Novinka EkoWATTu

Příčiny neefektivního využívání energií ve výrobních a obchodních budovách

13. 11. 2009

V poslední době se mnoho firem snaží najít potenciál úspor ve spotřebě energií. Příspěvek se zabývá nejčastějšími příčinami neefektivního využívání energií v budovách určených pro výrobu a obchod.

Následující odstavce vycházejí z praktické zkušenosti EkoWATTu při analýzách energetiky budov. Velmi často jde o administrativní budovy, ale i obchodní centra a výrobní budovy. Problematika administrativních budov je poměrně známá, proto je téma věnováno méně probíraným tématům výrobních a obchodních budov.

Tři příčiny neefektivního využívání energie

Prvním důvodem energeticky neefektivního provozu budov je jejich návrh, resp. absence jakékoli energetické koncepce. V tradičním pojetí vzniká nejdříve architektonický návrh, který se v dalším kroku dostává k projektantům stavební části. V této fázi jsou fyzikální vlastnosti budovy již z velké části definovány a účelem projektu TZB je pouze zajištění akceptovatelného vnitřního prostředí z hlediska vytápění, větrání a chlazení. Pokud by měl architekt v prvotní fázi více informací o důsledcích svého rozhodování, mohl by malou změnou konceptu významně snížit nejen pozdější energetickou náročnost, ale i výši investice do technických zařízení. V ideálním případě vzniká budova v procesu integrovaného návrhu, kdy je možno optimalizovat návrh odvážnějším způsobem, například využít možnosti nočního větrání s akumulací chladu do masivních konstrukcí, což umožní zásadně zredukovat strojní chlazení.

Velké množství případů neefektivního využívání energie v budovách vzniká kvůli rozporu zájmů developera a konečného uživatele budovy. Výrobní či obchodní společnost si výstavbu většinou objedná u dodavatele na klíč. Dodavatel, resp. projektový manažer stavby se snaží minimalizovat veškeré investiční náklady, za což je odměněn buď ziskem v případě firmy nebo osobním ohodnocením v případě jednotlivce. Pozdější energetická náročnost ustupuje ve fázi výstavby zcela do pozadí a používají se nejlevnější dostupná řešení.

Třetím důvodem je pak způsob provozování budov. Provoz rozsáhlých budov je poměrně složitý a je při něm třeba zkoordinovat ovládání různých systémů. Pro tento účel se často používá BMS – building management systém, který může mít velmi rozličnou kvalitu, míru podrobnosti dostupných informací a uživatelskou přátelskost. Nepoučená obsluha nebo nekvalitní BMS dokáže způsobit rozsáhlé škody, na které se někdy nepřijde po řadu let.

Případová studie 1 – průmyslový podnik

Firma vyrábějící komponenty pro automobilový průmysl si nechala vybudovat zcela novou výrobní halu. Vše bylo navrženo a realizováno v souladu s platnými normami a právními předpisy. V rámci stavby však nebyly dodrženy jisté úřední postupy, což vedlo ke sporu s místními ekologickými sdruženími. Výsledkem byl příslib firmy snížit dopady své činnosti na životní prostředí, což vyústilo mimo jiné i do energetické analýzy výrobních procesů. Při analýze nebyla zjištěna významnější možnost ovlivnění energetické náročnosti výroby jako takové, byly však nalezeny velké nedostatky v provozování budovy. Obrovská hala byla vytápěna a větrána zařízením, které bylo investičně nejlevnější, avšak v provozu bylo nesmírně neefektivní. Šlo o větrací zařízení bez rekuperace tepla z odpadního vzduchu a bez cirkulace vnitřního vzduchu. V praxi to znamenalo, že se do haly vhánělo a ohřívalo 550 000 m³ vzduchu za hodinu (!). Výměnou zařízení bylo dosaženo úspory energie kolem 30 %. Důvodem špatného řešení byl v tomto případě tlak na minimalizaci investic bez ohledu na výsledek.

Případová studie 2 – nákupní centrum

Velký nákupní komplex je složen z několika postupně budovaných částí, které jsou napojeny na společný systém BMS. Majitelem areálu je společnost, která se rozhodla dosáhnout ambiciózního cíle snížit energetickou náročnost svých aktivit o 50 % a dosáhnout 100% pokrytí energetických potřeb obnovitelnými zdroji v horizontu do roku 2020.

Při analýze bylo zjištěno mnoho možností dílčích zlepšení, která využívala ne zcela koncepční způsob stavby a napojování částí areálu v rámci etapizace výstavby. Opět se zde objevovaly pokusy o snižování investičních nákladů, nicméně v menším měřítku, než je obvyklé, protože společnost má poměrně propracované standardy týkající se vnitřního prostředí budov. Zajímavým faktorem však byl vliv lidského činitele – způsob obsluhování BMS a sledování spotřeb energií.

Systém BMS byl dodán externí firmou, která na vývoji dále průběžně pracovala. V rámci budovy pak systém obsluhovalo několik pracovníků, kteří se střídali na směnách. Problém vznikal tím, že při nastavení jakéhokoli prvku bylo nutno „rozkliknout“ řadu zanořených oken na obrazovce monitoru a poté je znovu zavřít. U takto složitého a komplexního systému pak obsluha zcela ztrácela přehled o tom, jak je která část nastavena. Chyběla například přehledná časová tabulka zapínání a vypínání jednotlivých okruhů vzduchotechniky, osvětlení, apod. Při prohlídce bylo například zjištěno, že celé patro připravené pro další rozvoj areálu, které bylo prázdné a nepoužívané, svítí 24 hodin denně, aniž to obsluha tušila. Dalším komplikujícím faktorem bylo to, že systém BMS byl dosud ne zcela stabilní, což dodavatelská firma řešila tím, že jej vždy po několika dnech v nočních hodinách bez upozornění resetovala, aby se předešlo pádu software. Sledování spotřeb energií bylo dále zkomplikováno tím, že nepoučený pracovník vyplňoval do sledovacího protokolu nikoli měřené množství energií, ale fakturované částky. Jeho švédští nadřízení tak nedostávali ani tak informace o chování budovy, ale spíše o aktuálním kurzu české měny.

Mohlo by se zdát, že tento případ je alarmujícím příkladem nepořádku, avšak zde i přes tyto úsměvné historky šlo o poměrně dobře provozované energetické hospodářství. Existuje mnoho velmi složitých budov, kde není systém BMS vůbec provozován a zodpovědný personál ani netuší, co se v budově děje.

Případová studie 3 – provoz obchodního domu

Nadnárodní společnost požádala EkoWATT o spolupráci při snižování energetické náročnosti svých obchodních domů v několika zemích. Při analýze energetického hospodářství dvou budov byly zjištěny velké rozdíly, které nebylo možno vysvětlit odlišnostmi v technickém zařízení ani konstrukci budov. Důvody byly tedy hledány ve způsobu provozování obchodních domů.

Při detailní prohlídce bylo zjištěno, že hlavním důvodem rozdílu ve spotřebách energie je noční provoz, kdy probíhá úklid. V jednom obchodním domě probíhal úklid po celou noc. Prostory uklízelo patnáct uklízeček. I když jim správce budovy vysvětloval, že je nutno svítit pouze tam, kde se momentálně pohybují, nechávaly uklízečky trvale rozsvícené celé obchodní centrum včetně dekoračního osvětlení. Správce budovy ztrácel sílu jim pořád dokola vše vysvětlovat. Další spornou otázkou bylo větrání. Uklízečky si stěžovaly, že se jim v prostorách, kde uklízejí, špatně dýchá. Větrání přitom pracovalo v režimu směšování cirkulačního a čerstvého vzduchu v poměru, který dostačoval pro denní provoz, kdy se centru pohybovalo cca tisíc osob. Spory s uklízečkami došly tak daleko, že správce rezignoval a cirkulaci vzduchu vypojil, takže se do budovy přivádělo a tepelně upravovalo 50 000 m³ vzduchu za hodinu. Protože tato změna probíhala pouze v nočních hodinách, nikdo další o ní neměl tušení.

Ve druhém, konstrukčně shodném, obchodním centru uklízelo pouze deset uklízeček a svou práci stihly mezi šestou a devátou hodinou ranní. Zbytek noci bylo větrání i osvětlení zcela vypnuto.

Jak je vidět, výsledná energetická náročnosti byť i dobře navržené budovy může být klíčově ovlivněna spory mezi správcem budovy a partou uklízeček.

Případová studie 4 – státní úřad

Občas dojde vlivem nezodpovědné obsluhy naopak k snížení provozních nákladů omylem připisovaným úspoře energie. Na takový případ narazili pracovníci EkoWATTu při energetickém auditu významné, nicméně raději nejmenované, státní instituce. Při kontrole faktur bylo zjištěno, že odběr tepla klesl před dvěma lety o 50 % a od té doby zůstává na této úrovni. Hledání příčiny trvalo dost dlouho, protože v budově se nic nezměnilo a nebylo vyměněno ani měřicí zařízení, které fungovalo bez závad.

Důvod byl zjištěn teprve tehdy, když se pracovníci EkoWATTu zabydleli v suterénu u správce. Porouchaný parní výměník v suterénu totiž vydával velmi hlasité zvuky, jichž se tento dobrý muž zbavoval tak, že odpouštěl kondenzát z parního topení hadicí do kanalizace. Jelikož se spotřeba páry měří podle množství vraceného kondenzátu, byla záhada rázem objasněna.

Případová studie 5 – Národní technická knihovna

Nová Národní technická knihovna v Praze – Dejvicích je příkladem toho, jak úspornou budovu lze postavit, pokud je přípravě i stavbě věnována dostatečná pozornost.

Budova byla do detailů vymyšlena tak, aby využívala přirozené principy hospodaření s energií. Příkladem je větrání okny (u administrativní budovy zcela neobvyklé), akumulace tepla a chladu do masivních betonových konstrukcí a využití denního osvětlení. V létě tak tato šestipatrová budova vyžaduje náklady na chlazení v řádu pouhých několika stokorun denně, zatímco klimatizace okolních objektů běží naplno. V zimě je knihovna z významné části vytápěna vnitřními a venkovními tepelnými zisky.

Výstavba podobného objektu není snadná a vyžaduje velkou přípravu, stejně jako po uvedení do provozu vyžaduje dlouhé období, kdy jsou všechny systémy nastavovány a dolaďovány. V porovnání s desítkami let, kdy bude tato budova provozována s velmi nízkým dopadem na okolní životní prostředí, je tato vstupní investice zanedbatelná.

Závěr

Většinu případů energetického plýtvání zaviňuje lidský faktor. Firmy a instituce se nechovají jako ucelené organismy. Výsledek jejich činnosti je závislý na partikulárních zájmech jednotlivců, kteří sledují vlastní prospěch a nikoli cíl – snižování energetické náročnosti. Největší vliv má proces plánování a stavby budov. V okamžiku, kdy je budova hotová, je velmi drahé a často technicky nemožné cokoli změnit. Proto je třeba klást důraz na přípravu projektu a investovat do ní dostatek času a peněz. Tato investice se vždy velmi rychle vrátí.