Projekt energeticky soběstačné školy v Kněžmostě
Obec Kněžmost nedaleko Mnichova Hradiště se rozhodla zmodernizovat budovu základní školy. Jdou na to skutečně od základu: nový objekt bude maximálně energeticky úsporný a doplněný solární elektrárnou tak, aby mohl být energeticky (téměř) soběstačný.
Areál kněžmostské školy dnes tvoří nesourodá směsice budov, které vznikaly v průběhu času chaoticky na základě aktuálních potřeb: jednopatrová historická budova z přelomu 19. a 20. století, přízemní přístavba ze socialistické éry, kotelna v bývalé stodole a nedávno dokončená tělocvična.
Nynější potřebu rozsáhlé stavební akce si vynutily dva hlavní důvody: prvním je potřeba rozšíření školy s ohledem na stoupající počet žáků a druhým nutnost demolice přístavby postavené za minulého režimu ze zdravotně závadných materiálů. Tím se otevřel prostor pro úvahu, jak areál školy přebudovat tak, aby zapadal do historické struktury obce a zároveň využíval nejnovějších poznatků o energeticky úsporném stavění.
Situace
„Rozhodující bylo naše setkání s architektem Alešem Brotánkem, který má dlouholeté zkušenosti s projektováním pasivních domů,“ říká starosta Kněžmostu Karel Hlávka. Pasivní dům, využívající vhodné formy obnovitelných zdrojů energie, je podle něho nejen sám o sobě výukovým objektem, ale zajišťuje i komfortní hygienické prostředí.
„Víme, že polovina všech školních budov v České republice má nevyhovující větrání. Nedostatek čerstvého vzduchu přitom výrazně zhoršuje zdraví žáků i učitelů a schopnost jejich soustředění. Tím klesá i efektivita výuky. Rekuperace vzduchu v pasivním domě tento problém velmi dobře řeší,“ zdůrazňuje starosta.
Co nejvíc energie uspořit
Dostavba obnáší dva hlavní a tři doplňující objekty, které budou s těmi stávajícími tvořit jeden celek. Všechny budou izolovány tak, aby splňovaly parametry pasivního domu. O dostatečný přívod čerstvého vzduchu se postarají dvě větrací jednotky s rekuperací tepla.
Příchod ke škole
Okna při jižní a východní straně dostanou stínění pomocí venkovních, automaticky nastavitelných žaluzií, opticky propustných s redukcí slunečního záření minimálně na 70 %. Inteligentní systém řízení celé budovy předpokládá i vlastní meteostanici. Samozřejmostí bude maximální prosvětlení učeben pásovými okny, orientovanými na jižní stranu směrem do školního dvora. Na severní straně bude naopak plocha oken minimální.
Minimalizace spotřeby energie vytváří předpoklady pro efektivní využití obnovitelných zdrojů, které jsou již dnes cenově dostupné. Jako zdroj tepla mají sloužit dva automatické kotle. Jeden na spalování biomasy ve formě přesně dávkovaných peletek a jeden záložní na zemní plyn, který ve škole už existuje. Peletkový kotel bude vizuálně přístupný, aby se tak zvýšilo povědomí školáků o energetických tocích ve škole.
Energie mohou pokrýt sluneční zdroje
Zdrojem elektrické energie pak bude fotovoltaický systém, sestávající z devíti samostatných jednotek, lišících se velikostí, orientací, sklonem i typem jednotlivých modulů. S jejich instalací se počítá jak na střechách, tak na fasádách dvou nově postavených objektů. Celkový instalovaný výkon modulů 88 kilowattů umožní roční produkci až 66 600 kilowatthodin elektřiny. Technicky by to mohlo být i více, ale instalace byla směrována tak, aby se rozostřila výkonová špička a elektřina byla vyráběna co možná nejvíc rovnoměrně během dne.
Klidová část budovy
Z předpokládaného grafu denní výroby vyplývá, že panely dokáží i v zimních měsících produkovat nejméně 50 kilowatthodin za den, což postačí na klíčové provozní funkce školy. Jelikož se provoz školy v naprosté většině kryje s dobou slunečního svitu, je výhodné vyrobenou energii okamžitě spotřebovat. V letním období pak lze část přebytků akumulovat převodem na teplou vodu v integrovaných zásobnících tepla, což umožní omezit provoz kotlů pouze na nejstudenější třetinu roku, zhruba od prosince do března.
Krytá terasa
Ještě efektivnější využití vlastní elektřiny by v budoucnu přinesl očekávaný bateriový systém nové generace, schopný elektřinu akumulovat a efektivně řídit její spotřebu. Pro instalaci takového systému bude ve škole rezervovaný prostor. Takto nastavený energetický koncept by mohl podle studie dozrát během deseti let i do plné soběstačnosti. To je cíl, pro jehož splnění vytváří pasivní dům v kombinaci s obnovitelnými zdroji všechny předpoklady.
Nepřející byrokracie
Popsaný plán však narazil na jeden vážný problém: co s vyrobenou elektřinou o prázdninách, kdy slunce nejvíc svítí, ale spotřeba je ve škole minimální? Prodávat přebytky do sítě by bylo možné, obec je však chtěla použít v jiných svých budovách, například obecního úřadu. To však současná legislativa neumožňuje. Neumožňuje ani tzv. net-metering, kdy vlastník fotovoltaické elektrárny pouští přebytky vyrobené elektřiny do sítě, naopak ji zase může odebrat, pokud mu vlastní výroba nestačí. Vyúčtování pak zahrnuje jen rozdíl obou toků a případně poplatky za využití síťových služeb.
Amfiteátr
V řadě států už tato praxe funguje, v Česku se ji však dosud nepodařilo prosadit. „Novela energetického zákona před dvěma lety sice odstranila povinnost vyřizovat licenci pro malé solární elektrárny na střeše domu, ale v takovém případě je třeba veškerou elektřinu spotřebovat. Za přetok vlastní elektřiny do sítě hrozí pokuta. Solární instalace na této škole navíc ani tuto možnost využít nemůže, protože má vyšší výkon, než dovolených 10 kilowattů. Diskuse o zjednodušení pravidel by zde byla na místě,” dodává k možnostem projektu Martin Sedlák z Aliance pro energetickou soběstačnost.
Hlavní vstup
Bylo by jistě možné natáhnout mezi vybranými objekty vlastní lokální síť a jejím prostřednictvím místně vyráběnou elektřinu volně distribuovat. To by se v Kněžmostu i přes nutné vícenáklady vyplatilo, je ale otázkou, jestli má takové řešení dlouhodobě smysl. Výhledově lze očekávat nástup chytrých sítí, které by mohly tyto energetické ostrovy snadno propojit.
Zadní část školy
Konečně třetí možností je odkup místní distribuční sítě ze strany obce. Občané a firmy odebírají elektřinu přednostně z místních obnovitelných zdrojů a jen zbytek dokupují z centrální sítě „za trafostanicí”. Distribuční síť v obci je ovšem ve vlastnictví energetické společnosti a je otázkou, zdali by ji byla ochotna obci odprodat a za jakých nákladů.
Chybějící podpora chytrých řešení brzdí nové projekty
V Kněžmostu problém s přebytky solární energie zatím vyřešili tak, že v první fázi budou fotovoltaické panely integrovány pouze do fasády a střešní instalace přijde na řadu později. Fasádní instalace byla upřednostněna ze dvou důvodů: jednak jde o součást architektonického záměru a jednak fasádní instalace zajišťuje jisté penzum produkce i v zimě, kdy střecha zapadá sněhem.
Střešní panely však možná přibudou už brzy – obec nyní jedná s ministerstvem životního prostředí o tom, že by bylo možné situaci s přebytkem elektřiny řešit jako ukázkový pilotní projekt s pomocí státu.
V současné době probíhá výběrové řízení na dodavatele. Zahájení prací se předpokládá ještě letos, dokončení pak v roce 2019. Vše bude probíhat za plného provozu školy, kdy bude výuka probíhat v historické budově a v improvizovaných prostorách.
Celkový rozpočet stavby činí 100 milionů korun, z toho 70 milionů zaplatí dotace ministerstva financí a zbytek obec. Jde o pěkný příklad toho, jak se dá i v nepřejících českých podmínkách realizovat inovativní energetický koncept pro 21. století.
Jakub Šiška
Autor je redaktorem portálu Obnovitelně.cz.
Foto: Akad. arch. Aleš Brotánek
Článek byl uveřejněn v časopisu TZB Haustechnik 4/2017.
