Master's Thesis

Energy Refurbishment Design for a Prefabricated Apartment Building to the NZEB Standard

Final Thesis 3.12 MB Appendix 13.01 MB

Author of thesis: Bc. Vojtěch Svatoň

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.

Abstract:

This master’s thesis addresses the pressing need for decarbonization of the residential building stock in the Czech Republic and presents a proposal for the energy transformation of a specific prefabricated apartment building. The primary objective is to identify a viable pathway to significantly reduce energy demand toward the Nearly Zero-Energy Building (NZEB) standard. In this context, the thesis serves as a practical demonstration of the extent of technical modifications required when aiming beyond mere compliance with minimum legislative requirements for major renovations; instead, it strives for more ambitious energy efficiency targets. The research focuses on a literature review of innovative building technologies, a detailed analysis of the building's current state, and the subsequent design of alternative renovation measures. Particular emphasis is placed on minimizing invasive interventions within apartment interiors, which represents a critical factor for the technical and social acceptability of the project by the residents.

Keywords:

Energy refurbishment, prefabricated apartment building, NZEB (Nearly Zero Energy Building), Major renovation, Decarbonization, Technical building systems, Energy Performance Certificate (EPC)

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil zkušební komisi s průběhem řešení, výsledky a závěry své závěrečné práce. V návaznosti na posudky student zodpověděl dotazy oponenta. V rozpravě k DP byly položeny studentovi dále tyto otázky: Doc. Katolický položil dotaz týkající se poměru tepelné ztráty prostupem a větráním. Student dotaz v následné diskuzi zodpověděl. Doc. Lízal položil dotaz týkající se kvality vnitřního prostředí a komfortu obyvatel domu. Student uvedl možné způsoby, jak by k této problematice přistupoval. Dále dotaz směřoval k možnosti zobecnění výsledků práce a formulaci doporučení pro jiné bytové domy. Student dotaz zodpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power and Thermo-fluid Engineering (N-ETI-P)

Specialization

Environmental Engineering (TEP)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Patočka, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. František Lízal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Téma diplomové práce vzniklo z reálného požadavku návrhu plánu rekonstrukce bytového domu s ohledem na plnění zpřísňujících se požadavků na spotřebu energií v budovách. Student přistoupil ke zpracování tohoto tématu aktivně a jako hodnotící nástroj zvolil PENB. To ovšem znamenalo detailně se seznámit s jeho tvorbou, zejména pak s vlivem jednotlivých nastavení na definici referenčních požadavků a tím i na výsledné hodnocení budovy. Tato úskalí se studentovi podařilo překonat a v souvislosti s tvorbou podkladů pro zpracování PENB vytvořil i model budovy v programu DesignBuilder. Tím vytvořil podklady pro další rozvoj tohoto tématu a to zejména s ohledem na tepelný komfort v rekonstruované budově, neboť současně provedená návrhová opatření ukázala možnost rekonstruovat bytový dům do požadavků NZEB s tepelně technického hlediska, které však neřeší kvalitu života v dané budově. 

Student při zpracování tématu aplikoval nabyté znalosti, které v rámci řešení DP dále rozšířil. Prokázal tak schopnost samostatné inženýrské práce. Výsledky práce splňují cíle zadání a budou dále využity pro sestavení plánu rekonstrukcí dané budovy (tzv. rekonstrukčního pasu). Práci doporučuji k obhajobě. 
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Cílem diplomové práce bylo vyhledat, analyzovat a vyhodnotit možná opatření pro snížení energetické náročnosti panelových domů na úroveň budov s téměř nulovou spotřebou energie (nZEB). Za tímto účelem provedl Vojtěch Svatoň rešerši opatření použitelných při rekonstrukci vícepodlažních bytových domů. Tato rešeršní část práce zahrnuje zlepšení tepelně technických vlastností obálky budovy, technická zařízení budov a využití obnovitelných zdrojů energie. Značnou část literárních odkazů tvoří webové stránky. Uvítal bych více odkazů na studie v této oblasti uveřejněné v recenzovaných publikacích.
Vyhodnocení zvolených opatření bylo provedeno pro existující panelový dům o pěti podlažích nacházející se v Brně. Za účelem hodnocení energetické náročnosti vytvořil autor 3D model budovy. Z vybraných opatření autor analyzoval a vyhodnotil zateplení jednotlivých částí obálky budovy, použití energeticky úsporného osvětlení, využití obnovitelných zdrojů energie prostřednictvím fotovoltaické elektrárny (FVE) a několik kombinací výše zmíněných opatření. Jako srovnání sloužil stávající stav budovy, kdy při spotřebě primární neobnovitelné energie 73.3 kWh/m2 za rok spadá budova do klasifikační třídy B. Studie ukázala, že největší vliv na snížení spotřeby primární neobnovitelné energie má instalace FVE (snížení spotřeby na 31.1 kWh/m2 za rok). Aplikací jednoho opatření by se tak budova posunula do klasifikační třídy A. Kombinací zateplení obálky budovy, použitím energeticky úsporného osvětlení a instalací FVE lze spotřebu primární neobnovitelné energie snížit až na 6.7 kWh/m3 za rok. Budova tak splní požadavky nZEB jak z hlediska tepelného odporu obálky, tak z hlediska spotřeby primární neobnovitelné energie.
Vojtěch Svatoň v závěru své práce zmiňuje potřebu vyhodnocení vlivu zateplení obálky budovy na tepelný komfort obyvatel domu v letním období. Je škoda, že tato analýza není součástí práce, protože dosažení nízké energetické náročnosti budovy by nemělo jít na úkor zdravého a pohodového vnitřní prostředí. V tomto ohledu mi v práci chybí také analýza vlivu větrání. Instalace nuceného větrání se zpětným získáváním tepla (ZZT) představuje v panelovém domě invazivní zásah, který zpravidla nelze provést bez dočasného přestěhování obyvatel. Nicméně, bez provedení alespoň jednoduché analýzy nelze posoudit, jak významný by byl přínos instalace nuceného větrání se ZZT z hlediska snížení energetické náročnosti budovy.
Celkově je diplomová práce na velmi dobré grafické a jazykové úrovni, je logicky řazena do navazujících kapitol a zahrnuje přes 130 literárních referencí. Zadání diplomové práce bylo splněno a práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Do jaké míry jsou výsledky diplomové práce přenositelné na jiné panelové domy (jiný počet podlaží, orientace vůči světovým stranám, samostatné stojící panelový dům vs. dům v řadové zástavbě apod.)?
  2. Je v uvažovaném panelovém domě suterén vytápěným prostorem? Pokud ne, bylo by možné opatřit tepelnou izolací stropy v suterénu a tyto stropy považovat ze tepelnou obálku budovy?
  3. Jak by energetickou náročnost ovlivnila instalace chlazení? Je v případě rekonstrukce panelových domů energetická klasifikační třídy A dosažitelná i při použití chlazení? Předpokládám, že u uvažované FVE vzniká většina přebytků právě v období, kdy by bylo potřeba chlazení.
  4. Z důvodu vysoce invazivního zásahu při rekonstrukci nebylo v práci hodnoceno použití nuceného větrání se zpětným získáváním tepla. Dokážete odhadnout, jak významný by mohl být energetický přínos takového opatření?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová