Změny v hodnocení energetické náročnosti budov

Hodnocení energetické náročnosti budov na základě již neplatné Směrnice 2002/91/EC se v České republice provádí od 1. ledna 2008. Certifikaci budov upravovaly právní normy, které zohledňovaly požadavky směrnice 2002/91/E, jmenovitě se jednalo o zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií ve znění pozdějších předpisů a prováděcí vyhlášku č. 148/2007 Sb. k §6a tohoto zákona.

Úvod

Směrnice 2002/91/EC byla přepracována a v roce 2010 vyšla její revize pod názvem Směrnice evropského parlamentu a rady 2010/31/EU o energetické náročnosti budov (přepracování). Termín na zapracování požadavků revidované směrnice byl k 1. lednu 2013 na národní úrovni členských zemí EU. Z tohoto důvodu bylo nutné z pohledu certifikace budov změnit související právní normy.

Zavádění Směrnice 2010/31/EC o energetické náročnosti budov v České republice se dostalo do své závěrečné fáze a od 1. 1. 2013 je platná změna zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií ve znění pozdějších předpisů, která výrazně změnila a upřesnila stávající pohled na problematiku hospodaření s energií.

K zákonu se vydává soubor prováděcích vyhlášek, které rozpracovávají jednotlivé oblasti zákona a upřesňují způsob jejich provádění. Jedná se o následující vyhlášky:

• Vyhláška č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budov (nahrazuje a ruší vyhlášku č. 148/2007 Sb.)
• Novela vyhlášky o kontrole účinnosti kotlů (novelizuje nebo nahradí vyhlášku č. 276/2007 Sb.)
• Novela vyhlášky o kontrole klimatizačních systémů (novelizuje vyhlášku č. 277/2007 Sb.)
• Vyhláška o energetickém auditu a posudku č. 480/2012 (částka 182, 31. 12. 2012, nahradila vyhlášku č. 213/2001 Sb.)
• Nová vyhláška o energetických specialistech a osobě oprávněné provádět instalaci zařízení vyrábějící energii z OZE (nahradí zkušební řád, části vyhlášek č. 148/2007, č. 213/2001, č. 276/2007 a č. 277/2007 Sb.)
• Novela vyhlášky o vydávání stanovisek k SŘ, ÚŘ,ÚPD, ÚP, RP (novelizuje vyhlášku č.195/2007 Sb.)
• Nová vyhláška o stanovení minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie č. 441/2012 (nahradila vyhlášku č. 349/2010 Sb.)

Některé vybrané technické údaje potřebné pro provádění vyhlášek jsou zpracovány formou Technické normalizační informace, vydávané Ústavem pro normalizaci a měření (UNMZ).

Změnové znění zákona č. 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů vyšlo ve sbírce zákonů na podzim roku 2012 pod označením č. 318/2012 Sb. Vyhláška č. 148/2007 Sb. [3] byla nahrazena ­koncem března 2013 vyhláškou č. 78/ 2013 Sb. [2]. Vyhláška č. 78/2013 Sb. je prováděcí vyhláškou k § 7 a § 7a zákona č. 406/200 Sb., ve znění pozdějších předpisů [1], jejíž účinnost nabývá 1. dubnem 2013. Vyhláška č. 78/2013 Sb. stanovuje:

• nákladově optimální úroveň požadavků na energetickou náročnost budovy pro nové budovy, větší změny dokončených budov, jiné než větší změny dokončených budov a pro budovy s téměř nulovou spotřebou energie,
• metodu výpočtu energetické náročnosti budovy,
• vzor posouzení technické, ekonomické a ekologické proveditelnosti alternativních systémů dodávek energie,
• vzor stanovení doporučených opatření pro snížení energetické náročnosti budovy,
• vzor a obsah průkazu a způsob jeho zpracování, a
• umístění průkazu v budově.

Hodnocení energetické náročnosti budov (ENB)

Zpracování průkazu ENB a hodnocení ENB budov je určeno pro případy, které definuje [1]. Princip zpracování hodnocení energetické náročnosti podle [2] je odlišný, než tomu bylo podle stávající právní úpravy. Pro stanovení referenční hodnoty minimálního požadavku na energetickou náročnost je navržen postup ve smyslu ČSN EN 15 217 Energetická náročnost budov – Metody pro vyjádření energetické náročnosti a pro energetickou certifikaci budov a jí odkazovaných platných norem a předpisů. V porovnání se stávajícím postupem daným vyhláškou [3], kdy referenční hodnoty jsou dány tabulkou v příloze 1 pro jednotlivé druhy budov analytickou metodou ve smyslu odrážky 1 odst. b) kap. 6.3.1 normy ČSN EN 15217 se pro revizi vyhlášky navrhuje nový postup a to metodou „referenční budovy“ ve smyslu odrážky 2 odst. b) článku 6.3.1 normy ČSN EN 15 217. Podle této normy „Referenční hodnota energetické náročnosti je hodnota energetické náročnosti vypočtená pro budovu, která má stejné umístění, funkci, velikost apod., ale s vlastnostmi jako je izolační úroveň, účinnost topné soustavy, rozvrhy činností, vnitřní tepelné zisky apod. nahrazenými referenčními hodnotami.“

Referenční budova je složena z několika málo robustních referenčních parametrů, které eliminují nevýhody hodnocení ENB na základě [3] podle pevně stanovených měrných spotřeb energie a zároveň tyto robustní parametry nebudou paralelně kopírovat výpočet ENB s ohledem na fakt, že zadávané parametry systémů budovy musí být vždy lepší, než parametry referenční. Referenční parametr musí identifikovat systémové řešení, které vede k nižší spotřebě. Pokud se k takovémuto řešení nesměřuje pomocí referenčního parametru, může být v porovnání s referenční budovou lepší i budova s chybně navrženým systémovým řešením a hodnocení ENB toto nekontroluje.

Referenční budova představuje výpočtově definovanou budovu téhož druhu, stejného geometrického tvaru a velikosti včetně prosklených ploch a částí, stejné orientace ke světovým stranám, stínění okolní zástavbou a přírodními překážkami, stejného vnitřního uspořádání a se stejným typickým užíváním a stejnými uvažovanými klimatickými údaji jako hodnocená budova, avšak s referenčními hodnotami vlastností budovy, jejích konstrukcí a technických sy­stémů budovy [2].

Hodnocení budovy je pak prakticky prováděno pomocí dvou paralelně porovnávaných budov, výpočet probíhá ve dvou částech. První část představuje zadání, výpočet a výstupy pro řešenou budovu – budova hodnocená, druhou část představuje zadání, výpočet a výstupy pro referenční budovu s požadovanými hodnotami referenčních parametrů.

Hodnocení energetické náročnosti závisí na splnění některých ukazatelů energetické náročnosti, dále jen EN. Podle [2] jsou ukazatele energetické náročnosti budovy:

• a) celková primární energie za rok;
• b) neobnovitelná primární energie za rok;
• c) celková dodaná energie za rok;
• d) dílčí dodané energie pro technické systémy vytápění, chlazení, větrání, úpravu vlhkosti vzduchu, přípravu teplé vody a osvětlení za rok;
• e) průměrný součinitel prostupu tepla;
• f) součinitele prostupu tepla jednotlivých konstrukcí na systémové hranici;
• g) účinnost technických systémů.

Nové budovy musí splnit současně tři ukazatele EN. Jedná se o splnění ukazatele neobnovitelné primární energie za rok b), celkové dodané energie za rok c) a průměrného součinitele prostupu tepla obálkou budovy e).

Budovy rekonstruované, resp. při větší změně dokončené budovy a při jiné, než větší změně dokončené budovy, je možný výběr kombinace ukazatelů, které je nutné splnit. Při větší změně dokončené budovy je nutné splnit současně požadavek na neobnovitelnou primární energii za rok b) a součinitel prostupu tepla obálkou budovy e), nebo celkovou dodanou energii za rok c) a součinitel prostupu tepla obálkou budovy e). Případně lze pro měněné prvky obálky budovy, nebo technické systémy splnit pouze požadavky týkající se měněných prvků f) a g).

Ostatní výše uvedené ukazatele EN jsou informativní a požadavek na jejich splnění není určen.

Hodnocená budova musí splnit výše uvedené požadavky a současně jsou pro uvedené požadavky stanoveny třídy EN. Pro celkovou dodanou energii a neobnovitelnou primární energii jsou stanoveny klasifikační třídy A až G. Současně je také klasifikační třída stanovena pouze pro dílčí dodanou energii příslušných technických systémů – vytápění, příprava TV, chlazení, úprava vlhkosti, osvětlení. Dílčí dodané energie nemají požadavek na splnění a jedná se pouze o zatřídění do klasifikační třídy pro daný technický systém.

Zatřídění ukazatelů EN se provede podle tab. 1, kdy se ukazatele celkové dodané, dílčí a primární energie – a), b), c), d) zařazují odlišně do klasifikačních tříd EN od průměrného součinitele prostup tepla obálkou budov e).

Podrobnosti výpočtu dodané energie do budovy

Energetická náročnost budovy představuje výpočtem stanovenou celkovou dodanou roční energii do budovy pomocí bilančního hodnocení [1], [2]. Bilančním hodnocením se rozumí hodnocení založené na výpočtu energie dodané do budovy za podmínek standardizovaného užívání budovy. Výpočet dodané energie se provádí intervalovou výpočtovou metodou. Celková roční dodaná energie se při bilančním hodnocení stanoví jako součet jednotlivých vypočtených dílčích hodnot dodané energie pro všechny časové intervaly v roce a pro všechny vytápěné, chlazené, větrané či klimatizované zóny budovy. Celkový výpočet je proveden pro daný časový úsek (měsíc, hodina) v ustáleném teplotním stavu.

Značná část výpočtu ENB je zaměřena na energetickou bilanci na úrovni energetických systémů budovy. Stanovení této energetické bilance je založeno na výsledcích energetické bilance na úrovni budovy, kdy podle specifikace daných energetických systémů dochází k přepočtu základní energetické bilance na úrovni budovy na dílčí dodanou energii pro jednotlivé energetické sy­stémy. Energetická bilance na úrovni systémů tak zahrnuje dodanou energii pro všechny energetické systémy budovy včetně spotřeby pomocné energie potřebné pro provoz uvedených energetických systémů pro příslušné zóny, produkci energie systémů využívajících obnovitelné energie, produkci energie systémů kogenerace. V rámci tohoto výpočtu jsou stanoveny ztráty při výrobě (transformaci) energie, distribuci energie a sdílení energie v rámci zón prostřednictvím příslušných energetických systémů.

Výpočet ukazatelů energetické náročnosti probíhá v několika krocích. Obecně lze říci, že výpočet energetické bilance na úrovni systémů je principálně založen na způsobu a účinnosti jednotlivých procesů dodávky energie, která slouží ke krytí potřeby v příslušné zóně. V případě systému vytápění tento stav reprezentuje stanovení účinnosti sdílení, distribuce a výroby energie systémem vytápění. Pomocí této účinnosti je následně stanovena celková dodaná energie do budovy na vytápění, včetně pomocné energie, kterou spotřebují oběhová čerpadla a další části systému vytápění (např. ventilátory konvektorů, systém měření a regulace). Energetická bilance na úrovni stavebního řešení budovy představuje stanovení potřeby energie Q_nd. Zdroj (tepla, chladu, přípravy TV, atd.) pokrývající tuto potřebu energie musí dodat do systému množství energie, která zahrnuje ztráty systému, případě účinnost. Toto množství energie se nazývá vypočtená spotřeba energie Q_gen. Pomocná energie představuje energii, kterou spotřebují pomocné prvky technického systému, např. na čerpací práci oběhových čerpadel, apod. Pomocná energie se obecně značí jako Q_aux. Součet pomocné energie a vypočtené spotřeby energie pro příslušnou činnost (vytápění, chlazení, apod.) se nazývá dílčí dodaná energie. Součet všech dílčích dodaných energií pro dané typy spotřeby se nazývá celková dodaná energie do budovy.

Podrobnosti výpočtu celkové primární energie

Jedním z nových ukazatelů ENB je celková primární energie. Primární energie je energie, která neprošla žádným procesem přeměny a celková primární energie je součtem obnovitelné a neobnovitelné primární energie. Neobnovitelná primární energie je ukazatelem EN, který je hodnocen a požaduje se jeho splnění.

Neobnovitelná primární energie je energie pocházející z neobnovitelných zdrojů energie. Za neobnovitelný zdroj je obvykle považován takový zdroj energie, jehož vyčerpání je očekáváno v horizontu maximálně stovek let, ale jeho případné obnovení by trvalo mnohonásobně déle. Typickými příklady neobnovitelných zdrojů energie jsou především fosilní paliva uhlí, ropa, zemní plyn a rašelina. Dále sem patří jaderná energie, protože přirozené přírodní zásoby štěpných materiálů jsou také vyčerpatelné.

Celková primární energie a neobnovitelná primární energie se stanoví jako součet součinů dodané energie, v rozdělení po jednotlivých energonositelích a příslušných faktorů primární energie uvedených v příloze č. 3 vyhlášky [2], ukázka viz tab. 2.

Popis referenční budovy

Referenční budova je z pohledu stanovení celkové dodané energie do budovy identická jako hodnocená budova, liší se pouze v parametrech obálky budovy a hodnotách parametrů technických systémů, které jsou pevně stanoveny vyhláškou [2], kde je uveden jejich výčet. Referenční parametry technických systémů pro potřeby definice referenční budovy představují skupiny energetických systémů zahrnující systémy vytápění, chlazení, nuceného větrání, přípravy teplé vody, osvětlení. Solární sy­stémy (fotovoltaické systémy, termické solární systémy) nejsou součástí referenční budovy. Z tohoto důvodu není k těmto systémům vytvořena reference. Např. referenční hodnoty systému vytápění jsou definovány pro procesy:

• transformace tepelné energie z primárního média,
• distribuce tepelné energie do koncové spotřeby (akumulace tepelné energie a distribuci tepelné energie),
• způsobu sdílení tepelné energie.

Ve výpočetním postupu jsou tyto procesy definovány pomocí účinností těchto dílčích procesů, případně vyjádřením tepelné ztráty procesu.

Tab. 3 Příklad parametrů technického systému vytápění referenční budovy
¹⁾ v případě výroby z paliv vztažená k výhřevnosti paliva

Budovy s téměř nulovou spotřebou energie

V souvislosti s implementací požadavků směrnice 2010/31/EU je nutné, aby nové budovy k datu 2020 splňovaly požadavek na budovu s téměř nulovou spotřebou energie. Časové ukotvení požadavků stanovuje [1]. Budovou s téměř nulovou spotřebou energie se rozumí „budova s velmi nízkou energetickou náročností, jejíž spotřeba energie je ve značném rozsahu pokryta z obnovitelných zdrojů“ [1].

Praktickou stránku a provedení tohoto požadavku řeší [2], kdy bude postupně během následujících let hodnota požadavku ukazatele energetické náročnosti – neobnovitelné primární energie – u referenční budovy ponížena o De_p,R, viz tab. 4. Hodnocená budova potom musí tento zpřísněný požadavek dosáhnout zvýšením podílu systému využívající OZE, nebo zlepšením obálky budovy. Budova s téměř nulovou spotřebou energie potom musí splnit požadavek snížené hodnoty neobnovitelné primární energie pro rodinné domy o 25 %, pro bytové domy o 20 % a ostatní budovy o 10 %. Současně je také k příslušnému datu pro budovu s téměř nulovou spotřebou energie zpřísněn požadavek na průměrný součinitel prostupu tepla obálkou budovy prostřednictvím požadavku referenční budovy. Platí, že požadavek je nastaven na úroveň 0,7·U_em,R.

V souvislosti s výše uvedenou skutečností, musí průkaz energetické náročnosti budov, dále jen PENB, pro nové a větší a jiné změny dokončených budov obsahovat, mimo hodnocení ukazatelů EN, také posouzení technické, ekonomické a ekologické proveditelnosti alternativních systémů dodávek energie. Rozumí se tím posouzení těchto vyjmenovaných alternativních sy­stémů dodávek energie, jako je:

• místní systém dodávky energie využívající energii z obnovitelných zdrojů,
• kombinovaná výroba elektřiny a tepla,
• soustava zásobování tepelnou energií,
• tepelné čerpadlo.

Zpracování průkazu energetické náročnosti budovy

Průkaz energetické náročnosti zpracovává osoba oprávněná provádět tuto činnost. Podmínky pro získání oprávnění upřesňuje [1] prováděcí vyhláška k tomuto zákonu. PENB má novou grafickou podobu a skládá se opět ze dvou částí – grafického znázornění PENB a protokolu PENB. Grafické znázornění přehledně zobrazuje všechny ukazatele energetické náročnosti budov včetně jejich zatřídění.

Protokol PENB pro nové a větší a jiné změny dokončených budov obsahuje mimo hodnocení ukazatelů EN také posouzení technické, ekonomické a ekologické proveditelnosti alternativních sy­stémů dodávek energie. Rozumí se tím posouzení těchto vyjmenovaných alternativních systémů dodávek energie, jako je:

• místní systém dodávky energie využívající energii z obnovitelných zdrojů,
• kombinovaná výroba elektřiny a tepla,
• soustava zásobování tepelnou energií,
• tepelné čerpadlo.

Posouzení se může dokladovat energetickým posudkem podle vyhlášky č. 480/2012 Sb. Protokol PENB požaduje ověření technické proveditelnosti, tzn. je-li instalace možná (ano/ne), ověření ekonomické proveditelnosti (dosažení prosté doby návratnosti kratší, než životnost zařízení) a ekologické proveditelnosti (množství obnovitelné primární energie se nesmí navýšit oproti stávajícím stavu).

V případě prodeje, nebo pronájmu budovy, případně její části, se pro účely uvedení ukazatelů ENB v informačních a reklamních materiálech použije zjednodušená forma znázornění obsahující pouze klasifikační třídu současného stavu celkové dodané energie a její měrnou hodnotu vztaženou na energeticky vztažnou plochu.

Podpora pro zpracování PENB – TNI 730331

Zpracování PENB se provádí v softwarech k tomu určených, které v sobě obsahují výpočetní postup podle příslušných evropských norem. Do těchto SW zadává uživatel hodnoty parametrů popisující hodnocenou budovu. Referenční budova má k těmto některým parametrům hodnoty nastavené pevně podle [2].

Zatímco hodnoty parametrů tepelně technických vlastností stavebních konstrukcí posuzované budovy patří k běžně používaným hodnotám ve stavební praxi a jsou zakotveny v souboru norem Tepelná ochrana budov, hodnoty typických účinností jednotlivých technických systémů jsou hodnoty ne zcela běžně používané a v současnosti ne­existuje publikace, která by souhrnně problematiku řešila.

Obdobná situace je v oblasti stanovení profilů užívání budov a klimatických dat, které sice nemají přímý dopad na zatřídění do klasifikačních tříd metodou referenční budovy (posuzovaná i referenční budova jsou „zatíženy“ stejnými vnitřními i vnějšími okrajovými podmínkami), nicméně pro stanovení absolutní hodnoty energetické náročnosti mohou tyto okrajové podmínky výsledek výrazně ovlivnit.

Z důvodu nedostupnosti souhrnného materiálu parametrů technických sy­stémů budov, typického užívání a klimatických dat pro hodnocení ENB, byla vytvořena TNI 730331 – Energetická náročnost budov – Typické hodnoty pro výpočet [4], vydaná v dubnu 2013. Obsahem technické normalizační informace, dále jen TNI je zpracování podkladů pro hodnocení ENB pro potřeby související legislativy platné od 1. ledna 2013. TNI 730331 je nezávazná pomůcka ve formě obsahující jednotnou metodou zpracované a souměřitelné hodnoty typických parametrů používaných ve výpočtu ENB. Tato TNI shromažďuje a koncentruje parametry potřebné pro vytvoření modelu budovy ve specializovaném SW přehledně do jednoho zdroje a je v podstatě kuchařkou pro zpracovatele PENB. Současně je třeba dodat, že parametry uvedené v této TNI nejsou určeny pro návrh a dimenzování technických systémů, těmto účelů slouží příslušné technické normy. Tyto na druhou stranu nejsou v některých případech vhodné za účelem výpočtu roční dodané energie do budovy, např. ČSN 060320.

Literatura

[1] Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů
[2] Vyhláška č. 78/2013 Sb., o energetické náročnosti budov, (pozn. účinná k 1. 4. 2013)
[3] Vyhláška č. 148/2007 Sb., o energetické náročnosti budov, (pozn. zrušená k 1. 4. 2013)
[4] TNI 730331 Energetická náročnost budov – Typické hodnoty pro výpočet, UNMZ, 4/2013

Poděkování

Tento článek vznikl za podpory Evropské unie, projektu OP VaVpI č. CZ.1.05/ 2.1.00/03.0091 – Univerzitní centrum energeticky efektivních budov.