Environmentální a energetické hodnocení dřevostaveb v pasivním standardu

1. Úvod

Hodnocení staveb z hlediska dopadu jejich výstavby a provozu na životní prostředí, představuje exaktní metodu nezávislou na dnešních zcela deformovaných cenách energií a jejich neodhadnutelným vývojem.

Proto se ve vyspělých zemích postupně zavádí skutečně objektivní kriterium pro návrh a výběr nejúspornějších stavebních systémů z hlediska udržitelného rozvoje metodou LCA (Life Cycle Assessment), vyjadřující mimo souhrnné environmentální dopady výstavby i analýzu souhrnné energetické náročnosti, spolu s celkovou bilancí svázaných energií a emisí CO₂ pro výstavbu i provoz budov která je zároveň objektivní metodou z celospolečenských hledisek.

Současná energetická krize vyspělého světa, kde stavebnictví a provoz budov spotřebují přes 50% všech primárních energetických zdrojů, si nutně vyžádá i zásadní změny v legislativě a povolování staveb, zároveň s povinným hodnocením i celospolečenských aspektů.

2. Metodika hodnocení

Metodika LCA zahrnuje souhrn všech energetických nároků stavby včetně těžby surovin, výroby materiálu, dopravy, montáž, provozní energie a likvidaci, po celou dobu životního cyklu.

3. Výchozí podklady hodnocení

V tab. 3.1 jsou uvedeny hodnoty svázaných energií, tj. suma všech vynaložených energií na těžbu, výrobu, dopravu, montáž základních stavebních materiálů v přepočtu na běžně používané měrné jednotky ve stavební praxi a hodnoty ekvivalentních emisí CO₂ uvolněných do ovzduší při těžbě, výrobě, dopravě základních stavebních materiálů (případně vázaných do hmoty dřeva), dle lit.[1].

Tab. 3.1 Svázané energie a ekvivalentní emise CO₂ hlavních stavebních materiálů

V tab. 3.2 jsou faktory energetické přeměny (pro přepočty konečných spotřeb na primární zdroje) a produkce emisí CO₂ jednotlivých energetických medií používaných v provozu pasivních budov.

Tab. 3.2 Faktory energetické přeměny a produkce emisí energetických medií

4. Technické parametry hodnocených objektů

objekt : pasivní rodinný dům s obytným podkrovím
zastavěná plocha : 9,60 x 8,60 m

celková vnitřní podlahová plocha : 132 m² - var. A, B; 118 m² - var. C, D

součinitel prostupu tepla: U = 0,10 W/(m²K)
měrná potřeba tepla na vytápění: 14,8 kWh/(m²a)
spotřeba primární energie : 118 kWh/(m²a)
objemový faktor tvaru : A/V = 0,62

5. Popis hodnocených variant řešení pasivního rodinného domu

Všechny hodnocené varianty jsou uvažovány s teplovzdušnou větrací a otopnou soustavou s rekuperací tepla, centrálním zásobníkem tepla (IZT), solárními panely a teplovodními krbovými kamny.

A: Dřevoskeletová konstrukce založená na betonových mikropilotách, staveništní integrované prefabrikované vazníky podkroví, bezvaznicový systém, obvodový plášť palubky, izolační výplň stěn, stropů, střech zafoukávaná celulóza, okna s trojskly.

B: Dřevoskeletová konstrukce založená na monolitických betonových pasech, staveništní prefa vazníky, bezvaznicový systém, obvodový plášť s tenkovrstvou omítkou, izolační výplň stěn, stropů, střech minerální vlna.

C: Zděná konstrukce založená na monolitických betonových pasech, z lehčených cihelných tvarovek 300 mm s vnějším zateplením EPS, tenkovrstvá omítka, strop přízemí železobetonová deska, krov dřevěný vaznicový, zateplení minerální vlna.

D: Monolitická betonová konstrukce založená na monolitických betonových pasech, do ztraceného bednění ze štěpkových desek s vnějším zateplením EPS, tenkovrstvá omítka, strop přízemí železobetonová deska, krov dřevěný vaznicový, zateplení minerální vlna.

6. Souhrnné bilance svázaných energií a emisí CO₂

V tab. 6.1 a 6.2 jsou uvedeny hodnoty svázaných energií ekvivalentních emisí CO₂ všech hodnocených alternativ podle podrobných propočtů [2].

Tab. 6.1 Souhrnné svázané energie pro varianty A-D

Tab. 6.2 Souhrnné ekvivalentní emise CO₂ pro varianty A-D

7. Rekapitulace souhrnných hodnot konstrukčních alternativ A/ ÷ D/

Tab. 7.1 Souhrnná spotřeba svázaných energií konstrukčních alternativ A/ ÷ D/,včetně dopravy

Tab. 7.2 Souhrnná hmotnost stavebních konstrukcí

Tab. 7.3 Ekvivalentní emise CO2

Tab. 7.4 Podíl hlavních konstrukcí na souhrnné spotřebě vázaných energií pro jednotlivé konstrukční alternativy

Tab. 7.5 Podíl hlavních konstrukcí na ekvivalentních emisí CO₂ pro jednotlivé konstrukční alternativy

8. Potřeby provozních energií - alternativy A/ ÷ D/

9. Spotřeby provozních energií - alternativy A/ ÷ D/

10. Přepočet spotřeb provozních energií na primární energie - alternativy A/ ÷ D/

11. Přepočet spotřeb provozních energií na emise CO₂

12. Rekapitulace souhrnných hodnot energií a emisí CO₂

Tab. 12.1 Souhrnné bilance svázaných a primárních energií konstrukčních alternativ v průběhu životnosti stavby 50 roků

Tab. 12.2 Souhrnné bilance ekvivalentních emisí CO₂ z výstavby a provozu konstrukčních alternativ v průběhu životnosti stavby 50 roků

Tab. 12.3 Porovnání souhrnných bilancí svázaných a primárních energií standardního rodinného domu s pasivním domem v průběhu životnosti

Tab. 12.4 Porovnání ekvivalentních emisí CO₂ standardního rodinného domu s pasivním domem v průběhu životnosti

13. Závěr

Zpracované hodnocení konstrukčních variant zahrnující spotřeby svázaných energií a emisí CO₂ na komplexní realizaci rodinného domu (bez spotřeb na likvidaci stavby), jednoznačně prokazuje environmentální efektivnost úsporných dřevostaveb, zvlášť v kombinaci s izolanty na bázi celulózy. Na rozdíl od všech ostatních konstrukčních soustav zde dochází k vázání CO₂ do hmoty budovy (pro běžný dům až 20 t CO₂). U běžné cihelné budovy dochází naopak k ekologické zátěži při výstavbě a provozu až 122 t CO₂.

Porovnáme-li, budovu v pasivním standardu odpovídající variantě A s běžnou zděnou budovou vybavenou navíc elektrickým vytápěním, můžeme konstatovat: Souhrnné emise CO₂ pro běžnou výstavbu s elektrickým vytápěním činí až 1534 t, tedy až o 500 % více než pro obdobný dům v pasivním standardu.

Ještě zásadnější rozdíly jsou však při srovnání náročnosti vlastního vytápění, kdy svázané energie běžné výstavby jsou až o 700 % vyšší vůči pasivnímu standardu a emise CO₂ dokonce o 800 % vyšší. Při řešení konkrétních projektů rodinných domů se mohou tyto údaje pochopitelně lišit, tendence budou ale shodné.

Literatura:

(1) Waltjen, T.: Ökologischer Bauteilkatalog. Bewertete gängige Konstruktionen, Springer-Verlag/Wien
(2) Souhrnné bilance svázaných energií a ekvivalentních emisí CO2 jednotlivých stavebních dodávek a prací variant A/÷D/. Nepublikované podklady k výpočtům. ATREA, s.r.o.
(3) Gemis CZ: Environmentální hodnocení nákladní dopravy