Plánujeme čtvrti, které vyrábějí víc energie, než spotřebují, říká ředitel výzkumného centra

Čidla na únik vody, chytré osvětlení i přátelská základka – už jedenáct let funguje Univerzitní centrum energeticky efektivních budov ČVUT. Za sebou má stovky úspěšných projektů, spolupracuje s developery i městy.

Čeští vědci zkoumají, jak dekarbonizovat tuzemské stavebnictví. V Univerzitním centru energeticky efektivních budov ČVUT (UCEEB) v Buštěhradu u Prahy přemýšlejí o tom, jak stavět chytře, úsporně a udržitelně.

V laboratořích testují nové materiály a technologie. Umějí ale i renovovat bytovku přímo v buštěhradském areálu. Poznatky se díky spolupráci s firmami, developery, obcemi i státem dostávají do praxe. „Pro firmy ověřujeme různé technologie přímo podle jejich požadavků. Máme také zakázky pro municipality, kde jim radíme ohledně územního rozvoje nebo městské energetiky,“ vysvětluje v rozhovoru pro Ekonews Antonín Lupíšek, ředitel pro vědu a výzkum UCEEB.

„Ve stavebnictví a energetice neexistují univerzální řešení. Proto je klíčový mezioborový přístup, komunikace se zadavatelem a porozumění jeho potřebám,“ popisuje práci centra.

„Patříme mezi úspěšná centra“

Provoz UCEEB jste zahájili v roce 2014. Jak se centrum proměnilo za dobu jeho fungování?

Ze začátku jsme se zabývali úsporami energie a obnovitelnými zdroji. Postupně se ale oblasti výzkumu rozšiřovaly. Přidala se témata jako adaptace na změnu klimatu, následně cirkularita, digitalizace a bezpečnost. Celkově dnes máme 21 výzkumných týmů.

Patříme mezi významná a úspěšná centra. Jsme dobře etablovaní ve výzkumné oblasti zaměřené na udržitelné stavebnictví a energetiku, a to i na mezinárodní úrovni.

Pracuje u nás okolo 200 lidí. Řada z nich je zde na plný úvazek, ale sdílíme kolegyně a kolegy také s dalšími fakultami. Výhoda je, že jsme všichni na jednom místě, takže se potkáváme denně u kávy. V našem oboru je spolupráce napříč oblastmi naprosto klíčová.

Vědecké poznatky většinou převádíte do praxe. Jak probíhá spolupráce s firmami?

Ve stavebnictví a energetice neexistují univerzální řešení. Proto je klíčový mezioborový přístup, komunikace se zadavatelem a porozumění jeho potřebám. Záleží na měřítku. Někdy je to celá čtvrť, jindy jedna škola.

Musím říct, že se nám to celkově daří. Ročně máme obrat zhruba 35 milionů korun na smluvním výzkumu. Pro firmy ověřujeme různé technologie přímo podle jejich požadavků. Máme také zakázky pro municipality, kde jim radíme ohledně územního rozvoje nebo městské energetiky.

Developeři za námi chodí kvůli konzultacím či složitějším výpočtům pro konkrétní projekty, takže i tam to funguje. Stavební firmy přicházejí méně, protože se zaměřujeme spíše na vývoj technologií než na realizaci.

O to více spolupracujeme s výrobci stavebních materiálů a technologií. Pro malé a střední podniky díky ministerstvu průmyslu a obchodu nabízíme inovační vouchery, díky kterým si u nás mohou zadat výzkum a vývoj za velmi výhodných podmínek. Také pomáháme se šetrným provozováním budov a rekonstrukcemi.

V čem radíte městům a obcím?

Aktuálně se věnujeme rozvojovým projektům typu Positive Energy Districts, které propojují obnovitelné zdroje, akumulaci a chytré řízení spotřeby s cílem dosáhnout energeticky pozitivní bilance.

Plánujeme čtvrti, které během roku vyrobí víc energie, než spotřebují. Spolupracovali jsme už s Kladnem na koncepci pro jedno rozvojové území a aktuálně máme podobný projekt v Hradci Králové.

Kromě toho připravujeme pro pražské městské části systémy hodnocení udržitelnosti. Máme za sebou i několik projektů zaměřených na energetické koncepce městských budov a hledání možností jejich dalšího využití.

„Dřevostavbám se intenzivně věnujeme“

V plánu na dekarbonizaci stavebnictví Zero Carbon Roadmap, na kterém jste jako UCEEB spolupracovali, doporučujete širší využití nízkoemisních materiálů, jako je dřevo. Zabýváte se jím i ve výzkumu?

Dřevostavbám se již od našeho vzniku intenzivně věnujeme. Máme tým specializovaný na konstrukční inženýrství, který pomáhá s tvorbou norem i testováním konstrukcí v laboratořích. Vyvinuli jsme lehký dřevěný plášť Envilop. Lze ho použít jak při rekonstrukcích, tak u novostaveb. Jeho výhodou je velmi nízká uhlíková stopa, protože je z velké části z přírodního materiálu.

Využili jsme ho při kompletní přestavbě střední školy v Českém Brodě. Z budovy z konce 70. let je moderní stavba s nulovou energetickou bilancí. Má kvalitní vnitřní prostředí, využívá tepelná čerpadla, fotovoltaiku a bateriové úložiště. Získala dokonce řadu národních i mezinárodních ocenění.

Kritici dřevostaveb často argumentují obavami z působení vlhkosti. Máte už technologie, které mohou průsaku vody zabránit?

Kolegové vyvinuli senzory kalibrované pro konkrétní druhy dřeva a integrovali je do uceleného řešení. Výsledkem je spolehlivý systém umožňující včas odhalit rizika pronikání vlhkosti do konstrukce, a prodloužit tak její životnost.

Zařízení se často montuje pod vany, ke stoupačkám nebo na ploché střechy. Data posílá přístroj do cloudu. Když vyhodnotí, že by mohlo dojít ke skrytému poškození, pošle upozornění formou SMS nebo e-mailu. Velcí výrobci montovaných dřevostaveb jej už běžně nabízejí do svých domů. Díky vzniklé spin-off firmě systém běží na více než tisíci budovách u nás i v zahraničí. Několika průsakům se již podařilo zabránit.

Máte také projekty, které se zabývají využitím obnovitelných zdrojů?

Dnes se hodně řeší stabilita elektrické sítě s ohledem na výrobu z fotovoltaiky. S tím dokáže pomoci náš systém řízení bateriových uložišť, který jsme vyvinuli společně s firmou AERS ze skupiny Fenix.

Pomocí předpovědi počasí odvozujeme, jaké budou v dané lokalitě osvitové podmínky. Máme také data o spotřebě domácnosti. Víme, v jakém stavu nabití je dané úložiště, a známe i výhled spotových cen elektřiny. Systém bateriím za využití těchto dat napovídá, zda se nabíjet nebo vybíjet, aby byl provoz ekonomicky co nejvýhodnější pro majitele. Tím se ale zároveň stabilizuje síť.

Zabýváte se i adaptací na změnu klimatu. Za technologii S.A.W.E.R. jste získali řadu ocenění. Jak funguje?

Přístroje S.A.W.E.R. dokážou získávat vodu ze vzduchu i v extrémně suchých pouštních podmínkách. Na našem stánku na výstavě Expo v Dubaji získal dokonce ocenění za nejlepší inovaci. Z původního prototypu se systém „zmenšil“ do kompaktního boxu připraveného pro nasazení tak, aby se vešel na terénní pickup.

„Aktuálně jsme vydali téměř 50 certifikátů“

Vytvořili jste také vlastní certifikát na hodnocení kvality budov SBToolCZ. Proč jste se do toho pustili?

Chtěli jsme vytvořit nástroj specificky pro české podmínky, protože zahraniční certifikáty nevycházejí z našich norem a stavební tradice. Někdy zbytečně bonifikují něco, co je u nás povinností v základu. V jiných případech je pro ně potřeba vytvořit paralelní dokumentaci, protože výpočetní postupy nevycházejí z našich norem. Investorům to přidělává práci a zdražuje certifikaci.

SBToolCZ má řadu kritérií lišících se podle druhu využití stavby. Zohledňují se environmentální dopady, vliv na člověka, ekonomika, management a lokalita. Metodika je veřejně dostupná prostřednictvím webových stránek.

Jak to funguje v praxi?

Investor si vybere autorizovanou osobu, která projekt ohodnotí, a výsledky ověří třetí strana. Na základě toho se vydává certifikace návrhu budovy. Během realizace pak probíhají kontroly a po dokončení stavby budova může projít procesem certifikace skutečného provedení stavby.

V posledních letech o tuto metodiku roste zájem, protože výrazně usnadňuje zadávání veřejných zakázek. Aktuálně jsme vydali téměř 50 certifikátů a nové přibývají. Díky novele zákona o zadávání veřejných zakázek je nyní povinné zohledňovat dopady na životní prostředí a další aspekty udržitelnosti.

Tady v Buštěhradě jste se podíleli na rekonstrukci základní školy. Jak to probíhalo?

Místní škola už kapacitně nestačila a město nás oslovilo, zda jim s přestavbou nepomůžeme. Do přípravy se zapojili i naši sociologové a odborníci na participativní plánování. Společně s učiteli, žáky, technickým personálem, obcí a místními spolky jsme určili požadavky na novou školu tak, aby sloužila co nejlépe. Začínalo se dětskými návrhy z výtvarné výchovy a končilo to diskusemi o tom, jak by spolky mohly budovu využívat o večerech.

Nakonec se podařilo všechno splnit. Částečně prefabrikovanou dřevostavbu jsme dokončili během tří měsíců přes letní prázdniny. Díky pečlivé koordinaci proběhla výuka prakticky bez přerušení. Vysvědčení se rozdala o něco dřív a nový školní rok začal v nových prostorách. To se ne vždy podaří.

Zapojujete tedy i lidský pohled?

Přímo psychologií prostoru, tedy tím, jak působí na člověka, se zatím podrobně nezabýváme. Lidi zapojujeme při plánování. Chceme vědět, jaká mají přání a potřeby. Zajímá nás také, jak se chovají ve vztahu k energetickým úsporám, co je motivuje a co jim naopak brání.

Máme tým asistivních technologií, který se věnuje vzdálené péči. Zkoumá, jak pomocí chytrých systémů v domácnosti umožnit lidem s horším zdravím žít co nejdéle ve svém přirozeném prostředí, ale zároveň mít zajištěnou bezpečnost a možnost rychlé pomoci, pokud je potřeba. Tady v UCEEB máme jeden modelový inteligentní byt.

Jaké vyvíjíte technologie pro interiéry?

Zdravým vnitřním prostředím se zabýváme dlouhodobě. V rámci jednoho projektu jsme vyrobili samostatně stojící lampu, která má velmi přesně nastavitelné spektrum světla. Přizpůsobuje se dennímu rytmu člověka a ten má pak kvalitnější spánek i lepší soustředění na práci přes den.

Kolegyně s tím hodně experimentují, například i ve spolupráci s olympioniky. Přizpůsobení světelných podmínek pomocí barevných brýlí jim pomohlo zvládat časový posun při přeletu na olympijské hry. Když sportovci vědí, že je čeká důležitý zápas nebo závod, dokážeme jim nastavit světelné podmínky tak, aby jejich tělo mělo ve správný moment špičku výkonu. Je to trochu alchymie.