Na všech veřejně pořádaných akcích jsou stále častěji protlačovány do popředí trendy naznačující, že v blízké budoucnosti nebude výhodné stavět nové objekty nesplňující veškeré požadavky na energetickou efektivitu. Tak tomu bylo např. na nejvýznamnějším evrop­ském veletrhu pro oblast elektrických instalací a osvětlování – na veletrhu Light & Building ve Frankfurtu nad Mohanem, který proběhl v dubnu letošního roku za velkého zájmu mnoha odborníků z celého světa.

Česká republika je členem Evropské unie a je tedy její povinností po­užívat všechny dohody a normy schválené členskými zeměmi. Lze oče­kávat, že i naše státní správa bude konečně trvat na dodržování směrnice evropského parlamentu 2010/31/EU o energetické náročnosti budov, kte­rá mj. vyžaduje aplikaci normy EN 15232:2007 na všechny nově budované komerční a podobné objekty. Znamená to nejen nutnost připravit nové komerční a podobné objekty po stavební stránce tak, aby tepelné ztráty byly minimalizovány, ale navíc je také vybavit takovými technickými zaří­zeními, která dovedou vzájemně spolupracovat a zabezpečit hospodár­né využití energie. Jinak řečeno, budovy musí být skutečně energeticky efektivní. Technická zařízení tedy musí vzájemně spolupracovat takovým způsobem, aby byla omezena nebo dokonce vyloučena jakákoli zbyteč­ná, neodůvodněná spotřeba energie.

Pro energetické auditory to znamená povinnost zjišťovat nejen tepelné ztráty budovy, ale i její technická vybavení a jejich součinnost při hospodaření s energií.

Norma EN 15232:2007 považuje za srovnávací základ budovy zařazené do energetické třídy C, tedy objekty, v nichž jsou pro řízení funkcí majících vliv na energetickou náročnost použity vzájemně nespolupracující řídicí systémy (tedy řízení osvětlení s manuálním ovládáním, vytápění a klima­tizaci s termostatickými ventily, případně s jednoduchou automatizací provozu a s časovým řízením, manuálně ovládané motorické pohony stí­nicích prostředků zabezpečených pouze proti poškození silným větrem).

V kancelářských a podobných objektech třídy B, ve srovnání s třídou C, musí být zajištěny úspory tepelné energie alespoň o 20 % a v objektech třídy A minimálně o 30 %. Úspory elektrické energie musí být v objektech třídy B nejméně 7 % a v objektech třídy A, od 13 % výše.

V jiných typech budov (školské objekty, hotely a další typy staveb) jsou požadované minimální úspory poněkud nižší, což vychází z odlišného způsobu provozování těchto objektů. Například v našem klimatickém pásmu, ve školních objektech, které jsou prakticky mimo provoz v nej­teplejších dvou měsících (o prázdninách), kdy není nutné provozovat systémy klimatizace, bude vzájemné srovnání spotřeby v objektech tříd C a A poněkud odlišné (alespoň 20% úspora tepelné energie a minimálně 14% úspora elektrické energie).

Před časem uspořádaný průzkum o využívání komerčních a podob­ných objektů naznačil, že až 40 % kanceláří je v průběhu pracovní doby zcela prázdných. V kancelářích, v objektech státní správy a v dalších podobných budovách jsou totiž mnohé místnosti během pracovní doby neobsazené, ať již kvůli pracovní cestě, jednání mimo kancelář, dovolené, nemoci a z řady dalších důvodů. Pokud jsou použity běžné řídicí systémy jako v objektech třídy C, tedy systémy vzájemně nespolupracující, nelze dosáhnout žádných přídavných úspor energie a obsazené i neobsazené prostory budou vytápěny nebo chlazeny shodně na komfortní teplotu podle časového programu, přestože tím dochází k plýtvání tepelnou energií v prostorách bez přítomnosti osob.

Jednotlivé kanceláře v objektech tříd A i B proto musí být vybaveny snímači přítomnosti, které jsou schopny zajistit účinnou spolupráci mezi systémy vytápění, klimatizace a osvětlení. Takže zatímco v objektech třídy C byl systém vytápění nastaven tak, aby termostaty s řídicími obvo­dy pro individuální regulaci teploty v místnostech byly na začátku pra­covní doby nastaveny na komfortní teplotu (např. 22 °C), v objektech těchto vyšších tříd budou nastaveny pouze na teplotu úspornou (např. 19 °C). Teprve po příchodu osob do kanceláře jsou příkazem ze snímače přítomnosti převedeny do komfortního režimu činnosti. Obdobně při delších nepřítomnostech v průběhu pracovní doby jsou tepelné režimy v daných místnostech uváděny do úsporného stavu. Příklad regulace teploty v kanceláři během pracovní doby (přepínání mezi úrovněmi na­stavených hodnot) v objektu třídy C a v objektu třídy B nebo A je graficky znázorněn na obrázku níže.

Budou-li v objektu využity i další možnosti vzájemných vazeb, lze získat ještě vyšší úspory energie, než je zjednodušeně naznačeno výše. V budově, v níž je využit i provázaný systém docházky (Docházka), lze při odchodu převést příslušný termostat s regulátorem do stavu pro režim v nočním poklesu. Úspora tepelné energie bude potom ještě vyšší. Nelze ovšem doporučit úplnou vazbu řízení spotřeby tepla pouze na docház­kový systém – příchod do budovy ještě neznamená, že pracovník nutně přichází na své pracoviště – může se např. zúčastnit celodenní porady mimo svoje pracoviště. Při další vyšší provázanosti, např. se systémem plánované přítomnosti, lze při dlouhodobých nepřítomnostech, jako je dovolená, několikadenní pracovní cesty apod., ponechat činnost vytá­pění po celou dobu v režimu nočního poklesu, případně i s nastavením na ještě nižší teploty (režim mrazové ochrany – např. 7 °C). Teprve těsně před návratem z dovolené by nastal návrat k obvyklému časovému řízení s vazbou na přítomnost.

Obdobně se nastavuje i spolupráce snímačů přítomnosti se systémem klimatizace, kdy ovšem komfortní teplota bude např. 25°C, pohotovostní teplota 28 °C, noční zvýšení 31 °C, případná tepelná ochrana 35 °C.

Žaluzie, které šetří

Výrazný vliv na snížení spotřeby energie má vazba řízení vnitřní teploty na automatický režim provozu venkovních lamelových žaluzií. Pokud není obloha zatažená, žaluzie na sluneční straně jsou spuštěny a lamely natočeny tak, aby bránily oslnění přímým slunečním světlem a současně aby do místnosti vnikalo dostatečné množství přirozeného světla. Úhel natočení lamel se automaticky mění, v závislosti na vzájemné poloze Slunce a okna tak, aby bylo maximálně využíváno do vnitřního prostoru odrážené sluneční (tedy bezplatné) teplo pro vytápění v zimním období. Pouze touto spoluprací lze ušetřit kolem 14 % energie. Výrazně vyšší úsporu tepelné energie (až 30 %) zajistí programově vázaná spolupráce žaluzií s klimatizací, jsou-li lamely natáčeny tak, aby odrážely sluneční teplo do venkovního prostoru při současném propouštění dostatečného množství světla dovnitř.

Mezi běžné požadavky investorů patří možnost nejen automatického, ale také manuálního ovládání nastavení lamel žaluzií. V takovém případě je ale nutné počítat s určitým snížením energetické efektivity budovy ve srovnání s plně automatickým provozem. Na fotografii níže je pohled na budovu se stavem pro plně automatický provoz žaluzií. Na nezastí­něných oknech jsou spuštěné žaluzie s vhodně natočenými lamelami, po jejich zastínění (ovšem po programově nastaveném časovém zpož­dění kvůli možnému výskytu menších mraků zastiňujících Slunce) budou žaluzie plně vytaženy, aby nebyl omezen přístup přirozeného světla do místností.

Dvojitá fasáda, dvojí úspora

Ještě vyšších úspor energie lze dosáh­nout v komerčních budovách vybave­ných zdvojenou fasádou. V prostoru mezi vnitřní a vnější fasádní plochou jsou umístěny lamelové žaluzie, které v tomto případě již není potřebné chránit před účinky povětrnosti – mo­hou být tedy využity stínicí prostřed­ky v lehčím mechanickém provedení, ovšem s tvarovým řešením lamel vy­hovujícím pro správné nasměrování slunečních paprsků. Značné množství tepla, které proniklo vnějším pláštěm, ale lamelami žaluzií bylo odraženo zpět, zůstává nahromaděno v tomto poměrně úzkém prostoru mezi obě­ma fasádami. Bezplatně získané teplo lze bez užitku odvětrávat ventilačním systémem do venkovního prostoru anebo lépe využít je pro ohřev užitkové vody vhodnými výměníky tepla, čímž se dále zvýší energetická efektivita budovy. Náčrt možného umís­tění žaluzie v prostoru mezi vnější a vnitřní fasádou je na obrázku níže.

Mezi zdroje úspor tepelné energie lze zařadit i spolupráci systémů vytápění a klimatizace s indikací stavu oken. Při otevřeném okně bude zablokována činnost dodávky tepelné energie do dané místnosti. Teprve při poklesu vnitřní teploty pod předem stanovenou hodnotu pro režim mrazové ochrany nebo vzrůstu nad hodnotu teploty pro režim tepelné ochrany bude možné i při otevřeném okně udržovat tuto krajní teplotu potřebnou pro zajištění vybavení před poškozením nadměrně nízkou nebo vysokou teplotou. Velikost těchto úspor není snadné vyčíslit – závisí na zvyklostech uživatelů.

Jeden příklad z praxe

V jednom starším komerčním objektu proběhla rekonstrukce, během níž byla dřívější klasická instalace nahrazena KNX systémovou instalací, bez možnosti vzdáleného přístupu. Dodavatel instalace poučil uživatele o způsobu ovládání a předal také písemný a elektronický návod k ob­sluze. Přesto na počátku topné sezóny obdržel od uživatele zprávu: „Nic nefunguje, je nutné okamžitě přijet.“ Dodavatel – partner KNX – po svém vstupu zjistil, že osvětlení funguje sice správně, avšak v provozních míst­nostech bylo poněkud chladno. Pracovníci podle svého zvyku trvale větrali otevřenými okny. Topení tedy zcela logicky nefungovalo, protože okenní kontakty signalizující stav oken zablokovaly systém vytápění. Jednalo se o zcela zbytečný servisní výjezd. Ovšem zde se ukázalo, že pracovníci byli zvyklí trvale větrat a současně výrazně plýtvat tepelnou energií. Systémová instalace v tomto případě zajistila skutečně obrovskou úsporu tepelné energie.

Dalším možným způsobem získávání tepla například v hotelích a po­dobných budovách může být využití tepelné energie z odpadní vody z koupelen ve výměnících pro přídavný ohřev teplé užitkové vody.

Ještě vyšších energetických úspor je možné dosáhnout v budovách vybavených vlastními zdroji (solární články pro ohřev vody, tepelná čerpa­dla, fotovoltaické zdroje, větrné elektrárny). Takovéto budovy lze hodnotit i jako plně energeticky soběstačné anebo dokonce jako objekty schopné dodávat přebytky elektrické energie do elektrorozvodné sítě. 

Josef Kunc