Princípy permakultúrnej stavby

Čoraz viac sa ukazuje, že centrom pozornosti nemôžu byť len energetické úspory, zohľadniť treba aj udržateľnosť stavby, a najmä zdravý rozum... V súčasnosti si čoraz viac ľudí začína uvedomovať, že technický pokrok síce zaisťuje pohodlnejšiu existenciu, ale za cenu práce, znečistenia, zdravia a skracovania života na Zemi. Zároveň vystupuje do popredia akoby neviditeľná zákonitosť: čím väčší je technický pokrok, tým viac je znečistená Zem, tým horšie je ľudské zdravie. Ak si to však uvedomujeme, znamená to, že sme sa ešte stále nepremenili v biorobota a máme právo voľby...

Veda pre vedu – ako je to s vedcami

Skláňajú sa nad knihami vo dne v noci, namáhajú si oči, stávajú sa krátkozrakými, a keď chcete vedieť, na čom to celý čas pracovali, zistíte, že vynašli okuliare proti krátkozrakosti [2]. Toto prirovnanie od Masanobu Fukuoky krásne vystihuje nezmyselný bludný kruh dnešnej modernej spoločnosti. Na našich poliach sa pestuje repka olejná, z ktorej sa vyrába bionafta. Tá sa natankuje do kamióna, ktorým sa privezú potraviny z krajín západnej Európy. Tieto potraviny by sa však mohli pestovať priamo u nás, bez potreby kamióna, jeho paliva, závodu na výrobu bionafty atď. Podobná tragikomická situácia jestvuje aj v segmente budov, t. j. v segmente, ktorý je najväčším spotrebiteľom surovín, zdrojov, a preto je aj pôvodcom najväčšieho znečistenia.

V rámci USA sa viac ako 75 % všetkej elektrickej energie spotrebuje na vykurovanie a klimatizáciu [3] (Európa sa „snaží“ a pomaličky toto číslo dobieha), pričom takmer všetky ostatné činnosti (priemysel, doprava a pod.) tvoria produkty a služby, ktoré budovy využívajú. Pre bývanie sa v súčasti mnohí zadlžia na polovicu života a dlh splácajú prácou. Na to sa však musia dopraviť do práce, potrebujú auto, benzín, ropovod, rafinérie, hustú cestnú sieť atď. Na prácu potrebujú počítač, elektrickú energiu, elektrickú sieť, elektrárne… A čo nakoniec v práci robia? Veľmi často projektujú stavbu ropovodu, elektrickej siete, konštrukciu auta, jednoducho prvkov, ktoré potrebujú na to, aby sa dostali do práce…    

Objekt videný izolovane od celku nie je skutočný

Východiskový bod nášho poznania je ešte stále v neúplnom a zlomkovom chápaní. Vo svojej neschopnosti poznať celok prírody nevieme urobiť nič lepšie, ako skonštruovať jej neúplný model a nahovárať si, že sme vytvorili niečo prirodzené. Vytvorili sme tak aj obmedzený model, podľa ktorého určujeme hospodárnosť – „ekologickosť“ budov. Dom v energetickej triede B (s plynovým kúrením) je „ekologickejší“ ako dom v triede E (spaľujúci drevo zo svojej záhrady). Otázka znie: odkiaľ sa získava energia na výrobu oceľových potrubí plynovodu? A čo energia na ťažbu a pumpovanie plynu? Potrebujeme aj jadrovú elektráreň, ktorá si vyžaduje množstvo betónu, závod na spracovanie uránu atď. Zdravý sedliacky rozum nám vraví, že zavedený systém hodnotenia hospodárnosti budov je nezmyselný a vyplýva len z nášho obmedzeného chápania domu v rámci celku Zeme.

Ekologický prístup k tvorbe sídiel

Ekologický prístup k tvorbe sídiel si už nevystačí s poznaním doterajších spôsobov projektovania. Snažiť sa realizovať dom z ekologických materiálov, keď je už projekt ukončený, je len polovičným riešením. Nestačí postaviť „ekodom“ z ekologických materiálov a nezohľadniť pritom, aké množstvo energetických a materiálových zdrojov sa spotrebovalo pri výrobe stavebných materiá­lov aj pri samotnej výstavbe, prípadne sa bude spotrebovávať počas prevádzky domu [4]. Ak chceme hodnotiť budovu a jej vplyv na planétu Zem, musíme posúdiť všetky toky, ktoré do budovy vstupujú, a toky, ktoré z budovy vystupujú, t. j. treba posúdiť celý proces od myšlienky na stavbu budovy po recykláciu materiálov po jej demolácii. Tento pohľad najlepšie vystihuje metodika LCA (Life Cycle Assessment) [5], tiež známa ako analýza od kolísky do hrobu „from-cradle-to-grave“. Načrtnime si, ako by sme takúto analýzu modernej budovy mohli vykonať.

Od myšlienky po demoláciu

V mysli človeka vznikne myšlienka na stavbu domu (budovy). Koncept nakreslí na papier. Pri kreslení minie jednu ceruzku a desať papierov. Energiu na výrobu ceruzky a  papierov pripočítame na konto energie potrebnej na stavbu domu. S konceptom cestuje 10 km autom k architektovi, započítame preto energiu na výrobu spotrebovaného benzínu. Architekt spracuje na PC skicu domu a vytvorí jeho projekt, ktorý vytlačí na tlačiarni na 100 listov papiera – započítame spotrebovanú energiu počítača, energiu na výrobu papiera a farieb tlačiarne, energiu na vykurovanie/chladenie kancelárie architekta počas tvorby projektu. Takto môžeme pokračovať pri všetkých prvkoch životného cyklu budovy. Väzby sú však oveľa rozsiahlejšie. Papier na skicu sa niekde musel vyrobiť. Závod na výrobu papiera sa musel postaviť pomocou určitej energie, ktorá sa rozpočíta medzi všetky vyrobené papiere počas životnosti závodu.

Podobne auto, ktorým sa skica zaniesla k architektovi, sa muselo vyrobiť pomocou určitej energie. Pri životnosti auta 1 000 000 km tak započítame do energetickej bilancie domu energiu prislúchajúcu na 10 km. Aj závod na autá sa však musel postaviť. Vyrobilo sa v ňom 1 000 000 áut, tak do bilancie domu započítame energiu prislúchajúcu jednému autu na vzdialenosť 10 km. Do závodu dochádzali pracovníci, ktorí minuli určité množstvo paliva. Časť pripadá na auto, ktorým sa zaniesol koncept k architektovi. Závod na výrobu áut sa ale najskôr musel naprojektovať… a už sme sa zacyklili. Nedostali sme sa ani k výkopu základov a vidíme, koľko energie sme započítali do energetickej bilancie domu. Iba takýmto spôsobom sa však dá určiť, koľko energie na Zemi sa spotrebovalo na konkrétnu budovu. Náš príklad pritom dobre ilustruje fakt, že k segmentu budov sa viažu takmer všetky činnosti modernej spoločnosti.

Moderné výmysly, ktoré si razia cestu bez otázky „načo?“

V mestách je znečistený vzduch, treba preto vyvinúť čističku vzduchu. Na to treba postaviť budovu, kde vedci budú čističku vyvíjať. Minie sa veľa zdrojov a energie, ktoré ešte viac znečistia vzduch. Čistička v konečnom dôsledku vyčistí vzduch, nedosiahne však úroveň čistoty, ktorá bola pred jej vývojom. Podarilo sa tak vyvinúť technológiu potrebnú z dôvodu vývoja tejto technológie. Rozprávať o likvidovaní niektorých prípadov znečistenia je často ako liečiť symptómy choroby, zatiaľ čo koreň jej príčiny zamoruje telo ďalej. Keď sa riešenia budú vyvíjať týmto smerom, zasejú sa iba ďalšie problémy znečistenia a spotrebovávania energie.

Permakultúra ako súčasť budovy

Permakultúra je dizajnérsky systém navrhovania trvalo udržateľných ľudských sídiel. Samotné slovo sa nevzťahuje len na permanentné poľnohospodárstvo, ale aj na permanentnú kultúru, pretože žiadna kultúra nemôže prežiť bez základu, ktorým je trvalo udržateľné etické využívanie krajiny. Na určitej úrovni sa permakultúra zaoberá rastlinami, zvieratami, budovami (voda, energia, komunikácie…), nejde jej však o tieto prvky  ako také, skúma skôr vzájomné vzťahy, ktoré medzi nimi možno vytvoriť tým, že sa správne rozmiestnia v priestore. Cieľom je vytvoriť ekologicky zdravé a ekonomicky prosperujúce systémy schopné zabezpečiť svoje vlastné potreby bez vykorisťovania a znečisťovania [6]. Prínos permakultúry k princípu udržateľnosti je práve v skúmaní vzájomne prospešných vzťahov a vlastností prvkov, ktoré sa medzi prvkami vytvoria ich správnym umiestnením v priestore a maximálnym využitím prírodných zdrojov a pozemku.

Permakultúrny dizajn

Permakultúrny dizajn je systém kombinovania koncepčných, materiálových a strategických zložiek do takého usporiadania, ktoré prospieva životu vo všetkých jeho formách. Tento dizajn je založený na pozorovaní prírodných ekosystémov, múdrosti obsiahnutej v tradičných poľnohospodárskych a sociálnych systémoch a na moderných vedeckých environmentálnych poznatkoch. Využíva vrodené vlastnosti rastlín a zvierat, ktoré kombinuje s prirodzenými charakteristikami štruktúr a krajiny do systémov podporujúcich život, vhodných do mesta i na dedinu, zaberajúcich najmenšiu možnú plochu. Permakultúra spája tri etiky: starostlivosť o planétu Zem, starostlivosť o ľudí a spravodlivé rozdeľovanie voľného času, peňazí a surovín na tieto účely.

Základné princípy permakultúry v oblasti stavieb

Efektívny návrh domu je založený na prírodnej energii, ktorá vchádza do systému (slnko, vietor, dážď…), rastúcej vegetácii a stavebných technikách, ktoré vychádzajú zo zdravého rozumu.

Relatívne umiestnenie

Srdce permakultúrneho dizajnu. Každý prvok je umiestnený vo vzájomnom vzťahu k ostatným prvkom, čím si môžu navzájom pomáhať. Takýto dizajn znamená vzájomné prepojenie vecí. Aby ktorákoľvek zložka dizajnu (dom a jeho technológie, záhrada, les, zdroj energie a pod.) fungovala správne, musí byť umiestnená na správnom mieste. Napríklad vhodným umiestnením listnatých stromov na južnú stranu domu sa eliminuje použitie klimatizácie v letných mesiacoch.

Každý prvok vykonáva mnoho funkcií

Každý prvok systému by mal byť vybraný a umiestnený tak, aby mohol vykonávať maximálne množstvo funkcií. Napríklad už zmienené stromy poskytujú tieň, ovocie, palivové drevo. Ďalej môžu slúžiť ako vetrolam, klimatický tlmič atď.

Každú dôležitú funkciu zabezpečuje mnoho prvkov

Dôležité základné potreby, ako sú voda, potraviny, energia a ochrana proti požiaru, by mali byť zabezpečené dvomi aj viacerými spôsobmi. Dom vybavený slnečnými kolektormi na ohrev vody môže mať rezervný ohrievač na tuhé palivo, ktorý sa zapne, keď slnko nesvieti, prípadne v zimných mesiacoch.

Energeticky úsporné plánovanie

Kľúčom k energeticky úspornému plánovaniu (ktoré je zároveň ekonomicky efektívnym plánovaním) je umiestnenie rastlín a štruktúr (dom, komunikácie, vodné plochy, energetické zdroje…) do zón a sektorov. Na umiestnenie majú ďalej vplyv miestne faktory, ako sú trh, prístupy, svahovitosť, podnebné odchýlky a pod.

Prednosť sa dáva biologickým zdrojom pred fosílnymi palivami

V permakultúrnom systéme sa využívajú biologické zdroje (rastliny a zvieratá) kedykoľvek je to možné, aby sa ušetrila energia. Namiesto spoliehania sa na stroje a hrubú silu možno udržovať a riadiť svoj majetok premýšľaním.

Kolobeh energie priamo na mieste

Tento kolobeh sa týka palív aj ľudskej energie. Permakultúrne systémy sa pokúšajú zastaviť únik energie a výživných látok z pozemku a nahradiť ho kolobehom. Napríklad kuchynské odpadky sa recyklujú v komposte, sivá voda z domácnosti zavlažuje záhradku atď. Dobrý dizajn využíva vstupujúce prírodné energie a kombinuje ich s tými, ktoré už na pozemku sú, do kompletného energetického cyklu. Príkladom môže byť zachytávanie a skladovanie vody v najvyšších možných polohách. Pritom nezáleží na množstve zrážok, ktoré sú k dispozícii, ale skôr na tom, koľko užitočných kolobehov dokážeme s daným množstvom vody vytvoriť.

Iné

Sem sa radia zrýchlená sukcesia, spolupracujúce systémy, okrajové efekty, prírodné vzory a ďalšie.

Dizajn stavby znamená návrh vzájomne prepojených vecí

Pracovné vzťahy medzi jednotlivými prvkami treba vytvoriť tak, aby sa potreby jedného prvku uspokojovali výstupom druhého prvku (napríklad, ak sa voda z umývadla použije na splachovanie toaliet nižšieho poschodia; technickým aspektom permakultúrnej stavby sa pre značný rozsah na tomto mieste nebudeme venovať). Pýtajme sa, ako možno použiť produkty určitého prvku na uspokojenie potrieb ostatných prvkov. Ak nepoužijeme tieto prístupy, čaká nás ďalšia práca a znečistenie. Vidíme, ako pracujú veci v prírode a kopírujeme ich v dizajnoch. Plánovanie dizajnu je najdôležitejšia vec, ktorú môžeme urobiť skôr, než čokoľvek umiestnime na pozemok. Permakultúrny dizajn musí obsahovať dva základné kroky. Prvý sa venuje zákonom a princípom, ktoré možno prispôsobiť akýmkoľvek klimatickým a kultúrnym podmienkam. Druhý sa venuje skôr praktickým technikám, ktoré sú v rôznych podnebných podmienkach spravidla odlišné.

Energia, energia, energia

Druhý termodynamický zákon hovorí, že energia stále degraduje. Inými slovami – systém ju postupne stráca a dokáže ju využiť stále menej. Cieľom permakultúry je energiu nielen nechať obiehať, ale zároveň ju zachytiť, uskladniť a úplne využiť ešte predtým, ako degraduje do foriem pre nás nevyužiteľných, keď ju strácame naveky. Našou úlohou je využiť vstupnú energiu (slnko, vodu, vietor, hnoj…) najdokonalejším možným spôsobom, potom ešte raz o stupeň menej dokonalým atď. Sme tak schopní vytvoriť záchytné body energie medzi zdrojom a „výlevkou“, ktoré spomaľujú kolobehy jej využitia, kým unikne z nášho systému. Každý zdroj je výhodou alebo nevýhodou, podľa toho, ako sa využije. Každá realizácia by pritom mala mať takéto priority: najskôr sa realizujú štruktúry a prvky, ktoré produkujú energiu, potom tie, ktoré ušetria energiu, až nakoniec tie, ktoré ju spotrebovávajú.
Energetické potreby systému sa musia uspokojovať týmto systémom

Ak nastane potravinová kríza, nebude to v dôsledku nedostatočnej produktivity prírodných síl, ale v dôsledku premrštenosti ľudských túžob. Energetická bilancia budovy, ktorá zabezpečuje svojich užívateľov potravinami dopestovanými v budove alebo v jej blízkom okolí, bude oveľa nižšia ako v prípade budovy, do ktorej musíme potraviny dopraviť cez pol zemegule. Bill Molison tvrdí, že pestovaním potravín v okolí miest ich spotreby by ich cena klesla až o 90 %. Najvyššie úspory energie sa pritom dosiahnu práve ušetrením nákladov na balenie, prepravu a marketing. Tento princíp „mysli globálne, konaj lokálne“ sa objavil práve po vynorení sa prvých negatívnych následkov industrializácie.

Produkcia potravín je dôležitým aspektom obsiahnutým v permakultúrnom návrhu budovy, ktorý tak chápe budovu a jej okolie ako neoddeliteľné súčasti, pretože spoločnosť, ktorá si nedokáže vyrobiť pre seba potravu, nemôže dlho existovať. Sídla by takto mali dosahovať maximálnu potravinovú a energetickú sebestačnosť, inak nám hrozia sterilné mestá a upadnuté krajiny, kde je všetko – mestá, lesy i vidiek – zanedbané a chýbajú aj tie najzákladnejšie zdroje na udržanie sebestačnosti.

Permakultúrna stavba a zdravie človeka

Choroba prichádza, keď sa človek oddelí od prírody. Lekári a medicína sa stávajú potrebnými vtedy, keď si ľudia vytvoria škodlivé (nezdravé) prostredie a emócie. S tým sa priamo spája potrava, pričom platí, že potrava a liek nie sú dve rozdielne veci. Permakultúrny návrh ľudských sídiel má preto v mnohých smeroch (produkcia zdravých potravín, prírodné zdroje a materiály…) pozitívny vplyv na zdravie človeka. Permakultúrna stavba je v harmónii s prírodou, preto vytvára zdravé a príjemné prostredie pre človeka. O chorých sa starajú lekári, o zdravých sa stará príroda. Dom postavený človekom, ktorý svojím kompletným tvorením rešpektuje a chráni život, bude chrániť a rešpektovať život človeka. Každá hmota pri svojom vzniku niečo prijíma a počas svojej existencie niečo vydáva, sú to nehmotné energie i hmotné látky. To isté robí naše telo – niečo prijíma a niečo vydáva. Je rozdiel medzi podlahou z PVC vydávajúcou jedovatý formaldehyd a podlahou z dreva, vydávajúcou liečivú vôňu živice. Prírodný dom v dobrom stave vydychuje zdravie. Umelý dom v stave, ktorý sa považuje za dobrý, však nie.

Bývanie – základ globálnych zmien

Fakticky by sme mohli žiť zo 40 % energie, ktorú teraz používame, bez toho, aby sme sa vzdali čohokoľvek cenného [6, 7]. Množstvo malých zmien na lokálnej úrovni našich bytov, domov a sídiel môže priniesť veľké pozitívne zmeny na globálnej úrovni, pričom práve tie malé zmeny môže urobiť každý. Stačí napríklad úplne vypínať spotrebiče a nenechávať ich v stand by režime. IEA (International Energy Agency) totiž odhaduje, že zariadenia, ktoré sú v pohotovostnom režime, produkujú 1 % svetovej produkcie oxidu uhličitého. Na porovnanie – letecká doprava prispieva celkovo menej ako 3 % celosvetových emisií CO2.

Udržateľnosť ľudských sídiel

Permakultúra predstavuje trvalo udržateľný dizajn, v ktorom sa energetické potreby daného systému v čo najväčšej možnej miere uspokojujú týmto systémom, ktorý sa snaží pokryť materiálové, energetické aj potravinové potreby sídiel – budov (domov). Budovy predstavujú najväčších konzumentov zdrojov a rovnako najväčších producentov znečistenia a odpadov. Segment budov tak predstavuje oblasť možností veľkých úspor a zníženia nepriaznivého vplyvu na životné prostredie.

Foto: thinkstock.com

Literatúra
1.    Svoboda, J.: Kompletní návod k vytvoření ekozahrady a rodového statku. SmartPress, s. r. o., 2009.
2.    Fukuoka, M.: Revolúcia jednej slamky. Čitateľský klub Alter Nativa.
3.    Westphalen, D. – Koszalinski, S.: Energy Consumption Characteristics of Commercial Building HVAC Systems. U.S. Department of Energy, Cambridge, apríl 2001.
4.    Nagy, E.: Manuál ekologickej výstavby. Permakultura CS, 2007.
5.    Števo, S.: Hodnotenie životného cyklu budov. In: iDB Journal, roč. 1, č. 5, 2011, s. 30 – 32.
6.    Mollison, B. – Slay, R. M.: Úvod do permakultúry. Alter Nativa 2012.
7.    Azariová, K. – Horbaj, P. – Jasminská, N.: Zníženie energetickej náročnosti budov. In: EKO – ekologie a společnost. roč. 21, č. 3, 2010, s. 27 – 28.

Text: Ing. Stanislav Števo, PhD.

Autor pôsobí ako výskumník na Fakulte elektrotechniky a informatiky a na Stavebnej fakulte STU v Bratislave. V súkromí sa venuje návrhom udržateľných stavieb.

Článok bol uverejnený v TZB Haustechnik.