Články, Snižování energetické náročnosti budov, Technologie, Zděné konstrukce

Navrhování a stavba domů v úrovni nákladového optima – princip výstavby domů s ohledem na návratnost investic

Úspora energie a tepelná ochrana patří k základním požadavkům kladeným na stavby. Konkrétní požadavky jsou vtěleny do norem a zákonných předpisů. Jejich plnění je základem k prevenci poruch konstrukcí a zdravému životnímu prostředí v budovách. 
Změnu přístupu ke stanovení požadavků přinesla směrnice Evropského parlamentu a Rady 2010/31/EU označovaná EPBD II, která přišla s příkazem na stanovení technických požadavků kladených na konstrukce a budovy nejen na základě prevence poruch, ale nově s ohledem na nákladové optimum. Pojem nákladového optima je znám v mikroekonomii podniků, v oboru navrhování budov je však vnímán jako snaha o dosažení optimální rovnováhy mezi investicemi a náklady na uspořenou energii během životního cyklu budovy.
 
Pro stanovení požadavků byly uvažovány ve výpočtech zejména:
• projektovaná doba návratnosti budovy – doba stanovená vlastníkem (investorem), během níž se navrátí investice do budovy;
• stanovení životnosti konstrukcí, prvků a soustav a jejich funkčních dílů;
• specifikace nákladů na udržení stavu budovy (prosté opravy) a na energeticky vědomé opravy (takové, kterými se dále snižuje energetická náročnost);
• stanovená prostá doba návratnosti u dílčích opatření a reálná doba návratnosti za dobu životnosti doplněné o náklady na preventivní údržbu a obnovovací náklady.
 
Rozbory byly zpracovány pro vybrané druhy budov, a to jak nových, tak i stávajících.
Pro správný návrh by každý projektant měl umět odpovědět zákazníkovi na základní, logické a jednoduché otázky:
– Kolik bude stavba stát?
– Jaké budou roční náklady na energie (kolik bude stát provoz domu)?
– Kdy budu do domu muset znovu investovat?
– Jaká mě čeká údržba a kolik bude údržba stát?
 
Při vědomí, že u většiny dnes stavěných a rekonstruovaných budov využívají investoři k financování hypotéku (podle statistiky MMR si za 1. až 3. kvartál 2013 jednotliví občané vzali více než 69 tisíc hypotečních úvěrů v objemu přes 129,5 miliardy Kč), se klienti bank s hypotečním úvěrem těší, že po jeho splacení (po 20–30 letech) si v klidu budou nemovitost užívat bez tíže finančních závazků. Podle použitých stavebních materiálů a technologií je ale potřeba právě po období splacení úvěru očekávat nutné investice do obnovy dožívajících prvků pláště budovy. Své výhody a přednosti zde ukazují konstrukce s dlouhodobou životností, jako jsou masivní zdivo (z cihel) a kvalitní trvanlivé jádrové omítky.
 
Vztah požadavků normy ČSN 73 0540-2 a vyhlášky č. 78/2013 Sb.
Požadavky kladené na domy jsou uvedeny v zákoně o hospodaření energií č. 406/2000 Sb., na který navazuje prováděcí vyhláška č. 78/2013. Ve vyhlášce jsou u pláště budovy odkazem na výpočet průměrného součinitele prostupu tepla s odkazem na požadované hodnoty uvedené v technické normě ČSN 730540-2. Vyhláškou jsou tak stanoveny parametry tzv. referenční budovy, a to tak, aby zajistily nákladově optimální úroveň energetické náročnosti budov a prvků budov, vypočtenou pro jejich předpokládaný ekonomický životní cyklus.
 
Stanovení nákladového optima budov v ČR a princip navrhování budov na nákladové optimum
Pro ČR bylo výpočty stanoveno nákladové optimum obálky budovy na úrovni 0,8násobku požadované hodnoty Uem – průměrného součinitele prostupu tepla obálky budovy. Prakticky to znamená navrhnout obálku budovy tak, aby byla o 20 % lepší, než povoluje tepelnětechnická norma. Pro praktické navrhování lze tak doporučit držet se 0,8násobku hodnot požadovaných v ČSN 730540-2; ještě jednodušeji – navrhovat nové budovy na doporučené hodnoty U, které norma uvádí v tabulce 3 – zde tabulka 1.
 
Tabulka 1: Požadované a doporučené hodnoty U pro nejčastěji používané konstrukce:
 Konstrukce
 Požadovaná hodnota UN,20
 Doporučená hodnota Urec,20 (nákladově optimální)
 Stěna vnější těžká
0,30
0,25
 Střecha plochá a šikmá do 45 o
0,24
0,16
 Podlaha přilehlá k zemině
0,45
0,30
 Okna
1,50
1,20
 Dveře
1,70
1,20
 
Při použití konstrukcí s hodnotami U horšími, než jsou doporučené, je potřeba u zbývajících konstrukcí zvolit takové, které budou lepší, a to s přihlédnutím k poměru ploch, které konstrukce v plášti budovy představují. Vždy je však potřeba dodržet nejméně hodnoty U normou požadované.
Z výpočtů provedených na širokém spektru staveb se ukázalo, že navrhování konstrukcí vnějšího pláště budovy na přísnější hodnoty parametrů obálky Uem nepřináší po započtení poměru investic a údržby k úsporám lepší poměr, ba naopak – takové budovy vycházely v celkovém hodnocení podobně jako budovy navržené pouze na požadované hodnoty.
Zároveň se ve výpočtech nákladového optima obálky budovy ukázal zajímavý vliv očekávaného výnosu z budovy. Pro komerční investory očekávající výnos z pronájmu budovy je nákladové optimum blíže konstrukcím na požadované hodnotě technické normy. Pro stavby, kde není výnos podstatným kritériem (rodinné domy pro vlastní potřebu investora), je zajímavější použít konstrukce pláště na doporučených hodnotách. Pro vizionáře a příznivce úspor pak i volit materiály s parametry lepšími.
Graf výrobků POROTHERM s hodnotami U
 
Princip u rekonstrukcí
Pro rekonstrukce budov, přístavby a nástavby lze jednoznačně doporučit používat materiály a konstrukce pro vnější obálku na úrovni doporučených hodnot. Lze pak snadno legislativně Průkazem energetické náročnosti prokázat energetickou úspornost budovy při větší změně. Pro rekonstrukce, nástavby a přístavby, kde je nahrazováno původní, nevyhovující zdivo či je nově dozděno například další patro, je vhodné volit sortiment stěn s U na úrovni 95 % doporučené hodnoty – tedy U ≤ 0,23. Taková stěna splňuje kritéria dotačního programu Nová Zelená úsporám a je možné na ni i bez dalšího zateplení žádat dle podmínek programu dotaci. Stejný princip lze doporučit nejen pro zdivo.
 
Příkladem moderní konstrukce s velmi vysokou životností odpovídající životnosti celé budovy je zdivo POROTHERM T Profi, kdy díky volbě chráněné polohy minerální tepelné izolace v dutinách
Výhled do budoucna – aktualizace požadavků nákladového optima
Výpočty nákladového optima byly provedeny a dokončeny v průběhu roku 2012. V roce 2013 na jejich podkladě vyšla prováděcí vyhláška č. 78/2013 k zákonu o hospodaření energií. Při výpočtech bylo uvažováno s 2% ročním růstem cen energií a 2% diskontní sazbou. Diskontní sazba zohledňovala cenu (úrokovou míru) peněz investovaných do zlepšování budovy oproti požadovaným hodnotám.
Na základě vývoje cen energií (růst či pokles ceny za GJ či kWh), diskontu, nových technologií a cen materiálů a prací bude proveden přepočet požadavků nákladového optima. Nemalý význam v celkovém hodnocení nákladového optima má životnost konstrukcí a předpokládaná doba jejich obnovy, včetně nákladů spojených s jejich likvidací. Přepočet je požadován nejméně jednou za pět let, tedy v ČR lze očekávat aktualizaci vyhlášky nejpozději v roce 2018.
 
Termíny, od kdy jsou požadovány novostavby domů s téměř nulovou spotřebou energie:
 Subjekt
 Budova nad 1500 m²
 Budova nad 350 m²
 Budova do 350 m²
 Pro orgány veřejné moci
od 1. 1. 2016
od 1. 1. 2017
od 1. 1. 2018
 Pro ostatní stavebníky
od 1. 1. 2018
od 1. 1. 2019
od 1. 1. 2020
 
Navrhování domů s téměř nulovou potřebou energie a nákladové optimum
Pro novostavby, které budou projektovány jako domy s téměř nulovou spotřebou energie, je vyhláškou stanoven požadavek na vnější obálku budovy o 10 % přísnější, než je nákladově optimální úroveň.
Platná vyhláška č. 78/2013 předepisuje pro obálku budovy s téměř nulovou spotřebou energie referenční hodnotu na úrovni 0,7násobku požadovaného průměrného součinitele prostupu tepla. V kontextu s předchozím textem článku lze pro projektování a realizaci domů s téměř nulovou spotřebou energie požadované hodnoty UN,20 snížit koeficientem 0,7 a tak jednoduše dosáhnout požadované úrovně obálky budovy (tabulka 2).
 
Tabulka 2: Doporučený součinitel prostupu tepla U pro domy s téměř nulovou spotřebou energie
 Konstrukce
 Požadovaná hodnota UN,20
 0,7 x požadovaná hodnota UN,20
 Stěna vnější těžká
0,30
0,21
 Střecha plochá a šikmá do 45 o
0,24
0,16
 Podlaha přilehlá k zemině
0,45
0,30
 Okna
1,50
1,00
 Dveře
1,70
1,20
 
I zde platí, že dílčí konstrukce obálky budovy je možno použít s hodnotami horšími (nejméně však na úrovni požadovaných hodnot normy), bude je však potřeba pro splnění průměrného součinitele Uem celé obálky kompenzovat lepšími parametry ostatních konstrukcí.
 
Zpřísněním požadavků nad rámec nákladového optima o 10 % lze u domů s téměř nulovou spotřebou energie zlepšit celkovou bilanci úspor nákladů na obměny konstrukcí – znamená to použít konstrukce s delší životností. Úspory jsou spojené s poklesem nákladů na údržbu, opravy a s náklady spojenými s odstraněním, likvidací a pořízením nových vrstev, plášťů a hmot.
PETR VELEBA
 
Ing. Petr Veleba (*1974)

je absolventem ČVUT. Od roku 1998 pracoval jako projektant, od roku 2002 působil 11 let v technických pozicích u firmy Wienerberger cihlářský průmysl, a. s. Od května 2013 provozuje v Chebu kancelář zaměřenou na stavební fyziku. Odborně působí v TNK 43 Stavební tepelná technika a v pracovní skupině HK ČR zabývající se legislativou a problematikou energetické náročnosti budov.