Architektúra a urbanizmus 2020 – smerovanie k takmer nulovému energetickému štandardu [vedanadosah.sk]

Potenciál aktívneho využitia slnečnej energie na konkrétnych prípadových štúdiách v mestách prostredníctvom fotovoltických a termických kolektorov mapoval projekt Architektúra a urbanizmus 2020 – smerovanie k takmer nulovému energetickému štandardu. Zaoberal sa ním tím z Fakulty architektúry Slovenskej technickej univerzity v Bratislave v zložení: Krajcsovics Lorant, Špaček Robert, Keppl Julián, Macháčová Klára, Iringová Agnesa, Bencová Jaroslava, Uhrík Martin, Šíp Lukáš, Pifko Henrich, Morgenstein Peter, Legény Ján a Šichman Martin.

Pri bilancovaní potreby energie sa preukázalo, že niektoré mestské štruktúry môžu dosiahnuť nulovú alebo plusovú energetickú bilanciu. „Tieto prebytky je pri produkcii hlavne elektrickej energie možné poskytnúť okolitým štruktúram, dosahuje sa tak kooperácia urbánnych štruktúr. Táto kooperácia vedie k novej urbanistickej paradigme. Z hľadiska typológie poskytuje funkčne zmiešaná zástavba lepšie vyváženie energetického dopytu a potenciálu solárnychplôch. Súčasťou výsledku je aj monografia a v nej spracovaný katalóg urbánnych štruktúr, ako základne východisko pre tvorbu urb. štruktúr z hľadiska využívania solárnej energie pre architektov, urbanistov,“ uvádzajú realizátori projektu.

Cieľom projektu bolo preskúmať možnosti a efektívnosť využitia niektorých alternatívnych zdrojov energie – najmä solárnej energie v existujúcej urbánnej štruktúre, preskúmať dopady na prostredie (zastavané územie) a definovať predpoklady optimalizácie stavebných objemov pomocou IT na princípe zdanlivého pohybu slnka po oblohe a štruktúry urbanistických komplexov ( hustota, forma, výška, orientácia zástavby).
Riešenia v rámci projektu sa zamerali na súbory stavieb, respektíve menšie alebo väčšie urbanistické celky a definované boli predpoklady, za akých by mohli dosiahnuť prevádzku v nulovej energetickej bilancii v mierke urbanistickej zóny alebo mestskej časti. Ako podotkol člen realizačného tímu projektu Robert Špaček, výskum sa koncentroval na fenomén priamej dostupnosti slnečného žiarenia, ktoré je základným predpokladom pri pasívnych a aktívnych formách využitia solárnej energie.

„Rozvoj na poli informačných technológií umožnil analyzovať súbory stavieb in silico – prostredníctvom simulačných nástrojov vo virtuálnom priestore. Metódou modelového/simulovaného znižovania energetickej potreby urbánnych celkov a prostredníctvom softvérového generovania sme vyhodnocovali potenciál výroby energie zo slnečného žiarenia. V priebehu výskumu sa ukázalo že, koncipovanie hmotovo - priestorových štruktúr v tradičnej mestskej blokovej zástavbe s ohľadom na maximálne využívanie slnečného žiarenia je výrazne komplikovanejšie, ako sa predpokladalo. Najväčší potenciál z hľadiska insolácie majú plochy striech. Pri snahe dosiahnuť rovnomerný dopad (distribúciu) slnečného žiarenia na celé riešené územie vrátane okolitých budov, je výšková regulácia zástavby nevyhnutná. Na posudzovaných variantoch bol konštatovaný konflikt medzi zásadami ochrany pamiatkového územia a snahou o maximálne využívanie slnečného žiarenia.“

Jedným z výsledkov týchto simulácií je vzájomný konflikt medzi aktuálnym trendom zahusťovania mesta a zvyšovania miery využívania slnečného žiarenia, a to najmä v hustých mestských štruktúrach. Zavádzanie prísnejších a komplexnejších regulatívov, ako je napr. solárny index, bude z tohto dôvodu nevyhnutné, uviedli realizátori projektu.

Bola konštatovaná nevyhnutnosť zmeny urbanistickej paradigmy. „Generovanie solárneho urbanizmu, optimalizácia zaužívaných urbanistických typologických druhov či revitalizácia existujúcich oblastí mesta predstavujú možný bod prieniku ku koncipovaniu energeticky nadproduktívnych urbánnych súborov. Energetický potenciál jednotlivých stavebných elementov urbánneho prostredia možno transformovať do synergického pôsobenia v energeticky kooperatívnom koncepte.“ Tento pohľad na mesto sa kryje aj s náplňou práce ACE Environment Sustainable Architecture and Urban Issues work groups, ktorých členom je Robert Špaček.

Prípadové štúdie kooperácie skúmaných mestských zón podľa tvorcov projektu preukázali, že zabezpečenie energetickej potreby závisí predovšetkým od typu budovy. Preto sa vyžaduje individuálne riešenie pre konkrétnu lokalitu. V niektorých prípadoch je možné pokryť spotrebu elektriny celých mestských oblastí so súčasnými technológiami, najmä s použitím strešných plôch budov pre PV panely (povojnová zástavba starých Krasňan, Bratislava –Rača). „Malopodlažné bytové domy mohli teoreticky dosiahnuť sebestačnosť vo výrobe elektriny v celoročnej bilancii. V opačnom prípade husto zastavanej štruktúry, najmä s výškovými budovami, nemajú taký potenciál, hlavne pre malú plochu striech (Petržalka Hálova). Zvýšením účinnosti PV panelov a znižovaním elektrickej potreby domácností sa bude vplyv opatrení na plusovú energetickú bilanciu zväčšovať.“
Realizátorom projektu sa podarilo predstaviť víziu synergického fungovania mesta, ako mesta s minimálnou produkciou CO2 tak, aby sa výrazne znížili negatívne dopady skleníkových plynov na životné prostredie a v maximálnej miere sa dokázali využívať obnoviteľné zdroje, hlavne slnečné žiarenie. „Preukázalo sa, že optimalizácia navrhovaných hmotovo-priestorových štruktúr či revitalizácia formou tepelnej ochrany existujúcich oblastí mesta, predstavujú možný bod prieniku ku koncipovaniu energeticky nulových urbánnych súborov. Energetický potenciál jednotlivých stavebných elementov urbánneho prostredia možno transformovať do synergického pôsobenia v energeticky kooperatívnom koncepte. Pre aplikáciu konceptu energetickej kooperácie bolo preukázané nevyhnutné predbežne stanovenie energetických tokov v území (produkcia – spotreba). V spojitosti s využívaním solárnej energie a pre potreby kvantifikácie energetických tokov v území mesta boli zavedené energeticky viazané ururbanistické ukazovatele – kooperačný indikátor a solárny index.“

Autori projektu zároveň konštatovali, že Európsky hospodársky a sociálny výbor v pláne pre nízkouhlíkový energetický systém do roku 2050 požaduje znižovanie priamych a nepriamych celkových emisií zo sektora stavebníctva, so zameraním na všetky štrukturálne aspekty, súčasne s požiadavkou európskeho parlamentu a rady stavať po roku 2020 všetky nové budovy s takmer nulovou spotrebou energie. „Tento cieľ je možné dosiahnuť dôsledným uplatňovaním nulového štandardu budov, aplikáciou aktívnych technológií využívajúcich slnečné žiarenie a využívaním obnoviteľných zdrojov energie.“
Informácie poskytol: Robert Špaček, člen realizačného tímu projektu Architektúra a urbanizmus 2020 – smerovanie k takmer nulovému energetickému štandardu
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

[vedanadosah.sk 23/04/2018]
Link: http://vedanadosah.cvtisr.sk/architektura-a-urbanizmus-2020-smerovanie-k-takmer-nulovemu-energetickemu-standardu