Master's Thesis

Renovation of a family house according to nZEB requirements

Final Thesis 2.74 MB Appendix 4.93 MB

Author of thesis: Bc. Vojtěch Prágr

Acad. year: 2025/2026

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

Reviewer: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.

Abstract:

This master's thesis focuses on the renovation of a family house in accordance with the requirements for nearly Zero-Energy Buildings (nZEB). The thesis is divided into several sections. The first part evaluates the current energy performance of the building. Subsequent sections propose thermal insulation, a ventilation system with heat recovery (HRV), a heating system utilizing a heat pump and underfloor heating, and a cooling system. Finally, a rooftop photovoltaic system is designed. The thesis concludes with an energy assessment of the proposed measures and an Energy Performance Certificate (EPC) for the renovated state.

Keywords:

Energy performacence, reconstruction, energy Performance Certificate, thermal insulation, ventilation, heating, cooling, photovoltaics

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

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: Profesor Jedelský upozornil na absenci variantních řešení a finančních rozvah v předložené práci. Student se k uvedené připomínce vyjádřil a podal odpovídající vysvětlení. Další dotaz směřoval ke štěrbinové výustce, konkrétně k orientaci jednotlivých štěrbin při možnosti směrového řízení proudění vzduchu. Student dotaz zodpověděl. Doc. Katolický se dotázal na délku návratnosti FVE uvedenou v práci. Student na dotaz odpověděl. Dále se dotázal, z jakých materiálů byla provedena původní stavba, kterou student v rámci práce navrhoval k rekonstrukci. Student na dotaz odpověděl.

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
doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.

Téma své diplomové práce navrhl sám Vojtěch Prágr. Protože je rekonstrukce rodinného domu poměrně malý projekt, obsahuje diplomová práce posouzení energetické náročnosti jak před, tak po rekonstrukci, aby bylo možné vyhodnotit přínos navržených opatření. Součástí zadání bylo také využití obnovitelných zdrojů energie. Cílem rekonstrukce bylo dosáhnout stavu, kdy dům splňuje požadavky energetické náročnosti kladené na novostavby energetického standardu nZEB. Tento cíl byl motivován pomalou výstavbou obydlí v ČR, kde obnova bytového fondu v důsledku nové výstavby nedosahuje ani jednoho procenta. Z tohoto důvodu představují energetické rekonstrukce existujících budov velký potenciál pro úsporu energie. Při zpracování diplomové práce postupoval Vojtěch Prágr samostatně a při konzultacích sám navrhoval řešení problémů, na které narazil. Zadání diplomové práce považuji za splněné a práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria
Splnění požadavků a cílů zadání
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod
Vlastní přínos a originalita
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii
Logické uspořádání práce a formální náležitosti
Grafická, stylistická úprava a pravopis
Práce s literaturou včetně citací
Samostatnost studenta při zpracování tématu

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Ondřej Pech, Ph.D.

Cílem předložené diplomové práce pana Bc. Vojtěcha Prágra bylo navrhnout komplexní soubor stavebních
a technologických opatření při rekonstrukci staršího rodinného domu tak, aby objekt splnil současné legislativní požadavky pro budovy s téměř nulovou spotřebou energie (nZEB). Tento záměr zahrnoval podrobnou analýzu výchozího stavu budovy z hlediska energetické náročnosti, zpracování průkazu energetické náročnosti (PENB) pro stávající stav, návrh zateplení obálky budovy, systému nuceného rovnotlakého větrání se zpětným získáváním tepla, nízkoteplotního podlahového vytápění v kombinaci s tepelným čerpadlem, řešení letní tepelné zátěže a integraci střešní fotovoltaické elektrárny. Veškerá navržená řešení měla být podložena potřebnými technickými výpočty a zpracovanou výkresovou dokumentací.

Práce je členěna do sedmi hlavních kapitol. V úvodní části a v první kapitole je provedena podrobná analýza
současného stavebně-technického stavu objektu, popis jeho dispozičního řešení, materiálového složení konstrukcí a stávajícího vybavení technikou prostředí. Součástí této fáze bylo vyhodnocení výchozí roční spotřeby energií a sestavení modelu budovy v softwaru SketchUp pro vyhotovení Průkazu energetické náročnosti budovy (PENB) stávajícího stavu
v programu Energie 2026.
Druhá kapitola se zaměřuje na koncepci samotné rekonstrukce a definování teoretických inženýrských základů
pro výpočet součinitelů prostupu tepla a návrhového tepelného výkonu. Následně autor navrhuje stavební úpravy jako zrušení zimní zahrady, změnu konstrukce střechy a materiálové řešení zateplení vnějších stěn kontaktním systémem ETICS, zateplení podlah ke sklepu a stropu k půdě, spolu s kompletní výměnou okenních a dveřních výplní za moderní prvky s izolačními trojskly.
Třetí kapitola je věnována detailnímu návrhu nuceného rovnotlakého větrání s rekuperací tepla. Na základě požadavků normy ČSN EN 15665/Z1 byly stanoveny potřebné průtoky vzduchu pro tři provozní režimy a vybraná centrální větrací jednotka Pichler LG 350 s entalpickým výměníkem a potrubními rozvody v systému Safe Click vedenými
v sádrokartonových podhledech. Kapitola obsahuje ukázkový výpočet tlakových ztrát, dimenzování distribučních prvků
a návrh akustických tlumičů hluku.
Čtvrtá kapitola vychází z výpočtu tepelných ztrát místností, na což navazuje ukázkový návrh a výpočet podlahového vytápění, jehož výsledky byly porovnány s výsledky ze softwaru CADKON, který byl následně použit i pro výpočet tlakových ztrát. Následuje návrh zabezpečovacích prvků zahrnující pojistný ventil a tlakovou expanzní nádobu. Jako zdroj tepla je zvoleno tepelné čerpadlo vzduch-voda, které již obsahuje potřebné zabezpečovací prvky.
Pátá kapitola řeší eliminaci letních tepelných zisků objektu. V souladu s ČSN 73 0548 autor sestavuje hodinový výpočtový model v MS Excel pro slunný letní den, kdy nepoužil teploty z normy, ale využil referenční klimatická data
s vyšší maximální a průměrnou denní teplotou. Na základě výsledků kombinuje pasivní ochranu v podobě automaticky řízených externích lamelových žaluzií s aktivním chlazením pomocí multisplit systému s vnitřními nástěnnými jednotkami zapojenými na použité tepelné čerpadlo.
Šestá kapitola se věnuje dimenzování střešní fotovoltaické elektrárny s hybridním střídačem a bateriovým úložištěm. Energetická simulace a optimalizace rozmístění fotovoltaických panelů na střeše byla provedena v programu PV*SOL. Kapitola je doplněna o ekonomické posouzení investice s vyhodnocením doby návratnosti s a bez započítání dotace. Práci uzavírá sedmá kapitola přinášející celkové energetické zhodnocení formou PENB pro navržený stav
po rekonstrukci.

I přes celkově vysokou úroveň práce se v textu a přílohách vyskytují dílčí nedostatky a nekonzistence.
Stavební výkresy plně nereflektují normové požadavky na kreslení a vykazují formální vady. Ve výkresu sklepa chybí
na některých místech šrafování izolace a okna jsou zakreslena bez rámu. Ve stavebních výkresech je v označení místností uváděna teplota namísto plochy, také jsou zde zakresleny „nepevné“ zařizovací předměty, a vykázaná plocha bytu dle NV 366/2013 je chybně uvedena jako nulová.
Ve výkresech vytápění naopak pevné zařizovací předměty zcela chybí. Stoupací potrubí je v legendě nesprávně označováno termínem „stoupající“ a postrádá standardní indexování číslem podlaží a konkrétního potrubí.
V půdorysech vytápění dále chybí délky otopných podlahových smyček, označení plochy podlahového vytápění obsahuje chybné zobrazení druhé mocniny a v popisech jsou nestandardně použity desetinné tečky místo čárek. Nad směrovou růžicí rovněž chybí výpočtová teplota.
V rozvinutém schématu je značka zpětného ventilu otočena v protisměru proudění, dimenze hlavního přívodního a vratného potrubí vykazují nezdůvodněný nesoulad (26 mm vs 32 mm). Jsou zde také použity značky ventilů s textovým popisem, že se jedná o kohouty. Koupelnové žebříky jsou v půdorysech připojeny uprostřed s přívodním potrubím napravo, zatímco na rozvinutém schématu jsou napojeny na krajích s přívodem nalevo. Z výkresů otopné soustavy rovněž není jasné, co všechno z bezpečnostních a provozních prvků (čerpadlo, filtr, zpětná klapka, pojistný ventil, expanzní nádoba) je integrováno přímo v kompaktním vnitřním bloku tepelného čerpadla.
Ve výkresech větrání chybí také zakreslení pevných zařizovacích předmětů, dále pozicování komponent větracího systému a popis tlumiče hluku na odtahovém potrubí bezprostředně za větrací jednotkou. Velmi ale oceňuji koncepci odsávání záchodových mís (Geberit) přímo u vzniku škodliviny.
V textové části u tabulek 9 až 12 není zřejmé, pro který konkrétní tlumič v navrženém systému daná útlumová charakteristika platí. Na straně 35 se nachází překlep v technickém popisu potrubí („perletováním“ namísto „pertlováním“). Vztah 3.1 obsahuje nekonzistenci v označení součinitele tření, kde je ve vzorci použito malé řecké písmeno lambda a v popisu veličin velké písmeno. V rovnici 4.12 na straně 42 došlo chybě u výsledku, kde je uvedena jednotka kW namísto W. Při výpočtu tepelných ztrát pro návrh vytápění v koupelnách vykazují tabulky nulovou ztrátu větráním. I když je v koupelnách „jen“ odsávání, odsávaný vzduch se do koupelny musí dostat z vedlejších místností, kde je výpočtová teplota nižší než 24 °C, takže otopná soustava koupelny musí tuto energii na dohřev pokrýt. V popisu rovnice 4.14 je u tloušťky vrstev použito označení „α“ namísto symbolu „a“ uvedeného ve vzorci. Na stranách 46 a 53 autor opakovaně specifikuje použití izolovaného potrubí podlahových rozvodů pod označením „PEL-AL-PEX“, avšak zavedené materiálové standardy ani odkazované zdroje [39], [46] a [47] takovou zkratku neznají a uvádějí buď vícevrstvé potrubí PEX-AL-PEX, nebo celoplastové potrubí PE-RT řady MidiX (které navíc hliníkovou vrstvu vůbec neobsahuje a je vybaveno bariérou EVOH). V rovnici 4.43 se objevuje numerický překlep na posledním desetinném místě u výpočtu tepelného výkonu okrajové plochy. V textu kapitoly 5.3.1 na straně 59 autor deklaruje, že výpočet tepelné zátěže od lidí uvažuje nejhorší variantu setkání všech 4 osob v jedné místnosti, avšak v samotném navazujícím výpočtu dosazuje ekvivalentní počet odpovídající pouze jedné ženě a jednomu muži. V kapitole 5.3.8 Tepelný zisk radiací snížený
o akumulaci chybí následný metodický krok výběru maxima z průměrného zisku sluneční radiace okny a tepelného zisku radiací sníženého o akumulaci v souladu s ČSN 73 0548. V tabulce 4 na straně 28 navíc konstrukce „Stěna k sousední budově“ vykazuje po rekonstrukci hodnotu U = 1,226 W/m^2K, což je mírné zhoršení oproti původním 1,20 W/m^2K
v tabulce 2. Hodnota po rekonstrukci nesplňuje autorem stanovený normový požadavek 1,100 W/m^2K.

Předložená diplomová práce pana Bc. Vojtěcha Prágra i přes výše uvedené četné formální a numerické připomínky představuje rozsáhlé, ucelené a inženýrsky hodnotné dílo. Autor prokázal schopnost samostatně vyřešit zadání, navržená opatření prokazatelně vedou k radikálnímu snížení energetické náročnosti hodnoceného objektu a jeho posunu z nejhorší klasifikační třídy G až do mimořádně úsporné třídy A, čímž byly cíle práce beze zbytku naplněny. Splňuje všechny formální i obsahové náležitosti kladené na diplomovou práci, a proto ji doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Při hodnocení tepelných ztrát pro návrh vytápění (kapitola 4) uvádíte v tabulkách pro místnosti s čistě odtahovým vzduchem (koupelny, WC) nulovou tepelnou ztrátu větráním. Jakým způsobem je v otopné soustavě koupelny pokryta energetická potřeba na dohřev vzduchu, který do ní proudí infiltrací pod dveřmi z chladnějších sousedních místností (z chodby o teplotě 18 resp. 20 °C na teplotu koupelny 24 °C, při průtoku vzduchu 70 resp. 100 m^3/h)? Počítá s tímto tokem energie norma ČSN EN 12831-1?
  2. Proč je v protokolu PENB pro konstrukci stěny k sousední budově před zateplením generována referenční hodnota součinitele prostupu tepla 0,77 W/m^2K a u budovy po úpravách se tato referenční hodnota mění na mírnějších 1,1 W/m^2K?
  3. Jaké konkrétní hodnoty stínicích součinitelů jste dosazoval samostatně pro izolační trojsklo a samostatně pro vnější žaluzie natočené o 90°? Jaká byla výsledná hodnota celkového stínicího součinitele „s“ použitého při výpočtu tepelného zisku radiací ve vztahu 5.40?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová