Pasivní a nulové budovy na společné cestě
1. Úvodem
V souvislosti s novým zněním Evropské směrnice o energetické náročnosti budov EPBD (přepracování), 2010 [1]) je jistě potřebné diskutovat o další generaci budov s minimalizovanou potřebou energie. Je namístě připomenout vazbu mezi jasně popsanými kategoriemi nízkoenergetických a pasivních budov na straně jedné a budovami energeticky nulovými na straně druhé. Zmíněná směrnice ovšem obsahuje řadu dalších významných bodů, kterými je potřebné se bezodkladně zabývat. K nim patří i požadavek co nejrychlejší „inventury“ současných stavebně-energetických požadavků a jejich zpřísnění, pokud se ukáže, že nejsou nastaveny na tzv. nákladově optimální úrovni. Takové analýzy jsou v kompetenci jednotlivých členských zemí. Budou ovšem prováděny s využitím dodatečně dohodnutého jednotného metodického rámce. Jestliže přitom dojde ke zpřísnění požadavků na „většinovou“ výstavbu, může to dále posunout pozornost vývojových pracovníků a zájemců o progresivní řešení k novým tématům. Může taková pozornost negativně ovlivnit dosavadní snahy o větší rozsah výstavby pasivních domů? Mají pasivní domy ze dne na den znamenat jen nějaké přechodné řešení? Bude budoucnost patřit nulovým budovám? A čím jsou vlastně nulové budovy charakterizovány? V kompetenci členských zemí totiž zůstává stanovení, co bude za budovy nulové nebo jim blízké považováno.
2. Pasivní budovy v EPBD
Směrnice [1] se pojmu pasivní dům vyhýbá, a vlastně tím zaostává za ambiciózními požadavky předchozích usnesení Evropského parlamentu. V navazujících metodických pokynech se tento pojem objevuje jen okrajově a je označen jako řešení „podle soukromé definice“, které je možné také použít pro hodnocení, zda jsou požadavky nastaveny na nákladově optimální úrovni.
3. K definicím energeticky nulových budov
Tabulka 1 shrnuje pravděpodobné zástupce nové generace energeticky úsporných budov podle studie [3] s obvyklými požadavky na stav vnitřního prostředí (bytové a občanské stavby s teplotami 18–22 °C), přičemž pasivní budovu užívá jako referenční (obvyklé) řešení. Uvádí se zde základní charakteristika budov, způsob hodnocení i některé stavebně-energetické vlastnosti. Tabulku je nutné chápat jako předběžný základ pro diskusi. Do takové diskuse by měli být zapojeni kromě specialistů na hodnocení energetické náročnosti budov především zástupci uživatelů budov, včetně orgánů státní správy a samospráv. Přístup by měl být formálně nastaven tak, aby struktura požadavků mohla být po delší dobu stabilní (potřebné pro veřejnost i pro projektanty a stavební výrobu), nicméně určitá flexibilita pro možnost reflektovat další vývoj by měla být zachována.
Reprezentanty nové generace energeticky úsporných budov je možné pracovně rozdělit do následujících skupin:
- energeticky nulové budovy
- energeticky pozitivní budovy
- budovy jako součásti energeticky nulové nebo energeticky pozitivní městské čtvrti (města)
- budovy se zvýšenou energetickou soběstačností
- budovy energeticky nezávislé
- vhodné kombinace předchozích
- další, dosud neznámá řešení.
| Typ budovy | Základní popis | Základní kriteria | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy W/(m2‧K) | Měrná potřeba tepla na vytápění kWh/(m2‧a) | Měrná spotřeba primární energie kWh/(m2‧a) | Další | ||
| Pasivní budova | Standardní řešení – jako referenční | Podle ČSN 73 0540-2 (2011) 6) | ≤ 15 (≤ 20 pro rodinné domy) | ≤ 60 pro obytné budovy 1) ≤ 120 pro neobytné budovy 1) | |
| Energeticky nulová budova | Individuální řešení | Požadavek pro pasivní budovu | Požadavek jako pro pasivní budovu, nejvýše o 20 % vyšší, pokud odborně zdůvodněně nejde lepší hodnoty dosáhnout | ≤ 0 pro všechny budovy 1) | |
| Budova blízká budově energeticky nulové | ≤ 30 pro obytné budovy 6) 7) ≤ 90 pro neobytné budovy 6) 7) | ||||
| Energeticky pozitivní budova | ≤ 0 pro všechny budovy 1) a současně do bilance zahrnutá energetická produkce převyšuje energetickou potřebu alespoň o 10 % 2) | ||||
| Úsporná budova v nulovém souboru budov (energeticky pozitivním souboru budov) | Individuální řešení v kontextu s okolím | Požadavek jako pro pasivní budovu a současně společný bilanční výpočet souboru budov a produkce je nulový (nebo lepší) 3) | |||
| Budova se zvýšenou energetickou nezávislostí | Individuální řešení | Požadavek pro pasivní budovu a lepší | Požadavek pro pasivní budovu a lepší | Dodávaná energie není nulová v každém okamžiku 4) Budova je za výpočtových provozních podmínek schopna provozu alespoň krátkodobě nezávisle na dodávkách energie z vnějšku. Délka takového časového úseku musí být udána. | |
| Budova energeticky nezávislá (soběstačná) | Dodávaná energie je nulová v každém okamžiku 4) Budova je za výpočtových provozních podmínek schopna provozu dlouhodobě nezávisle na dodávkách energie z vnějšku. | ||||
| |||||
Z uvedených hodnot je patrné, že se i v nové generaci budov předpokládá udržení úrovně pasivní budovy, případně s malou (odůvodněnou) odchylkou. Na takovou výchozí úroveň se pak navazuje zvýšenými požadavky na využití obnovitelných energetických zdrojů a započtení exportu obnovitelné energie.
4. Revize ČSN 73 0540-2
V nedávném období byla zpracována aktualizace ČSN 73 0540-2 [2]. Kromě jiného věnuje ještě větší pozornost než dříve požadavkům (doporučením) pro nízkoenergetické a pasivní budovy. Výrazně rozšířeny jsou pokyny pro navrhování v oblasti technických systémů budov.
Pro přehlednost jsou požadavky na jednotlivé hodnoty součinitele prostupu tepla uváděny ve společné tabulce se třemi sloupci – jako hodnoty požadované, hodnoty doporučené a hodnoty doporučené pro pasivní budovy. Hodnoty doporučené pro pasivní budovy jsou uváděny v intervalu hodnot, obvykle dostačujících k dosažení pasivního standardu. Některé hodnoty jsou uvedeny v tabulce 2.
| Konstrukce | Součinitel prostupu tepla [W/(m2‧K)] | ||
|---|---|---|---|
| Požadované hodnoty UN,20 | Doporučené hodnoty Urec,20 | Doporučené hodnoty pro pasivní budovy Upas,20 | |
| Stěna vnější | 0,30 1) | těžká: 0,25 | 0,18 až 0,12 |
| lehká: 0,20 | |||
| Střecha strmá se sklonem nad 45° | 0,30 | 0,20 | 0,18 až 0,12 |
| Střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° včetně | 0,24 | 0,16 | 0,15 až 0,10 |
| Výplň otvoru ve vnější stěně a strmé střeše, z vytápěného prostoru do venkovního prostředí, kromě dveří | 1,5 2) | 1,2 | 0,8 až 0,6 |
| Dveřní výplň otvoru z vytápěného prostoru do venkovního prostředí (včetně rámu) | 1,7 | 1,2 | 0,9 |
| |||
Doporučené hodnoty pro pasivní budovy se použijí například při studii stavby jako prvotní informace o potřebných hodnotách, a s tím souvisejících tloušťkách obvodových konstrukcí, což norma [2] dále jednoduše komentuje: v případě větších kompaktních budov zpravidla postačí dosahovat hodnot při horním okraji uvedeného intervalu. Důraz je dále kladen na hodnotu průměrného součinitele prostupu tepla obálky budovy a dále na obvyklá kriteria jako je měrná potřeba tepla na vytápění a hodnoty primární energie – viz tabulka 3 (podle kapitoly A.5.3 v informativní příloze [2]). Na základě poznatků z praxe při návrhu velkých kompaktních budov dochází ke „změkčení“ požadavku na průměrný součinitel prostupu tepla bytových staveb oproti TNI 73 0330 [4].
| Průměrný součinitel prostupu tepla Uem [W/(m2‧K)] | Měrná potřeba tepla na vytápění [kWh/(m2‧a)] | Měrná potřeba energie na chlazení [kWh/(m2‧a)] | Měrná potřeba primární energie [kWh/(m2‧a)] | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Obytná budova | Rodinný dům | ≤ 0,25 požadováno ≤ 0,20 doporučeno | ≤ 20 požadováno ≤ 15 doporučeno | 0 2) | ≤ 60 |
| Bytový dům | ≤ 0,35 požadováno ≤ 0,30 doporučeno | ≤ 15 | 0 2) | ≤ 60 | |
| Neobytná budova s převažující teplotou 18 °C–22 °C | ≤ 0,35 1) | ≤ 15 | ≤ 15 | ≤ 120 | |
| Ostatní budovy | Požadavky stanoveny individuálně s využitím aktuálních poznatků odborné literatury | ≤ 120 | |||
| |||||
5. Závěrem
Nejnižší zdůvodnitelná úroveň energetické náročnosti budov by měla odpovídat tzv. nákladovému optimu. Metoda stanovení je dána směrnicí [1] a doprovodnými dokumenty k ní. Touto metodou prověřená a případně korigovaná kriteria je možné a potřebné zavést do národní legislativy co nejdříve. Rychlejší než nejzazší splnění těchto požadavků by mohlo být podporováno veřejnými dotačními programy.
Pro další pozitivní posun v řešení energetických požadavků na budovy při splnění požadavků na komfort prostředí je nezbytná lepší spolupráce více profesí: Ukázalo se, že podstatné části energetické spotřeby budovy jsou mimo dosah obvykle chápané kompetence projektantů budov, zvláště oblast spotřeby elektrické energie a dále řešení principiálních otázek v souvislosti s vazbou budovy na veřejné sítě. Další podstatnou otázkou je zapojení územního plánování na úrovni zastavovacích pravidel území a rozvoje místní a regionální energetické infrastruktury. Veřejná správa a samospráva může přispět k definování zón s oblastmi výstavby budov s pozitivní energetickou bilancí na úrovni obytného okrsku, městské čtvrti nebo větších.
Definice jednotlivé energeticky nulové budovy nebo energeticky pozitivní budovy bude vhodné i nadále rozlišovat podle toho, zda se jedná o úplnou energetickou bilanci (včetně uživatelské elektrické energie) nebo neúplnou (bez uživatelské elektrické energie). V nejbližším období půjde vždy o tzv. bilanční nulu, předpokládající využití energetických sítí vně budovy.
Pokud jde o nastavení podmínek pro výstavbu od roku 2021 (2019 pro stavby využívající veřejné prostředky), mělo by se jednat o princip tzv. bilanční nuly bez uživatelské energie. Rychlejší než nejzazší splnění takových požadavků by mohlo být opět podporováno veřejnými dotačními programy. Dále by měly být dlouhodobě podporovány i ambicióznější projekty na úrovni tzv. bilanční nuly se započtením uživatelské elektrické energie a další progresivní přístupy.
Pro korektní a jednoznačné hodnocení bude zapotřebí dále upřesnit referenční datové soubory (přítomnost osob, referenční spotřeba elektrické energie apod.) a stanovit referenční metody výpočtu.
Hodnocení celkové kvality řešení budov (ve smyslu zjednodušených nebo podrobných nástrojů analýz životního cyklu a hodnocení z hlediska udržitelné výstavby) by měla v sobě s potřebnou váhou obsahovat i ohodnocení kvality budovy z hlediska provozní energetické náročnosti. Nejvyšší dílčí hodnocení by pak měla být přiřazena budovám na úrovni pasivní budovy nebo lepší. Pokud se systém hodnocení samostatně zabývá charakterem zdrojů energie pro budovy, může být jako ukazatel použita měrná spotřeba primární energie (nejvyšší hodnocení pro tzv. bilanční nulu).
Na základním přístupu – vhodnosti navrhnout stavební řešení budovy jako pasivní – nové tendence v souvislosti s nulovými budovami nic nezměnily. V navržených kriteriích pro nové generace budov [3] (stále ještě předmětem diskusí!), včetně nulových a energeticky pozitivních je „úleva“ oproti standardu pasivní budovy, jak ji známe dnes, oprávněně jen velmi malá a hodnocení se neomezuje jen na výslednou hodnotu bilančního výpočtu primární energie. Takovým přístupem se nepodporuje jiný možný scénář – ponechat horší kvalitu stavebního řešení a využít větších instalací obnovitelných energetických systémů. Tedy ti, kteří dnes navrhují a realizují pasivní domy, jsou na nové požadavky dobře připraveni.
Poděkování
Příspěvek byl vytvořen s využitím výsledků projektů MPO 2A-1TP1/129 a 122 142 0506 MPO Efekt 2010. Aktualizace dokumentů TNI byla provedena v rámci řešení projektů MSM 6840770005.
Literatura
- [1] Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2010/31/EU O energetické náročnosti budov (přepracování), červen 2010
- [2] ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov. Část 2: Požadavky, 2011
- [3] Tywoniak,J. a kolektiv: Nová generace energeticky úsporných budov. Studie zpracovaná v rámci projektu 122 142 0506 MPO Efekt na ČVUT v Praze, 2011
- [4] TNI 73 0330 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění – Bytové domy. ÚNMZ, srpen 2010
In connection with the new wording of the Energy Performance of Buildings Directive EPBD (recast), 2010 [1]) it is certainly necessary to discuss the next generation of buildings with minimized energy use. It should be noted the connection between the clearly described categories of low-energy and passive buildings on one side and zero-energy buildings on the other. Moreover the directive contains a number of other important issues, among others the setting of energy criteria on so callled cost-optimum level.
The paper comments the possible set of criteria describing in a unified way all categories of energy optimized buildings, including passive and zero-energy buildings. New Czech technical standard CSN 730540-2 Thermal protection of buildings. Part 2 Requirements [2] (November 2011) supports this approach.