arrows Analýzy, trendy arrows Pasivní domy arrowsVývoj energeticky hospodárných budov v Republice Makedonie
text a grafické podklady: Todorka Samardzioska, Tomáš Hanák, Valentina Zileska ? Pancovska
číslo: 01/10
Vývoj energeticky hospodárných budov v Republice Makedonie
V Republice Makedonie stále existuje velký potenciál pro zvyšování energetické efektivnosti v komerčních i obytných budovách, přičemž zde chybí dostatek vlastních energetických zdrojů. Článek posuzuje současný stav a popisuje hlavní činnosti na vládní i nevládní úrovni, vedoucí ke zvyšování energetické hospodárnosti budov.
odeslat odeslat    tisk tisk
Assist. Prof. d-r Todorka Samardzioska

Assist. Prof. d-r Todorka SamardzioskaAssisatnt professor (anglický ekvivalent titulu docent) na Univerzitě Svatého Cyrila a Metoděje na Katedře mechaniky. Ve výzkumu se, mimo jiné, zaměřuje na možnosti energetických úspor. Je členkou mnoha organizací. Navrhuje komerční, dopravní stavby i stavby pro bydlení.
E-mail: samardzioska@gf.ukim.edu.mk 
Spoluautoři:
Ing. Tomáš Hanák, Ph.D.
E-mail: hanak.t@fce.vutbr.cz 
Assoc. Prof. d-r Valentina Zileska – Pancovska E-mail: valentinazp@gf.ukim.edu.mk

Energetická efektivnost je hodnotné aktivum přinášející kladné efekty v mnoha oblastech: snižování nákladů, zvyšování životního standardu, ochrana životního prostředí a celkové zlepšení ekonomiky státu. Energetická náročnost budov výrazně vzrostla během posledních dvaceti let. V rozvinutých zemích připadá na budovy 40 % celkové spotřeby energie, z toho 33 % na komerční objekty a 67 % na obytné budovy. Tento růst souvisí s technickým rozvojem, stejně tak jako s dalšími faktory, například nárůstem populace, ekonomickým rozvojem, změnou velikosti domácností, změnou životního stylu nebo migrací. Přestože je z důvodů komplexnosti a vzájemné interakce zmíněných faktorů velmi obtížné přesně stanovit budoucí energetickou spotřebu budov, celosvětově se odhaduje nárůst její spotřeby o 45 % v období let 2002–2020, viz [1]. Právě proto začala Republika Makedonie zavádět nové energetické strategie za účelem snižování nákladů, lepšího využití energetických technologií v obytných a komerčních budovách a rozvoje metod měřicích a zdokonalujících komfort vnitřního prostředí.

Současná Makedonie
Republika Makedonie přijala v květnu 2006 zákon ratifikující Smlouvu zakládající Energetické společenství (Contract for establishing the Energy Community), která vytváří unikátní právní prostředí pro energetické trhy. Mezi její hlavní cíle patří:

  • vytvoření jednotného trhu s elektrickou energií a zemním plynem v jihovýchodní Evropě, který bude provozován v souladu s principy a nařízeními trhu Evropské unie;
  • zajištění stabilních, nepřetržitých a hospodárných dodávek energie;
  • vytvoření jedinečného regulačního rámce a stabilních tržních vztahů pro obchodování s elektrickou energií a zemním plynem v celém regionu a vytvoření podmínek pro trvale udržitelný rozvoj;
  • zlepšení životních podmínek, energetické efektivnosti a sociálních podmínek v členských státech Evropské unie.

Na začátku roku 2008 byla v rámci Sekretariátu Energetického společenství vytvořena Operační skupina energetické efektivnosti (Energy Efficiency Task Force), ve které je po jednom zástupci z každého členského státu. Pracovní program Operační skupiny zahrnuje čtyři úlohy:

  • analýzu současných aktivit souvisejících s energetickou efektivností v každém členském státě;
  • přípravu akčního plánu implementace opatření ke zvýšení energetické efektivnosti;
  • analýzu vlivu směrnic EU na energetickou efektivnost Energetického společenství;
  • rozvoj kampaně směřující ke zvýšení povědomí veřejnosti o energetické efektivnosti.

Pro přípravu analýzy v rámci třetího úkolu byly navrženy následující tři směrnice:

  • Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 2006/32/ES o energetické účinnosti u konečného uživatele a o energetických službách;
  • Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 2002/91/ES o energetické náročnosti budov;
  • Směrnice rady č. 92/75/EEC o označování štítkováním a o informování o normách výrobků týkajících se spotřeby energie a jiných zdrojů u domácích spotřebičů.

Jelikož Republika Makedonie nemá dostatek vlastních energetických zdrojů, představuje dovoz energií 10 % celkové roční spotřeby. Energetické zdroje jsou limitovány málo kvalitním uhlím (hnědé uhlí, lignit). Za předpokladu, že současná spotřeba energie zůstane konstantní, pak současné zásoby vystačí k zajištění dodávek energie během příštích 20–30 let. Vodní zdroje energie jsou také nedostatečné. Tato kritická situace přinutila vládu Republiky Makedonie identifikovat cíle tzv. národní energetické politiky:

  • zvýšení využití levných domácích ekologických zdrojů energie;
  • snížení závislosti země na dovozu paliv;
  • implementace střednědobého a dlouhodobého plánu rozvoje v oblastech souvisejících s obnovitelnými energetickými zdroji.

V Makedonii nastává naléhavá potřeba zajištění levného nízkoenergetického bydlení. Následující údaje jsou silnou motivací pro hledání inovací při výstavbě nových domů:

  • Vytápění obytných prostor v zimním období a jejich chlazení v letním období se na veškerých energetických potřebách (a nákladech) budovy podílí 60–70 %.
  • Tepelné ztráty způsobené nedostatečnou izolací stěn, podkroví a střech zaujímají až 70 % celkových tepelných ztrát budovy.
  • Více než polovina budov v Makedonii je nedostatečně tepelně izolována.
  • Dobře izolovaná budova významně zvyšuje svou vlastní hodnotu.

Program pro efektivní využití energie do roku 2020, který byl vypracován vládou Republiky Makedonie během roku 1999, identifikuje možnosti efektivního využití energie v Makedonii a vytváří pro něj i politické prostředí. Program navíc zahrnuje opatření stimulující zvyšování energetické efektivity. Aktivity směřují především k využití geotermální energie a energie z obnovitelných zdrojů (např. biomasa, solární energie). Mezi hlavní cíle současné Makedonie patří implementace evropské energetické politiky. Jedním z kroků směřujících ke splnění tohoto cíle bylo zřízení Agentury pro energii.
Strategie rozvoje energetického sektoru v Makedonii do roku 2020 s výhledem do roku 2030 [5], byla sestavena Makedonskou akademií věd a umění (Macedonian Academy of Science and Arts). Také Makedonské centrum pro energetickou efektivnost (Macedonian Center for Energy Efficiency, MACEF) v tomto procesu zaujímá jednu z hlavních úloh.
Nová Pravidla pro energetickou efektivnost stavebních objektů (Rolebook for energy efficiency of civil engineering buildings) stanovují požadavky a podmínky pro nové i rekonstruované stavby a jejich prvky. Pravidla stanovují maximální přípustnou měrnou tepelnou vodivost pro specifické stavební materiály a zavádějí nové certifikáty hodnotící energetickou efektivnost každé budovy a její vliv na životní prostředí. Nová Pravidla byla uvedena do praxe 1. ledna 2010. Ve spolupráci norské firmy ENSI – Energy Saving International AS, Makedonského centra pro energetickou efektivnost a Univerzitou sv. Cyrila a Metoděje ve Skopji – Fakultou strojního inženýrství – byl v roce 2006 realizován tréninkový program Energetické audity budov. Mezi hlavní cíle programu patřilo: vzdělávání inženýrů v oblasti problematiky energetického auditu, rozvoj kapacit a odbornosti místních pracovníků jak zlepšovat a monitorovat reálné stavební projekty. Jedním z výsledků byla realizace několika pilotních projektů na vybraných veřejných budovách [3], [4], např. pilotní projekt tělocvičny v makedonském městě Gevgelija. V rámci tohoto programu byl lokálním podmínkám přizpůsoben ENSI – Key Number Software využívaný k energetickým a nákladovým kalkulacím.

Úspory energie ENCON
ENSI – Key Number Software je založen na principu úspory energií. Celkový energetický systém sestává ze třech hlavních částí: výroby energie, distribuce energie a spotřeby energie průmyslem a budovami. Ohodnocením všech elementů a v případě potřeby i provedením vhodných opatření je možné dosáhnout energeticky efektivního systému. Tento příspěvek se dále zabývá výhradně jednou částí energetického systému: všemi typy budov (školy, nemocnice, kancelářské budovy, bytové domy apod.). ENCON (proces zachování energie) – ENergy CONservation – přináší kromě finančního zisku i prospěch životnímu prostředí. Každý proces ENCON by měl být rozdělen do šesti hlavních fází, viz obr. 1. Výsledky každé fáze by měly být vyhodnoceny a na základě dosaženého výsledku by mělo dojít k rozhodnutí, zda je užitečné v procesu pokračovat.

Obr. 1. Schéma procesu ENCON [2]
¤ Obr. 1. Schema procesu ENCON [2]

Energetický audit
Pokud vlastník budovy považuje identifikovaný ENCON potenciál za akceptovatelný, následuje podepsání smlouvy o energetickém auditu:

  • Jednoduchý energetický audit: vypracován s přesností ±10–15 %, ve srovnání s detailním auditem se jedná o levnější variantu.
  • Detailní energetický audit: ve srovnání s jednoduchým auditem je obsáhlejší a dražší, avšak obsahuje záruku dosažení energetických úspor, vypracován s přesností ±5–10 %.

Energetický audit je založen na prohlídce budovy, měřeních a zahrnuje hodnocení a analýzu stávající situace a různých potenciálních opatření. Technické a ekonomické zhodnocení je prezentováno ve zprávě z energetického auditu, zpracovávané jak pro jednoduchý, tak pro detailní energetický audit. Pokud má být projekt realizován, pak je zpráva z energetického auditu hlavním dokumentem pro všechny zainteresované strany. Zpráva obsahuje následující údaje:

  • potenciál ENCON (měření, investice, úspory a zisk);
  • popis stávajícího stavu;
  • detailní popis každého opatření ENCON;
  • environmentální aspekty;
  • časový plán realizace;
  • financování;
  • kritéria pro záruku úspor (platí pouze pro detailní energetický audit);
  • provoz a údržba včetně vyškolení personálu;
  • energetický monitoring (energetický management).

Energeticky úsporná opatření
Zpráva z energetického auditu je základním dokumentem pro realizaci energeticky úsporných opatření. Vitální částí procesu ENCON je identifikace a evaluace relevantních energeticky úsporných opatření jak pro novostavby, tak pro rekonstrukce. ENSI Key Number Software (metoda Klíčových čísel pro vyhodnocování energeticky úsporných opatření) je velmi efektivní nástroj pro zmíněná vyhodnocování. Ekonomicky nejefektivnější opatření jsou popsána ve zprávě z energetického auditu a vyjádřena pomocí klíčových čísel.

Výměry budovy
Před provedením vlastní energetické kalkulace a vyhodnocení opatření ENCON je třeba zjistit výměry budovy. Jako příklad použití metody klíčových čísel autoři prezentují rekonstrukci budovy veřejného charakteru zpracované v rámci diplomové práce na Univerzitě sv. Cyrila a Metoděje ve Skopji. Na budově byly plánovány úpravy vnějších zdí a výměna oken.
Obr. 2 znázorňuje obrazovku software pro zjednodušenou kalkulaci Key Numbers. Obrazovka obsahuje následující položky: vytápěná plocha [m2], hrubý objem [m3], čistý vytápěný objem [m3], plocha venkovních stěn [m2], celková plocha oken [m2], podlahová plocha [m2] a plocha střechy [m2].

Obr. 2. Popis výměry budovy
¤ Obr. 2. Popis vyměry budovy

Vytápění
V rámci parametru vytápění je třeba vypočítat spotřebu energie na vytápění budovy za stávajícího stavu, tj. před provedením energeticky úsporných opatření, a také celkovou energetickou spotřebu po provedení relevantních opatření, popsaných novými hodnotami parametrů. Obr. 3 ukazuje parametry klíčových čísel vztahujících se k položce vytápění. Každý parametr je popsán a kvantifikován v určitých jednotkách. Např. parametr U-stěny udává hodnotu součinitele prostupu tepla zdí [W/m2.K].

Obr. 3. Parametry klíčových čísel – vytápění
¤ Obr. 3. Parametry kličovych čisel – vytapěni

Jednotlivé parametry
U-stěny: průměrná hodnota součinitele prostupu tepla venkovními stěnami [W/m2.K]: závisí na tloušťce zdiva a izolace, technologii konstrukce, použitém materiálu a tepelných mostech. Tepelné mosty obvykle zvyšují U-hodnotu o 10–20 %.
U-okna: průměrná hodnota součinitele prostupu tepla okny včetně okenniho rámu [W/m2.K]. Závisí na počtu zasklení, velikosti okna, materiálu rámu apod. V rámci tohoto parametru není započítána infiltrace.
U-střechy: průměrná hodnota součinitele prostupu tepla střešními konstrukcemi včetně tepelných mostů [W/m2.K]. U-hodnota zahrnuje tepelné odpory všech vrstev střechy, tj. konstrukcí na styku s vnitřním vzduchem, respektive venkovním vzduchem (tj. včetně nevytápěného podkroví). Hodnota závisí na tloušťce střešní konstrukce a tepelné izolace, použitém materiálu a tepelných mostech.
U-podlahy: průměrná hodnota součinitele prostupu tepla konstrukcemi podlah včetně hodnoty tepelného odporu zeminy i nevytápěného suterénu [W/m2.K]. U-hodnota závisí na tloušťce podlahové konstrukce, použitých materiálech a tepelných mostech.
Plocha oken: hodnota vyjadřující poměr mezi celkovou plochou oken (tj. včetně rámů) a celkovou vytápěnou plochou [%].
Celkové sluneční zisky: faktor využití celkových slunečních zisků. Zohledňuje prostup energie skrze zasklení a přídavné stínění.
Infiltrace: míra přirozené výměny vzduchu v bodově za hodinu [h-1]. Výpočty jsou založeny na hodnotách uváděných v [kWh/m2.y], tj. na hodnotách uvádějících spotřebu energie na m2 čisté vytápěné plochy.
Se všemi zbývajícími položkami (větrání, ventilace a čerpadla apod.) software pracuje stejným způsobem.

Konečné výsledky
Výsledky mohou být prezentovány v různých formách. Obr. 4. ukazuje ve sloupcovém grafu roční spotřebu energie zkoumaného objektu před realizací opatření ENCON a po jejich realizaci. V tomto případě došlo k poklesu pouze u jednoho parametru „vytápění“ (červený pruh), jelikož byla provedena pouze výměna oken a dodatečná tepelná izolace na obvodových zdech.
ET křivka (energeticko-teplotní křivka) zaznamenává na horizontální ose x průměrné venkovní teploty za týden, na vertikální ose y hodnoty spotřeby energie E vztažené k 1 m2 vytápěné plochy naměřené během daného týdne. Hodnoty na ose x jsou vyjádřeny v [°C], hodnoty na ose y v [kWh/m2*/týden]. Každá budova má svou vlastní jedinečnou ET křivku, která vyjadřuje, jaká by měla být optimální spotřeba energie při určité venkovní teplotě a správných podmínkách provozu budovy.
Ve stejném duchu může být proces ENCON využit pro naprosto odlišné parametry. To však vyžaduje výbornou znalost software ENSI (případně jakéhokoliv jiného vhodného software), znalosti v oblasti stavebnictví, stavebních materiálů a aktuálních právních předpisů v oblasti energetické efektivnosti v Republice Makedonie.

Obr. 4. Roční spotřeba energie před a po provedení opatření ENCON
¤ Obr. 4. Ročni spotřeba energie před a po provedeni opatřeni ENCON

Závěr
Jak ukázaly výsledky analýzy energeticky efektivních budov v Republice Makedonie, Makedonie následuje současné trendy v oblasti energetické efektivnosti. V roce 2006 byl realizován tréninkový program Energetické audity budov, uskutečněný ve spolupráci s norskou firmou ENSI – Energy Saving International AS, Makedonským centrem pro energetickou efektivnost a Univerzitou sv. Cyrila a Metoděje ve Skopji – Fakultou strojního inženýrství. Program byl zaměřen na vzdělávání inženýrů v oblasti problematiky energetického auditu a rozvoj kapacit a odbornosti místních pracovníků. Jako součást programu došlo k adaptaci ENSI Key Number software, používaného k ekonomickým kalkulacím, na lokální podmínky. Makedonská vláda dále zpracovala Program pro efektivní využití energie do roku 2020. Program identifikuje možnosti efektivního využití energie v Makedonii a vytváří pro něj vhodné politické prostředí. Program navíc zahrnuje opatření stimulující zvyšování energetické efektivity.
Před dvěma lety byla zřízena Agentura pro energii. Jedním z hlavních cílů Agentury je implementace evropské energetické politiky.
Ministerstvo ekonomiky sestavilo nová Pravidla pro energetickou efektivnost stavebních objektů. Příručka zavádí požadavky a podmínky pro nové i opravované stavby a jejich prvky (např. maximální přípustná tepelná vodivost pro specifické stavební materiály, certifikáty).
Nejdůležitějším výsledkem všech výše zmíněných aktivit je skutečnost, že se podařilo přesvědčit makedonskou stavební veřejnost, že dobře strukturované a efektivní projekty vyžadují provedení kvalitního energetického auditu a využití moderních metod a nástrojů project managementu. Přes všechny inovativní kroky uskutečněné v oblasti energetické efektivnosti staveb v Republice Makedonii autoři zmiňují fakt, že před Makedonií stojí stále spousta výzev a práce k dosažení úrovně zemí zaujímajících ve zmiňované oblasti přední pozice.

Použitá literatura:
[1] U.S. Congress, Office of Technology Assessment, Building Energy Efficiency, OTA-E-518, Washington, DC: U.S. Government Printing Office, May 1992
[2] ENSI Tools on Energy Auditing in Buildings – Energy Saving International AS, Software and User Guide, August 2005
[3] Dimitrov, K.: Energy efficiency, Macedonian centre for energy efficiency, Skopje, Macedonia, 2003
[4] Samardzioska, T., Dimitrov, O., Dimitrovski, D.: Project for improvement of the energy efficiency of the gymnasium in Gevgelija, Macedonian centre for energy efficiency, Skopje, Macedonia, 2006.
[5] Strategy for development of the energetic sector in Macedonia up to the 2020, with a vision up to 2030, MANU (Macedonian Academy of Sciences and Arts), 2009. (in Macedonian)
[6]  Rulebook for energy efficiency of civil engineering buildings, Ministry of Economy, Official Gazette of R Macedonia, nr. 143 of 13. 11. 2008. (in Macedonian)
[7]  Janevska, S.: Repair of existing building in order to improve its energy efficiency – Diploma work, University St. Cyril and Methodius, Faculty of Civil Engineering, Skopje, supervisor T. Samardzioska, August 2008. (in Macedonian)





Licence Creative Commons

www.casopisstavebnictvi.cz podléhá licenci Creative Commons
Uveďte autora | Neužívejte dílo komerčně | Nezasahujte do díla 3.0 Unported
.

RSS
Líbí se nám: Vše o stavbách a architektůře najdete na 4stav.cz. Použité stroje jako brusky, lisy a jiné naleznete na AKKstroje.cz. Studijní materiály nejen o stavebnictví, ale i strojírenství a zeměpis najdete na Škola, studium, wiki. Pomozte klikem, udělejte dobrou věc a přečtěte si v magazínu nejen o životním stylu.
© 2007