Stavebně-energetické koncepce budov ve společenských souvislostech

Motto: Budovy jsou součástí problému změny klimatu, ale mohou být také součástí jeho řešení, pokud budou splňovat vyšší standard z hlediska environmentální udržitelnosti. Eliot Spitzer

Z historie

Po předchozích pokusech se takzvané nízkoenergetické stavění objevuje jako odezva na první energetickou krizi (1973) v sedmdesátých a osmdesátých létech 20. století. V této souvislosti se zejména ve Skandinávii a v německy mluvících zemích nové přístupy snaží korigovat praxi méně kvalitní výstavby z let šedesátých. Současně se navazovalo na tzv. solární architekturu orientovanou na maximální využití pasivních solárních zisků [1, 2]. Pasivní domy podle definice Bo Adamsona a Wolfganga Feista z roku 1986 [3, 4] se objevují jako pilotní projekty od devadesátých let. Nejprve u rodinných a bytových domů, později i u dalších typologických druhů budov. První důsledně řešený pasivní dům z roku 1991 je přitom i po téměř 30 letech stále funkční [5]. Zdá se, že ověřených přístupů a technologií je dostatek, nicméně potřebného obratu ve výstavbě budov stále nebylo dosaženo.

Politické kategorie energetické náročnosti

Vývoj výstavby je do určité míry ovlivňován i politickými zásahy. Evropská směrnice o energetické náročnosti budov [6] s pozdějšími modifikacemi se pro mnohé stala spíše strašákem než motivací. Připomeňme velmi nešikovné výzvy Evropského parlamentu z roku 2008, kdy se mělo dosáhnout toho, že od roku 2011 (!) budou všechny novostavby stavěny v pasivním standardu. V roce 2009 žádá Evropský parlament, aby všechny stavby byly od roku 2019 řešeny jako energeticky neutrální nebo s energetickým přebytkem. To je revokováno o rok později opatrnější, ale velmi kostrbatou formulací (ve zkratce), že budovy mají mít téměř nulovou energetickou náročnost s tím, že značná část zbývajících energetických potřeb bude pokryta prostřednictvím obnovitelných energetických zdrojů na budově samé nebo v její blízkosti. Jedná se tedy zpravidla a) o stručná, netechnická vyjádření a b) o ponechání velké vůle jednotlivým zemím, jak vše interpretovat v národních předpisech.

Budovy v emisních souvislostech národních ekonomik

Do všeho se promítá nadřazený cíl snižování emisí CO₂ jako součásti boje proti globálnímu oteplování planety [7]. Česká republika své závazky neplní [8], má čtvrtou nejvyšší produkci skleníkových plynů na osobu v EU (o 50 % vyšší než je průměr). Produkce CO₂ z více než jedné třetiny souvisí s provozem budov (v obdobné výši jako sektor dopravy). Je zřejmou skutečností, že budovy vzhledem ke svému množství, dlouhodobé funkci i relativně dobré předpověditelnosti energetických potřeb zůstávají jedinou oblastí národního, evropského i celosvětového „energetického koláče“, kde jsou řešení ke snižování emisí známá, dlouhodobě ověřená a ve značné části již nyní návratná. Limitující je také povaha energetických zdrojů, včetně tzv. energetického mixu ve veřejné elektrické síti. Novostavby samy o sobě nemohou hrát žádnou významnější roli při snižování produkce CO₂, byť by byly sebelepší. Důraz na změny staveb, který se objevuje v evropských i národních předpisech, je zcela zásadní.

Změny staveb

Pod označením změna stavby se skrývá řada investičních aktivit, velmi často obsahujících nástavby a přístavby vedoucí k významnému zvětšení vytápěného obestavěného objemu budovy. Stavebně-energetické předpisy jsou v ČR formulovány především vyhláškou o technických požadavcích na stavby, která slouží k naplnění stavebního zákona, a dále vyhláškou o energetické náročnosti budov, která slouží k naplnění zákona o hospodaření energií. K obojímu se dají využít požadavky a doporučení formulovaná v ČSN 73 0540 [9]:

• Ve všech rozhodováních by měl mít přednost celkový pohled na další etapy životního cyklu budovy. Takový přístup, který je správný jak z pohledu investora tak celé společnosti, by měl být nejpřirozenějším řešením a legislativní pravidla by jeho naplnění měla podporovat.
• Je vhodné navrhovat taková řešení, která nebrání nebo nekomplikují výměnu prvků s kratší životností (myšleny jsou jak technické překážky, tak ekonomické – tzv. lock-in efekt).
• Obvykle se nepředpokládá, že by se měl z energetických důvodů vyměňovat prvek (například okno) pokud nebylo využito jeho obvyklé doby funkčnosti nebo její podstatné části. Lock-in efekt v případě nějakého „polovičatého řešení“ tedy znamená, že se na mnoho let dopředu zabrání výměně za prvek lepší.
• Obdobně v tomto smyslu i nově vznikající prostorově ucelená část budovy (nástavba, vestavba, nový dvorní trakt, jejich kombinace a apod.) má být i v souladu s ČSN 73 0540 vnímána jako novostavba. Na její jednotlivé konstrukce se důsledně vztahují požadavky a doporučení pro nové konstrukce. Hodnocení energetické náročnosti se provede (může provést) i odděleně od částí stávající budovy, kde dochází pouze k dílčím nebo žádným úpravám. I pro stavební úpravy stávající budovy platí, že všechny nově pořizované konstrukce musí splnit požadavek na hodnotu součinitele prostupu tepla. Stejně tak musí požadavek splnit doplňované konstrukce, s výjimkou, kdy to není z objektivních důvodů možné (geometrické omezení, právní omezení na hranici pozemku, omezení s ohledem na památkovou ochranu apod.). Odůvodnění nutnosti takového přístupu je ovšem na straně projektanta, nikoliv paušální úlevou.

Praxe ukazuje, že je zpravidla vhodným řešením, kdy nová část budovy je navržena na úrovni pasivního standardu, zatímco ve stávajících podlažích je přibližně dosažitelný nízkoenergetický standard s ohledem na možné důsledně neeliminovatelné tepelné mosty, nezměnitelnou geometrii oken a další omezení. Tím může být dosaženo celkově velmi racionálního a přitom energeticky optimálního řešení, kdy například nebude potřebný zásah do zdroje energie pro celou budovu, protože i při výrazně zvýšeném obestavěném objemu se nezvýší potřeba energie na vytápění. Technické systémy v nové části mohou být buď oddělené nebo propojené s částí stávající. Z předchozího jednoznačně vyplývá vhodnost zpracování koncepčního řešení celé rekonstruovatelné / rozšířitelné budovy najednou, byť může být například zřejmé, že aktuálně dostupné finanční prostředky nemohou na velkou investiční akci stačit. Nejjednoduššími příklady takové praxe jsou: energetická sanace jedné fasády, ale kompletní a provedená na špičkové úrovni, se znalostí, jak budou ostatní fasády časem na to navazovat. Dále sem patří příprava pro budoucí instalaci solárních systémů na střeše (při výměně střešního souvrství se provede osazení kotevních prvků a průchodek pro budoucí potrubí a kabely), volba souvrství sanovaného stropu pod půdou tak, aby to neomezovalo budoucí půdní vestavbu, apod.

Takový přístup je v souladu s koncepcí označovanou jako EnerPhit pro modernizace budov [3]. Stavebně-energetické posouzení je možné provést odděleně pro novou a rekonstruovanou část (například kvůli deklaraci dosažení dílčích energetických cílů) i pro nově vzniklý celek (jako informace pro investora o očekávané energetické náročnosti a také pro vystavení energetických průkazů). Takový postup by měl být podporovatelný i dotačními programy, včetně kombinace různých podpor a/nebo kritérii pro užití jiných veřejných prostředků. Ideální stav by byl tedy takový, že pro každou budovu ve veřejném vlastnictví by byl zpracován koncepční výhled úprav a případné rozšíření, k tomu rámcové technické řešení ve variantách, následně zvoleny priority v čase i s ohledem na finanční dostupnost, a pak realizovány postupné kroky. Takový postup také může přinést odpověď na otázky v jakém čase a na jaký instalovaný výkon měnit otopný zdroj atd. Tedy celkově vést k efektivnímu nakládání s veřejnými i soukromými prostředky a být v souladu se zásadami udržitelnosti. Obvykle šablonovitě zpracovávané energetické audity zpravidla takový koncepční pohled ne vždy podporují.

Nedůsledně promyšlená a nedůsledně provedená změna stavby tedy může znamenat promeškanou příležitost na desítky let. Například každá střecha, kde je možné identifikovat vhodnost pro osazení solárních systémů a nebyla při její obnově udělána alespoň minimální příprava pro takovou instalaci, je na dlouhou dobu ztracená. Jen obtížně můžeme vyžadovat po soukromém investorovi, aby vždy postupoval takto důsledně. Ovšem všude tam, kde jsou jakýmkoliv způsobem použity veřejné prostředky, můžeme naznačený koncepční přístup vyžadovat a dokonce označit situaci, kdy nejsou takové přístupy jasně podpořeny podmínkami využití veřejných prostředků, případně dotačními programy, za společensky nevhodnou. Bohužel stále můžeme najít podmínky, které takovému přístupu explicitně brání, například proto, že zvýšené náklady spojené s budoucí nízkou energetickou náročností (při současně garantovaném komfortu) považují za nezpůsobilé náklady. Tím se dává najevo, že optimální řešení je něco exotického až extrémního. A to přesto, že při uvažování součtových nákladů (jednorázové investiční náklady spolu se sníženými provozními náklady v další etapě životního cyklu budovy, tedy obvykle nejméně v dalších 20–30 letech) by se energeticky důsledné řešení ukázalo jako nejlevnější.

Vliv klimatických podmínek

Provedené simulační výpočty [10] vycházející z klimatických modelů IPCC potvrzují výrazné zvýšení teplot vzduchu v zimním období v budoucnu, současně ale předpokládají do jisté míry větší oblačnost, tedy možné menší uplatnění pasivních solárních zisků. Kritická situace je ovšem v letním období – kdy se předpokládají nejen vyšší teplotní maxima, ale větší počet delších souvislých období s vysokými teplotami, kde již nevystačíme se strategií větší tepelné setrvačnosti staveb, máme-li zachovat požadavky (byť adaptovaného) komfortu. Tedy v součtu dojdeme k vyšší energetické náročnosti u téže budovy v porovnání s hodnocením pro současnost.

Závěrem

Celá společnost by se měla připravit na podstatné změny budov, jejich energetické náročnosti a změn energetických systémů včetně distribučních sítí. Výhodné je, že to nemusí (vždy) být na úkor komfortu, i když budoucí omezení můžeme i tak předpokládat. Společenskou diskusí musí projít i způsob vyjadřování výsledků hodnocení budov: Má se jednat o množství potřebné energie vztažené na jednotku podlahové plochy nebo na uživatele? Pokud máme výsledky vyjadřovat i v hodnotách ekvivalentních emisí CO₂ , pak se může zahrnout i umístěním stavby vyvolaná zvýšená individuální doprava. Jeden osobní automobil v rodině navíc může znamenat v ekvivalentních emisích CO₂ řádově podobně velké hodnoty jako vytápění a příprava teplé vody, pokud hodnotíme pasivní standard rodinného domu s vyšším podílem využití obnovitelných energetických zdrojů. O leteckých dovolených zde nemluvě. Tyto úvahy mají ilustrovat, že netechnická část problému, která bude nepochybně označována i jako omezující sociální inženýrství, může být ještě větší bariérou na cestě k nízkouhlíkové společnosti, než jsou souvislosti technického řešení budov. Na druhou stranu, budovy mohou sloužit i jako nosiče systémů pracujících s obnovitelnou energií (fotovoltaika), která bude využita v budovách jiných nebo pro jiné účely. Upřesnění požadavků na stavební řešení budov, jak je známe dnes, je tedy jen menším střípkem v mozaice.

Posuzovaný časový úsek musí odpovídat alespoň jedné etapě životního cyklu budovy, tedy být násobně delší než je jednotlivé volební období politiků. Musí se změnit „měřítko“ – od hodnocení jednotlivé budovy k souboru budov, což se může výhodně projevit zejména tehdy, jsou-li tam obsaženy budovy, které mají odlišné profily užívání, a tím v čase odlišnou energetickou náročnost. Současně může být budova vnímána do jisté míry jako producent energie pro jiné účely (fotovoltaika pro elektromobilitu, odpadní teplo ze serverovny, z mrazicích boxů apod.). Pokud se ovšem nepodaří přesvědčit veřejnost, že zlepšené (zpřísněné, výstižnější, komplexnější) předpisy a doporučení jsou v zájmu všech, úspěch se nemůže dostavit. Funkčnost, zajištěný komfort i estetické kvality výstavby zůstávají nutnou podmínkou.

Podklady

1. Hegger, M. – Fuchs, M. – Stark, T. – Zeumer, M.: Energie Atlas: Nachhaltige Architektur. Birkhäuser Verlag 2007.
2. Humm, O.: Nízkoenergetické domy. GRADA 1999.
3. https://passipedia.org.
4. Tywoniak J. a kol.: Nízkoenergetické domy 2. Principy a příklady. GRADA 2008.
5. Feist, W. – Pfluger, R.- Hasper, W.: Durability of building fabric components and ventilation systems in passive houses. Energy Efficiency, 2019.
6. Směrnice 2010/31/EU o energetické náročnosti budov (EPBD2) a navazující dokumenty.
7. Weizsäcker, E.U. von – Wijkman, A.: Wir sind dran. Was wir ändern müssen, wenn wir bleiben wollen. Club of Rome: Der grosse Bericht. Pantheon, 2019.
8. https://www.mzp.cz/cz/zpravy_o_stavu_zivotniho_prostredi_publikace.
9. ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov. Část 2 Požadavky.
10. Kopecký, P. – Sojková, K.: Analýza možných dopadů změny klimatických okrajových podmínek na obytné budovy v České republice. Vytápění, větrání, instalace. 2019/1.