Ako navrhnúť budovu s takmer nulovou potrebou energie

Plnenie cieľov v oblasti energetickej hospodárnosti si v najbližších rokoch vyžiada zásadné zmeny v sektore budov a stavebníctva. Úpravou smernice o energetickej hospodárnosti budov prijala EÚ ambiciózne ciele v oblasti znižovania energetickej náročnosti budov, ktoré majú vplyv na dlhodobú spotrebu energie.

Vzhľadom na dlhý cyklus obnovy existujúcich budov by z dôvodu ich vplyvu na dlhodobú spotrebu energie mali nové a existujúce budovy, na ktorých sa vykonáva významná obnova, spĺňať minimálne požiadavky na energetickú hospodárnosť prispôsobenú miestnym klimatickým podmienkam. Keďže vo všeobecnosti ešte nie je preskúmaný úplný potenciál alternatívnych systémov zásobovania energiou, malo by sa najprv zabezpečiť zníženie energetických požiadaviek na vykurovanie a chladenie na nákladovo optimálnu úroveň. A to nielen pri nových budovách, ale aj pri rekonštrukciách, a to bez ohľadu na veľkosť týchto budov. Takto definuje prístup k navrhovaniu novostavieb a obnove existujúcich budov na budovy s takmer nulovou potrebou energie smernica európskeho parlamentu a rady 2010/31/EÚ o energetickej hospodárnosti budov z 19. mája 2010.

Nové pravidlá, nový prístup

Členské štáty EÚ majú vypracovať národné akčné plány na dosahovanie stanovených cieľov, ktoré musia obsahovať opatrenia na podporu obnovy existujúcich budov. Okrem toho by do roku 2015 mali všetky nové, prípadne významne obnovované, budovy využívať minimálne množstvo energie vyrobenej z obnoviteľných zdrojov energie. Implementácia a plnenie týchto cieľov v najbližších rokoch si však vyžiada zásadné zmeny v sektore budov a stavebníctva. Navrhovanie budov s takmer nulovou potrebou energie kladie pri projektovaní vyššie požiadavky na komplexný prístup k navrhovaniu a vyžaduje zručnosti, ktoré dosiaľ neboli pri navrhovaní súčasťou bežnej projektovej praxe. Zložitosť týchto cieľov predpokladá proces nazývaný integrované navrhovanie budov s dôrazom na vyššiu potrebu multidisciplinárneho prístupu. Implementáciu smernice 2010/31/EÚ podporuje aj európsky projekt MaTrID (Market Transformation Towards Nearly Zero Energy Buildings Through Widespread Use of Integrated Energy Design). Na základe dôkladného posúdenia existujúcich prekážok pri využívaní integrovaného navrhovania budov sa v ňom definujú podmienky a odporúčania potrebné na praktickú aplikáciu tohto prístupu.

Integrované navrhovanie budov

Integrované navrhovanie budov ID (Integrated Design) predstavuje metodiku návrhu budov s ohľadom na požiadavku dosiahnuť štandard budov s takmer nulovou potrebou energie NZEB (Nearly Zero Energy Buildings) a požadované environmentálne ciele. Využívanie postupov ID pomôže definovať a formulovať environmentálne opatrenia zamerané na znižovanie emisií skleníkových plynov do jasných a merateľných cieľov pri navrhovaní budov. Posun v prístupe kladie dôraz na počiatočnú fázu projektovania budov, pretože prijaté riešenia budú mať vplyv na konečnú spotrebu energie v životnom cykle budovy. Proces ID je založený na skúsenostiach, podľa ktorých sú zmeny a zlepšenia návrhu pomerne jednoduché, ak sa na ne upozorní na začiatku procesu. Zmeny alebo zlepšenia v neskoršom štádiu budú pravdepodobne pomerne nákladné a narušia celý proces, resp. prinesú len mierne zlepšenie celkového výsledku. Návrh budov s využitím princípov ID umožní dosiahnuť v budove veľmi nízku spotrebu energie a súčasne znížiť prevádzkové náklady pri nízkych dodatočných investičných nákladoch, ak vôbec dôjde k navýšeniu. Preto je zrejmé, že skrátiť fázu projektového návrhu je krátkozrakým prístupom.

Proces integrovaného navrhovania

ID sa definuje ako kombinácia integrácie alebo spolupráce medzi zúčastnenými stranami (investor, architekt, projektanti, prípadne užívatelia), a to od počiatku procesu návrhu, s cieľom dosiahnuť vysoké energetické a environmentálne ambície. Pri dosahovaní týchto ambícií sa pred aktívnymi systémami uprednostňujú integrované architektonické riešenia a riešenia s využitím princípov pasívneho štandardu. Kvalita vnútorného ovzdušia, svetelný komfort a potreba vykurovania/chladenia sú vo významnej miere ovplyvnené práve pasívnym štandardom budovy. Technické zariadenia dopĺňajú kvalitu pasívneho štandardu a predstavujú aktívne princípy, keďže závisia od vonkajších dodávok energie. Proces integrovaného navrhovania je zameraný v prvom rade na dosiahnutie vysokého komfortu a nízkej spotreby energie, ak je to možné, cez kvalitu pasívneho štandardu, až potom sa prípadne dopĺňajú v čo najmenšom rozsahu efektívne technické systémy. Čím vhodnejší je architektonický návrh z hľadiska tvaru, fasády, materiálov a pod. a z hľadiska využívania slnečnej energie, denného svetla i prirodzeného spôsobu vetrania, tým menej energie treba dodávať na prevádzku objektu. Zároveň je možné a vhodné využívať v procese navrhovania budov niektoré z environmentálnych schém.

Environmentálne hodnotiace schémy

Zložitosť sledovaných cieľov v environmentálnych hodnotiacich schémach, ako sú BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) alebo DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen), kladie vysoké nároky na komplexnú úspornosť budov a urbánnych celkov, ako aj na prístup v procese návrhu. Významnú rolu pri sledovaní návrhového procesu zohráva poradca, tzv. facilitátor, ktorého úlohou je zabezpečiť dosiahnutie stanovených špecifických cieľov. Niektoré body z celkového skóre v hodnotiacej schéme možno získať už v ranej fáze návrhového procesu, takže treba venovať pozornosť správnemu načasovaniu. V záujme dosiahnutia požadovaného výsledku je preto dôležité, aby sa podnikli príslušné kroky v optimálnom čase. Na návrh budovy má okrem množstva dodávanej energie a energetickej efektívnosti rozhodujúci vplyv aj veľký rozsah ďalších kritérií. Posudzovanie sa týka tiež facility managementu, zdravia a komfortu, dopravy, vody, materiálov, odpadov, využitia pôdy a ekológie či znečistenia a inovatívnych riešení. Na dokumentáciu a hodnotenie energetických a ekologických kvalít novopostavených verejných budov (školy, materské školy, administratívne budovy, športové haly) možno použiť aj katalóg kritérií CEBA (Common European Building Assessment), ktorý skúma a hodnotí budovu vo fáze dokončenia projektu a po dokončení stavby.

Prax a pilotné projekty

Uplatnenie uvedených princípov v slovenskej praxi predstavujú projekty Zelené átrium v Trnave a Petržalské dvory v Bratislave, ktoré sú pilotnými projektmi v rámci MaTrID (pozn. redakcie: v niektorom z ďalších čísiel TZB Haustechnik sa pokúsime priniesť o týchto projektoch bližšie informácie).

Zelené átrium

Zámerom projektu Zelené átrium je vytvoriť bytový dom s občianskou vybavenosťou v pasívnom štandarde a súčasne maximálne zohľadniť možné aspekty tvorby ekologickej výstavby od revitalizácie brownfieldu cez recykláciu až po zber dažďovej vody či obnoviteľné zdroje energie.  Bytový dom je spojením rekonštruovanej budovy a novostavby. Rekonštrukcia sa týka bývalej budovy tlačiarní, objekt nebol pamiatkovo chránený. Projekt Zelené átrium podporila spoločnosť Isover, divízia Saint-Gobain, ktorá finančne zabezpečila výpočet a energetickú optimalizáciu výpočtovým programom PHPP (Passivhaus Projektierungs-Paket) a zároveň hodnotenie environmentálnou schémou LEED, vďaka čomu je tento projekt výnimočný nielen v slovenských podmienkach, ale aj v európskom priestore. Z hľadiska energetickej hospodárnosti je cieľom dosiahnuť pasívny štandard v oboch častiach budovy – v rekonštruovanej časti s hodnotou 25 kWh/m² za rok a v novostavbe s hodnotou 15 kWh/m² za rok. Projekt obsahuje 46 bytových jednotiek, 460 m² obchodného priestoru, 160 m² administratívneho priestoru a 63 parkovacích miest v podzemných garážach. Výstavba sa začala v minulom roku.

Petržalské dvory

Projekt Petržalské dvory je umiestnený v bratislavskej mestskej časti Petržalka, ktorá prechádza za posledné roky pomerne intenzívnou transformáciou. Výstavba bude prebiehať v dvoch etapách, spolu ide o 185 bytových jednotiek. V prvej etape sa realizuje objekt so 45 bytovými jednotkami v ultranízkoenergetickom štandarde. Projekt na pozemku s veľkosťou 1 ha je súčasťou rozvoja územia s celkovou rozlohou viac ako 5 ha riešených v ateliéri PIO Keramoprojekt od roku 2005. Požadovaným štandardom je dosiahnutie energetickej triedy A1, čo je v terminológii slovenských technických noriem práve kategória ultranízkoenergetických domov. Normalizovaná potreba tepla na vykurovanie je v zmysle metodiky energetickej certifikácie 8,4 kWh/(m² .rok), globálny ukazovateľ – primárna energia – je 45,3 kWh/m², čo je energetická trieda A1 (2 kWh nad A0 – budova s takmer nulovou potrebou energie). V projekte sú navrhnuté pomerne progresívne prvky a zohľadnené princípy návrhu budov v pasívnom štandarde. Ide najmä o kvalitné izolačné trojsklá, elimináciu tepelných mostov, koncept vzduchotesnej roviny a predovšetkým koncept centrálneho vetrania s rekuperáciou. Výstavba sa začala v roku 2013.

Čo ukazujú skúsenosti

Doterajšie skúsenosti s integrovaným navrhovaním budov ukazujú, že využitie tohto prístupu prispieva ku kvalitnému návrhu a zároveň aj k dosiahnutiu požadovaných energetických a environmentálnych cieľov. Veríme, že prvé pilotné projekty preukážu nový trend v oblasti navrhovania budov a svojou inovatívnosťou inšpirujú ďalšie stavebné spoločnosti a developerov.

Text + Foto: Ľubica Šimkovicová (Inštitút pre energeticky pasívne domy)

Autorka pôsobí v Inštitúte pre energeticky pasívne domy. Text vznikol v rámci realizácie projektu MaTrID, ktorý sa uskutočňuje s podporou programu Inteligentná energia – Európa.

Článok bol uverejnený v TZB Haustechnik.