Reklama

Energetický specialista a integrované navrhování budov

12.6.2013

Ing. Petr Vlasák

Firemní

Článek se zabývá výhodami a přínosy integrovaného návrhu budov, kde je součástí projektového týmu energetický specialista. Dále jsou nastíněny principy a časové souvislosti se zhotovením energetické analýzy budovy v rané části jejího životního cyklu.

Reklama

Úvod

Žijeme v globalizovaném světě se všemi jeho přednostmi i nedostatky. Díky celosvětově snadné dostupnosti informací se myšlenky a duševní práce stávají klíčovým zdrojem obživy. Ekonomové předvídají, že se v oblasti výroby a služeb dostane k dobře hodnocené a poutavé práci pouze 20% pracovníků. Velkým tématem je také otázka plné zaměstnanosti v oboru stavebního inženýrství a architektury. Stále tužší konkurenční boj přináší mnohem větší obavy o budoucnost. Jaké další služby a možnosti výkonů bychom mohli nabídnout, abychom si udrželi svou pozici na trhu práce? Možná bychom se mohli hlouběji zaměřit na palčivé problémy společnosti v oblasti energetické náročnosti budov a to již od rané fáze životního cyklu budovy.

Nákladný svět Julese Verna

Dobrá dostupnost a poměrně snadná přeměna energie obsažené ve fosilních zdrojích na její ušlechtilejší formy umožnila naší civilizaci prudký rozvoj v krátkém časovém období. O komfortu, jež si dopřáváme dnes, mohli naši předci žijící před 150 lety jen snít. Mnoho z představ otce vědeckofantastické literatury, Julese Vernea (*1828 – †1905), se stalo skutečností. Jakou cenu platí společnost za tento neobyčejný pokrok?

Dnes patrně nikdo nepochybuje o tom, že jsou fosilní zdroje energie, které máme k dispozici, kapacitně i geograficky omezené. Stále více obyvatel planety Země chce přirozeně využívat výdobytků energeticky náročné, moderní společnosti. Se zvyšující se spotřebou a zmenšujícími se zásobami stoupá cena energie. Na filozofickou otázku tedy existuje racionální odpověď. Cena za společenský pokrok je vysoká. Důsledky zvyšování cen energií nejvíce pociťuje konečný spotřebitel, protože právě on nese veškeré negativní vlivy spojené s její dodávkou (získání fosilního paliva, transport, přeměna na ušlechtilejší formu, distribuce, ztráty, regulace, daňovou zátěž, dotace a další). Jen v České republice se cena elektrické energie za posledních 10 let zvýšila o 192% (1) a cena plynu o 262% (2). Cena ropy se celosvětově zvýšila ze 3$ za barel od doby první ropné krize v roce 1970 na současných zhruba 100$ za barel. Navzdory nadnárodním snahám o úspory energie nejsou výhledy na snížení ceny této cenné komodity příznivé.

Přestože lze jen velmi nesnadno, je-li to vůbec možné, odhadovat budoucí vývoj cen energie, některá fakta jsou zřejmá. Celosvětová spotřeba energie se bude nadále zvyšovat. Podíl fosilních paliv bude stále vysoký a jejich fyzická omezenost bude mít nežádoucí vliv na vývoj cen energie. Uživatelé budovy si budou mnohem více uvědomovat tíhu provozních nákladů vynaložených na energie.

Spotřeba energie celosvětově stoupá.
Zásoby fosilních zdrojů se zmenšují a jejich podíl na celkové spotřebě je stále vysoký.
Vývoj cen energie má dlouhodobě stoupající tendenci.

Budova je jako mýdlová bublina

Energetickou náročnost budovy ovlivňuje její umístění v terénu, orientace ke světovým stranám, geometrický tvar, míra prosklení, tepelně technické vlastnosti obvodových konstrukcí a výplní otvorů a také zařízení, která zabezpečují kvalitu vnitřního prostředí. Lze hovořit o provázaném systému s často protichůdnými parametry a požadavky, mezi nimiž hledáme ten nejvýhodnější poměr. Ten, kdo si někdy položil otázku „proč má mýdlová bublina právě takový tvar?“, se dočkal pozoruhodně prosté odpovědi: protože je to pro ni nejvýhodnější energetický stav. Usilujeme tedy o to, aby se každá budova stala mýdlovou bublinou. Veškeré faktory vnějšího prostředí, stavebního objektu a technického zařízení budovy by se měly nacházet v rovnovážném stavu. Kdy však nastává ten správný čas, abychom našli klíč k této nesnadné úloze?

Ze známého grafu závislosti míry ovlivnitelnosti nákladů v průběhu životního cyklu budovy lze vypozorovat několik zásadních skutečností. V rané fázi projektu je dispozici nejvíce možností a prostředků, které ovlivňují jeho budoucí vývoj. Čím více se blíží moment, kdy bude budova provozována, tedy reálně začne plnit svůj účel, tím více se zužuje prostor pro změny výsledného díla. Jestliže lze na začátku životního cyklu budovy ovlivnit nejvíce nákladů, lze jistě podstatně ovlivnit i její budoucí energetickou náročnost. U navzájem provázaných systémů je každá budoucí změna svým způsobem nežádoucí a řešení časově náročné. Než loď změní svůj směr otočením kormidla, uplyne mnoho času. Je tedy velmi důležité, aby lodivod nastavil již na počátku správný směr. Proto je velmi důležité, aby již v úvodních fázích životního cyklu budovy byl součástí posádky energetický specialista.

Obrázek 1 Životní cyklus budovy (zdroj: Facility Design and Management Handbook)

Energetickou náročnost budovy ovlivňuje mnoho protichůdných faktorů.
Nalezení rovnováhy mezi nimi je mimo jiné úlohou energetického specialisty.

S energetickým specialistou na palubě

Při konvenčním návrhu budovy se často úloha energetického specialisty projeví pouze ve vyhotovení velmi diskutovaného průkazu energetické náročnosti (PEN) budovy, který je povinnou součástí dokumentace pro stavební povolení nebo ohlášení stavby. PEN má být dokumentem, který stvrzuje splnění parametrů požadovaných legislativou. Nehodnotí však, jakým způsobem je budova navržena, zda jsou veškerá navržená energeticky významná zařízení a konstrukce v souladu, a zda se bude budova chovat očekávaným způsobem. Jinými slovy, mýdlová bublina může snadno splasknout, i když na ni máme vystavený certifikát.

Mluvíme-li o integrovaném návrhu budovy, kde je zkušený energetický specialista součástí projektového týmu již od samého začátku, lze kromě požadované nízké energetické náročnosti budovy očekávat smysluplný, koordinovaný, uživatelsky přívětivý a také ekonomicky podložený návrh. Budova se staví zejména kvůli uživateli, musí mu tedy být maximálně přizpůsobena. Uživatele budovy, jakožto správného hospodáře pochopitelně zajímají její provozní náklady vztažené k měrné jednotce, kde energie tvoří jejich podstatnou část. Mýdlová bublina se v případě integrovaného návrhu ocitá ve stavu rovnováhy, pro který je certifikát samozřejmostí.

Při konvenčním návrhu budovy není zaručen uspokojivý výsledek pro uživatele budovy, i když je budova certifikována (PEN).
Za předpokladu integrovaného návrhu budovy je splnění požadavků certifikátu samozřejmostí. Budova je navrhována zejména pro konečného uživatele.

Nástroje integrovaného návrhu

Příprava projektové dokumentace zahrnuje několik stupňů, které se liší obsahem, zpracováním detailů i požadavky povolovacích orgánů státní správy. Z pohledu životního cyklu budovy se jedná přibližně o fázi koncepčního projektu, kde je rozhodováno asi o 2/3 veškerých nákladů ne celý životní cyklus budovy (LCC). Již ve fázi dokumentace k územnímu rozhodnutí musí být znám tvar, uspořádání, orientace objektu, základní materiálové řešení a způsob připojení objektu na technickou infrastrukturu.

Tento moment je skvělou příležitostí pro nalodění energetického specialisty a na zhotovení energetické analýzy, protože jsou známy základní charakteristiky objektu a neznámé parametry, jako například tepelně technické vlastnosti konstrukcí, mohou být energetickým specialistou přímo definovány. V této fázi také není specialista příliš svazován požadavky jiných odborných profesí a může je naopak sám definovat. Výsledkem energetické analýzy je návrh několika variant možného technického řešení se základní energetickou bilancí. Nedílnou součástí analýzy je také ekonomické vyhodnocení, které pomůže stavebníkovi orientovat se v investiční náročnosti jednotlivých opatření a v budoucích provozních nákladech.

Vysokou přidanou hodnotou energetické analýzy je vtažení zúčastněných osob do problematiky energetické náročnosti budovy se všemi jejími důsledky a otevření řady otázek, které by za běžných okolností nebyly vysloveny nebo by vyvstaly až v době, kdy se jen těžko dají zodpovědět. Stavebník či budoucí uživatel budovy se tak stává integrální součástí projektového týmu a je v pozici, kdy sám rozhoduje o dalším vývoji stavebního záměru na základě konkrétních podkladů.

Obyčejně se může jednat o možnost instalace zdroje vytápění na zemní plyn nebo tepelného čerpadla. Zajímavá je také otázka instalace solární soustavy na ohřev teplé vody nebo nuceného větrání. V době zhotovení analýzy nemusí být některá z variant ekonomicky opodstatněná, lze však doporučit stavební přípravu pro budoucí investici. Na základě energetické analýzy jsou generovány zcela konkrétní otázky a vytvářeny požadavky na jednotlivé odborné profese, které je musí dále uvážit ve svém návrhu, nikoli naopak.

Následuje stupeň dokumentace ke stavebnímu povolení, kde je zapotřebí plná účast veškerých odborných profesí (vytápění, vzduchotechnika, elektroinstalace apod.). Profese dostávají jako podklad pro svou činnost závěry energetické analýzy se stavebníkem vybranou variantou. Zde plní energetický specialista úlohu koordinátora, odborného poradce a zhotovitele PEN budovy. V pokročilých fázích projektu dohlíží na realizaci stavby a je účasten uvedení budovy do provozu. Ve fázi provozu budovy může plnit úlohu energetického manažera a její provoz tak dále optimalizovat.

V koncepční fázi životního cyklu budovy máme nejvíce možností, jak ovlivnit budoucí vývoj projektu a jeho LCC náklady.
Energetická analýza nabízí několik variant řešení budovy z energetického hlediska, poskytuje základní ekonomické investiční a provozní parametry a stanovuje podmínky pro další návrh budovy.
Stavebník či budoucí uživatel budovy má jedinečnou možnost ovlivnění budoucího vývoje životního cyklu budovy.

Závěr

Energetická náročnost budov bude mít stále větší význam. Těžiště úkolu navrhování staveb se tak více posouvá do fáze koncepčního návrhu, který podstatně rozhoduje o dalším vývoji projektu. Stavební inženýři a architekti se budou muset mnohem více soustředit právě na tuto fázi návrhu. Ideálním nástrojem pro zvládnutí tohoto nelehkého úkolu je zpracování energetické analýzy energetickým specialistou, který je integrální součásti projektového týmu.