Mirek Lupač
Agentura Koniklec, o. p. s.
Agentura Koniklec, o. p. s. se věnuje osvětě a vzdělávání jednotlivců, rodin a malých komunit v adaptaci lidských sídel na změnu klimatu. Naším cílem je, aby každý člověk porozuměl alespoň principům změny, která se děje okolo nás a která bude znamenat nutnost přizpůsobit naše domovy novým podmínkám. Na naše domy budou působit nejen přímé dopady změny klimatu (sucho, vlny veder, extrémní počasí), ale ovlivní je také úpravy spojené s úsporami energií, vody a další související technická opatření. Tyto změny s sebou ponesou nové návyky spojené s užíváním budov a novou skladbu nákladů na bydlení. Přípravy na tyto změny i potřebné investice je možné rozložit v čase, ale je potřeba s nimi začít. Aby bylo možné orientačně stanovit stav na startovní čáře a případně odhadnout, co nás čeká, vytvořili jsme v rámci naší služby (dlouhodobého projektu) #KlimaNaDoma metodiku pro orientační posouzení „klimatické připravenosti“ bytových a rodinných domů. Tato metodika se skládá ze 4 dílčích částí, které následně popíši.
1. Klimasken
V prvním kroku je budova vyhodnocena evaluačním nástrojem KlimaSken (CReLoCaF). Ten byl vytvořen v rámci mezinárodního projektu LIFE DELIVER Odolné sídliská LIFE17 CCA/SK/000126. Na adrese www.klimasken.cz je po zaregistrování možno vytvořit model budovy, která má být testována. Pro posouzení je potřeba kromě zadání popisných údajů vyhodnotit 24 indikátorů. Jejich popis a metodické listy jsou k dispozici na stejné stránce (https://www.klimasken.cz/indikatory-klimaskenu) v části „Indikátory pro budovy“.
Výpočtovou tabulku je také možné stáhnout ve formátu XLS.
Těchto 24 indikátorů obsahuje 4 položky hodnotící expozici budovy dopadům, tedy intenzitu a četnost jevů vyplývajících z ze změny klimatu v daném místě, 10 položek popisuje adaptivní kapacitu, tedy převážně stavebně-technické prvky vytvářející odolnost budovy, 6 položek hodnotí emise CO2 spojené s provozem budovy a konečně 4 položky posuzují některé aspekty provozu budovy.
Data pro jednotlivé položky vyplývají ze stavebně-technického řešení a vybavení budov a z naměřených hodnot spotřeb energií, vody a produkce odpadů. Výsledky se u jednotlivých indikátorů vyjadřují na škále 1-5 (0-100 %).
Výsledkem je „klimatický štítek“, přehledná grafická interpretace výsledků s jednou výslednou agregovanou hodnotou v procentech.
2. Index LTS
Index LTS, letní tepelné stability budovy, jsme vytvořili jako specifický nástroj pro interpretaci výsledků domácího měření klimatické odolnosti. K jeho stanovení je zapotřebí provádět letní měření teplot vzduchu v různých částech domu, měření teploty vnitřních a vnějších povrchů stěn, měření vlhkosti vzduchu a fakultativně intenzity slunečního záření včetně oslunění interiéru. K měření ej zapotřebí technika, kterou je na základě pokynů schopen obsluhovat prakticky každý.
Konkrétně používáme pro kontinuální monitoring meteorologických parametrů online připojené poloprofesionální meteostanice GOGEN ME 3900 WiFi, které budou částečně nahrazeny pokročilejšími stanicemi ECOWITT HP2551. Data z těchto stanic jsou dodávána do KlimaCloudu Agentury Koniklec. Pro měření teploty a vlhkosti vzduchu v interiéru nasazujeme dataloggery Hütermann a k souběžnému měření v různých částech domu používáme multikanálové dataloggery Steinberg Systems. Teplota povrchů je měřena jednoduchým (bez možnosti nastavení emisivity) IR bezkontaktním teploměrem Parkside PTIA1.
Pro stanovení indexu LTS je zároveň zapotřebí podrobné sledování počasí a jeho změn. Využíváme data ČHMÚ, která v desetiminutových krocích odečítáme z veřejných portálů a uchováváme v datovém úložišti.
Měření je prováděno v letní sezóně nejlépe tak, aby postihlo alespoň dvě vlny veder trvající nejméně 3 dny (3 tropické dny). Po skončení sezóny je měření vyhodnoceno. Výsledky jsou interpretovány prostřednictvím indexu LTS, který se skládá z těchto 11 položek:
| Ukazatel | Popis |
|---|
| Meze tepelné stability | Sledujeme, zda a v jakém rozsahu byla v době veder překročena maximální teplota interiérů pro letní stabilitu 27 °C. |
| Ochlazování | Sledujeme, zda se po 3 a více dnech veder podaří ochladit interiér do 24 hodin na teplotu pociťovanou jako komfortní. |
| Extrémní teplota | Sledujeme, zda a v jakém rozsahu byla naměřena v interiéru extrémní teplota nad 29 °C. |
| Teplotní útlum | Sledujeme tepelnou setrvačnost konstrukce domu, tedy do jaké míry se kolísání venkovní teploty projevuje uvnitř, vyjádřenou poměrem amplitudy vnějších teplot a teplot na vnitřním povrchu. |
| Fázový posun teplotního kmitu | Sledujeme, za jakou dobu se přehřívání venkovních povrchů projeví v interiéru. |
| Diverzita teplot | Sledujeme rozdíl teplot v různě osluněných a různě používaných částech domu, resp. zda je distribuce teplot v souladu s režimem používání domu. |
| Cirkadiánní nárůst teploty | Sledujeme nárůst vnitřních teplot během dne v horkém období. |
| Ohřívání transparent. částmi | Sledujeme, zda dochází k výraznému přehřívání interiéru okny a prosklenými částmi konstrukce. |
| Letní součtová teplota | Sledujeme poměr skutečné průměrné součtové teploty (součet teploty vzduchu a povrchů v interiéru) k maximu a optimu. |
| Relativní vlhkost vzduchu | Sledujeme, zda je vlhkost vzduchu v doporučovaném rozmezí. |
Tabulka 1 – Parametry indexu LTS
Vyhodnocení indexu LTS není možné provádět automaticky. Data z měření se musí vložit do šablon, zpracovat do podoby grafů a následně se provede jejich analýza a zhodnocení na základě směrných hodnot stanovených v interní metodice. V některých případech není možné stanovit všechny indikátory. Proto, stejně jako u Klimaskenu, vyjadřujeme míru úplnosti dat.
Každá z položek je vyhodnocena jednoduchými symboly na 4stupňové škále:
| ( + ) | | (+/-) | | ( - ) | | ( ! ) | | (N/A) | |
Na závěr je možné vytvořit agregovaný index, kdy za každé (+)plus je započítán 1 bod, za každé (+/-) 0,5 bodu, za každé (-) 0 bodů a za každé (-) -1 bod. Další z možností je vyjádřit v procentech podíl položek hodnocených (+). Na agregované výsledky je však třeba pohlížet značně rezervovaně.
3. Stabilita vnitřního prostředí v chladné části roku
Kvalita vnitřního prostředí v budovách zateplených materiály s vysokým difuzním odporem může být značně zhoršena. V budovách zateplených polystyrenem by mělo být vždy současně řešeno účinné větrání, resp. zajištění účinné cirkulace čerstvého vzduchu ideálně řízeným (nuceným) větráním s rekuperací. Základní posuzování kvality vnitřního prostředí provádíme (zejména) v zimním období vyhodnocením klíčových ukazatelů:
| Ukazatel | Popis |
|---|
| Meze tepelné stability | Sledujeme, zda a v jakém rozsahu byla v topném období dodrženo doporučené rozmezí teplot v interiéru 20 – 22 °C. |
| Zimní součtová teplota | Sledujeme poměr skutečné průměrné součtové teploty (součet teploty vzduchu a povrchů v interiéru) k minimu (32 °C) a optimu (38 °C). |
| Relativní vlhkost vzduchu | Sledujeme, zda a v jakém rozsahu bylo v topném období dodrženo doporučené rozmezí vnitřní vlhkosti vzduchu 40 - 60 %. |
| Koncentrace CO2 | Sledujeme, zda a v jakém rozsahu dochází k překračování hranice koncentrace CO2 ve vnitřním prostředí 1000 ppm, resp. 1500 ppm. |
Tabulka 2 – Sledované parametry vnitřního prostředí
Měření koncentrace CO2 v letním období v budovách, kde je možné běžně a bez problémů větrat zpravidla neprovádíme.
Výsledky jsou vyjádřeny v zásadě buď nestrukturovaným kvalitativním zhodnocením, případně uvedením parametrů, ve kterých domácnost vyhovuje, a ve kterých nikoliv.
4. Index modrozelené infrastruktury
Na adaptivní kapacitu a klimatickou odolnost má vliv okolí budovy, zejména stínící prvky, stav povrchů a půdy, pokryvné i vzrostlé zeleně, způsob nakládání se srážkovou vodou, provoz a další. Tuto souvislost si uvědomujeme a opakovaně jí tematizujeme v rámci našeho konceptu OSA (opatření k systémové adaptaci), kde pracujeme s celkem 3 perimetry okolí budovy: 5 m (pozemek), 20 m (ulice) a 200 m (sousedství).
Kvalitu tohoto prostoru jsme dosud vyhodnocovali prostřednictvím „Indexu modrozelené infrastruktury“ (index MZI), respektive jeho zjednodušené verze. Autorem konceptu je Ing. Jiří Vítek (et al.), JV PROJEKT VH s.r.o. Index MZI vychází z nástrojů vyjadřujících podíl povrchů vykazujících „ekologickou efektivitu“ na celkové ploše v urbanistické praxi, např. indexu BAF (Biotope Area Factor)[1]. Výpočet koeficientu MZI probíhá vynásobením skutečných výměr několika základních typů povrchů rozdílnými dílčími koeficienty. Čím je povrch propustnější pro vodu či „zelenější“, tím vyšší hodnota je mu přiřazena.
Na závěr se takto upravené výměry znovu sečtou a zpětně je možné vyčíslit celkový index MZI podělením součtu efektivních ploch součtem všech ploch.
Efektivní plocha = Skutečná plocha x Koeficient MZI
Celkový Index MZI = Součet efektivních ploch / Součet skutečných ploch
| Typ povrchu | Popis | Index MZI |
|---|
| Střechy | Zpevněná plocha s potenciálem pro vybudování vegetační střechy | 0,0 |
| Zelené střechy | Intenzivní i extenzivní zelené střechy | 0,6 – 0,8 |
| Silnice a chodníky nepropustné | Povrchy z nepropustného asfaltu a betonu | 0,0 |
| Dlažby, mlaty | Mlaty a částečně propustné dlažby | 0,2 |
| Zatravněné plochy | Zatravněná plocha s intenzivní údržbou s přímým spojením s hlubší vrstvou půdy a možností volného vsakování | 0,7 |
| Zapojené stromy | plochy kde stromy tvoří souvislý korunový zápoj a není k dispozici jejich individuální hodnocení | 0,8 |
| Jednotlivé stromy | Jednotlivé stromy existující s dlouhodobou perspektivou | 1,0 |
| Plochy keřů | Zapojené keře výšky nad 1 m | 0,4 |
| Vodní plochy | | 1,0 |
| Objekty HDV | Objekty pro hospodaření se srážkovou vodou | 0,6 – 1,0 |
Tabulka 3 – Typy povrchů pro výpočet indexu MZI
Hodnoty potřebné pro výpočet indexu stanovujeme analýzou ortofotomapy v prostředí GIS. Používáme veřejně dostupné služby případně vlastní leteckou techniku. Výsledky ověřujeme terénním průzkumem.
Pro oblasti určené převážně k bydlení je jako dobrý výsledek hodnocení 0,5 a více (optimálně 0,6). Za velmi špatný lze považovat výsledek pod 0,25.
Souhrnné zhodnocení budov a první výsledky
Co ukázaly výsledky za první období našich experimentů, tedy za roky 2020 a 2021? Měřili jsme na více místech, ale jako hlavní referenční budovy jsme zvolili panelák na pražském Chodově, nedávno postavený řadový RD ve Slivenci, nový RD v Ondřejově a rekonstruovaný RD v Berouně. Na těchto budovách jsme ověřovali metodiku, interpretaci a také spolupráci s domácnostmi.
Letní tepelná stabilita
První výsledky ukázaly na jasný „řádový“ rozdíl v odolnosti rodinných domů ve srovnání s panelákem. Hodnoty indexu LTS byly u rodinných domů 7,5 (Slivenec a Ondřejov) až 9 (Beroun), zatímco hodnota u pražského paneláku byla -3. Připomeňme, že hodnota LTS může nabývat hodnot -10 až 10 bodů.
Klimasken
Komplexní klimatické hodnocení budov nástrojem Klimasken již neukazuje tak jednoznačné rozdíly. Vysoké hodnoty expozičního indexu u všech domů odpovídají nízkému stupni ohrožení např. povodněmi. Na relativně dobré úrovni je hodnocení spotřeby a tím příspěvek k produkci skleníkových plynů. Stejně jako v oblasti připravenosti (dodatečných a režimových opatřeních) jsou zde však rezervy, zejména u pražského RD. Největší nedostatky mají domy v adaptivní kapacitě. To znamená hlavně nedostatečné stínění, nedostatečná tepelná odolnost konstrukcí, chybějící vegetační střechy a fasády, chybějící akumulace srážkové vody.
| Objekt/Ukazatel | Expozice | Kapacita | Emise | Připravenost | CELKEM |
|---|
| Panelák Praha - Chodov | 95 % | 44 % | 77 % | 75 % | 53 % |
| Řadový RD Praha - Slivenec | 80 % | 52 % | 54 % | 40 % | 57 % |
| RD Ondřejov | 90 % | 50 % | 77 % | 70 % | 52 % |
| RD Beroun | 95 % | 44 % | 77 % | 65 % | 50 % |
Tabulka 4 – Srovnání hodnocení Klimasken u sledovaných objektů
Modrozelené okolí domu
Asi nepřekvapí, že nejhorší výsledek má panelák na pražském sídlišti. Bohužel stav povrchů a využití ploch v jeho okolí je i přes optický dojem celkem žalostný. Hodnota indexu zde odpovídá s bídou požadavku na logistická a průmyslová území. Optimální hodnotě se blíží dům na venkově v širším okolí Prahy. Pražský a berounský rodinný dům má k optimu daleko, přesto, že se oba nacházejí v na první pohled „zelené“ rezidenční čtvrti.
| Objekt | Index MZI |
|---|
| Panelák Praha - Chodov | 0,28 |
| Řadový RD Praha - Slivenec | 0,44 |
| RD Ondřejov | 0,61 |
| RD Beroun | 0,47 |
Tabulka 5 – Srovnání indexu MZI u sledovaných objektů
Co dál?
Do budoucna rozšíříme portfolio sledovaných parametrů zejména o další měření v okolí domů. Již nyní prověřujeme využitelnost měření vlhkosti a teploty ve svrchní části půdního profilu. Zejména chceme zjistit, jak dlouho po dešti v závislosti na teplotě zůstávají dané části pozemku vlhké. Rádi bychom doplnili možnost automatizovaného měření teploty povrchů. Zahájíme také experiment se sledováním stresu dřevin v době přísušků a vln veder prostřednictvím dendrometrů.
Širší okolí domovů a souvislosti budov a okolí budou námětem projektu Odolné sousedství v roce 2022. Kromě ověřování parametrů okolí domů, budeme zjišťovat, co mohou vlastníci domů udělat pro širší okolí a jak mohou spolupracovat navzájem i s vlastníky pozemků.
Služba/projekt #KlimaNaDoma je nezisková aktivita na pomezí občanské vědy, experimentu, osvěty a vzdělávání v adaptaci na změnu klimatu. Jsme otevření spolupráci s každým, koho zajímá, jak se bydlí a bude bydlet v měnícím se prostředí, Jak můžeme na změny odpovídat a jak se díky novému poznání naučíme také zlepšovat podmínky v sídlech.
Poděkování
Děkujeme všem, kdo nám pomáhají měřit, kdo nám radí a jinak spolupracují. Postupně vzniká otevřená komunita „prospektorů“, které zajímá, jak se v měnícím se klimatu mění jejich domovy. Za jejich zájem velmi děkujeme. Za odbornou pomoc jmenovitě díky kolegům ze společnosti CI2, o.p.s. a dále Petru Klápštěmu, Liboru Kodlovi, Miroslavu Šafaříkovi a Davidu Podhůrskému.
Projekty zahrnuté do služby #KlimaNaDoma podporuje hlavní město Praha. Projekty byly podpořeny Ministerstvem životního prostředí. Za poskytnutou podporu rovněž moc děkujeme.
[azh-snippets id=”2539″]
