Svázaná produkce emisí a energie v kontextu udržitelného stavebnictví

V současné době je úspora energie jednou z hlavních priorit při nové výstavbě i rekonstrukci budov. Energetickou náročnost budovy vnímáme jako řešení stavu objektu. Budovy se jeví jako největší odběratelé energií, což potvrdil i předseda Zemědělského svazu ČR Martin Pýcha na konferenci Zemědělského svazu ČR, zabývající se dopady strategie Fit for 55. Uvedl, že se jedná o 40 % celkové spotřeby energie v jednotlivých státech Evropské unie. Tepelnou pohodu, kvalitu vnitřního prostředí a hygienické podmínky ovlivňují úpravy vnitřního prostředí v budově.

V současné době, kdy je ve vyspělých zemích všeobecná snaha snižovat spotřebu provozní energie a tím i emise, nestačí posuzovat pouze konečnou spotřebu energie. Je nutné hodnotit i celkovou primární energii a související emise, množství odpadů, spotřebované vody a v neposlední řadě i hodnoty spotřeby energie a produkce emisí, které jsou svázané s použitím materiálů v konstrukcích budovy, a to v jednotlivých fázích její existence - tzv. svázaná spotřeba energie (embodied energy) a svázané produkce emisí (embodied emissions).

Emise oxidu uhličitého a energetika

Evropská unie bez Velké Británie se v roce 2020 podílela na celosvětové produkci emisí oxidu uhličitého (CO2) zhruba 7,5 procenta, což je asi 2,6 miliardy tun těchto emisí. Tím se zařazuje jako třetí za Čínu a USA. V posledních desetiletích tento podíl i objem výrazně snižuje. To se zdaleka nedá říct o zbytku světa, kde naopak produkce skleníkových plynů stoupá.

Roční objem antropogenních emisí skleníkových plynů (CO2, N2O, CH4, HFC, PFC, SF6, NF3 vyjádřené jako CO2eq) v České republice je 103,53 mil. tun CO2eq (údaj z roku 2023).

Rozdělení emisí dle sektorů v ČR (2023):

• Výroba elektřiny a tepla: 33,72 milionů tun CO2eq (32,6 % celkových emisí, 3,11 t CO2eq na obyvatele ročně). Emise pochází především ze spalování hnědého uhlí a zemního plynu.
• Průmysl: 25,86 mil. tun CO2eq (25,0 % celkových emisí, 2,39 t CO2eq na obyvatele ročně). Zahrnuje emise ze spalování fosilních paliv a procesní emise.
• Doprava: 20,94 mil. tun CO2eq (20,2 % celkových emisí, 1,93 t CO2eq na obyvatele ročně). Převažuje silniční doprava. Snížit emise z dopravy je možné přechodem na alternativní druhy pohonu, zvýšením podílu hromadné dopravy a snížením počtu vozidel na silnicích.
• Budovy: 8,62 mil. tun CO2eq (8,3 % celkových emisí, tedy 0,80 t CO2eq na obyvatele ročně). Jde o topení a ohřev vody v domácnostech, kancelářích a institucích a také o vaření plynem.
• Zemědělství: 8,13 mil. tun CO2eq (7,9 % celkových emisí, 0,75 t CO2eq na obyvatele ročně). Emise pochází především z chovu hospodářských zvířat a obdělávání půdy. Podíl zemědělství na celkových emisích skleníkových plynů v ČR je na úrovni sedmi procent. Podle Martina Pýchy přesto před zemědělci stojí řada ambiciózních požadavků EU, které se týkají nejen klimatu, ale také například zadržování vody, eroze, zvýšení biodiverzity, omezení spotřeby pesticidů a průmyslových hnojiv, omezení spotřeby masa.
• Odpadové hospodářství: 5,58 mil. tun CO2eq ročně (5,4 % celkových emisí, 0,51 t CO2eq na obyvatele ročně). Emise produkují především skládky odpadu.

Dopad zemědělství a živočišné výroby na emise

Martin Pýcha uvedl, že zemědělství jako komplexní systém je založen na dvou vzájemně propojených nohách, jedna je rostlinná, druhá je živočišná. „Jestliže chceme produkovat potraviny rostlinného původu, potřebujeme k tomu kvalitní půdu a pro kvalitní půdu potřebujeme statková hnojiva, pestrost v krajině, produkci pícnin a podobně,“ vysvětlil. Zemědělský svaz je zásadně proti snižování stavu hospodářských zvířat, protože produkce potravin, v tomto případě i živočišná produkce v Evropě má mnohem menší uhlíkovou stopu než produkce mimo EU. To potvrdil i Stefan Meitinger ze Svazu německých zemědělců (DBV). Například na produkci litru mléka činí emise v EU 2,6 kilogramu oxidu uhličitého, u jiných významných producentů mléka z mimoevropských zemí jde o téměř dvojnásobnou hodnotu.

Legislativní rámec a energetická náročnost budov

Základní legislativní požadavky stanovuje Zákon o hospodaření energií, který mimo jiné stanovuje i některá opatření pro zvyšování hospodárnosti užití energie a povinnosti fyzických a právnických osob při nakládání s energií. Energetickou náročnost budovy vnímejme jako řešení stavu objektu. Zákon č. 406/2000 Sb. stanoví energetickou náročnost budovy za rok. V ustanovení § 2 odst. 1m zákona č. 406/2000 Sb. jsou stanoveny pro veřejné budovy, školy či administrativní budovy. Energetická hospodárnost je dána ekonomickou náročností, která je určena pro časové období na provoz budovy.

Průkaz energetické náročnosti budov (PENB)

Snižování energetické náročnosti budov je zohledněno Zákonem o hospodaření energií formou povinného vypracování Průkazu energetické náročnosti budov (PENB), případně Energetického auditu či Energetického posudku. V případě určování energetické náročnosti je třeba dbát na změny provedené v normách. Reagují i softwary pro vytvoření průkazu energetické náročnosti, nebo Energie - Svoboda, které se neustále vyvíjejí. Cena za zpracování PENB je závislá na rozsahu a využití nemovitosti. U rodinného jednopodlažního domu se cena pohybuje okolo 4 000 Kč.

Budovy jsou zařazeny do kategorie ze sedmi skupin hodnocení s označením A až G, kde A značí nehospodárnou budovu a dle charakteru výsledku je budova zařazena do kategorie ze sedmi skupin hodnocení.

Energetický štítek obálky budovy

Energetický štítek obálky budovy informuje spotřebitele o energetické úspornosti spotřebiče. Štítek musí obsahovat podle zákona č. 406/2006 § 8 odst. vlivech provozu a likvidace spotřebiče na životní prostředí a na zdraví osob.

Energetický specialista

V zákoně č. jsou stanoveny povinnosti fyzické osoby, aby se zapsala do seznamu energetických specialistů: splnění předpisů, bezúhonnost, požadovaná odborná způsobilost v oboru a splnění tříleté praxe v energetice. Metodika hodnocení energetické náročnosti budov se změnila od 1. 4. a nahradila dosavadní vyhlášku č. 148/2007 Sb.

Kategorizace budov

Od 31. 12. 2020 budou navrhovány pouze domy s téměř nulovou spotřebou energie. Nižší teplota venkovního vzduchu znamená větší tepelné ztráty. Teplota o 1°C představuje změnu tepelných ztrát cca 3 %. Rozdíl nadmořské výšky 100m představuje změnu teploty o 0,5°C. Proto je nutné využít co nejefektivněji součinitel prostupu tepla obálky a provést obálku budovy bez hran. Mezi úsporné tvary budov se považují objekty o čtvercovém a obdélníkovém tvaru, kde je minimalizován počet konstrukčních spojů.

• Nízkoenergetické domy: Mají hodnotu měrné potřeby tepla na vytápění nižší než 50kWh/m²a. Vyznačují se výrazným snížením měrné tepelné potřeby tepla na vytápění.
• Pasivní budovy: Mají měrnou tepelnou potřebu tepla na vytápění v hodnotě do 15kWh/m²a. Přesně je udávána hodnota měrné potřeby tepla na vytápění menší než 5 kWh/m²a k nule. Jejich provoz je nezpochybnitelný, avšak energetická náročnost jejich výstavby, a tedy jejich ekologický význam, je předmětem diskusí.
• Energeticky nulový dům: Dosahuje neutrálního výsledku bilance energie a emisí v období jednoho roku. Často využívá větrné mikroelektrárny nebo kogenerační jednotky jako doplňkový zdroj v případě přerušení tvorby elektrické energie z přírodních zdrojů.
• Autonomní dům: Pokud lokalita není napojena na veřejnou elektrickou síť, je volba autonomního domu vhodná. V případě AD je nutností instalace fotovoltaického systému napojeného na veřejnou elektrickou síť, která slouží pro úpravu vnitřního prostředí a její celkový provoz.

Alternativní zdroje elektrické energie

Zdroje elektrické energie dělíme na obnovitelné a neobnovitelné zdroje.

Obnovitelné zdroje

Obnovitelné zdroje představují nevyčerpatelný zdroj. Patří sem vodní, geotermální energie, spalování biomasy a tepelná čerpadla. Ministerstvo životního prostředí v operačním programu Životní prostředí se zaměřuje na udržitelné využívání obnovitelných zdrojů kapacity obnovitelných zdrojů energie na vytápění a výrobu elektrické energie.

• Fotovoltaické systémy: Využívají polovodiče z důvodu jejich působnosti jako izolant. V současnosti se stále více využívají hybridní fotovoltaické panely nebo panely s tenkovrstvými články.
• Tepelná čerpadla: Jsou prováděna v kombinaci využití vzduchu, vody a energie ze zemského povrchu. Rozdělují se podle typu zdroje a pracovní látky, kterou na svou činnost využívají.
• Vodní mikroelektrárny: Označovány jako vodní mikroelektrárny desítek kW. Umístění těchto zdrojů je individuální a závisí na možnostech lokality.
• Větrné mikroelektrárny: Energie za využití větru je založena na rychlosti větru. Vytvořená energie rotací turbíny je pomocí generátoru přeměňována na elektrickou energii. V místech s vysokou nadmořskou výškou a tím i vyšší rychlostí větru je možné využít větrné mikroelektrárny, a to při rychlosti větru 2-3 m/s.
• Spalování biomasy: Představuje zdroj tepla už v historii. Je možné ho provádět dvěma způsoby: suché zpracování biomasy (přímé spalování) a vlhké zpracování (spalování za vývinu dřevoplynu).

Neobnovitelné zdroje energie

Neobnovitelné zdroje energie představují vyčerpatelný zdroj s negativním dopadem na životní prostředí při jejich využití. Návratnost investic do těchto zdrojů je mnohonásobně větší než jejich životnost, která je otázkou sta let.

Metodiky certifikace komplexní kvality budov

Každý stát má svůj certifikační program pro hodnocení budovy. Nejznámější metodiky jsou BREEAM, LEED a SBToolCZ. Metodika SBToolCZ se stala hlavním certifikačním hodnocením pro Českou republiku a je využívána i v zahraničních zemích jako je Španělsko, Portugalsko nebo Itálie.

Metodika BREEAM

Tato metodika začala svou působnost v roce 1990 ve Velké Británii a byla novelizována v roce 2013. Hodnotí CO2 vyprodukovaný spotřebováváním energie a využívá energetického modelování. V České republice se metodika BREEAM používá pouze na hodnocení administrativních budov.

Metodika LEED

Metodika LEED je prvotní pilotní test Rady Spojených států amerických pro zelené budovy, zaměřený na zdraví a eliminaci škodlivých komponentů. Hodnotí rezidenční konstrukce. V případě této metodiky má kreditové hodnocení vysokou škálu bodování (40 hodnotících složek). Nevýhodou metody v České republice je vysoká cena za poskytované služby.

Metodika SBToolCZ

Metodika SBToolCZ hodnotí tři základní parametry a vyhodnocení vede k oznámkování budovy (bronzový, stříbrný a zlatý certifikát). Tato metoda v ruce projektanta představuje nástroj pro vytvoření nejideálnější budovy. Certifikace budovy se provádí před odevzdáním dokumentace ke stavebnímu povolení. Základní princip hodnocení metody je založen na multikriteriálním principu udržitelného rozvoje. Kritéria jsou dána oblastí, typem a životním cyklem budovy a jsou tvořena 36 kritérii, která se dělí do čtyř skupin: environmentální, sociální, ekonomika a management a lokalita.

Základní kritéria jsou rozdělována do skupin (označovaných písmeny: E - environmentální, S - sociální, M - ekonomika a management, L - lokalita). Environmentální kritéria zahrnují dopady na životní prostředí, jako je okyselování prostředí. Sociální kritéria se zaměřují na organismus. Ekonomika a management se zaměřují na finanční situaci spojenou s objektem. Složka lokality je založena na urbanistickém složení místa a dostupnosti využívaných budov, které člověk potřebuje ke své existenci.

Kritéria se hodnotí na číselné stupnici v rozmezí hodnot od 0 do 10 bodů. Celková suma roční spotřeby svázané primární energie se vztáhne na celkovou podlahovou plochu (viz definice ve slovníčku pojmů) - finální jednotkou jsou tedy MJ/(m²·a).

Hodnocení spotřeby energie a emisí v metodice SBToolCZ

Hodnocení se provádí z dostupných podkladů, výpočtů a simulací. U hodnocení provozních spotřeb energií se při procesu certifikace hodnoty ověří dle skutečně naměřených hodnot dílčích spotřeb energie. Pokud neexistují změřené spotřeby dle požadovaného rozčlenění, pak se musí vhodným způsobem rozklíčovat. Také se musí zohlednit případné nedosažení plné obsazenosti budovy, a to přepočtem spotřeby energie na plnou, resp. projektovanou obsazenost.

Energetickou náročností budovy je u existujících staveb myšleno množství energie skutečně spotřebované. U projektů nových staveb nebo projektů změn staveb, na něž je vydáno stavební povolení, se jedná o vypočtené množství energie pro splnění požadavků na standardizované užívání budovy, zejména na vytápění, přípravu teplé vody, chlazení, úpravu vzduchu větráním a úpravu parametrů vnitřního prostředí klimatizačním systémem a osvětlení (dle §2 zákona č.).

Základem hodnocení výrobní fáze je výkaz výměr jednotlivých konstrukčních prvků, resp. materiálů posuzované budovy. Pro hodnocení dopadu materiálů se ve výkazu výměr k jednotlivým položkám materiálů a konstrukcí přiřadí příslušné jednotkové hodnoty spotřeby svázaných primárních energií. Jednotková data se přebírají z environmentálních databází.

Certifikace metodikou SBToolCZ lze rozdělit do dvou etap: certifikace návrhu budovy (fáze před realizací) a certifikace hotové budovy (fáze od výstavby až do kolaudace).

Analýza uhlíkové stopy a dřevostavby

Hodnocení životního cyklu (LCA) umožňuje posuzovat toky materiálů, energií a emisí v rámci celého životního cyklu budovy (těžba a doprava materiálů, výroba, výstavba, údržba, rekonstrukce, demolice). Posuzování životního cyklu se v současnosti stává významným analyticko-informačním nástrojem hodnocení environmentálních dopadů různých produktů, výrobků, služeb i technologií. Jedná se o moderní metodický nástroj schopný komplexně posuzovat možné dopady lidské činnosti na životní prostředí s ohledem na celý životní cyklus budov.

Studie energetické náročnosti pasivních domů

Studie hodnotila šest energeticky pasivních domů postavených v České republice, přičemž si všímala tří hlavních parametrů: energie zabudované do konstrukce domu, emisí svázaných s výrobou stavebních materiálů (kde výsledky jsou vyjádřeny jako ekvivalent CO2 - CO2 ekv., respektive ekvivalent SO2 - SO2 ekv.) a emisí z vytápění. Do bilance zabudovaných emisí a energie započítávali těžbu surovin, dopravu, spotřebu energie a vody na výrobu stavebních materiálů, produkci odpadů a další vlivy, které jsou stanoveny pomocí metody LCA (Life Cycle Assessment).

Z výsledků vyplývá, že většina konstrukcí běžně používaných při výstavbě pasivního domu má zhruba týž obsah zabudované energie. V porovnání s tradiční výstavbou hrají v případě energeticky pasivních domů podstatnou roli energie a emise svázané s větší tloušťkou tepelné izolace. Srovnáme-li parametry různých izolací při tloušťce vrstvy s týmž tepelněizolačním účinkem, ukazuje se, že energeticky nejnáročnějším izolantem je polystyren (EPS), který je asi čtyřikrát náročnější než izolace ze skleněných vláken a asi osmkrát náročnější než izolace z celulózy. Energie spotřebovaná na výrobu polystyrenu se za 11 let vrátí na úsporách z vytápění.

Studie dále ukázala, že z hlediska ekologie stavby je výběr paliva důležitější než volba samotné stavební konstrukce. Na základě metodiky jsou emise CO2 ekv. z elektřiny asi třikrát vyšší než ze zemního plynu. U elektrického vytápění jsou provozní emise za 30 let ve všech případech vyšší než emise, které vzniknou při výrobě stavebního materiálu.

Analýza uhlíkové stopy dřevostaveb

Analýza uhlíkové stopy bytových domů Timber Praha, prvních vícepodlažních rezidenčních dřevostaveb v české metropoli, prokázala významné ekologické přínosy dřeva jako udržitelného stavebního materiálu. Přechod ze železobetonové na dřevěnou konstrukci znamenal významné snížení celkových emisí oxidu uhličitého. Schopnost dřeva vázat CO2 během svého vzniku (během růstu stromů) významně zesiluje jeho ekologické výhody. V případě dřevostaveb Timber Praha dosáhly svázané emise uhlíku hodnoty 4 177,15 tun CO2e, což představuje snížení o 34,47 % ve srovnání s původním návrhem ze železobetonu (6 374,55 tun CO2e).

Celkové emise uhlíku (uhlík vázaný ve dřevě a dalších stavebních materiálech včetně uhlíkové stopy související s energií během využívání budov za 50 let jejich budoucího provozu) klesly z 13 733 tun CO2e na 6 534 tun CO2e. LCA analýza budov Timber Praha prokázala, že výstavba dřevostaveb v kombinaci s použitím moderních technologií využívajících alternativní zdroje energie významně přispívá ke snížení dopadů na životní prostředí a může přispět k dekarbonizaci stavebnictví.

Využití dřeva jako hlavního stavebního materiálu s sebou přináší také další benefity v podobě zrychlení výstavby, větší přesnosti vyrobených konstrukcí díky částečné prefabrikaci a přenesení částí stavebních prací do výrobních hal. Zároveň se potvrzuje rostoucí význam využití obnovitelných materiálů ve stavebnictví a důležitost realizace strategií, které podporují recyklaci, minimalizaci odpadu a principy cirkularity. Tyto postupy jsou zásadní pro dosažení udržitelné výstavby a prosazování dekarbonizačních cílů ve stavebnictví.

tags: #svazana #produkce #emisi #r #informace

Oblíbené příspěvky:

• Designové stěrky pro moderní fasády
• Kompletní průvodce omítáním zdiva PORFIX
• Složení a druhy žáruvzdorných cihel
• Přečtěte si článek o vrutech Torx z nerezu
• Stavba z dřevěných kolejí