Energeticky úsporná výstavba v českém prostředí v roce 2009
V českém tisku můžeme pozorovat výrazně vyšší frekvenci výrazů jako je pasivní dům, energeticky úsporná výstavba, zejména ve spojení s dotačním programem Zelená úsporám. Stále ale platí, že realizovaných domů v pasivním standardu je velmi málo, navíc u některých takto označovaných domů mohou být jistě i pochyby o skutečných vlastnostech. Nejbližší období ukáže, jak reálný je požadavek Evropského parlamentu zavést pasivní domy jako běžný standard novostaveb. Spíše než o technický problém se zřejmě jedná o problém společenský, problém připravenosti odborníků, akceptování veřejností apod.
1. Úvodem
Od loňského roku můžeme v českém tisku pozorovat výrazně vyšší frekvenci výrazů jako je pasivní dům, energeticky úsporná výstavba, zejména ve spojení s dotačním programem Zelená úsporám [1]. Stále ale platí, že realizovaných domů v pasivním standardu je velmi málo, navíc u některých takto označovaných domů mohou být jistě i pochyby o skutečných vlastnostech. Nejbližší období ukáže, jak reálný je požadavek Evropského parlamentu [2] zavést pasivní domy jako běžný standard novostaveb. Spíše než o technický problém se zřejmě jedná o problém společenský, problém připravenosti odborníků, akceptování veřejností apod.
2. Deklarativní výpočty
Nutnost sestavení pravidel pro deklarativní výpočty byla diskutována již dříve [3], zejména v souvislosti s dotačním programem se to stalo skutečnou nezbytností. Hledalo se řešení, které současně bude:
- co nejblíže praxí ověřenému modelu PHPP [4];
- respektovat v nejvyšší možné míře české (a evropské) technické normy;
- omezovat spekulativní zásahy do výpočtů např. nedostatečným zafixováním uvažování způsobu užívání budovy;
K tomu účelu byly vytvořeny technické normalizační informace (TNI) sloužící stavebně-energetickým výpočtům, nejprve pro rodinné domy (TNI 730329) [5], později i pro domy bytové (TNI 730330) [6]. Pro ostatní druhy užívání budov srovnatelné podklady zatím chybí.
Porovnáme-li oba texty [5,6], můžeme konstatovat následující:
- struktura je (záměrně) téměř shodná;
- požadavek na střední hodnotu součinitele prostupu tepla obálky je u bytových domů přirozeně o něco méně přísný (pozitivní vliv větších objemů staveb);
- u bytových domů se požaduje splnit hodnotu 15 kWh/(m2a) měrné potřeby tepla na vytápění. Tedy není zde odlišnost od zvyklostí PHPP, jako u TNI pro rodinné domy, kde se požaduje splnění 20 kWh/(m2a);
- u bytových domů je značná část dokumentu věnována problému ověřování neprůvzdušnosti. Může nastat řada zásadně odlišných situací ve vzájemném prostorovém uspořádání bytových jednotek (věžové, chodbové, pavlačové atd.), v přítomnosti navazujících ucelených a rozsáhlých nebytových částí), může se jednat o skutečně velký bytový dům, kde není možné anebo dostatečně vypovídající měřit jeden celek apod. Těmto otázkám, které nejsou dosud uspokojivě řešeny v žádném technickém předpisu, se věnuje práce [7]. I z těchto důvodů se připravuje překlad základní normy pro měření neprůvzdušnosti [8], kde bude v národní předmluvě tato problematika dále zpracována;
- pro malé rodinné domy byla v [5] umožněna výjimka odlišného vyhodnocení výsledku měření neprůvzdušnosti, pokud by hodnota n50 byla v intervalu 0,6 - 0,8. Pak je možné vztahovat hodnotu objemového vzduchového toku k ploše obálky budovy, která je převážně "zodpovědná" za netěsnosti. (Tato výjimka je podle textu TNI v platnosti pouze do 31.12.2009.)
3. Norma ČSN EN ISO 13790
Norma [9] nyní vydaná i v českém jazyce obsahuje obecné informace o přístupech k výpočtovým hodnocením a popisy výpočtových algoritmů a některé vstupní a další údaje. Vzhledem ke snaze o výstižnost pro budovy v odlišných klimatických podmínkách v zemích, pro které tato mezinárodní norma platí (včetně mimoevropských zemí s horkým suchým nebo horkým vlhkým klimatem), je nutně velmi rozsáhlá (více než 140 stran). Svým rozsahem, strukturou a mírou podrobnosti je určena zejména pro zpracovatele výpočetních programů a další specialisty. Pro řešení běžných projekčních úloh a pro jednoduché deklarativní výpočty je i nadále nejúčelnější použít dostupných výpočetních programů, u kterých je zaručeno, že byly v souladu s touto normou zpracovány. Výpočty pro obvyklé budovy v českých klimatických podmínkách se zpravidla nebudou příliš lišit od dosavadní praxe, vycházející z ČSN EN 832 (pro obytné budovy) a ČSN EN ISO 13790 (všechny budovy) v předchozím znění z roku 2004.
Výpočet spotřeby energie na vytápění a chlazení chápaný jako podklad pro prognózu budoucí energetické náročnosti a finanční náročnosti provozu budovy nebo pro porovnání s naměřenými hodnotami přesahuje hranice několika odborností (stavební část, vytápění, větrání, chlazení, regulace apod.). Je zde navíc silná vazba s národní a evropskou legislativou v oblasti energetické náročnosti budov. Z toho mohou vyplývat požadavky na výběr konkrétní výpočtové metody z této normy i nutnost použít datové soubory popisující klimatické podmínky, podmínky užívání budov a další, pokud je norma použita k prokázání splnění národních nebo regionálních požadavků, podmínek poskytnutí dotačních prostředků apod.
Národní předmluva normy mj. uvádí, že "pro účely hodnocení potřeby tepla na vytápění obytných budov v podmínkách České republiky se přednostně použije měsíční metody výpočtu... Okrajové podmínky výpočtu, způsoby referenčního užívání obytných budov a některé další údaje jsou také uvedeny v technických normalizačních informacích TNI 73 0329 (rodinné domy) a TNI 73 0330 (bytové domy). V těchto dokumentech jsou popsána umístění systémové hranice budovy k vymezení vytápěného prostoru, způsoby započtení podlahových ploch a další potřebné údaje pro provedení deklarativních výpočtů potřeby tepla na vytápění."
4. PHPP v českém prostředí
Odlišnosti českého přístupu (tedy soubor ČSN + zmiňované TNI) od struktury a postupů hodnocení obsažených v PHPP [4] jsou relativně malé. Do české jazykové verze PHPP je možné národní odlišnosti zapracovat, jako volitelnou variantu zpracování výpočtů. Pro někoho může být výhodné použít jiného přístupu: V komerčním software [10], běžně užívaném pro výpočet energetické náročnosti budov (v rámci stavebního řízení, zpracování energetického štítku budovy, atd.), je pomocí softwarového přepínače umožněno provedení opakovaného výpočtu podle pravidel obou TNI s tím, že je použita většina zadaných vstupních údajů, některé jsou přednastaveny napevno, jiné dožádány. Práce může být pak velmi efektivní.
K výše zmíněným odlišnostem české metodiky a PHPP patří zejména:
Stanovení maximálního topného příkonu (Heizlast)
Téma není v českém přístupu řešeno především v důsledku nedostatku dostatečně kvalitních klimatických dat, zejména o solárním záření. TNI namísto stanovení maximálního topného příkonu používá pro nepřímou kontrolu velikosti tepelných ztrát jako základní kriterium hodnotu středního součinitele prostupu tepla obálky budovy, což je veličina nezávislá na klimatických datech. TNI dimenzování zdroje tepla neřeší. Postup podle PHPP se od technických norem záměrně odlišuje.
Započtení vnitřních tepelných zisků
V českém hodnocení se vnitřní tepelné zisky stanovují jednoduchým způsobem podle obsazenosti osobami (konstantní hodnota na osobu a její činnosti + konstantní hodnota na domácnost), nikoliv pouze podle půdorysné plochy. Pro obvyklé situace jsou výsledné hodnoty vstupující do výpočtu potřeby tepla na vytápění velmi blízké hodnocení podle PHPP.
Hodnocení rizika přehřívání v letním období
PHPP obsahuje specifický postup. České hodnocení má stanovené požadavky [11] pro jednotlivé místnosti a vypočítává se podle společné evropské technické normy. Postup podle PHPP nebyl dosud pro české prostředí porovnáván, aby bylo možné vyjasnit vztah mezi oběma přístupy k hodnocení.
Hodnocení primární energie
Do hodnocení z hlediska primární energie se v české metodice zahrnuje vytápění, příprava teplé vody a pomocná energie na provoz domovní technologie (paušální údaje). Nezahrnuje se sem vliv domácích elektrických spotřebičů a umělého osvětlení. Hodnoticí kriterium je nastaveno níže tak (60 kWh/(m2a)), aby přibližně odpovídalo úrovni požadavku podle PHPP.
5. Další výpočty, předpovědi a kontroly
Pro vývojové práce, podrobné analýzy měřených hodnot apod. jsou nezbytné podrobnější a také odlišně strukturované výpočtové modely, zpravidla dynamické simulační výpočty. V běžné projekční práci se zpravidla neuplatní, použití neodborníkem může vést k velmi nesprávným výsledkům (nevhodný model, nesprávná data, špatná interpretace výsledků).
Pokud máme k dispozici jen předběžnou studii připravované budovy, není dost dobře možné provést výpočet energetické náročnosti, i když by to zrovna v úvodní fázi projektu mohlo být nejužitečnější - jako důležitý podklad pro rozhodování během zpřesňování návrhu budovy. Možnostem kvalifikované předpovědi budoucích vlastností budovy při nedostatku konkrétních dat se věnuje příspěvek [12]. Takový přístup využívající statistických metod je možné použít i pro rychlé nezávislé kontroly běžných deklarativních výpočtů.
6. Dotační vlivy
Dotační program [1] má možnost výrazně podpořit rozvoj výstavby pasivních domů pro bydlení. Během přípravy programu se vycházelo z následujících předpokladů: Pokud nemá nová výstavba znamenat v blízké budoucnosti problém ve smyslu "budoucích starých ekologických zátěží", pak by neměly být žádné jiné než pasivní domy podporovány, mj. s odvoláním na [2]. Stejně jako novostavby jsou podporovány změny staveb (rekonstrukce) na pasivní standard. Nalezení citlivějšího klíče pro rozlišení pasivní novostavby a pasivní rekonstrukce není prakticky možné, pokud má systém zůstat jednoduchý a transparentní.
V oblasti rekonstrukcí jsou podporovány i zlepšení energetického standardu v menší míře, kdy je možné volit řešení podle aktuálních podmínek a finanční situace investora. Pokud u novostaveb není dosaženo pasivního standardu, je možné využít alespoň dotaci na použití solárních systémů a kotle na spalování dřeva.
Při korektuře programu v srpnu 2009 se podařilo v podstatě udržet pravidlo, že se u rekonstrukcí má podporovat dobré řešení, byť třeba jen na části budovy, s možností pozdějšího pokračování. V této úpravě se také prosadila finanční podpora zpracování projektové dokumentace a stavebně-energetických výpočtů.
V podrobných dotačních pravidlech jsou citovány jak ČSN EN ISO 13790, tak obě TNI (pro všechny stavebně energetické výpočty, nejen pro pasivní a nízkoenergetické domy). Souhrn požadavků na pasivní domy přesně odpovídá textu TNI. Měření neprůvzdušnosti je jeho povinnou součástí.
V případě výpočtu původního stavu před energetickou sanací není vše striktně popsáno, protože TNI byly původně koncipovány výlučně pro budovy s nízkou energetickou náročností. Spoléhá se pak na kvalifikovanost zpracovatele výpočtu, například při odhadu neprůvzdušnosti obálky budovy.
7. Závěrem
Navrhování a výstavba pasivních domů a dalších energeticky optimalizovaných řešení budov je stále ještě chápána jako něco mimořádného. Touha po inovacích, investice do aplikovaného výzkumu a vývoje nových prvků, akceptování nových řešení odbornou i laickou veřejností jsou ve stavebnictví vždy velmi malé ve srovnání s jinými odvětvími. Zahájený dotační program může dát další impuls pro větší rozvoj výstavby pasivních domů. Přitom je zcela nezbytné, aby přijímané žádosti byly kontrolovány i z hlediska kvality a jednoznačnosti provedení výpočtů.
Náročnější řešení budov, kam nepochybně patří pasivní domy, také často odhalují prohřešky dosud akceptované v běžné praxi při navrhování budov a realizacích. Mj. v souvislosti s přípravou dotačního programu se ukazuje, že znalost stavebně-energetických výpočtů je stále nedostatečná, přestože by měly být součástí každé dokumentace k běžné budově.
Technické podklady se budou jistě dále vyvíjet. Jedním z dalších kroků může být jejich doplnění pro budovy odlišného účelu a souhrnné zpracování všech informací a pravidel do nové ČSN. Pro podporu rozvoje pasivních domů v mezinárodním měřítku by bylo vhodné urychleně zpracovat společnou evropskou normu, která by zafixovala to podstatné a popsala možnou míru individuálních odlišností v národních aplikacích. Byl by to logický krok navazující na zmíněné rozhodnutí Evropského parlamentu. Nově schválená zpráva Evropského parlamentu [13] o tom, že ve velmi blízké době by měly všechny nově stavěné budovy být energeticky nulové (od roku 2019), může být impulsem pro aplikovaný výzkum a vývoj. Vhodně koncipovaná pasivní budova má po doplnění o nové prvky nejlepší předpoklady takové ambiciozní cíle naplňovat. Začít se ovšem musí vyjasněním definic.
Tento příspěvek vznikl za podpory projektu MSM 6840770005 a vychází ze spolupráce autora se Státním fondem životního prostředí ČR.
8. Literatura
(1) www.zelenausporam.cz
(2) Usnesení Evropského parlamentu z 31.01.2008. Action Plan for Energy Efficiency.
(3) TYWONIAK, J.: Nízkoenergetické a pasivní domy v ČR - bariéry a šance. In: Pasivní domy 2007. Sborník mezinárodní konference, Brno.
(4) PHPP2007. Passivhausprojektierungspaket. Passivhaus Institut Darmstadt, 2007
(5) TNI 73 0329 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění - Rodinné domy. ÚNMZ, únor 2009
(6) TNI 73 0330 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění - Bytové domy. ÚNMZ, červen 2009
(7) NOVÁK, J., TYWONIAK, J.: Building Airtightness in Czech Technical Standards and Related Documents - Last Updates. In: Proceedings BUILDAIR, Berlin, 2009
(8) ČSN EN 13829 Tepelné chování budov - Stanovení průvzdušnosti budov - Tlaková metoda. ČNI 2001
(9) ČSN EN ISO 13790 Energetická náročnost budov - Výpočet spotřeby energie na vytápění a chlazení. ÚNMZ 2009
(10) ENERGIE 2009, software Svoboda
(11) ČSN 73 0540:2 Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky. ČNI 2007
(12) ANTONÍN,J.- KOPECKÝ, P.: Tepelná bilance pasivních a nízkoenergetických rodinných domů: parametrická studie. In: Pasivní domy 2009. Sborník mezinárodní konference, Bratislava 2009
(13) Zpráva Evropského parlamentu ze dne 22.4.2009 (20090422IPR54163)
We can observe in the Czech press a significantly higher frequency of expressions suchs as passive house or energy-efficient construction, specially in connection with the subsidy program “Zelená Úsporám”. However, the reality is that the number of passive houses built is very low, moreover, in some of the so called passive houses there can certainly be doubts about their actual properties.