Optimalizovaný proces návrhu úsporných budov
Cílem článku je ukázat možnosti optimalizace procesu návrhu energeticky velmi úsporných budov, které můžou ve velké míře napomoct ke zvýšení hospodárnosti tvorby projektové dokumentace, funkčnosti, a nakonec i životnosti staveb.
Obr. 1 Základní umělecká škola v Holicích. Byla postavena za 5000 Kč/m3 obestavěného prostoru, tedy za cenu běžné stavby, ale jako energeticky pasivní. Autor návrhu: Dalibor Borák, Helena Boráková. (Zdroj a foto: Dobrý dům s.r.o.). Stavbu ZUŠ K. Malicha navštívila také redakce TZB-info.
Požadavky na nově stavěné budovy s téměř nulovou spotřebou energie (dále jen „NZEB“ – Nearly Zero Energy Building) jsou závazné již od 01/2016 pro velké veřejné budovy a od roku 2020 pro všechny novostavby. Řada investorů a projektantů již dnes vnímá energeticky úspornou výstavbu (do níž řadíme i NZEB) jako odpovědný přístup, s minimální zátěží životního prostředí i provozními náklady, ale zároveň s vysokou kvalitou vnitřního prostředí a komfortem uživatelů. Většina odborné i laické veřejnosti však vnímá tento proces přechodu na NZEB s obavami, zejména s ohledem na pořizovací náklady, nebo náročnosti zpracování projektové dokumentace, výstavby a související kontroly kvality. Jsou však tyto obavy opodstatněné? Při hledání odpovědí jako pomůcku použijeme dnes již bohaté zkušenosti na poli pasivních domů, které jsou zároveň podporovány dotačním programem Nová zelená úsporám.
Definice NZEB představuje jen mírné zpřísnění závazných právních předpisů proti současným požadavkům na novostavby, u obálky jen o 12 % a u neobnovitelné primární energie o 15 % u rodinného domu, 10 % u bytového domu a jen 2 % u ostatních budov. Je tudíž na místě otázka, jestli k výraznějšímu navýšení nákladů na stavbu u NZEB vůbec dojde. Nicméně proces optimalizace, může pomoct všem typům staveb. Z reality a příkladů dnešního stavebnictví i z bohatých zkušeností členů Centra pasivního domu je vidět, že korelace mezi cenou a kvalitou nebo energetickou náročností není vůbec jednoznačná. Jednoduše, drahý se apriori nerovná kvalitní a úsporný, a naopak kvalitní se nemusí rovnat drahý. Potvrzuje to i studie [1], která prokázala, že pasivní standard automaticky nezvyšuje náklady na výstavbu, a některé z posuzovaných domů byly dokonce levnější než průměrná novostavba. Co jsou ty zásadní součásti soukolí, které ovlivňují kvalitu a cenu stavby?
Článek vyšel v rámci tématu
Budovy s téměř nulovou spotřebou energie (NZEB) na TZB-info
Optimalizace jako nejefektivnější opatření
![Obr. 2. Procentuální vyjádření nákladů životního cyklu pozemních staveb. Jedná se o graf pro standardní výstavbu splňující normové požadavky. U energeticky velmi úsporných staveb bude procentuální zastoupení mírně rozdílné – předpokládá se významné snížení nákladů na provoz, tudíž bude stoupat podíl ostatních nákladů. (Zdroj: [2])](/docu/clanky/0151/015187o3.png)
Obr. 2. Procentuální vyjádření nákladů životního cyklu pozemních staveb. Jedná se o graf pro standardní výstavbu splňující normové požadavky. U energeticky velmi úsporných staveb bude procentuální zastoupení mírně rozdílné – předpokládá se významné snížení nákladů na provoz, tudíž bude stoupat podíl ostatních nákladů. (Zdroj: [2])
Je nezbytné si na začátku uvědomit cenu projektové dokumentace v porovnání a její vliv na celkové náklady stavby. Dle rozdělení nákladů celého životního cyklu pozemních staveb (viz obr. 2) je vidět, že projektová dokumentace, i když v zásadní míře determinuje 90 % celkových nákladů stavby, přitom činí méně než 1 % nákladů. Procesy, které umožní optimalizaci stavebních nákladů, nákladů na provoz a údržbu, včetně kontroly kvality pak tvoří jen zanedbatelnou část nákladů, a tudíž se jedná o nejefektivnější investici.
V zájmu investorů předpokládajících dlouhodobější užívání díla je posouzení hospodárnosti projektu po dobu celého životního cyklu, a ne jenom porovnání pořizovacích nákladů a zisku, jak tomu často bývá u developerských staveb. Pod hospodárností rozumíme dosažení určité užitné hodnoty (kvality, funkčnosti, úspornosti, trvalé udržitelnosti) ve vztahu k pořizovacím nákladům. Přemýšlení v takovém kontextu může zásadním způsobem ovlivňovat rozhodování koncových investorů a uživatelů.
Jelikož stavby rozhodně ovlivňují naše životní prostředí, přenáší se do rozhodovacích kritérií směr trvale udržitelných budov, a to ve formě sociálních, kulturních aspektů nebo environmentálních aspektů. Efektivně navržené konstrukce tudíž zahrnují komplex parametrů kromě pořizovacích nákladů, jako požadavky provoz, údržbu, životnost, nutnost a jednoduchost oprav či výměny po dožití, ale i nízkou zabudovanou energii, či možnost recyklace po dožití.
Dnešní navrhování budov
Tradiční proces tvorby návrhu stavby (viz obr. 3) a nutno konstatovat, že ještě stále často používaný, není již pro energeticky úspornou výstavbu vyhovující.
Obr. 3 Tradiční proces tvorby návrhu stavby – v procesu jednoduše chronologicky a víceméně lineárně za sebou proběhne naznačený sled činností se zapojenými osobami.
V jednotlivých fázích návrhu dochází k předávání projektové dokumentace projektu, jako hotového finálního řešení k doplnění, bez možnosti zpětné vazby. Nedostatky se přenáší, případně kumulují, což někdy vyjadřují i komentáře zúčastněných „musejí se s tím poprat“ nebo „oni to dořeší“. Jsme pak svědky, že ideový koncept například nezohledňuje energetickou náročnost, konstrukční řešení, stavební náklady, řešení TZB či údržbu stavby. Při zpřesňování projektové dokumentace již nelze tyto nedostatky úplně eliminovat pouze zmírnit, často za zvýšených nákladů. Vzhledem k omezenému rozpočtu a z časových důvodů však často ani nelze proces zpětné vazby provést. Znamenal by totiž provedení kroků zpět a požadavek na zapracování změn, nebo dokonce nutnost změny celého konceptu. I když by možná bylo ve výsledku výhodnější provedení této optimalizace, mnohdy na to nezbývá čas, finance nebo obojí.
Naprosto zásadní chybou je u NZEB a obecně u energeticky úsporné výstavby zapojení energetického auditora/specialisty až ve fázi dokončování projektové dokumentace. Nesplní-li objekt požadované parametry (vyžadované smluvně nebos ohledem na právní předpisy), nutné změny vyvolají další projekční práce a zbytečné navýšení ceny návrhu i díla, nebo snížení jeho kvality. Ve výsledku pak může pokulhávat funkčnost řešení, cenová efektivnost nebo provozní náklady.
Nejčastější důsledky tradičního navrhování:
- koncepční nedostatky / nevyváženost řešení
- cenová nehospodárnost (pořízení, provoz, údržba, demolice)
- větší četnost vad projektové dokumentace
- časová náročnost.
Zásadním nedostatkem takového procesu je zde míra spolupráce a zapojení účastníků již ve fázi studie.
Jak na optimalizovaný proces návrhu
Obr. 4 Míra ovlivnění budoucích nákladů stavby od zadání až po provoz budovy. (Zdroj: Centrum pasivního domu)
Hlavní změnou celého procesu navrhování je přesun velké části optimalizace z pozdějších fází projektové dokumentace na začátek. Klíčové je tudíž zainteresování všech profesí a investora (případně jím zvolenou osobu nebo tým) již v prvopočátku vzniku konceptu a následná spolupráce na projektové dokumentaci neboli tzv. integrované plánování. Jedná se o odbornou diskusi celého týmu – projektantů i oponentů nad vhodným konceptem řešení, mnohdy s využitím výpočtového software pro vytvoření variant řešení s vyhodnocením efektivity. Jednoznačnou výhodou je cenová efektivita, kde není nutné pro dosažení optimálního řešení předělávat části projektu nebo dokonce měnit celý koncept.
Problémem je, začne-li se vést tato diskuze pozdě, již po provedení určitých prací, například po odsouhlasené studii nebo během tvorby projektu pro stavební povolení. Zde je změna těžší nebo nákladnější a vytváří se tím třecí plochy mezi projektovým týmem a zástupci investora, které mohou poznačit celý proces návrhu. Jak je to vidět i z obr. 4, nejefektivnější a nejlevnější je optimalizace na začátku ve fázi zadání (u větších staveb) a určitě pak studie či ideového konceptu. V dalších fázích dochází většinou jen ke zpřesňování nastaveného směřování stavby se stále menší možností ovlivnit výsledek.
Je zřejmé, že projektová dokumentace optimalizované stavby, bude dražší než u běžné stavby, zejména kvůli potřebné podrobnosti, případně posouzení různých variant přístupu. Cena projektových prací se může s přibývajícími zkušenostmi s energeticky úspornými stavbami v budoucnu snižovat, protože architekti a projektanti už budou mít vytvořen zásobník ověřených řešení.
Hlavní body a podpůrné mechanizmy pro optimalizaci procesu návrhu jsou:
- kvalifikované zadání investora
- architektonická soutěž / soutěž o návrh
- integrované plánování
- technický dozor stavebníka / expertní oponentní tým
Kvalifikované zadání
Ukazuje se, že zásadní vliv na výsledek projektu má zadání investora a jeho odborná součinnost na návrhu. Zejména u větších staveb je kvalitní zadání s úplnou specifikací požadavků investora naprosto esenciální vstupní informací pro projektovou činnost. Nemá-li architekt/projektant jasné zadání, vyžaduje si to často větší počet pokusů, aby byl investor s návrhem spokojen. V týmu připravujícím zadání by neměl chybět energetický specialista a velkou pomocí je i zapojení odborníka na facility management neboli řízení procesů provozu a údržby staveb, který může definovat požadavky na životnost částí stavby, materiály a údržbu stavby.
U větších staveb je vhodnost zadání posoudit formou studie proveditelnosti, kde by měl být také zapojen energetický specialista, aby vyhodnotil, jaké mohou být reálné provozní náklady, náklady na údržbu apod. Nejpozdější zapojení energetika (zejména u menších staveb) se předpokládá ve fázi studie.
Architektonická soutěž / soutěž o návrh
Kvalitní zadání, potažmo studie proveditelnosti může být základem pro provedení architektonické soutěže nebo soutěže o návrh. Jedná se o stěžejní prostředek investora, jak vyloučit chyby a najít bezpečně cestu k optimálnímu řešení hned na začátku. Kvalitně zpracovanými soutěžními požadavky lze dosáhnout vyváženosti všech požadavků jako hospodárnost, použití konkrétních materiálů, životnost v protikladu s výběrovými řízeními zaměřenými na nejnižší cenu. Podle zákona o veřejných zakázkách lze projektanta získat vícero způsoby, ale nejvhodnější je zadat zakázku v jednacím řízení bez uveřejnění, kterému předchází soutěž o návrh (architektonická soutěž). Vítězi architektonické soutěže, tedy budoucímu projektantovi, může investor zadat zpracování všech fází projektu.
Na rozdíl od jiných typů zadání veřejné zakázky (např. obchodních soutěží) architektonická soutěž přináší dostatečně včas právě konkrétní návrh řešení stavby. Pro investora totiž není zárukou získání dobrého návrhu ani nízká cena za jeho zpracování, ani seznam předchozích realizací uchazeče o zakázku, jeho životopis či finanční obrat, jak tomu bývá u jiných typů zadání. Ale je pro něj naprosto zásadní seznámit se s estetickým, dispozičním, funkčním a konstrukčním řešením požadované stavby, do níž hodlá investovat nemalé peníze. Investor má tudíž možnost vybírat při vypsání architektonické soutěže podle poměru ceny a komplexní kvality návrhu stavby [3].
Výběr optimálního návrhu provádí spolu s vyhlašovatelem odborná porota, jejíž činnost je zákonem (č. 137/2006 Sb. o zadávání veřejných zakázek) podrobně upravena tak, aby rozhodování bylo transparentní, nepodjaté a nestranné, avšak aby současně poskytovala vyhlašovateli nejvyšší možný odborný servis. Každý významnější záměr je zpravidla sledován médii a veřejností. Uspořádání soutěže vyloučí možné spekulace o zaujatosti a korupci. Soutěž o návrh je natolik profesionální postup, že je běžně používána k propagaci správného způsobu správy a hospodaření obce. Vyhlášení soutěže přispívá k medializaci obce jako celku a zlepšuje obraz sídla v regionálním i celonárodním měřítku. Uspořádání soutěže navíc vede vyhlašovatele k podstatně hlubšímu zamyšlení nad záměrem, než když by od počátku přenesl odpovědnost na konkrétního projektanta [3].
Klíčové pro korektní a úspěšnou soutěž o návrh je odborná komise, kde by kromě zkušených architektů neměl chybět expert na energetickou efektivnost staveb, zkušený rozpočtář a odborník z oboru facility management. Vyhlašování soutěže o návrh má přesně daná pravidla (viz [3]) a je potřeba počítat s náklady asi ve výši 0,6–1 % díla na honoráře členů komise a ceny za soutěžní návrhy. Za tuto cenu však už často dostává investor projekt ve fázi ideového konceptu až studie a tyto náklady se výběrem nejkvalitnějšího návrhu po všech stránkách bezpečně vrátí.
Technický dozor stavebníka/investora (TDS/) / expertní oponentní tým
Ze zákona je povinností investora u veřejných zakázek zabezpečit technický dozor, nicméně je klíčové, aby byl přítomen u projektu již ve fázi zadání. Uvedené právně částečně ošetřuje i Nový občanský zákon (dále jen „NOZ“), který zavádí společnou odpovědnost za vady stavby zhotovitele, zpracovatele projektové dokumentace a osoby vykonávající kontrolní činnost zvolené investorem. Z toho vychází, aby i investor/stavebník sám nebo zastoupený TDS byl odborně rovnocenným partnerem projektantovi a zhotoviteli. Obdobně jako technický dozor stavebníka může vystupovat expertní poradce nebo oponentní tým, který se podílí na optimalizaci řešení nebo může být přizvaný TDS. TDS nesmí být architektem/projektantem téhož projektu, což by byl střet zájmů, a musí být nezávislý na projektantovi a zhotoviteli stavby.
Závěr
Ještě stále si mnozí investoři i méně zkušení projektanti myslí, že vysoké hospodárnosti jde nejsnáze dosáhnout použitím výrazně tlustší izolace, kvalitními okny a rekuperací odpadního vzduchu. Často se pak stává, že takový rádoby šetrný dům se zbytečně prodraží, a přitom ani zdaleka není tak úsporný, jak by mohl být. Častou chybou je podcenění, nebo naopak přecenění vlivu některých jeho částí. K tomu, aby šetrný dům využíval plně potenciál úspor, je nezbytná optimalizace – tedy poučené a vyvážené zkombinování principů a prvků za pomocí vhodného návrhového software. Nicméně k optimalizaci návrhu by nemělo být přistupováno až v závěru projektových prací. Tento proces by měl být běžnou součástí celého navrhování již od vytvoření prvotních studií. U větších staveb, by tato optimalizace měla být provedena již před zadáním samotného stavebního záměru, například studií proveditelnosti. Uvedené je i zásadním předpokladem, aby budovy byly vysoce hospodární po celý životní cyklus stavby.
Pokračování článku bude obsahovat návod na správné nastavení kontrolní činnosti a identifikaci slabých míst v průběhu návrhu i realizace stavby
Zdroje
- Vanický, T., Aigel, P.: Ekonomické hodnocení pasivních domů. Centrum pasivního domu, 2013
- KUDA, F., BERÁNKOVÁ, E., Facility management v kostce pro profesionály i laiky, 2012, 1. vyd., 50 s. ISBN 978-80-905257-0-2
- Architektonická soutěž: Česká komora architektů, dostupné k 10. 12. 2016 na adrese
https://www.cka.cz/cs/souteze/co-je-architektonicka-soutez
Nearly Zero Energy Buildings (NZEB) and the rest of energy efficient buildings needs to be precisely and complexly optimised during the planning stage. This helps to improve not only the energy demand and the energy costs but also overall efficiency of planning process, function, longer lifespan together with lower maintenance costs. It is crucial to start with optimisation at the very beginning of planning stage – first concepts or even when defining the client demands. These are also moments when at the lowest price we can make biggest impact on future efficiency of a building during the whole lifecycle. There are some tips like qualified client input, integral planning, architectural competition or quality assessment which can significantly improve overall quality of projects.