Problematika výstavby a energetického hodnocení budov s téměř nulovou spotřebou energie v roce 2020
Článek popisuje nové změny v právních předpisech, které se zabývají energetickou náročností budov v roce 2020. Pozornost je věnována fenoménu budov s téměř nulovou spotřebou energie. Na praktickém příkladu popisuje způsob hodnocení energetické náročnosti pro běžnou novou budovu a pro budovu s téměř nulovou spotřebou energie.
Úvod
Rok 2020 je významný pro stavebnictví v oblasti energetiky budov, protože přicházejí nové požadavky na posuzování energetické náročnosti staveb. Začíná platit povinnost pro všechny novostavby, aby plnily požadavky na budovy s téměř nulovou spotřebou energie. Máme změny v právních předpisech, kdy se změnil zákon o hospodaření energií, v parlamentu jsou na stole novely prováděcích vyhlášek.
Již před časem zákon 406/2000 Sb. o hospodaření energií zavedl pojem budova s téměř nulovou spotřebou energie [1]. Tento zákon ukládá za povinnost, aby stavby navržené od jistého data byly projektovány jako budovy s téměř nulovou spotřebou energie. Tato povinnost platí pro všechny nové budovy veřejné moci od roku 2018 a pro ostatní budovy bez ohledu na velikost od roku 2020. Pro větší budovy u obou typů nastala tato povinnost již dříve, podle velikosti objektů.
Zákon o hospodaření energií [2], který byl naposled novelizován v lednu 2020, definuje v § 2, odst. 1), písm. w): „budovou s téměř nulovou spotřebou energie budova s velmi nízkou energetickou náročností, jejíž spotřeba energie by měla být ve značném rozsahu pokryta z obnovitelných zdrojů.“
Kromě této ne zcela konkrétní formulace je dále na budovy kladen požadavek na hodnotu průměrného součinitele prostupu tepla a hodnotu spotřeby neobnovitelné primární energie. Oba tyto parametry jsou u budov s téměř nulovou spotřebou energie přísnější než u ostatních typů budov. Je třeba upozornit na to, že od roku 2020 je pojem nová budova nahrazen pojmem budova s téměř nulovou spotřebou energie, protože všechny nové budovy musí splňovat požadavky pro budovy s téměř nulovou spotřebou energie. To však neplatí v případě nástaveb a přístaveb, kde stanovisko SEI [3] umožňuje použít při jejích hodnocení referenční hodnotu pro novou budovu.
Konkrétně u průměrného součinitele prostupu tepla je hodnota u budovy s téměř nulovou spotřebou energie nižší o 30 % oproti referenční budově. U neobnovitelné primární energie je hodnota nižší o 25 % (u rodinných domů) než u referenční budovy [4]. Tyto požadavky jsou relativně přísné a takřka znemožňují například instalaci elektrického vytápění. Jak se tyto požadavky projevují v praxi, ukazuje příklad v následující kapitole.
Pro rekapitulaci, z pohledu zákona je třeba u budov s téměř nulovou spotřebou energie splnit požadavky dvojího druhu:
- Hodnocená budova musí dosahovat ve vybraných parametrech minimálně hodnoty referenční budovy (požadavek vyhlášky č. 78/2013 Sb.).
- Spotřeba energie musí být ve značném rozsahu pokryta z obnovitelných zdrojů (požadavek zákona č. 406/2000 Sb.).
Záměrně se v článku vyhýbám tématu novelizace vyhlášky č. 78/2013 Sb., protože je stále v legislativním procesu a jen toto téma by bylo na samostatný článek. Informace k připravované vyhlášce však lze dohledat v jiných zdrojích, např. [5], [6]. Jen se zmíním, že podle nové metodiky dle vyhlášky č. 78/2013 Sb. bude hodnotícím kritériem spotřeba primární neobnovitelné energie.
Příklad různých variant energetické náročnosti rodinného domu
Aby bylo možné demonstrovat vliv požadavků na návrh domu s téměř nulovou spotřebou energie dle stávající metodiky, byly provedeny dvě varianty výpočtu energetické náročnosti budovy pro objekt rodinného domu. První varianta výpočtu představuje budovu s referenčním požadavkem na běžnou novostavbu, druhá varianta výpočtu představuje novostavbu s referenčním požadavkem na dům s téměř nulovou spotřebou energie. V obou případech je posuzován tentýž objekt.
Charakteristika hodnoceného objektu
Na obrázku 1 jsou pohledy na posuzovaný dům. Jde o jednoduchý rodinný dům s jedním nadzemním podlažím a šikmou střechou, tepelná izolace leží na stropě, střecha je pak bez tepelné izolace. Budova není podsklepená.
Obr. 1 SZ a JV pohled na hodnocený objekt
Základní charakteristika objektu je uvedena v tabulce 1. Dům je navržen z keramického zdiva tl. 400 mm. Vytápění objektu a příprava TV je pomocí plynového kondenzačního kotle, otopná soustava tvoří podlahové vytápění. Účinnost zdroje tepla byla uvažována 94 %. Zásobník TV byl navržen s objemem 115 l. Pro výpočet energetické bilance byl použit jednozónový model. Okrajové podmínky stavební části a systémů TZB byly stejné pro obě varianty výpočtu. Uvažovalo se, že objekt budou obývat 2 osoby.
| Popis | Jednotka | Hodnota |
|---|---|---|
| Energeticky vztažná plocha | m2 | 223,9 |
| Čistá podlahová plocha | m2 | 182,4 |
| Obestavěný objem zóny z vnějších rozměrů V | m3 | 761,4 |
| Podíl A/V | m2. m−3 | 0,87 |
| Celková plocha obálky budovy A | m2 | 656,6 |
Ani jedna z variant výpočtu zde neobsahuje obnovitelný zdroj energie v budově. Tím se ovšem dostáváme do rozporu s požadavkem 2. v kapitole Úvod. Proč je to takto počítáno, bude vysvětleno v závěru.
Výsledky výpočtu
Výsledky porovnání energetické bilance rodinného domu s referenčními požadavky nové budovy a budovy s téměř nulovou spotřebou energie jsou v tabulce 2.
Varianta 2 nesplní požadavek jak na hodnotu průměrného součinitele přestupu tepla, tak ani požadavek na neobnovitelnou primární energii. Vyhoví pouze v parametru celkové dodané energie.
Budova hodnocená dle varianty 1 vyhovuje na požadovanou energetickou náročnost do konce roku 2019, ta stejná budova postavená po tomto datu již nebude splňovat požadavky na energetickou náročnost. Výjimka je v případě nástavby a přístavby, viz kapitola úvod, kdy je možné zatím použít požadavek na novou budovu.
| Popis | Jednotky | Varianta 1 Nová budova | Varianta 2 Budova s téměř nulovou spotřebou energie |
|---|---|---|---|
| U – obvodová stěna | W.m−2.K−1 | 0,29 | |
| U – podlaha 1 | W.m−2.K−1 | 0,30 | |
| U – podlaha 2 | W.m−2.K−1 | 0,27 | |
| U – strop | W.m−2.K−1 | 0,30 | |
| U – okna a dveře | W.m−2.K−1 | 1,20 | |
| U – průměrná hodnota | W.m−2.K−1 | 0,26 | |
| U – průměrná hodnota, referenční | W.m−2.K−1 | 0,28 | 0,24 |
| U – splnění referenční hodnoty | – | ANO | NE |
| Celková dodaná energie do budovy | kWh.m−2.rok−1 | B - 193 | B - 193 |
| Celková dodaná energie do budovy refer. | kWh.m−2.rok−1 | 282 | 252 |
| Splnění celkové dodané energie do budovy | kWh.m−2.rok−1 | ANO | ANO |
| Neobnovitelná primární energie | kWh.m−2.rok−1 | C - 224 | D - 224 |
| Neobnovitelná primární energie, referenční | kWh.m−2.rok−1 | 288 | 216 |
| Splnění referenční hodnoty prim. energie | – | ANO | NE |
Jak by vypadala energetická bilance objektu při aplikace obnovitelného zdroje energie, ukazuje následující krok. Konkrétně použijeme solární soustavu pro přípravu TV, dle parametrů uvedených v tabulce v tabulce 3, výsledek je možné vidět v tabulce 4. Vzhledem k orientaci budovy by solární soustava byla uvažována na střeše směrem k jihozápadu. Ve výpočtu bylo uvažováno s instalací předřazeného solárního zásobníku o objemu 200 l, který bude napojen na stávající zásobník TV. Stávající zásobník TV s objemem 115 l by byl nedostatečný pro přímé zapojení solární soustavy.
| Popis | Jednotka | Hodnota |
|---|---|---|
| Účinná plocha solárních kolektorů | m2 | 3,56 |
| Orientace kolektorů | – | JZ |
| Úhel sklonu kolektorů | ° | 45 |
| Optická účinnost solárních kolektorů | – | 0,8117 |
| Lineární součinitel tepelné ztráty | W.m−2.K−1 | 3,630 |
| Kvadratický součinitel tepelné ztráty | W.m−2.K−2 | 0,011 |
| Popis | Jednotky | Varianta 1 Nová budova | Varianta 2 Budova s téměř nulovou spotřebou energie |
|---|---|---|---|
| U – průměrná hodnota | W.m−2.K−1 | 0,26 | |
| U – průměrná hodnota, referenční | W.m−2.K−1 | 0,28 | 0,24 |
| U – splnění referenční hodnoty | – | ANO | NE |
| Celková dodaná energie do budovy | kWh.m−2.rok−1 | B - 196 | B - 196 |
| Celková dodaná energie do budovy refer. | kWh.m−2.rok−1 | 285 | 256 |
| Splnění celkové dodané energie do budovy | kWh.m−2.rok−1 | ANO | ANO |
| Neobnovitelná primární energie | kWh.m−2.rok−1 | B - 218 | C - 218 |
| Neobnovitelná primární energie, referenční | kWh.m−2.rok−1 | 292 | 219 |
| Splnění referenční hodnoty prim. energie | – | ANO | ANO |
U varianty 1 došlo instalací solární soustavy ke zlepšení kategorií, dodané neobnovitelné energie z C na B. Posun kategorie nastal také u varianty 2, kde se bilance zlepšila z původního D na C. Přesto však přísný požadavek na průměrnou hodnotu součinitele U, pro budovy s téměř nulovou spotřebou nelze již eliminovat ani použitím obnovitelných zdrojů energie. Musela by se zlepšit obálka budovy, aby bylo dosaženo referenční hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla a objekt vyhověl požadavkům na energetickou náročnost budov. Podíváme-li se na hodnoty součinitele přestupu tepla, vidíme dostupné možnosti pro návrh úspornějších konstrukcí, např. obvodová stěna, okna, strop.
Závěr
Doposud stavěné budovy, které splňují referenční požadavek na novou budovu, již nemusí splňovat přísnější referenční požadavek na budovu s téměř nulovou spotřebou energie, který je povinný od roku 2020. Při výstavbě nových budov je doposud třeba splnit požadavky na straně průměrného součinitele prostupu tepla, celkové dodané energie a dodané neobnovitelné primární energie. Po uvedení novely vyhlášky č. 78/2013 Sb. budou požadavky, které je třeba splnit jiné, hodnotícím kritériem bude neobnovitelná primární energie.
V případě nedostatečnosti průměrného součinitele prostupu tepla U (viz uvedený příklad) situaci nezlepší ani instalace zdroje využívající obnovitelnou energií. Řešení je třeba hledat na straně obálky budovy.
Na tyto uvedené skutečnosti je třeba se připravit, protože od roku 2020 musí všechny nové budovy splňovat referenční požadavek budovy s téměř nulovou spotřebou energie. Mimo to jak již bylo řečeno v úvodu článku, je zde i požadavek, že u budov s téměř nulovou spotřebou energie musí být většina spotřebované energie ve značném rozsahu pokryta z obnovitelných zdrojů. Tento požadavek na obnovitelné zdroje celé problematice energetické náročnosti přidává nový rozměr. V praxi vyvolal řadu rozporuplných reakcí mezi energetickými specialisty a projektanty. V konečném důsledku by striktní aplikace tohoto ustanovení zákona znamenala, že nové budovy by byly notně osázeny solárními nebo fotovoltaickými panely nebo by bylo nutné vytápět tepelnými čerpadly či s pomocí kotlů na biomasu apod.
Přestože podle zákona 406/2000 Sb. má být u budov s téměř nulovou spotřebou energie spotřeba převážně pokryta z obnovitelných zdrojů, vydalo Ministerstvo průmyslu a obchodu stanovisko, které splnění této podmínky v praxi nevyžaduje, s odvoláním na prováděcí vyhlášku 78/2013 Sb. Stanovisko z roku 2017 k této záležitosti lze najít na webu Státní Energetické Inspekce [7]. Ve stručnosti toto stanovisko uvádí, že při výstavbě budov s téměř nulovou spotřebou energie je postačující splnit požadavky dle vyhlášky 78/2013 Sb. týkající se hodnoty průměrného U, celkové dodané energie a dodané neobnovitelné primární energie. Podmínku dle zákona 406/2000 Sb. že spotřebovaná energie musí být pokryta převážně z obnovitelných zdrojů, není tedy nutné splnit. V praxi to znamená, že můžeme mít nové budovy, které splní požadavek na budovu s téměř nulovou spotřebou energie, aniž by tato budova měla nainstalovaný obnovitelný zdroj energie.
Dále bych chtěl upozornit energetické specialisty, ale i projektanty, že s novelizací vyhlášky č. 78/2013 Sb. dojde k mnoha změnám, které budou mít vliv na zpracování a vyhodnocování průkazů energetické náročnosti. V současnosti již probíhají semináře zainteresovaných subjektů a je k dispozici množství článků, které tyto změny popisují.
Řada energetických specialistů přivítala, že novelizací zákona 406/2000 Sb. byl odstraněn paragraf, který přikazoval orgánům SEI kontrolovat ročně dvacetinu průkazů z předcházejícího roku. Místo toho se však objevila nová povinnost předkládat průkazy u novostaveb a větších změn staveb v případě energeticky vztažné plochy nad 350 m2 k vydání závazného stanoviska SEI (§ 13, odst. 1, zákona č. 406/2000 Sb.). Postup pro podávání žádosti o závazné stanovisko je dispozici na webových stránkách SEI [8].
Poděkování projektu
Článek vznikl za podpory projektu: Specifický výzkum VUT Brno FAST-S-18-5217 Vývoj nových typů výměníků pro systémy TZB s využitím 3D tisku.
Literatura
- HORÁK, P., Technická a právní problematika energetického hodnocení budov v ČR, příspěvek na konferenci Vnútorná klíma budov 2015 – Energetické a environmentálne aspekty pri komplexnej obnove budov, ISBN 978-80-89216-85-7, Slovenská spoločnosť pre techniku prostredia, Bratislava, 2015.
- Zákon č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů.
- https://www.cr-sei.cz/?p=5104
- Vyhláška č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budov.
- ČEJKA, M., Novela vyhlášky č. 78/2013 Sb. – Část 1: základní přehled změn, TZB-info, ISSN 1801-4399, 2020. Link: https://www.tzb-info.cz/energeticka-narocnost-budov/20449-novela-vyhlasky-c-78-2013-sb-cast-1-zakladni-prehled-zmen
- KABELE, K., Budovy s téměř nulovou spotřebou energie v roce 2020, TZB-info, ISSN 1801-4399, 2020. Link na video: https://stavba.tzb-info.cz/budovy-s-temer-nulovou-spotrebou-energie/20382-budovy-s-temer-nulovou-spotrebou-energie-v-roce-2020
- https://www.cr-sei.cz/wp-content/uploads/TemerNulovaSpotrebaEnergie_MPO-a-SEI.pdf
- https://www.cr-sei.cz/?p=5115
Článek se zabývá aktuální problematikou - změnami v právních předpisech, které se týkají energetické náročností budov od roku 2020. Pozornost je věnována fenoménu budov s téměř nulovou spotřebou energie. Způsob hodnocení energetické náročnosti pro typickou novou budovu a pro budovu s téměř nulovou spotřebou energie je demonstrován na příkladu běžného rodinného domu. Příspěvek je velmi užitečný i pro projekční praxi. Článek je po obsahové i formální stránce zpracován kvalitně, přehledně a srozumitelně. Článek doporučuji ke zveřejnění.
The article describes new changes in legislation dealing with the energy performance of buildings in 2020. Attention is paid to the phenomenon of buildings with almost zero energy consumption. Using a practical example, it describes a method of assessing the energy performance of a normal new building and a building with almost zero energy consumption.
