Performance Design & Build

Efektivní výstavba s celkovými minimálními náklady

VARIANTA B

stanovení parametrů s využitím „kalibrovaného“ modelu zpracovaného zhotovitelem a ověřeném zadavatelem

Postup s využitím kalibračního modelu přenáší veškerou volnost, ale i odpovědnost v návrhu, kvalitě realizace, zprovoznění budovy na zhotovitele, a to včetně investičních nákladů na úsporná řešení a provozních nákladů za energie. Zhotovitel se v průběhu zadávacího řízení zaváže ke splnění cílového parametru, jehož dosažení se ověřuje na základě třetího roku provozu budovy pomocí kalibrovaného energetického simulačního modelu na základě skutečných naměřených provozních dat. Ve fázi projektové přípravy zhotovitel sám hlídá optimální poměr vložené investice a budoucích provozních nákladů, obrací se na odborníky a investuje do energetických a ekonomických propočtů tak, jak uzná sám za vhodné. V době výstavby zhotovitel zodpovídá za kvalitní zprovoznění a nastavení řízení technických zařízení budov. Minimálně po dobu tří let též vítězný zhotovitel budovu po zprovoznění monitoruje, řídí a též optimalizuje její případné provozní nedostatky, aby nakonec z naměřených dat obhájil dosažený úsporný cíl – požadovaný parametr. Pokud cíl není obhájen, pak je využita záruka formou kompenzace vztažené na zbytek definovaného životního cyklu budovy.

Minimálním podkladem pro realizaci Varianty B je architektonická studie, provozní program a Plán měření a kalibrace. Prostorové a dispoziční řešení musí být dáno, stejně tak provozní nároky dílčích funkcí budovy. Plán měření a kalibrace zpracovává energetický expert na straně zadavatele. Dokument uvádí přesná pravidla pro podružné měření provozních dat a pro jejich využití při kalibraci hlavního výkonového parametru.

Veřejné stavby vhodné pro tuto metodu

Metoda je vhodná pro komplexní rozsáhlé veřejné novostavby nebo rekonstrukce s vysokou energetickou náročností jako jsou administrativní budovy, univerzitní a výzkumné budovy, kulturní centra atp. Model je vhodný tam, kde jsou zejména uživatelský profil a tím i energetické nároky velice obtížně predikovatelné. Zároveň musí jít o rozsáhlou zakázku, aby bylo provedení tohoto zadání veřejné zakázky ufinancovatelné a z hlediska vynaložených nákladů pro zadavatele výhodné.

Stanovení cílových parametrů formou srovnání s referenční budovou

Může být jediný, či více cílových parametrů, ale vždy ve smyslu procentuálního zlepšení proti definované referenci (vybavené budově ve standardu trhu určené pro srovnání). Procentuální zlepšení se hodnotí v rámci porovnání výsledků zkalibrovaného energetického modelu hodnocené a referenční budovy. Zadavatel tímto definuje z jeho pohledu jednoduché zadání ve smyslu “chceme budovu o 50 % lepší, nežli je dnešní standard“. Porovnání s referenční budovou pak může být definováno na úrovni části budovy omezené na energetické systémy (vytápění a příprava teplé vody, chlazení, větrání, vlhčení, osvětlení) nebo i celé budovy např. v případě dodávky na klíč včetně vnitřního vybavení (např. včetně gastrotechnologie, vybavení IT atp.). Porovnávané parametry mezi navrhovanou a referenční budovou pak mohou v souhrnném zadání vypadat například takto:

Cílový parametr - procentuální vztah k výsledkům zkalibrovaného modelu referenční budovy
Zkalibrovaný model hodnocené budovy max. 50 % provozních nákladů za energie (vztaženo na energetické systémy budovy, určeno za pevně definované struktury ceny energie)
Zkalibrovaný model hodnocené budovy max. 30 % primární neobnovitelné energie (vztaženo na energii celé budovy měřenou na patě, určeno za pevně definovaných konverzních faktorů)

 

Další parametry jako plnění zdravého a komfortního vnitřního prostředí jsou stanoveny provozním programem jako závazné a musí být bez výjimky splněny.

Uplatnění garance PDB formou sankcí

V případě, že se neprokáže splnění cíle výkonového parametru, pak jsou uplatněny kompenzace. Tyto mohou být definovány rozdílově po zbytek předpokládaného života budovy např. 60 let v tomto smyslu:

Smysl kritériaDefinice sankce za nesplnění výkonového parametru
Úspora provozních nákladů za energie Jednorázový doplatek absolutního rozdílu roční modelované nedosažené úspory x 60 let
Úspora primární neobnovitelné energie (snížený vliv stavby na životní prostředí) Jednorázová uhlíková kompenzace (carbon offset) absolutního rozdílu roční modelované nedosažené úspory x 60 let

Kalibrace energetického modelu hodnocené a referenční budovy po 3 letech provozu stavby

Kalibrace modelu je nutná ze dvou základních důvodů:

  • Zpřesnění modelu na skutečně měřené spotřeby po 3 letech provozu budovy, aby šlo o skutečný PDB.
  • Korekce vstupních hodnot modelu budovy, které nelze ovlivnit, aby se eliminoval jejich dopad na výsledný výkonový parametr.

První bod pak lze označit za kalibraci ovlivnitelných a druhý za kalibraci neovlivnitelných vstupních hodnot energetického modelu.

Ovlivnitelné hodnoty vždy souvisejí s kvalitou návrhu, realizace či managementu budovy. Naopak neovlivnitelné hodnoty s profesionalitou vítězného zhotovitele nijak nesouvisí. Způsob kalibrace neovlivnitelných hodnot je vždy pevně stanoven a probíhá jako první. Následná kalibrace ovlivnitelných hodnot není zcela pevně dána, hodnoty se v energetickém modelu upravují až do dosažení cílené definované přesnosti modelovaných hodnot v porovnání se skutečně odečtenými hodnotami podružných měřičů ve třetím roce provozu. Postup kalibrace, hloubka podružného měření spotřeb energie a definované přesnosti jsou jednoznačně určeny Plánem měření a kalibrace, který je součástí zadání pro zhotovitele.

Příklady vstupních parametrů energetického modelu, včetně jejich metod kalibrace, jsou následující:

Neovlivnitelné parametryPřesně určené metody kalibrace
Parametry venkovního klimatu Historie záznamu z meteostanice ohledně teploty, vlhkosti, CO2, příp. srážek, větru
Profil obsazenosti budovy Historie záznamu ze systému vstupních karet
Profil a intenzita vnitřních zisků Historie záznamu podružných elektroměrů dílčích celků budovy
Vnitřní teplota vzduchu Historie odečtu vnitřní teploty vzduchu
Vnitřní relativní vlhkost vzduchu Historie odečtu vnitřní rel. vlhkosti
Potřeba teplé vody Historie vodoměru na nátoku do zásobníku teplé vody
Množství čerstvého vzduchu Dle projektovaného návrhu množství větracího vzduchu dle stanovených norem
Ovlivnitelné parametryVodítko pro kalibraci
Profil automatické regulace pasivních prvků úspory energie jako např. žaluzie, hybridní provětrávání Dle nastavení v MaR
Účinnost výroby tepla a chladu Historie záznamu kalorimetru a elektroměru pro danou jednotku
Dimenze zdroje tepla a chladu a koncových prvků předání tepla a chladu Dle technických specifikací instalovaných technologií
Preference zdrojů tepla a chladu  Historie běhu doby běhu zařízení v MaR
Časový profil osvětlení a větrání Historie běhu doby běhu zařízení v MaR
Regulační profil osvětlení a větrání Dle nastavení v MaR
Produkce a využitelnost energie z obnovitelných a alternativních zdrojů Dle podružného měření produkce a využití
Regulační profil ovládání 1/4h maxima Dle nastavení v MaR
Spotřeba vody svázána s energetickými systémy např. vlhčení nebo chladící věže Dle podružného měření

Po dosažení cílové přesnosti kalibrace energetického modelu navrhované budovy je vytvořen model referenční budovy. Ten přebírá veškeré okrajové podmínky definované kalibrovaným modelem navrhované budovy až na pevně definované parametry dle mezinárodně používaného standardu ASHRAE 90.1-2010, kam spadají např. tepelně-technické parametry obálky budovy, typy, účinnosti a způsoby regulace technologií.

Rozdíl, který vznikne porovnáním výsledků výpočtů zkalibrovaného energetického modelu hodnocené a referenční budovy, je ověřený výkonový parametr v procentech.

Energetické modely zpracovává odborník na straně zhotovitele, oponuje mu expert na straně zadavatele, který je zpracovatelem Plánu měření a kalibrace pro daný projekt PDB.

Nainstalované podružné měření je rovněž prospěšné pro kvalitní management budovy.

Software pro energetický model

Pro výpočty musí být využit dostatečně podrobný a zaručeně funkční software. Software musí úspěšně projít tzv. BESTESTem dle standardu ANSI/ASHRAE Std-140. Toto mimo jiné znamená, že jde o 3D simulační model, který využívá přesně plošných výměr a přesné geometrie stínění. Pro každou hodinu jsou modelovány veškeré energetické toky a mohou jim být přiřazeny náklady na provoz. Stejně tak se hodinově zadávají vstupní hodnoty do výpočtu. Modelovat lze podrobnou logiku řízení měření a regulace. Dále software využívá dynamiky (tepelné setrvačnosti) konstrukcí budovy, kdy každý výpočetní krok závisí na vypočteném předchozím kroku. Ve výsledku je pak model zásadně přesnější ve srovnání např. s metodikou průkazu energetické náročnosti budovy (PENB), a to zejména pro budovy s velkou potřebou chladu, vlhkosti nebo s vysokými a proměnnými vnitřními zisky.

Základní schéma vybraných činností zadavatele a zhotovitele pro variantu s využitím kalibrovaného modelu

Zadávací řízeníProjektová fázeRealizační fázeFáze do 3 let od přejímky stavbyOvěření parametrů a případné kompenzace po 3 letech od přejímky stavbyOvěřování cílových parametrů v následném období 3 až 10 let od přejímky stavby
Vybrané činnosti na straně zadavatele
Architektonická část Zpracování architektonické studie Autorský dozor Autorský dozor
Facility management budovy Provozní program Definovaný dozor pro fáze projektové dokumentace Definovaný dozor pro realizaci stavby Převzetí správy budovy v definovaném rozsahu Správa budov v definovaném rozsahu v zadávacím řízení
Energetická účinnost Definovaný dozor nad odečtem kalibračních hodnot Oponentura a schválení kalibrovaného energetického modelu, stanovení příp. kompenzace
Vybrané činnosti na straně zhotovitele
Projekční činnost Smluvní závazek k parametrům a sankcím při jejich nesplnění


Projektová dokumentace dle vyhlášky 499/2006 Sb. Autorský dozor Uhrazení případných kompenzací / sankcí při nesplnění
Realizace stavby Realizace dle projektové dokumentace
Energetický management Nadřazené řízení TZB pro správu budovy Případné dále nadřazené řízení TZB pro správu budovy dle rozsahu závazku PDB
Facility nebo technický management budovy Správa budovy v definovaném rozsahu v zadávacím řízení
Energetická účinnost V rámci pokynů a rozsahu zhotovitele Vypracování kalibrovaného energetického modelu