Vývoj metodiky na porovnanie požiadaviek na energetickú ­hospodárnosť v Európe

Národné požiadavky na energetickú hospodárnosť sú pre nezasvätených často značne nezrozumiteľné a nejasné. V rámci projektu ASIEPI (Assessment and Improvement of the EPBD Impact, Hodnotenie a zefektívnenie uplatňovania smernice o energetickej hospodárnosti budov) sa preto vyvíja metodika, ktorá umožňuje porovnanie požiadaviek na energetickú hospodárnosť medzi jednotlivými členskými krajinami Európskej únie (EÚ).

Nečakaným zistením bolo, že zďaleka nie všetky krajiny zohľadňujú vo svojej metodike stanovenia energetickej hospodárnosti všetky potreby energie tak, ako sa to vyžaduje v smernici o energetickej hospodárnosti budov (Energy Performance of Buildings Directive, EPBD). Často sa nezohľadňuje napríklad potreba energie pre ventilátory, potreba energie na prípravu teplej vody alebo na chladenie. To možnosti porovnania v rámci EÚ značne komplikuje. Situáciu zhoršuje aj skutočnosť, že balíky energeticky úsporných opatrení nie sú rovnako vhodné pre rozličné klimatické oblasti Európy.

Z EPBD vyplýva, že každá členská krajina EÚ je povinná mať metodiku na posúdenie energetickej hospodárnosti nových budov alebo budov, ktoré prechádzajú výraznou obnovou, a musí stanoviť minimálne požiadavky na energetickú hospodárnosť. Príklad Holandska a Flámska však ukazuje, že národné požiadavky na energetickú hospodárnosť nefungujú zrozumiteľne: V Holandsku by mala byť energetická hospodárnosť rodinného domu nižšia ako 0,8 a v Belgicku (Flámsku) by nemal rodinný dom presahovať úroveň maximálne E100. Je úroveň holandských požiadaviek 0,8 prísnejšia než úroveň požiadaviek E100 vo Flámsku? Čo tieto úrovne znamenajú a ako možno tieto hodnoty porovnať? V rámci projektu ASIEPI, realizovanom v EÚ, sa vyvíja metodika, ktorá by umožnila porovnanie požiadaviek na energetickú hospodárnosť v rozličných krajinách EÚ.   

Vývoj metodiky
Vo všeobecnosti existujú dve základné alternatívy porovnania požiadaviek na energetickú hospodárnosť: prvá alternatíva používa rovnaké energeticky úsporné opatrenia pre všetky krajiny, druhá používa rozličné opatrenia v jednotlivých krajinách.

Prvá alternatíva „použitia rovnakých opatrení” znamená, že v každej krajine sa hodnotí, aká je hospodárnosť budovy s týmito opatreniami v porovnaní s rovnakou budovou s tými istými opatreniami, ktorá spĺňa národné požiadavky na energetickú hospodárnosť. Keďže predošlý výskum ukázal, že táto metóda nie je ani zďaleka  optimálna, projekt ASIEPI sa zameral na druhú alternatívu v snahe zistiť, či by viedla k lepším výsledkom (žiaľ, na konci sa ukázalo, že obe metódy majú svoje klady aj zápory).

Princíp druhej metódy je nasledovný: Počiatočným bodom je testovacia budova so zadanými plochami konštrukcie a obalu. Všetky krajiny mali určiť, aké opatrenia sú pri tejto budove potrebné, aby spĺňala národné požiadavky na energetickú hospodárnosť danej krajiny. Výsledkom bol balík energeticky úsporných opatrení pre každú krajinu, potrebný na splnenie patričných národných minimálnych požiadaviek na energetickú hospodárnosť.

Ukázalo sa však, že porovnanie dvoch úplne odlišných balíkov je značne komplikované. Preto bolo nevyhnutné časť opatrení preddefinovať. Vznikol tak balík opatrení, pričom každý obsahoval kondenzačný kotol na vykurovanie budovy a prípravu teplej vody a systém núteného vetrania. Celkovo boli príčinou najväčších rozdielov medzi balíkmi opatrení rozličné priemerné úrovne tepelnej izolácie (izolácia stien, podlahy a strechy a typ zasklenia a dverí).

Výsledky a diskusia
Prvý krok tejto štúdie priniesol zoznam priemerných hodnôt úrovní tepelnej izolácie (vyjadrených prostredníctvom súčiniteľa prechodu tepla U) pre testovaciu budovu, pri ktorých budova (s preddefinovanými opatreniami) spĺňa národné požiadavky na energetickú hospodárnosť každej zúčastnenej krajiny. Výpočty sa vykonali v roku 2008 a priniesli tieto výsledky: Dánsko – 0,36, Poľsko – 0,38, Česká republika – 0,50, Španielsko – 0,80, Nemecko – 0,47, Belgicko (Flámsko) – 0,54, Francúzsko – 0,56,  Taliansko – 0,70, Fínsko – 0,25 a Holandsko << 0,25 (W/(m² . K)).

Čím je hodnota súčiniteľa U nižšia, tým je lepšia úroveň tepelnej izolácie budovy. Treba poznamenať, že priemerná hodnota súčiniteľa U je, okrem iného, funkciou zadaných vlastností budovy preddefinovaných v štúdii, pretože je priemernou hodnotou stien, strechy a okien/dverí váženou podlahovou plochou. Z tohto prvého kroku porovnávacej štúdie by sa dal na prvý pohľad jednoducho vyvodiť záver, že krajiny, ktoré na splnenie národných požiadaviek potrebujú nízku hodnotu súčiniteľa U, majú prísnejšie požiadavky na energetickú hospodárnosť než krajiny, ktoré potrebujú vyššiu hodnotu tohto súčiniteľa. Na základe tejto úvahy by sa mohol vyvodiť napríklad  záver, že Holandsko a Fínsko ležia na jednej strane spektra a Španielsko a Taliansko na jeho druhej strane. Ďalšia diskusia však ukazuje, že tento záver by bol príliš zjednodušený.      

Národné aspekty
Optimálny balík energeticky úsporných opatrení závisí predovšetkým od národných či dokonca regionálnych aspektov, z ktorých sú klimatické podmienky tým najzreteľnejším, aj keď istotne nie jediným aspektom. Pri tomto spôsobe uvažovania nie je zlepšenie hodnoty súčiniteľa U vo všetkých regiónoch optimálnym energeticky úsporným opatrením, takže odvodenie úrovne požiadaviek na energetickú hospodárnosť od hodnoty súčiniteľa U nie je všade opodstatnené. Napokon je logické konštatovať, že ak je balík týchto opatrení rovnaký (vrátane tepelnej izolácie), sú požiadavky na energetickú hospodárnosť v horúcom stredomorskom regió­ne rovnako prísne ako tie v chladnej Škandinávii? Je úroveň tepelnej izolácie optimálnym energeticky úsporným opatrením v severnej aj v južnej Európe?

Okrem toho sa zistilo, že národné metódy na výpočet energetickej hospodárnosti sa zásadne líšia v type potrieb energie, ktoré sa berú vo výpočte do úvahy. Tam, kde Francúzsko a Česká republika uvažujú vo svojich výpočtových metódach pre obytné budovy dokonca denné osvetlenie, ďalšie krajiny ako Fínsko či Španielsko neberú zase do úvahy potrebu energie na prípravu teplej vody a potrebu energie pre ventilátory. Nie všetky krajiny uvažujú chladenie, niektoré sa zameriavajú len na potrebu tepla či chladu na vykurovanie a chladenie a vynechávajú technické zariadenia, alebo ich berú do úvahy len prostredníctvom preddefinovaných hodnôt.

Ľahko si možno predstaviť, že tieto zásadné rozdiely komplikujú porovnanie. Kľúčovým aspektom integrovaného prístupu k energetickej hospodárnosti je voľba opatrení, ktoré nie sú zhodné pre všetky krajiny. Národná metóda, ktorá sa zameriava len na potrebu tepla, bude pri prísnych požiadavkách vyžadovať vysokú úroveň tepelnej izolácie, zatiaľ čo národná metóda, ktorá obsahuje širokú škálu potrieb energie, by mohla vyžadovať rozličné balíky opatrení, vrátane balíkov zahŕňajúcich oveľa nižšie úrovne tepelnej izolácie, pretože tie by sa mohli kompenzovať napríklad slnečným kolektorom, tepelným čerpadlom alebo účinným systémom spätného získavania tepla.

Po tretie, pri stanovení východiskových podmienok (preddefinovaný balík opatrení) sa predpokladalo, že podmienky pre budovy vo všetkých národných metódach výpočtu sú rovnaké – s výnimkou úrovne tepelnej izolácie. Samozrejme, tento predpoklad je veľmi zjednodušený. Ak uvedieme príklad kondenzačného kotla – vidieť, že sa na trhu nachádzajú rôzne kondenzačné kotly s podstatne odlišnými účinnosťami, potrebami prídavnej elektrickej energie a podobne. Predpísanie jedného konkrétneho typu kondenzačného kotla (značka X, typ Y) sa ukázalo ako neúčelné: kotly predávané napríklad v Poľsku sa nepredávajú v Španielsku a, naopak, takisto deklarované hodnoty energetickej účinnosti sa líšia od krajiny ku krajine v dôsledku rozličných metód merania. V dôsledku toho nie je celkom jasné, ako zohľadniť kotol vyrobený v Španielsku vo výpočtovej metóde inej krajiny. Nakoniec sa predpísal „nevylepšený” kondenzačný kotol a uskutočnila sa hĺbková štúdia zameraná na možné rozdiely medzi vykurovacími systémami použitými vo výpočte v jednotlivých krajinách. Predbežné výsledky štúdie ukazujú, že rozdiely medzi účinnosťami vykurovacích systémov síce existujú, sú však menšie, než sa predpokladalo.

Ďalším problémom s predpísanými systémami je, že sú z praktických dôvodov vcelku globálne. Neuvádzajú podrobnosti o budove, ako sú vzduchotesnosť obvodového plášťa či tepelné mosty. Hĺbkové štúdie sa zamerali aj na tieto aspekty. Výsledky štúdie týkajúcej sa vzduchotesnosti sú uvedené v [1]. Pri tepelných mostoch vzniká problém, že niektoré národné metódy ich berú do úvahy pri výpočte, zatiaľ čo iné nie. Samozrejme, tepelná strata prechodom tepla je pri zohľadnení tepelných mostov väčšia, na druhej strane majú krajiny zohľadňujúce tepelné mosty motiváciu na ich zlepšenie. Podstatným však zostáva, že tieto otázky komplikujú spravodlivé a univerzálne porovnanie národných požiadaviek na energetickú hospodárnosť.

Potreba energie testovacej budovy pre balík energeticky úsporných opatrení pre Fínsko a Taliansko na základe národných predpisov pre chladné, respektíve horúce klimatické podmienky

Hodnota súčiniteľa U ako kritérium porovnania?
Je otázne, či je priemerná hodnota súčiniteľa U tým správnym kritériom na porovnanie. Na zohľadnenie klimatických podmienok sa uskutočnil výpočet zameraný na transformáciu balíkov energeticky úsporných opatrení pre potrebu energie. Na výpočet sa použila výpočtová metóda EPA-NR [2].  EPA-NR je európsky výpočtový model energetickej hospodárnosti vyvinutý v rokoch 2005 až 2007, ktorý je založený na európskych CEN normách na výpočet energetickej hospodárnosti budov. Príklad výsledkov tejto časti štúdie je uvedený na obrázku. Je zaujímavé, že kým priemerná hodnota súčiniteľa U fínskeho testovacieho domu je podstatne nižšia než hodnota tohto súčiniteľa pri talianskom testovacom dome, vďaka chladným klimatickým podmienkam je potreba energie pre fínsky dom vyššia. Otázkou zostáva, či sú fínske požiadavky na energetickú hospodárnosť prísnejšie než talianske.

Závery
V členských krajinách EÚ existuje niekoľko spôsobov porovnania požiadaviek na energetickú hospodárnosť. Dokázalo sa, že vytvorenie hodnôt na porovnanie je jednoduché, získanie hodnôt umožňujúcich spravodlivé a univerzálne porovnanie však už môže byť komplikovanejšie. Okrem toho, aj v prípade, že sa podarí nájsť hodnoty umožňujúce spravodlivé a univerzálne porovnanie, je ich interpretácia v zmysle viac či menej prísnych požiadaviek zložitá. Článok sa zameriava na klimatické podmienky, ktoré sú jedným z aspektov komplikujúcich porovnanie, existuje však omnoho viac podobných aspektov, medzi ktoré patria ďalšie sociálne a kultúrne aspekty, užívanie budovy, legislatíva, regulácia a podobne.

Novela EPBD vyžaduje prepojenie medzi požiadavkami na energetickú hospodárnosť a úrovňou optimálnych nákladov. S odhliadnutím od výzvy na vývoj spoločnej metodiky na určenie úrovní optimálnych nákladov, sa autor článku domnieva, že čiastočným riešením by mohlo byť posudzovanie balíkov energeticky úsporných opatrení na základe cenovej efektívnosti, čím by sa azda mohlo vyriešiť niekoľko spomínaných problémov. Na druhej strane, ceny môžu výrazne závisieť od situácie na trhu a konkurencia na trhu môže výrazne ovplyvniť cenové hladiny. Prienik na trh a súťaž na trhu môžu požiadavky na energetickú hospodárnosť výrazne ovplyvniť. Sprísnenie požiadaviek na energetickú hospodárnosť nemusí byť vždy dostatočným opatrením na prekonanie takýchto dočasných bariér. V takýchto situáciách treba v záujme udržania stability trhu ísť ďalej, až za úroveň optimálnych nákladov.

Na záver možno skonštatovať, že vývoj metodiky prepojenej s úrovňou optimálnych nákladov tak, ako sa to vyžaduje v novele EPBD, bude veľkou výzvou vyžadujúcou dokonalé zvládnutie všetkých aspektov riešených v projekte ­ASIEPI.

Obrázok: archív autora

Príspevok je prevzatý z informačnej správy P 164 projektu ASIEPI (Assessment and Improvement of the EPBD Impact, Hodnotenie a zefektívnenie uplatňovania smernice o energetickej hospodárnosti budov). Viac informácií o tomto projekte možno získať na stránke www.asiepi.eu.

Preklad zabezpečil Ing. Michal Krajčík.

Autor ďakuje za príspevky k projektu všetkým partnerom z rozličných krajín zúčastnených na projekte. Všetci partneri sú uvedení na webovej stránke www.asiepi.eu.

Literatúra
1.    Tilmans, A., Orshoven, D. van, D’Herdt, P., Mees, C., Wouters, P., Carié, F.- R., Guyot, G. and Spiekman, M.: Treatment of envelope airtightness in the EPB-regulations: some results of a survey in the IEE-ASIEPI project. AIVC conference paper, Berlin, 2009.
2.    www.epa-nr.org

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik.