ArchiPHYSIK – nový nástroj pro navrhování a řízení energetické náročnosti budov
Spotřeba energie je faktor, který stále více nabývá na významu při celkovém hodnocení budov. Je potřeba si uvědomit, že vedle obvyklých záruk ve vztahu k bezpečnosti, zdraví a funkčnosti stavebního díla, je projektant také zodpovědný za energetickou náročnost navrhovaného řešení. Nástrojem, který mu při stanovení optimálního řešení může významně napomoci, je počítačový program ArchiPHYSIK, www.archiphysik.cz.
Spotřeba energie je faktor, který stále více nabývá na významu při celkovém hodnocení budov. Je potřeba si uvědomit, že vedle obvyklých záruk ve vztahu k bezpečnosti, zdraví a funkčnosti stavebního díla, je projektant také zodpovědný za energetickou náročnost navrhovaného řešení. Nástrojem, který mu při stanovení optimálního řešení může významně napomoci, je počítačový program ArchiPHYSIK, http://www.archiphysik.cz.
Je samozřejmé (aspoň většinou), že projektanti a energetičtí auditoři se snaží projektovat dokonalé stavební a energetické řešení nových staveb. Ovšem jsou zde i již existující budovy, kde se také spotřebovává energie a je nutné řešit a zlepšovat jejich energetickou náročnost. Pro oba tyto případy bude projektantovi k dipozici v ČR nové softwarové řešení, kterým je program ArchiPHYSIK. ArchiPHYSIK úzce spolupracuje se známým CAD prostředím ArchiCAD (verze STE, 8.1 a 9) a tímto spojením posouvá model virtuální budovy do roviny energetické. ArchiCAD, jako skvělý nástroj pro tvorbu modelu, umožňuje spolu s ArchiPHYSIK vytvořit systém, kterým je možné koncipovat a řídit energetickou náročnost v rámci celého životního cyklu budovy.
ArchiPHYSIK
Vývojářem softwaru ArchiPHYSIK je rakouská společnost A-NULL EDV GmbH. ArchiPHYSIK je používán řadu let jak v samotném Rakousku, tak i v Německu a v dalších německy mluvících evropských zemích, viz. http://www.archiphysik.com. Softwarová platforma ArchiPHYSIK je podobně jako platforma ArchiCADu nezávislá, tudíž ArchiPHYSIK funguje naprosto stejně v prostředí operačního systému MS Windows i Mac OS X.
ArchiPHYSIK je navržen tak, aby jednoduchým způsobem poskytoval projektantovi představu a přehled o energetické náročnosti:
- jednotlivých stavebních konstrukcí použitých v projektu,
- celého projektu – budovy jako celku
Analýza a hodnocení stavební konstrukce - elementu
Obr. 1: Analýza konstrukce z tepelného hlediska - průběh teploty
Pro provedení energetického hodnocení budovy jako celku, je nejdříve nutné posoudit všechny stavební konstrukce tvořící plášť budovy, jestli odpovídají jednotlivým parametrům z hlediska tepelného, vlhkostního a akustického. Analýzu z pohledu tepelného znázorňuje graf průběhu teploty v konstrukci na obrázku č. 1.
V rámci databází - knihoven - obsažených v ArchiPHYSIK má projektant nebo energetický auditor možnost tvorby a modifikace vlastních stavebních konstrukcí - elementů - a kompozitních elementů, které jsou tvořeny stavebními materiály z rozsáhlé knihovny, jenž je v ArchiPHYSIK k dispozici.
ArchiPHYSIK obsahuje celkem 11 knihoven. Základní knihovnou je knihovna stavebních materiálů, jak ukazuje obrázek č. 2.
Obr. 2: Pohled na knihovnu stavebních materiálů v ArchiPHYSIK
Tato knihovna obsahuje desítky stavebních materiálů v současnosti používaných na českém stavebním trhu. Knihovna byla vytvořena a je stále aktualizována údaji získávanými a poskytovanými od výrobců a distributorů stavebních materálů působících na českém trhu.
Kromě knihovny stavebních materiálů existuje v ArchiPHYSIK ještě jedna materiálová knihovna, a to knihovna okenních materiálů. Okenní materiály mají specifické technické parametry a ovlivňují celkovou energetickou náročnost budovy jak z pohledu tepelných ztrát tak i solárních zisků. Další skupinou knihoven ArchiPHYSIK jsou knihovny stavebních konstrukcí používaných v energetických projektech. Jedná se o knihovny: Typy elementů, Elementy, Kompozitní elementy a Okna, dveře. Knihovna Typy elementů obsahuje seznam typů stavebních konstrukcí a k nim požadované a doporučované hodnoty součinitele prostupu tepla U, knihovna Elementy obsahuje vlastní stavební vícevrstvé konstrukce, které jsou tvořeny materiály z knihovny Stavebních materiálů a které používají třídění podle knihovny Typy elementů. Knihovna Okna, dveře obsahuje seznam všech výplní používaných v projektech. Mezi další důležité knihovny patří knihovna Údaje o klimatu se seznamem lokalit s výpočtovými hodnotami venkovních teplot a knihovna Tepelné mosty obsahující seznam 2D a 3D tepelných mostů.
Obr. 4: Dialog exportu projektu z ArchiCADu do ArchiPHYSIKu
Analýza a hodnocení budovy
Pokud má projektant nebo energetický auditor k dispozici v knihovnách ArchiPHYSIK požadované stavební konstrukce, ať již standardně dodávané nebo vytvořené vlastní, je možné přejít k vytvoření projektu energetického hodnocení budovy. Tvorba energetického projektu je velice snadná. Díky softwarovému propojení ArchiPHYSIK s ArchiCADem má během okamžiku projektant naimportován model z ArchiCADu do nově vytvářeného energetického projektu v prostředí ArchiPHYSIK. Tento krok je znázorněn na obrázku č. 3, kde APS je exportní soubor z ArchiCADu a LIB je speciální archicadovská knihovna ArchiPHYSIK.lib používaná pro automatický přepočet energetických výsledků.
Obr. 3: Princip propojení ArchiPHYSIKu s ArchiCADem
Toto propojení ArchiPHYSIKu s ArchiCADem je navíc možné nastavit tak, že ArchiPHYSIK monitoruje exportní soubor z ArchiCADu a automaticky provede přepočet energetického hodnocení. Tato vlastnost ArchiPHYSIKu má veliký význam při vlastním navrhování, kdy model - stavební projekt v ArchiCADu - prochází změnami a je často modifikován např. i kvůli předchozím špatným energetickým řešením, které byly díky ArchiPHYSIK včas odhaleny. Při exportu projektu z ArchiCADu je možné zvolit jaké konstrukční prvky se budou exportovat, jak ukazuje dialog na obr. č. 4.
Dále se provede namapování neboli přiřazení stavebních konstrukcí - elementů - mezi ArchiCADem a ArchiPHYSIK a poté se již může přejít k výpočetním postupům a energetickému hodnocení.
Rekapitulace
V současnosti, kdy v ČR probíhá implementace evropské směrnice 2002/91/EC o energetické náročnosti budov – EPBD2, umožňuje ArchiPHYSIK výpočet tzv. energetického štítku budovy podle rakouských norem OIB www.oib.or.at. Ukázka energetického certifikátu je znázorněna na obrázku č. 5.
Obr. 5: Energetický certifikát budovy podle OIB norem
Po dokončení implementace evropské směrnice 2002/91/EC v České republice bude ArchiPHYSIK doplněn o formulář s tiskem energetického štítku budovy podle norem platných v ČR.
ArchiPHYSIK jistě posune navrhování a hodnocení energetické náročnosti nových i rekonstruovaných budov do vyšší kvalitativní úrovně.
A na úplný závěr nezbývá než uvést, že celé softwarové řešení bude dokončeno a připraveno k distribuci během dubna 2006.
2 Poznámka redakce: Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2002/91/ES o energetické náročnosti budov ze dne 16. 12. 2002, která měla v celé Evropské unii být implementována do národních předpisů do 4. ledna 2006, by u nás měla začít platit od 1. července 2006. Řekl to ústřední ředitel Státní energetické inspekce Flantišek Plecháč na diskusním odpoledni České společnosti pro rozvoj bydlení. Vládní návrh novely zákona č. 406/2002 Sb., prostřednictvím které se implementace má uskutečnit, opustil Poslaneckou sněmovnu Parlamentu ČR 1. února 2006, 29. března byla novela schválena Senátem a nyní čeká jen na stanovisko prezidenta republiky. Od 1. července by novela měla začít platit také v ČR. S plnou účinností však začne působit až po schválení prováděcích předpisů. Současný zákon č. 406/2002 Sb. se opírá o vyhlášku č. 291/2002 Sb., která bude zrušena a nahrazena novou vyhláškou.
