Bariéry rozvoje nízkoenergetické výstavby

Úvod

Energetická úroveň nových budov stavěných v České republice vůbec není uspokojivá. I když jsou dodržovány příslušné normy, výsledkem nejsou úsporné budovy.

EkoWATT za podpory MŽP ČR zpracoval dvouletý výzkumný úkol, jehož výsledkem je vyvrácení mýtu, že úsporné budovy jsou investičně drahé. Během výzkumu bylo analyzováno na čtyři desítky nových budov a byla hledána alternativní řešení z hlediska stavebních materiálů a TZB. Ukázalo se, že u téměř všech projektů lze najít možnosti snížení investičních nákladů a ušetřené peníze investovat do úspornějších řešení. Celkově tak lze snížit energetickou náročnost budovy, aniž by investice výrazně vzrostly, a to při zachování vzhledu a dispozice objektu.

Důvodem nízké kvality staveb je podceňování projektové přípravy, lpění na zaběhnutých praktikách a nezájem architektů o pozdější provozní náklady. Chyby projektů nezachytí ani kontrolní mechanismy současné legislativy a příslušné orgány.

EkoWATT se zabývá energeticko-ekonomickou optimalizací projektů jak obytných, tak i administrativních, skladových a dalších budov a průmyslových provozů. V příspěvku je uvedeno několik konkrétních příkladů této optimalizace.

Současná situace se nezmění, dokud investoři nezačnou sami vyžadovat garantovaná úsporná řešení. Cesta ke změně není v dalším nárůstu regulativ, ale ve vytváření poptávky.

Systémový přístup ke snižování zatížení životního prostředí v souvislosti s výstavbou a provozem budov s důrazem na stavebně-energetické souvislosti

V letech 2004 a 2005 podpořilo MŽP ČR grantem výzkumný projekt nazvaný "Systémový přístup ke snižování zatížení životního prostředí v souvislosti s výstavbou a provozem budov s důrazem na stavebně-energetické souvislosti" (VaV-1I_3_35_04). Tento projekt byl zpracován EkoWATTem ve spolupráci se skupinou prof. ing. Jana Tywoniaka, CSc. z FSV ČVUT v Praze. Cílem výzkumu bylo objasnění bariér výstavby úsporných budov v ČR a sestavení doporučení pro jejich větší podporu.

V rámci výzkumu byly řešeny následující okruhy otázek:

• Jaká je úroveň současné výstavby?
• V čem jsou rozdíly mezi současným standardem a úspornými stavbami?
• Je zvýšení svázaných energií u úsporných domů významné?
• Jsou úsporné stavby drahé?

Pro získání informací sloužily následující zdroje:

• Průzkum na stavebních úřadech
• Energetické audity
• Detailní hodnocení desítek projektů
• Energeticko-ekonomický model

Průzkum na stavebních úřadech přinesl zásadní informaci - jejich pracovníci jsou přetíženi administrativou a o energetických vlastnostech budov často nemají žádné povědomí. Proto nelze ani očekávat úspěch, pokud by bylo rozhodnuto o vyšší kontrole dodržování kvality nových budov prostřednictvím stavebních úřadů.

Pokus získat obraz současné výstavby z energetických auditů se setkal s překážkou v podobě nejednotného obsahu auditů. Proto byly tyto dva informační zdroje odsunuty do pozadí jako méně významné a pozornost byla soustředěna na kvalitativní metody výzkumu.

Těžištěm sběru dat se tedy staly čtyři desítky podrobně zdokumentovaných rodinných domů. Tyto objekty byly postaveny v posledních letech, takže by měly respektovat moderní metody výstavby. Patnáct z nich bylo deklarováno jako úsporných, u dalších dvaceti pěti nebyly žádné zvláštní vlastnosti uvedeny.

Pro každý dům byl sestaven model, v němž bylo možno měnit skladbu konstrukcí, zdroje tepla, způsob regulace otopné soustavy, způsob větrání, ohřev vody, sazba pro nákup elektřiny a další parametry systému. Každá změna se dynamicky promítla jednak do energetiky budovy (např. změna ztrát v rozvodech, změna tepelných zisků, apod.) a jednak do ekonomiky provozu. Změna provozních nákladů byla způsobena nejen jinou cenou tepla na vytápění, ale také vynucenou související změnou sazby pro nákup elektrické energie včetně možné změny přípojné hodnoty hlavního jističe.

Dále byly každé změně přiřazeny rozdílové investiční náklady a také reinvestice vyplývající z životnosti jednotlivých částí systému. Podobně byly každé měněné položce přiřazeny změny svázaných energií a emisí, které byly porovnávány se změnou provozní spotřeby energie a provozních emisí. Environmentální hodnocení bylo provedeno ve vztahu k primárním energetickým zdrojům.

Pracovní skupina došla k následujícím závěrům:

Zvýšení hodnot svázaných energií a emisí vyvolané modifikací stavby směrem k úspornějšímu standardu je ve srovnání s úsporami provozních energií a emisí nevýznamné.

Téměř všechny projekty bylo možno zlepšit ve smyslu efektivního využití energií. Ve většině případů bylo možno dosáhnout úspory ve výši 10-20 % bez navýšení investičních nákladů, s minimálními vícenáklady 2-5 % bylo možno ušetřit až třetinu provozních energií. Pomocí navýšení investičních nákladů zhruba o 10 % bylo možno dosáhnout nízkoenergetického standardu.

Snižování spotřeb energií přes určitou hranici však nebylo provázeno odpovídajícím poklesem provozních nákladů. Tento fakt byl ověřen pomocí detailnějšího modelování na případech nízkoenergetického řešení s typickou kombinací solárního systému pracujícího ve spojení s akumulačním zásobníkem, z něhož bylo odebíráno teplo pro teplovzdušné větrání. Tento způsob se ukázal z ekonomického hlediska jako méně výhodný než instalace např. kondenzačního plynového kotle s nízkým výkonem. Většinu roku nebyl totiž solární systém schopen dodat dostatek tepla, takže byla akumulační nádrž dotována elektrickým dohřevem, který je nevýhodnější jak z hlediska systémových emisí, tak z hlediska nákladů.

Právě v těchto případech, které jsou považovány automaticky za dané, existuje ve skutečnosti řada řešení. Pořadí vhodnosti není jednoznačně dáno, ale záleží na dalších faktorech, jako jsou zvyky obyvatel domu, způsob provozu budovy, atd. Pokud se budeme zamýšlet nad případem uvedeným výše z hlediska emisí, je solární systém kombinovaný s elektrickým dohřevem spíše nevhodný; z hlediska ekonomiky provozu to však není možno říci jednoznačně. Pokud by byla elektřina nakupována v běžné sazbě, byla by výroba tepla tak drahá, že by se tím smazaly výhody nízkoenergetického řešení. Proto je vhodné přejít na sazbu pro elektrické vytápění, která je spojena s nízkou cenou energie, ale i s vysokými měsíčními platbami za odběrné místo. Při nízké spotřebě elektřiny pro ostatní účely to může být stále méně výhodné než jiný zdroj, ale od určité hodnoty se situace změní, neboť sazba zasáhne i náklady na nezaměnitelnou spotřebu elektřiny v domácnosti, jako je provoz ledničky, počítače, apod., které mohou v součtu vyvolávat náklady srovnatelné s vytápěním nízkoenergetického domu. Zlevnění této spotřeby tak přinese větší užitek než zlevnění vytápění.

Jak je vidět z předchozího textu, volba vhodné kombinace záleží na řadě faktorů a nelze zde použít žádné zobecňující pravidlo. Jedinou cestou k nalezení optimalizovaného řešení je výpočet.

Konkrétní příklad z výzkumu

Jedním z hodnocených objektů byl rodinný domek postavený v roce 2000 s investičními náklady 2 450 tis. Kč. Přestože kvalita jeho konstrukcí není nijak výrazně špatná, je jeho měrná spotřeba tepla na vytápění 183 kWh/m².rok při tepelné ztrátě 9,5 kW. Vysoká měrná spotřeba tepla je způsobena nevýhodnou geometrickou charakteristikou objektu - domek je velmi malý tento a malý objem je ohraničen relativně velkou plochou ochlazovaných konstrukcí. Ve skutečném stavu je domek vytápěn plynovým kotlem.

Prvním stupněm optimalizace (varianta V0) je beznákladová optimalizace, které navrhla použití nosné konstrukce o menší tloušťce a posílení tepelných izolací.

Druhým stupněm (V1) bylo další zlepšení tepelně-technických vlastností konstrukcí.

Ve třetí variantě (V2) bylo přidáno mechanické větrání zamezující zbytečnému větrání v nepoužívaných místnostech.

Poslední varianta (V3) nebyla zaměřena na úspory nákladů, ale na maximální omezení environmentální zátěže provozem domu - kromě kvalitních konstrukcí bylo zavedeno řízené větrání s rekuperací tepla a jako zdroj tepla byl použit kotel na dřevěné pelety v kombinaci se solárním systémem.

Výsledky jsou shrnuty v tabulce:

Varianta	Změna investičních nákladů	Změna provozních nákladů	Změna provozních emisí CO2
V0	0,6 %	- 15 %	- 16 %
V1	3 %	- 31 %	- 35 %
V2	5 %	- 37 %	- 39 %
V3	16 %	- 50 %	- 55 %

Potřeba primární energie pro zajištění provozu pro jednotlivé varianty je znázorněna v grafu:

V poslední variantě je zřetelný pokles spotřeby energií na vytápění a ohřev vody. Většina energie je dodávána z obnovitelného zdroje. Tento efekt je však snižován zvýšenou spotřebou elektřiny pro provoz rekuperace tepla z odpadního vzduchu, protože produkce emisí spojených se spotřebou elektřiny jsou přibližně trojnásobně vyšší, než je tomu například u plynu.

Optimalizace projektů v praxi

Praktickým využitím výzkumného úkolu je řada optimalizačních studií, které EkoWATT zpracovával v letech 2005-2007. Opakovaně se prokázalo, že v naprosté většině případů lze najít výhodnější řešení bez výrazného navýšení investic. Metoda optimalizace byla úspěšně využita nejen u rodinných domů, ale i u kancelářských budov, průmyslových objektů, skladových hal apod.

Prvním z příkladů je optimalizace projektu rodinného domu, který má být použit v developerském projektu výstavby satelitního městečka nedaleko Prahy. Původní projekt pochází z USA a je charakterizován měrnou spotřebou tepla 172 kW/ m², rok. Projekt byl lokalizován českou architektonickou kanceláří tak, aby jednotlivé konstrukce vyhovovaly platné ČSN 73 0540:2005. Měrná spotřeba tepla tak klesla na 101 kW/m².rok.

Investor zadal u EkoWATTu optimalizační studii, jejímž omezením bylo zachování tvaru objektu, velikosti tvorových výplní, přirozeného větrání a rozpočtu na stavbu. Výsledkem studie je optimalizovaný projekt s měrnou spotřebou tepla 59 kWh/m².rok. Zajímavostí je to, že optimalizovaný dům není dražší, ale z hlediska investičních nákladů je dokonce o 78 tisíc Kč levnější než předchozí verze.

Druhým příkladem využití optimalizací projektů je rozlehlý logistický areál nedaleko Prahy. Tento areál byl postaven po roce 2000 a parametry všech jednotlivých systémů víceméně vyhovují současným požadavkům. Vzhledem k vysokým provozním nákladům (spotřeba tepla na vytápění byla kolem 11 tis. GJ ročně) byly hledány cesty ke snížení energetické náročnosti.

Při analýze bylo zjištěno, že i když jsou jednotlivé systémy samy o sobě v pořádku, nenavazují na sebe tak, aby tvořily hladce fungující celek. Protože byl areál projektován v obvyklém spěchu a zadání se stále upravovalo, neměli projektanti jednotlivých částí možnost se mezi sebou domlouvat a ani na to nebyli připraveni, protože jim chyběl vhled do problematiky ostatních profesí. Celý systém byl nakonec tak složitý, že v celém areálu nebyl jediný pracovník, který by měl přehled o tom, jak vše funguje. Jeden z pracovníků znal lokalizaci částí systémů, ale nevěděl, které části areálu obsluhují, další znal některá technická data, ale nevěděl, jak jsou zařízení provozována, a poslední, programátor, sice věděl, jaké jsou provozní režimy zařízení, ale vůbec netušil, kde jsou umístěna, ani kterým směrem pracují.

Díky optimalizaci byly navrženy razantní úpravy, jako je výměna některých (téměř nových) částí vzduchotechniky, takže bylo možno zavést režimové změny v provozování areálu. Odstranění zbytečných spotřeb energií a změna režimu vedla k úspoře 40 % energie na vytápění. Díky úsporám energie se snížilo roční využití zdrojů tepla, takže nebude nutno vybudování dalšího zdroje pro stavbu nové části areálu, která je plánována. Díky této synergii se i přes několikamilionové náklady na úpravu vrátí vynaložené prostředky do dvou let.

Bariéry rychlejšího rozvoje úsporné výstavby...

Co je tedy bariérami rozvoje úsporné výstavby? Proč se stále staví tolik budov s vysokou spotřebou energie?

Výzkum i jeho praktické aplikace opakovaně ukazují, že většinu současných projektů lze zásadně zlepšit, úsporná řešení nejsou podmíněna významným navýšením investic a ani zvýšením svázaných energií a emisí. Naopak, nejvýznamnější příčinou současného stavu se jeví být systematické podceňování předprojektové a projektové přípravy.

Každý investor dobře ví, kolik za své peníze dostane stavebního materiálu. V případě projektů, výpočtů a ostatní duševní produkce se však většina investorů snaží ušetřit. Vznikají pak rodinné domky postavené na základě zastaralého projektu získaného zdarma nebo za symbolickou částku přívažkem k dodávce stavebního materiálu. Podobně se prodávají katalogové projekty, které, pokud nepočítáme pěticentimetrové zateplení jako reakci na novelizaci norem, nezměnily za posledních patnáct let svou podobu. To by pořád ještě nebylo tak tragické, kdyby se před oněmi patnácti lety k nám nedostaly z cizích katalogů proto, že v zahraničí byly již zastaralé.

Další častou chybou je příprava projektů v časové tísni, která vede k špatné návaznosti jednotlivých částí, jak tomu bylo v případě logistického areálu popsaného výše.

Sečteme-li časovou tíseň a neochotu investorů zaplatit kvalitní projekty, nutně docházíme k dalšímu faktoru, který limituje kvalitní výstavbu. Je jím obava projektantů z nových řešení. V časové tísni a v rámci omezeného rozpočtu není možná spolupráce několika odborníků na detailním promyšlení a prověření důsledků jinak velmi přínosného inovačního řešení. S vědomím rizika nedostatečné přípravy se tak projektanti uchylují k starým prověřeným rutinám.

Zvláštní kapitolou je spolupráce s architekty. Někteří z nich totiž zcela nadřazují design budovy nejen energetice, ale i funkčnosti. Proto by měl být partnerem každého architekta konzultant zabývající se energetikou a ekonomikou provozu budov.

I v případě, že se podaří překonat všechna úskalí přípravy a zpracování projektu, čeká na investora další past, a to kvalita provedení vlastní realizace stavby. Pokud investor poleví v ostražitosti, může nedbale odvedená práce a nedodržení technologií dílo zcela znehodnotit. Jedinou cestou je zde kvalitní stavební a autorský dozor a také dobře napsaná smlouva se stavební firmou, která stanoví způsob ověření parametrů díla. Sice se tím opět zvyšují aditivní náklady, které nejsou přímo spojeny s materiálem a prací dělníků, ale odstraňování případných následných škod je vždy ještě dražší.

... a jak je překonat?

Naše tradice pocházející z rakouské monarchie nám radí překonávat překážky tlakem, nejlépe pak úředním. Máme jedny z nejdokonalejších technických norem, které jsou pravidelně novelizovány. Ustanovili jsme Zákon o hospodaření energií, vyhlašujeme vyhlášky, energeticky jsme zauditovali zemi od Šumavy až po Jeseníky a návrh vyhlášky o energetických průkazech budov vypadá tak, že si jejich zpracování vyžádá novou generaci výpočetní techniky. Přesto se stále většinově stavějí velmi neúsporné budovy.

Hledáme metody přísnější kontroly, zkoušíme zavádět další povinnosti stavebních úřadů, ale i majitelů nemovitostí. Vznikají nové profese auditorů, kontrolorů a certifikátorů a majitelé nemovitostí jsou nuceni platit za něco, co si musí ze zákona objednat. Průměrný projektant se ve vlastním oboru pomalu přestává vyznat a investoři kličkují mezi nařízeními a snaží se najít zkratku. V situaci, kdy se investor cítí být pod tlakem úřadu, vede zkratka obvykle přes formální naplnění požadavků nebo přes jejich obcházení. Objevují se švindlující auditoři a za zlomek cen obvyklých zvládají zpracovávat stovky auditů budov, které nikdy neviděli ani na fotografii. Paradoxem je, že stát zavádí regulativy tak chaoticky, že nestačí kontrolovat jejich plnění. Příkladem je platnost zákonů, k nimž neexistují prováděcí vyhlášky ani v době, kdy by již měla být ustanovení dodržována. V této situaci je nerespektování pravidel snadnější než jejich dodržování.

Je to podobné, jako když se pokoušíme tlačit před sebou vzpouzejícího se osla. V určité chvíli zjistíme, že je výhodnější přestat tlačit a naopak začít táhnout. Prostí venkované přišli na ještě lepší metodu: zavěšují oslu před tlamu mrkev. Tuto metodu lze aplikovat prakticky kdekoli, v kterékoli oblasti lidského života.

Pokud investoři pochopí, že úsporné stavění je v jejich zájmu, budou trvat na tom, aby budovy, které si objednali a zaplatili, splňovaly určité požadavky. Pro to je ale nutný velký posun v celé společnosti, který se neobejde bez veřejných informačních kampaní. Kde na ně ale vzít peníze? Pokud bychom investovali do regulací a byrokracie o něco méně úsilí, jistě by se daly prostředky na ovlivnění veřejného mínění zajistit.

Další vhodnou cestou je využití ekonomických nástrojů. Dlouhá léta se hovoří o ekologické daňové reformě, ale až donedávna žádná vláda neměla odvahu ji zavést. Nyní se, zdá se, blýská na lepší časy. Brzy zjistíme, že neúsporné stavby jsou krajně nevýhodné a jejich cena v čase klesá rychleji než cena těch dobře navržených a postavených.

S úsporami energií je to podobné jako s ochranou přírody. Před lety bylo v přírodě mnohem více odpadků. Po dlouhé době usilovného působení ochránců přírody i státních organizací na veřejnost se situace zlepšila. V dnešní době je člověk odhazující papír na zem vystaven kritickým pohledům a poznámkám kolemjdoucím. Naučili jsme se, že se to prostě nedělá. Není to slušné. Doufejme, že se brzy dožijeme doby, kdy i malé děti budou vědět, že není slušné plýtvat energií a stavět neúsporné domy.