Dnešní stavebníci usilují o minimální spotřebu energií a maximální provozní efekt všech objektů, především však o energetickou nezávislost, tedy soběstačnost. Musí začít u koncepce i konstrukce stavby, technického zařízení a veškerého provozu budovy. Očekávané výsledky se ovšem nedostaví samy od sebe, natož hned. Vyžadují optimální skladbu kroků a opatření a… řadu vstupních investic.
Nic nového pod sluncem
Soběstačný, tedy energeticky nezávislý příbytek sloužil už dávným předkům. To když panská sídla a zemědělské usedlosti byly přímo odkázány například na vlastní zdroj vody, paliva atd. Jenže k takovému panství patřily lesy (tedy otop), rybníky (voda), statky měly vlastní studny i polnosti (pitná voda, obživa, energetické plodiny)… Svým způsobem energeticky soběstačné jsou i supermoderní ponorky nebo kosmické stanice.
Trend nezávislosti se přenáší i do stavebnictví. V rodinné výstavbě jsou to dnes především semisoběstačné objekty, které vyprodukují více energie, než jsou samy schopny spotřebovat. Odborníci přesto tvrdí, že jde pouze o „účetní“ soběstačnost, neboť ani takový dům se bez napojení na veřejné sítě neobejde. Mylná je tudíž představa o jednoznačné finanční výhodnosti soběstačného bydlení. Ano, zdroje (slunce, vítr či voda) jsou sice zadarmo, technická zařízení pro jejich zpracování a využití jsou však stále poměrně nákladná a současně je obvykle třeba zřídit i připojení na veřejné sítě.
Názor odborníka |
|
Český ostrovní dům je malinký projekt. Vidím tu ale jeden jasný indikátor. I přesto, že nenabízíme žádný produkt a pracujeme především se studenty a odborníky, po půldruhém roce činnosti nám chodí různě velké poptávky téměř každý den. Na soběstačné, ostrovní, nízkoenergetické či jakkoliv vylepšené domy. Je tu hmatatelně rostoucí poptávka po zdrojově šetrnějších řešeních a trh se bude postupně přizpůsobovat. A zda je to více energetické nebo stavební téma? Dle mé zkušenosti je to více o technologiích a jejich racionálním a funkčním využití. Nechci říct, že architektura je až druhá, ale řekl bych, že je aktuálně v pokročilejším a ustálenějším stavu. Technologie v oblasti energetiky a vodního hospodářství dnes zaznamenávají turbulentní vývoj i díky měnícímu se geopolitickému kontextu. Jsme neuvěřitelně zručný a důmyslný národ, ovšem pokulháváme ve schopnosti mezioborové spolupráce a připouštění toho, že někdo jiný by mohl mít lepší názor. Legislativní rámec a nepřehledná změť od stavebního po energetický zákon je někdy na hranici trpělivosti a pročištění by mělo blahodárný vliv na nás všechny.“ Pavel Podruh: Český inovátor, podnikatel, muzikant a cestovatel, propagátor off-the-grid bydlení. Založil projekt Český ostrovní dům, jehož misí je akcelerace nástupu udržitelnějších technologií do běžných domácností a budov. Se svým týmem hledá možnosti budoucího nakládání s přírodními zdroji. |
„Záleží na tom, v jaké realitě člověk žije. Pro spoustu lidí po celém světě je představa soběstačných domů a staveb určitě velice vzdálená, pro jinou skupinu lidí je to už skutečnost nebo blízká budoucnost. S tím, jak roste chápání celospolečenského významu obnovitelných zdrojů, přelévá se významně první skupina do té druhé. Věřím, že za pět let nebude soběstačný dům nic extrémního a za deset let bude mít téměř každá budova svou vlastní výrobu energie, kterou si bude ukládat do bateriových úložišť a rozvodná síť bude sloužit především jako záložní zdroj a pomocník ke sdílení přebytků.Teoretické předpoklady…
Chcete-li si postavit energeticky soběstačný dům, musíte začít od koncepce objektu. Ujasnit si, zda hodláte žít ve městě či na venkově, jaké energetické možnosti vybraná lokalita nabízí, jak dostupné jsou místní klasické a alternativní zdroje energie a mnohé další otázky. Měli byste mít jasno i ve tvaru, typu, velikosti a vnitřních dispozicích domu. Za optimální lokalitu se obecně považují místa nepříliš vystavená větru (pokud nehodláte provozovat větrnou elektrárnu) s maximálním ziskem slunečního záření, za nejvhodnější tvar pak kompaktní objekt s minimem ploch a tepelných ztrát.
Stavba by měla být orientována prosklenými plochami a co největším počtem oken k jihu či jihozápadu. Promyslet je třeba i zdroje energie, a pokud uvažujete kupříkladu o tepelném čerpadle, odebírajícím energii z vody, někde poblíž by se měl nacházet její vydatný zdroj – potok, rybník, podzemní pramen. Využití energie země zase potřebuje podrobný průzkum terénu k případným vrtům a uložení kolektorů…
…a podmínky životaschopného ostrova
Ostrovní dům musí splňovat požadavky na komfortní bydlení i v těch nejnáročnějších klimatických podmínkách. Jak je to tedy s tou nezávislostí na inženýrských sítích?
Vodu pro bydlení potřebujete. Při absenci veřejné vodovodní sítě se tedy musíte zaměřit na alternativní zdroje vody. Nejjednodušší je vyvrtat studnu. Kde nelze, tam se jako dobré alternativní řešení jeví využití upravené dešťové vody, která poslouží nejen k technologickým účelům (topení, úklid, zavlažování), ale i k mytí, sprchování, vaření a podmíněně i k přímé konzumaci. Nezbytné je šetrné nakládání s vodou a co největší míra zpětné využitelnosti tzv. šedé vody.
Odpadní vody je tedy třeba od počátku separovat, ty méně znečištěné opakovaně využít. Jako ideální se jeví např. použití kořenové čistírny, případně jiná řešení, která se obejdou bez energie, což ovšem vždy závisí na konkrétních podmínkách a možnostech.
Důležitou součástí ostrovního domu je výroba a uchovávání energie a tepla. Hlavní složku energetické bilance tvoří sluneční energie (fotovoltaika, termosolární ohřev vody, akumulace tepla). Pro případ nepříznivých klimatických podmínek je vhodné využívat k vytápění nezávislý zdroj tepla (krb nebo krbová kamna s teplovzdušným, případně teplovodním rozvodem, kotel na tuhá paliva) či bivalentní zdroj energie (elektrocentrálu). Nasnadě je využití tepla z odpadní vody (může snížit nároky na teplo až o jednu čtvrtinu).
Návrh správného technického řešení logicky provází i odpovědný výběr spotřebičů. Při návrhu ostrovního domu je také nutno zamyslet se nad dalšími možnostmi – větráním, rekuperací tepla ze vzduchu, pasivním chlazením (ohřevem) domu, měřením, regulací atd.
Názor odborníka |
|
A pokud jde o nezávislost? Lidská společnost je založená na vzájemné závislosti jednoho na druhém. To umožňuje větší specializaci. Nezávislost, o kterou usilujeme my, je strukturální. Chceme svobodu rozhodování. Decentralizovaná ekonomika a energetika bude ekologičtější a flexibilnější alternativou současného stavu. I když naše technologie potřebují elektřinu, potřebují jí málo a díky svému provozu redukují spotřebu vytápění natolik, že otevírají cestu ostrovním řešením, kde zdrojem může být třeba solární energie. Je více možností, jak elektřinu získat. Chceme mít a zároveň poskytovat možnost volby. Ostrovní systémy výrazně zjednodušují stavbu tam, kde nejsou sítě. To je svoboda!“ Ing. Kryšrof Hon, HIM: Generální ředitel české společnosti WAFE, s. r. o., partnera Českého ostrovního domu. Studoval mezinárodní obchod a zabýval se zahraničním obchodem a marketingem v oblasti strojů, plastů nebo letecké techniky a nastavováním distribučních kanálů a procesů v oblasti prodeje. |
„Český ostrovní dům a naše společnost WAFE se ve své filozofii potkávají na několika úrovních. V první řadě je to snaha ČOD koncentrovat ve svých projektech ta nejlepší a nejefektivnější technologická řešení pro úsporné bydlení, aby bylo vůbec možné ostrovního systému dosáhnout. Ve WAFE je vývoj toho nejlepšího možného v oblasti rekuperace naší dlouhodobou misí. Druhou podstatnou úrovní je snaha tato řešení popularizovat a v mnoha případech vyvracet existující mýty, které rozvoji a využití technologií brání. Třetí velice podstatnou úrovní je kromě snahy o redukci energetické náročnosti také snaha zachovat díky technologiím komfort, na který jsme zvyklí. My prostě nechceme žít v igelitovém pytlíku a odmítáme nepřirozeně sterilní prostředí. V neposlední řadě hraje v naší spolupráci roli úroveň lidská. ČOD i WAFE jsou organizace plné nadšených lidí, zkušených profesionálů v oboru, ale i studentů nebo čerstvých absolventů s podobným viděním světa a zápalem pro věc.Rozhlédněte se kolem
Zkušenosti (např. z domu rodiny Fojtových, viz podrobnější informace níže) ukazují, že většinu energie, která se spotřebuje v běžné domácnosti, lze ušetřit i bez snížení uživatelského standardu. Je však nezbytně nutné nahradit elektřinu všude tam, kde se z ní vyrábí teplo (topení, ohřev TUV a vaření). Pro ostrovní dům je nevhodné i použití tepelných čerpadel na topení. Přínosem je naopak pračka s přívodem teplé vody – takové pračky se vyrábějí, ale vodu lze napouštět třeba přes termostatickou baterii.
V domě se vaří na propanbutanovém sporáku, rychlovarnou konvici rodina nemá. Je rovněž nutné omezit spotřebu dlouhodobě pracujících spotřebičů. Tedy lednice, počítače, čerpadel topení, ventilátorů atd. Vyplatí se pořídit nová, maximálně úsporná zařízení. Pozornost je třeba věnovat i tzv. nenápadným spotřebičům, které jsou trvale pod proudem.
Praktický příklad: dům rodiny Fojtových
„Náš téměř soběstačný dům už funguje 10 let. Jediné, co musíme doplňovat, je dřevo na topení v zimě, 10litrové lahve s propan-butanem na vaření a naftu do elektrocentrály. Jedna propanbutanová lahev vydrží přibližně na dva měsíce. Postupně jsme zvýšili výkon solárních panelů na zhruba 6 kWp a kapacitu baterií tak, že se dnes do nich vejde asi 100 kWh. Díky tomu v zimě překleneme delší období bez sluníčka a tak stačí spouštět elektrocentrálu, která doplní chybějící elektřinu jen na desítky hodin za rok. Provoz zcela bez centrály je nereálný.
Do domu jsme také postupně pořídili i další velké spotřebiče, jako třeba myčku nádobí, ale uprostřed zimy ji nepoužíváme. Naopak v létě, kdy máme přebytky elektřiny, filtrujeme bazén, na skalce běží potůček a tak spotřebujeme okolo 20 kWh denně. V zimě máme denní spotřebu 3–4 kWh. Za celou tu dobu se nám nestalo, že bychom byli bez proudu, ale pokud bychom rozpočítali pořizovací náklady, cena elektřiny je určitě vyšší, než kdybychom byli připojeni k síti.
Pokud jde o technologie, rozvoj ostrovních systémů naráží na ekonomiku provozu. Nevidím smysl odstřihnout se od sítě a budovat předimenzovanou kapacitu ukládání energie včetně záložních zdrojů. Daleko smysluplnější je hybridní řešení, kdy jsou baterie navrženy jen na uložení elektřiny ze dne na večer a noc, a když to nestačí, čerpá se ze sítě.
V plně ostrovním provozu se musí systém navrhnout tak, aby dodal maximum elektřiny v zimě, proto musí být v létě předimenzovaný a je problém přebytečnou elektřinu využít. Ostrovní řešení tedy má smysl jen tehdy, pokud se opravdu nelze připojit k síti.“
Ing. arch. Pavel Fojt |
|
Tvůrce a uživatel jednoho z prvních soběstačných domů. Od roku 1990 se zabýval výrobou modelů architektury. Před 11 lety si postavil tzv. ostrovní dům bez přípojek plynu, vody nebo elektřiny, který je plně soběstačný. Přesto Fojt pragmaticky říká, že elektřina ze zásuvky je pořád nejlevnější. Více na Ostrovnidum.cz |
Další užitečné rady
• Je třeba navrhnout systémy tak, aby se elektřina spotřebovávala pouze v době, kdy je jí dostatek. Například vodu rodina čerpá z hlubokého vrtu ponorným čerpadlem o příkonu 1 200 W do „kubíkové“ nádoby zhruba jednou za dva dny a teprve z ní pak menším čerpadlem domácí vodárny. Pračku také pouští jen při dostatku proudu.
• V domě slouží výhradně úsporné osvětlení. Výborné jsou LED žárovky, vhodné jsou také klasické úsporné žárovky. Problémy představovaly lineární zářivky, které vyžadovaly tak velké rozběhové proudy, že na rozsvícení čtyř zářivek 18 W s elektronickými předřadníky nestačil ani měnič s výkonem 1 600 W.
• Rozvody elektřiny by měly umožnit centrální ovládání spotřebičů, aby se zapínaly v době dostatku proudu. Například pračka, čerpadlo studny… by měly mít k zásuvce od rozvaděče samostatný přívod, který lze zapínat a vypínat. Tento systém je vhodnější než novodobé inteligentní rozvody, neboť ve vypnutém stavu nemá žádný odběr proudu.
• V ostrovním domě, kde elektřinu vyrábějí fotovoltaické panely, se její dostupnost s dobou mění jak během dne, tak během roku. Nejvíce energie je v létě, kdy je problém všechnu spotřebovat, nejméně v prosinci, kdy musí pomáhat elektrocentrála. Aby se překlenula doba, kdy slunce nesvítí, nebo svítí málo, je potřeba energii ukládat. Zatím jedinou možností jsou baterie.
• Spotřebiče pro jednoduchost rozdělte do tří skupin: ty, které musí pracovat vždy, když je spustíte – lednice, osvětlení, rádio, televize, počítače…, ty, které mohou se spuštěním počkat do doby, kdy je dostatek elektřiny – pračka, filtrace vody v bazénu, myčka nádobí, čerpání vody ze studny do nádrže v domě, a na spotřebiče, které spotřebují nadbytek proudu, který vzniká v létě – ohřev vody nebo vody v bazénu.
Text: Petr Saulich, Foto: Archiv firem a redakce
