Slepé místo a ošidné průměry. Díra v Evropské energetické strategii

Už v tom zase plaveme, chtělo by se říct. Ale skutečnost je spíš taková, že jsme zatím „nedoplavali“ ani to první kolo, a už si k tomu přidáváme další bazén. Evropa totiž opět hledí s velkými obavami na mezinárodní energetické trhy.

To, co začal ruský vpád na Ukrajinu, se volně přelilo do geopolitického napětí na Blízkém východě, velmi výbušné tahanice mezi USA a Íránem. Jinými slovy, energetická bezpečnost našeho kontinentu je znovu vydána napospas vnějším faktorům, a kdo tomu nevěří, ať si radši zkontroluje účet za plyn a pohonné hmoty. Standardní reakcí na energetické krize obvykle bývá hledání nových dodavatelů, posilování zásob nebo urychlené zavádění obnovitelných zdrojů energie.

V tom jsme už získali praxi a musí se nechat, že takové strategie jsou opravdu potřebné. Ovšem při jejich plnění se často zapomíná na ten nejjednodušší nástroj: prosté snížení vlastní spotřeby. Což by, minimálně v případě spotřeby energií budovami, rozhodně neškodilo, i kdyby se žádné momentální krize neodehrávaly. Má to ovšem háček. 

Jak upozorňuje Andrés Dena, specialista na energetické návrhy a řízení budov z Univerzity v Navarře: „Evropa nedokáže přesně měřit tepelné a energetické vlastnosti budov.“ Takové zvolání si pochopitelně zaslouží vysvětlení. Cesty a prostředky k tomu sice existují, Evropa je však nevyužívá. A namísto toho jsou hodnocení energetické účinnosti založena na obecných údajích, odvozených obvykle z průměrů nebo z regulatorně stanovených výchozích hodnot stavebních materiálů. Nikoli však ze skutečného tepelného chování konkrétní budovy.

Tepelné a energetické vlastnosti budov - alespoň tak, jak se s nimi pracuje v Evropě dnes – jsou odvozené z průměrů a informací o povaze toho kterého materiálu. Lidsky řečeno, nejsou to ty úplně nejpřesnější informace. Když partu rozjívených studentů před školním výletem po jednom spočítáte na parkovišti, může se vám snadno stát, že odjedete s pár prázdnými sedadly v autobuse.

Zaslouží si to příklad ze stavební praxe. Když například takový energetický auditor potřebuje určit součinitel prostupu tepla u obvodové stěny staršího cihlového domu, najde si v databázi materiálů, že plná pálená cihla má hodnotu λ = 0,80 W/m·K. A to bude výchozí údaj, se kterým bude při výpočtech pracovat. 

Už ovšem nevezme na zřetel, že skutečný dům pocházející někdy z roku 1925 může obsahovat: cihly od různých výrobců, které prošly různým stupněm vypálení. Že ve stavbě mohou být dutiny, že zapracovala vlhkost anebo interiér naopak utěsnily nejrůznější dodatečné omítky. 
Výsledkem je, že energetický průkaz takové budovy sice pracuje s univerzální tabulkovou „typickou stěnou“, která ale ve skutečnosti nikde neexistuje. Hodnota λ se může reálně pohybovat třeba od 0,6 do 1,1 W/m·K.

A jdeme dál. Projektant v energetickém modelu použije pro výpočet tepelné vodivosti minerální vlny její katalogovou hodnotu: λ = 0,035 W/m·K. Ve skutečnosti se ale liší materiálová kvalita minerální vlny mezi různými výrobci. Výrobce A dodá materiál s λ = 0,032 W/m·K, výrobce B s λ = 0,039 W/m·K. A ano, po několika letech se může vlivem vlhkosti efektivní hodnota dále měnit. 

Rozdíl mezi 0,032 a 0,039 pak představuje více než 20 %. Model vypočítaný v dobré míře projektantem tedy může předpovídat roční potřebu tepla například 45 kWh/m², zatímco skutečná budova spotřebuje 52–55 kWh/m².

U betonu je v projektových databázích pro běžný železobeton použita hodnota: λ ≈ 2,0 W/m·K. Jenže skutečný beton může mít hustotu 1800 kg/m³, 2200 kg/m³ nebo 2500 kg/m³. A podle svého složení pak může mít λ mezi 1,3 až 2,8 W/m·K. To je více než dvojnásobný rozdíl. A pokud je takový beton součástí tepelného mostu, například u balkonové desky, chyba v odhadu tepelných ztrát může být velmi významná.

U oken se nepočítá s netěsnostmi montáže; s nekvalitním napojením rámu nebo tepelnými mosty kolem ostění. Pochopitelně, očekává se totiž, že práce byla odvedena absolutně na jedničku, a tak tabulková hodnota Uw = 0,80 W/m²K  platí. Ale pokud jste někdy měli co dočinění se skutečnou prací stavitelů, nemůžete tak hrubému průměru věřit.

To úplně největší „peklo“ se pak pojí s vlhkostí materiálu. Většina energetických modelů totiž pracuje s jednou konstantní hodnotou λ, jako kdyby byl materiál stále ve stejném stavu. Bez ohledu na teploty, vlhkost nebo stáří celé konstrukce. Jako kdyby jednou postavená budova – z jednoho konkrétně tabulkově vyhodnoceného materiálu – měla být stále stejná. Což se, jak asi správně tušíte, neděje.

A právě na to upozorňuje Andrés Dena, specialista na energetické návrhy a řízení budov z Univerzity v Navarře: „V současnosti nám nástroje, jako je energetické modelování budov (Building Energy Modelling – BEM), umožňují simulovat jejich výkon ještě před zahájením výstavby. Tyto simulace jsou však pouze tak kvalitní, jak kvalitní jsou informace, které do nich vložíme. Pokud jsou data obecná nebo zastaralá, výsledná rozhodnutí jsou ve své podstatě chybná“.

Hodnoty odvozujeme z průměrů nebo z regulatorně stanovených výchozích hodnot stavebních materiálů, nikoli ze skutečného tepelného chování konkrétní budovy. Což téměř znemožňuje spolehlivě předvídat, jak dobře budou fungovat opatření zaměřená na úspory energie. Bez přesných čísel v podstatě budovy „léčíme naslepo“ a spoléháme na obecné diagnózy, které nedokážou předvídat tepelné mosty ani skryté faktory neefektivity. Pokud používáme obecná data, bude skutečný dokončený objekt svými výsledky o 10 až 20 procent horší, než jaký by měl – na základě průměrů a tabulek – být.

Jak dodává Dena, přesnost sama o sobě není zázračným řešením, ale představuje základní předpoklad pro to, aby se opatření na zvýšení energetické účinnosti skutečně promítla do reálných úspor. Jednoduše řečeno: nemůžeme dosáhnout energetické suverenity, pokud je výkonnost našich budov založena na aproximacích. Nemůžeme skrze naše budovy efektivně šetřit, když ani nevíme, jak dobře nebo špatně šetří, když už hotové jsou.

Když přijde energetická krize, je rozumné dělat si zásoby, shánět jiné dodavatele a řešit efektivitu. Pořád ale platí, že nejbezpečnější, nejlevnější a nejčistší energie bude ta, kterou vůbec nemusíme spotřebovat.

Zdroj: TheConversation.com, Comission.europa.eu, IEA.org, journals.sagepub.com