto předpokladu se počítá potřeba tepla pro provoz budovy. V praxi se často vyskytují netěsnosti v obalovém plášti, což může mít za následek zvýšení tepelných ztrát objektu, narušené mikroklima uvnitř budovy, ale také nepříznivé ovlivňování životnosti
jednotlivých konstrukčních celků.

Metodologie výzkumného projektu

Základní datovou základnu projektu budou tvořit především sekundární data získaná z dostupných zdrojů Fakulty stavební, VŠB-TUO, Centra pasivních domů, a dalších kooperujících stran projektu . V rámci projektu se předpokládá oslovení odborníků z oblasti měření vzduchotěsnosti s žádostí o spolupráci – poskytnutí relativních dat pro vyhodnocení (Asociace Blower Door CZ).

Pro zpřesnění a zvýšení statistické validity a reliability dat je možno datovou základnu doplnit o vlastní výstupy měření Blower Door Testu. V rámci projektu se předpokládá výběr minimálně 5 vhodných objektů a provedení samotného měření těsnosti budovy. Před provedením samotného měření bude vybraný objekt vždy diagnostikován z hlediska stavební fyziky pro různé odhadované stavy těsnosti využitím vhodného softwaru – AREA, TEPLO, ENERGIE, ZTRÁTY, STABILITA. Po provedení samotného měření metodou Blower Door Testu již realizované stavby bude zpětně výsledná hodnota měření dosazena do výpočtů energetické náročnosti a celý proces výpočtu bude verifikován. Závěrem samotného měření je stanovit, zda předpoklad v projekční fázi (vysoká kvalita realizace stavby) je nadhodnocený nebo podhodnocený a odhadnout procentuální chybu.

V projektu se předpokládá využití upraveného metodického postupu Seven Step Solving Problem (SSSP), který zahrnuje statistické a kvalitativní metody. Adjustace metody spočívá v eliminaci posledních tří kroků metodologického postupu, poněvadž tyto části není možné zpracovat v horizontu jednoho roku. I přes tuto úpravu lze metodologický postup považovat za velmi přínosný v oblasti teoretického a praktického zkoumání vzduchotěsnosti budov. Finální metodologie SSSP, respektive FSSP (Four Step Solving Problem) se skládá ze čtyř kontinuálních částí, které budou zároveň reflektovat harmonogram řešeného projektu.

První část metodologie SSSP se zabývá definováním zkoumaného problému, zároveň se stanovují klíčové parametry očekávaného zlepšení. Ve druhé části se přistupuje ke sběru a analýze dat, přičemž dochází k exploratorní diagnostice dat, a následně k ověření statistické významnosti datové základny s pomocí statistického testování hypotéz parametrickými i neparamatrickými testy, například ANOVA, Chí-kvadrát test, Kruskal-Wallisův test apod. V případě nepříznivých výsledků se přistupuje k doplnění datové základny. Třetí část postupu se zaměřuje na analýzu příčin řešeného problému, přičemž se plánuje využití základních nástrojů řízení kvality. Za vhodné nástroje lze považovat Ishikawův diagram, Paretův diagram, regulační a korelační diagramy, popř. brainstorming s odborníky z praxe. Poslední, čtvrtá, část postupu přistupuje k implementaci zjištěných výstupů a hledání nejpravděpodobnější příčiny zkoumaného problému. V této fázi se také předpokládá konzultace s odborníky z praxe s pomocí brainstormingového šetření.

Vyhodnocení projektu

Průběh projektu SGS a získané výsledky jsou v souladu s podanou žádostí projektu. Získané data a výsledky jsme publikovali na mezinárodních konferencích a v časopisech.

Z provedené analýzy požadavků v ostatních evropských zemích je patrné, že nejpřísnější požadavky na vzduchotěsnost jsou v zemích s nejnepříznivějšími klimatickými podmínkami, Švédsku a také hornatém Švýcarsku. Se zmenšující se zeměpisnou šířkou stoupají průměrné venkovní teploty a požadavky na vzduchotěsnost budov jsou mírnější v důsledku příznivějšího klimatu. Mezinárodní srovnání je značně ztíženo díky rozdílnému vyjádření průvzdušnosti v různých zemích (vzduchová propustnost x intenzita výměny vzduchu) a také rozdílnou tlakovou diferencí při měření (4,10 nebo 50 Pa).

Na modelovém referenčním domě byl pomocí softwaru ENERGIE zjišťován vliv průvzdušnosti obálky na měrnou potřebu tepla na vytápění objektu. Ze získaných výsledků je patrné, že čím menší je vzduchotěsnost objektu, tím větší je měrná tepelná ztráta větráním, která přímo ovlivňuje měrnou potřebu tepla na vytápění. Při dosažení pasivního standardu v porovnání s požadavky na objekt s přirozeným větráním dle ČSN 730540 – 2 činí úspora měrné potřeby tepla na vytápění více než 10 %.

Dílčím cílem projektu bylo analyzovat dosavadní vývoj vzduchotěsnosti EPD v ČR a SR a pomocí statistické metody lineární regrese předpovědět vývoj v letech 2012 a 2013. Zatímco v roce 2010 byla průměrná hodnota 0,44 1/h, v roce 2011 již byla 0,35 1/h, což je pokles o více než 20 %. Po výpočtu trendů průměrné a střední hodnoty datového souboru, kterou v roce 2012 předpovídáme kolem hodnoty 0,35 1/h a v roce 2013 0,30 1/h, lze vyslovit hypotézu, že polovina naměřených hodnot v nadcházejících dvou letech bude menší nebo rovna těmto hodnotám.

Posledním vytyčeným cílem bylo potvrdit, popř. vyloučit hypotézu, zda konstrukční systém budovy má statisticky významný vliv na vzduchotěsnost obálky budovy. Pomocí jedno-faktorové analýzy rozptylu jsme nezamítli hypotézu, že faktor X, typ konstrukčního systému, je neúčinný, neboli že vzduchotěsnost měřená veličinou celkové intenzity výměny není statisticky významně ovlivněna typem konstrukčního systému.

V rámci projektu bylo provedeno vlastní měření průvzdušnosti na objektech:

  • Dřevostavba v pasivním standardu, FAST, VŠB – TU Ostrava
  • RD na bázi dřevních hmot a slámy, Albrechtice
  • RD na bázi dřevních hmot a slámy, Hradčany u Tišnova
  • RD na bázi dřevních hmot, Šenov
  • RD na bázi dřevních hmot a slámy, Ivanovice na Hané