Rozhovor s prof. Ing. Petrem Hájkem, CSc., o navrhování úsporných budov

Jak byste shrnul obsah konference Knauf Insulation Reality Check?

prof. Ing. Petr Hájek, CSc.

Projektované energetické parametry budovy jsou i při kvalitní realizaci jedna věc a reálné hodnoty spotřeby energie za provozu budovy věc druhá. Tento rozpor je logický, protože budova je provozována různým způsobem a různými lidmi. Když bude uživatel pasivního domu větrat otevíráním oken nebo bude vytápět na vyšší teplotu, tak výsledná spotřeba bude samozřejmě vyšší než navržená. Když si koupíte auto, dostanete k němu také doklad s údajem o spotřebě. Při běžném provozu přitom máte velký problém dosáhnout uváděných parametrů, které byly měřeny při stanovených standardních podmínkách. Auto je přitom poměrně dobře definovaný systém, který automobilky vyrábějí ve velkých sériích. Každá budova je naproti tomu unikátní a není možné ji předem odzkoušet. To byl ve zkratce obsah konference. Jaké jsou rozdíly mezi návrhem a realitou, jak je definovat, jak určit jejich velikost a samozřejmě, jakým způsobem je zmenšit.

Chcete říct, že pasivní nebo tzv. „nulové“ budovy jsou jen teorie a v reálu nedosažitelné?

V žádném případě. Dnes se bavíme o budovách s téměř nulovou spotřebou energie. Nulová spotřeba energie ale není tak úplně přesný výraz. Budovy vždy budou spotřebovávat nějakou energii na svůj provoz, ale na druhou stranu si ji mohou i samy vyrábět. Pokud se bavíme o celkové energetické náročnosti budov, je ale nutné započítat i tzv. svázanou energii (Embodied energy), tj. veškerou energii nutnou k výrobě materiálů a konstrukcí. Energii potřebnou k jejich dopravě a manipulaci a všechny další procesy související s výstavbou budovy. Budovy budoucnosti tak paradoxně mohou vykazovat větší spotřebu této svázané energie než bude energie potřebná na jejich provoz. Dnes už dokážeme postavit dům, který bude prostřednictvím solárních systémů vyrábět víc energie, než sám spotřebuje. Vždy je však třeba posoudit celý environmentální dopad takové budovy. Ohled musíme brát i na moderní výrobní technologie použitých materiálů, které čerpáme z přírody.

Je tedy možné rozdíl mezi návrhem budovy a parametry, poté co se postaví, kvantifikovat?

Vzpomeňme si na Čapkovo povídání o tom, jak pejsek a kočička vařili dort. Dnes máme přirozenou tendenci udělat co nejlepší dům. Skládáme ho z co nejlepších komponentů, ale to ještě neznamená, že bude nejlepší i celek. Potřebujeme posuzovat, měřit a certifikovat celé budovy, nejen jednotlivé prvky. Znamená to v reálném měřítku otestovat a vyhodnotit chování kompletní konstrukce. Známým problémem při zateplování je například návaznost okna na celý zateplovací systém. Mohu mít skvělé zateplení i okno, ale špatně vyřešené spojení mezi nimi výsledné parametry celku výrazně zhorší. Cesta je v celých konstrukčních systémech s jasně definovanými vlastnostmi. Metody hodnocení budovy by pak měly posuzovat celý systém včetně kritérií udržitelnosti.

Certifikace budov tyto otázky do určité míry již řeší, nebo ne?

Je třeba se podívat, na jaké úrovni budovu posuzujete. Hodnocení environmentálních dopadů je již normami definováno a začíná se v praxi používat. Dnes zaváděný systém EPD (Environmental product declaration) stanovuje metodiku, jak výrobky certifikovat z hlediska environmentálních dopadů. Výsledně stanovený environmentální profil výrobků je pak k dispozici projektantům a realizačním firmám. Vznikají i databáze, které tyto profily budou sbírat a spravovat. Jako příklad může sloužit Envimat, který vyvinula naše fakulta a který postupně zavádíme i do stavební praxe.
Druhá věc je hledisko celkové udržitelnosti budov. Tedy posouzení komplexní kvality budovy z environmentálních, ekonomických a sociálních hledisek. Do sociálních parametrů nespadá jenom to, zda je budova přívětivá například pro handicapované lidi, ale především to, jaká je kvalita vnitřního prostředí - zda je v budově vhodné tepelně vlhkostní mikroklima, zda je v ní kvalitní osvětlení, jestli je kvalitní vzduch, jaká je celková hygiena prostoru apod.

Zpátky k certifikaci – dnes lze budovy, jejich udržitelnost a úspornost, certifikovat podle řady standardů. Jak vnímáte širokou nabídku certifikátů?

Před deseti, patnácti lety vznikly certifikáty jako LEED v USA nebo BREEAM ve Velké Británii , později v Německu DGNB a v Česku máme národní SBToolCZ. Podmínky v jednotlivých regionech, respektive státech, jsou velmi odlišné nejen z hlediska klimatu, ale i tradice stavitelství a materiálové základny. LEED a BREEAM jsou již zaběhnuté značky. V současnosti se projevuje trend prosazování certifikačních systémů, které jsou v souladu s evropskými normami, zejména normami CEN 350 zaměřenými na hodnocení udržitelnosti budov. Na tomto principu jsou postaveny hlavně německý DGNB a český SBToolCZ. Oba systémy jsou relativně mladé – vznikly během posledních 5 let a plně evropské normy reflektují. Osobně si myslím, že se nadále u nás budou, hlavně z marketingových důvodů, používat i certifikace LEED a BREEAM. Nicméně v případě výstavby s podporou státu by měly být používány národní certifikáty, které reflektují jak evropské normy, tak i specifické regionální prostředí. Tomu u nás nejlépe odpovídá národní certifikační nástroj SBToolCZ. Jak se ale jednotlivé certifikáty prosadí, ukáže až čas.

Jak tedy bude vypadat správný návrh budovy v budoucnu a jak se k tomu staví výuka na vysokých školách, která by měla být v předstihu?

Dnes mluvíme o integrovaném návrhu budov. Architekt nemůže vymýšlet svou vizi jako „sochu“ s tím, že statik k ní pak doplní statiku a projektant dodělá TZB. Tímto postupem nelze dosáhnout optimálního návrhu domu. Integrované navrhování hledá optimum už od konceptu. Trendem současnosti je BIM (Building information modeling), tedy digitální model celku budovy, který popíše všechny vazby v budově. V něm můžeme sledovat dopady změny parametru jednoho prvku na celek. S tím vším již dnes studenti na naší fakultě pracují. Pro navrhování a provozování energeticky a materiálově efektivních budov jsou totiž třeba vysoce kvalifikovaní odborníci, kteří rozumí jak vlastní konstrukci budovy, tak technickému vybavení zajišťujícímu tepelnou a vlhkostní pohodu, kvalitní osvětlení, větrání, akustickou pohodu ale i bezpečnost provozu včetně té požární. Pro efektivní návrh budov je nezbytná i znalost metod hodnocení kritérií udržitelnosti, tzn. kritérií technologických, sociálních, environmentálních i ekonomických. Nedostatek takovýchto komplexně připravených inženýrů logicky vedl před několika lety ke vzniku nových studijních programů na ČVUT v Praze – programu Budovy a prostředí a mezifakultního programu Inteligentní budovy. Zájem o absolventy těchto oborů potvrzuje potřebnost takovéhoto odborného zaměření.

Teoretická příprava trendy reflektuje, jak vypadá praxe?

Řada nových technologií se již v praxi používá, ale otázkou je, zda správně. Známý příklad jsou termovizní kamery. Dříve se jednalo o zařízení za 500 tisíc korun i více, dnes i za méně než 50 tisíc korun. S dostupností techniky se obecně projevuje i nedostatek vzdělání v tom, jak ji používat a to jak po stránce vlastní techniky měření, tak výsledného vyhodnocení naměřených výsledků. Pokud například někdo provede termovizní měření po té, co na fasádu půl dne svítilo slunce, bude natolik prohřátá, že se mu ukáže zcela zavádějící výsledek a jeho použití může vést ke zcela chybným závěrům a konstrukčním chybám. To je jen příklad z mnoha.

Bavili jsme se víceméně o šetrných novostavbách. Stávající budovy a jejich rekonstrukce jsou ale pravděpodobně větší výzva?

Kolem 90 % domů, které budeme používat za 20–30 let, již stojí a pokud chceme výrazně omezit celkovou spotřebu energií v budovách, musíme se zaměřit především na ně. V případě běžné výstavby z posledních 50 let není zpravidla problém provést vnější zateplení. Problém to ale může být u starších a památkových budov. Zateplování z vnitřní strany je složitější a je zde riziko kondenzace a vzniku hygienického znehodnocení. U památkově chráněných objektů je často nepřijatelné i zateplení z vnitřní strany z čistě architektonických důvodů. V některých případech je tak nejlepší řešení ponechání historicky cenné budovy tak jak byla našimi předky postavena a řešit technickým zařízením pouze kvalitu vnitřního prostředí. Pokud budeme schopni efektivně vyřešit snížení energetické náročnosti u staveb, u kterých to problém není, tak u historických budov můžeme zachovat jiné cenné parametry bez nutnosti výrazného snížení spotřeby energie. U rekonstrukcí výstavby z minulého století, která není památkově chráněná, bychom ale měli vždy vycházet z komplexního posouzení stavby a návrhu rekonstrukce tak, aby bylo dosaženo výsledku obdobného jako u novostaveb. Většina budov z minulého století byla stavěna jako monolity a skelety z prefabrikovaných systémů. Lze u nich tedy relativně snadno nahradit obvodový plášť moderními systémy, které jsou připraveny na integraci dalších prvků – panely s přípravou na solární systémy, rekuperaci a další. Takto byly v minulém století postaveny školy, školky, administrativní budovy, obchodní centra, nakonec i budovy ČVUT. Potenciál energetických úspor u rekonstrukcí takových budov je opravdu vysoký.

Jaká má být podle vás role státu v otázkách výstavby a renovace?

Dnes se jednotlivé státy snaží regulovat výstavbu tak, aby byla úspornější; hlavně s ohledem na závazky snižování emisí CO₂. Tento trend bude čím dál výraznější. EU přijala strategii snižování emisí jako politický program a jednotlivé státy budou povinny přijmout potřebná opatření k jeho plnění. Soukromí investoři a majitelé budov by pak měli být k úsporám hlavně motivováni, nikoli tlačeni. Velmi rozšířený je například mýtus, že úsporná budova je výrazně dražší z hlediska nákladů na výstavbu. Skutečný rozdíl v nákladech přitom bývá zpravidla méně než 10 % a již existuje řada příkladů, kdy je díky správnému návrhu navýšení nákladů nulové. Úspory, kterých bude majitel budovy dosahovat během provozu, jsou při takto malém navýšení investice, motivací samy o sobě. U rekonstrukcí starších a historických objektů do energeticky efektivní úrovně je taková investice výraznější a zde je podpora státu žádoucí.

Ceny energií se za posledních pět let ztrojnásobily. To by také měla být značná motivace, nemyslíte?

Samozřejmě. Jak poroste cena energie, návratnost investic do úspor bude rychlejší. Motiv pro úspory energie je dvojí - cena energie samotná a energetická závislost na zdrojích v nestabilních částech světa.

Může se tedy stát úsporné stavitelství i konkurenční výhodou Evropy?

Uvádí se, že 40 % veškeré energie se dnes v Evropě spotřebuje na výstavbu a provoz budov. Energetickou náročnost můžeme snižovat u řady výrobků, ale z hlediska celku to nebude nijak významná změna. Když ovšem uděláme systémové opatření ve spotřebě budov, tj. v těch 40 procentech celku, tak to už může být změna radikální. Země, které tento problém zvládnou, získají oproti ostatním velkou výhodu. Budou méně závislé na dovozu energie, budou mít ekonomickou i environmentální přednost a navíc budou moci exportovat know-how v této oblasti, vyvážet inovované výrobky, těžit z patentů apod.

Jaká je, respektive jaká má být role dodavatelů a výrobců stavebních materiálu v celém tomto procesu?

Většina firem inovuje v rámci konkurenčního boje a přichází na trh se stále lepšími výrobky – to je jeden rozměr. Druhá věc je vytváření prostoru pro diskusi, sdílení poznatků a informací napříč celým stavebním procesem, viz například zmiňovaná konference Knauf Insulation, o jejímž obsahu se bavíme. Akce, které nemají za primární cíl předvést firmu v co nejlepším světle, ale dát dohromady cenné poznatky z celé sféry stavitelství jsou velkým přínosem. Všechny firmy ve stavebním procesu by měly hledat správné cesty a na nich spolupracovat. Jak jsem říkal na začátku, není důležitá jen kvalita jednotlivých komponentů stavby, ale jejich vzájemné optimální spojení ve správně fungující celek.
Další významnou rolí firem je samozřejmě podpora osvěty a kvalitního výzkumu. V rámci ČVUT například vzniká Univerzitní centrum energeticky efektivních budov (UCEEB), na kterém spolupracují čtyři fakulty ČVUT. Už při návrhu projektu centra UCEEB bylo nosnou myšlenkou maximální propojení s praxí. Ta integrovaný přístup vyžaduje a bude vyžadovat stále intenzivněji, např. pro ověřování kompatibility nových technologií a produktů, optimalizaci, inovace a vývoj komplexních celků budov. Předpokládáme, že úzká spolupráce se soukromým sektorem povede ke konkurenceschopným inovacím i v mezinárodním měřítku. Významným faktorem v tomto procesu bude výrazné zapojení studentů magisterského a především doktorského studia do řešení konkrétních výzkumných úloh. Spolupráce firem, výzkumných organizací a vysokých škol představuje rozhodující podmínku pro vývoj a uplatnění nových inovativních řešení v jakémkoli oboru.