Klimaticky neutrální architektura

Klimaticky neutrální architektura

Klimaticky neutrální architektura se soustředí na minimalizaci emisí skleníkových plynů během celého životního cyklu budov. Propojuje energetickou efektivitu, obnovitelné zdroje energie a nízkouhlíkové materiály s technickými či přírodními systémy redukujícími objem uhlíku v atmosféře. Dosažení „čisté nuly“ (net zero) je hlavním cílem Pařížské dohody a odráží se evropské legislativě či národních strategiích dekarbonizace stavebního fondu. Ve výstavbě se tento přístup vyznačuje kombinací aktivních (fotovoltaika, tepelná čerpadla) a pasivních řešení (izolace, zelené střechy). O klimatické neutralitě je nicméně třeba uvažovat nejen na úrovni konkrétních budov, ale především v měřítku čtvrtí, měst či regionů. Přesto nejde o všespásné řešení: uhlíkové kompenzace a související necitlivost vůči ekosystémům či místním komunitám mohou tyto snahy relativizovat. Emise je třeba v první řadě redukovat, nejen absorbovat a vyvažovat.

Budovy a města v rovnováze: Strastiplná cesta ke klimatické neutralitě

ilustrace: Matyáš Kytka

Stručná historie klimatických závazků a sen o „čisté nule“

Úvahy o udržitelnosti se v současnosti do velké míry odvíjí od problematiky klimatické změny: dlouhodobého procesu, který se projevuje v průměrných hodnotách a ve variabilitě klimatických prvků (např. teploty, srážky, větrné vzorce). Změnu klimatu způsobuje člověk, a to konkrétně činnostmi, které vedou ke zvyšování koncentrace skleníkových plynů v atmosféře. A právě tento aspekt environmentální krize, tedy především produkci oxidu uhličitého, může vystavěné prostředí ovlivnit poměrně zásadně. V popředí diskurzu o „klimatické neutralitě“ architektury a stavebnictví je téma energetické efektivity budov, kde je motivace chránit klima výrazně podpořena ekonomickými zájmy zúčastněných aktérů. Podíváme-li se však hlouběji, zjistíme, že emise skleníkových plynů vznikají v rámci celého životního cyklu budov a že souvisí také s použitými materiály či způsobem využívání půdy. Dobrá klimatická bilance je zároveň jen jedním dílkem udržitelnosti jako komplexní skládačky, která vyžaduje víc než „jen“ přechod na obnovitelné zdroje energie.

O vlivu skleníkových plynů na klimatický systém planety se ve vědeckých a politických kruzích začalo intenzivněji mluvit v 70. letech 20. století. V roce 1979 se odehrála První světová klimatická konference (First World Climate Conference), kde už byla tématu globálního oteplování a jeho možným ekologickým a sociálním dopadům věnována soustředěná pozornost. Právně vymahatelná mezinárodní dohoda, která měla zajistit stabilizaci klimatu, však byla přijata až v roce 1997: tzv. Kjótský protokol zavázal 37 vyspělých průmyslových zemí ke snížení emisí o 5,2 % oproti roku 1990 mezi lety 2008 a 2012. Čistě statisticky byly tyto závazky naplněny, ve skutečnosti však do roku 2012 globální emise vzrostly o 44 % (především vlivem ekonomického rozvoje států, jako je Čína či Indie). Zásadní průlom přišel s tzv. Pařížskou dohodou v roce 2015, kterou podepsalo 196 zemí světa a jejímž cílem je udržet k roku 2100 míru oteplení planety na maximálně 1,5 ºC (respektive pod 2 ºC) oproti předprůmyslové éře.

Kde se nacházíme dnes? Vzhledem k nedostatečné závaznosti dohody a obtížné vymahatelnosti cílů jednotlivých zemí celkový objem globálních emisí každoročně narůstá a oteplování se stále zrychluje. Podle některých odhadů jsme tedy na cestě k oteplení o 2,7 ºC oproti předprůmyslové éře, které může mít fatální dopad na planetární metabolismus. Zároveň se zdá, že veřejné politiky států mnohdy neodpovídají jejich proklamacím a že k aktualizaci či zpřísňování svých cílů se svět příliš nehrne – naopak sílí politický trend odkládání potřebné akce.

Evropská unie zakotvila své vlastní závazky v Evropském klimatickém zákoně z roku 2021, který je konkretizován legislativním balíčkem Fit for 55. Podle klimatického zákona má EU snížit objem svých emisí o 55 % (oproti roku 1990) do roku 2030 a dosáhnout klimatické neutrality do roku 2050. Česká republika se v aktualizovaném Vnitrostátním plánu ČR v oblasti energetiky a klimatu (2024) k těmto evropským závazkům hlásí, místní ekonomika je však emisně velmi intenzivní a objem ročních emisí na osobu v Česku převyšuje průměr EU. Klíčovým bodem národní strategie je snižování podílu fosilních paliv na spotřebě primární energie (na 50 % do roku 2030 a 0 % do roku 2050) a úplné odstavení uhlí do roku 2033. Jak ale zaznívá v samotné strategii, naplnění těchto cílů vyžaduje velmi ambiciózní politiky a opatření.

Zastavme se však u samotného pojmu klimatické neutrality, respektive net zero. Slovo net lze přeložit jako „čistý“, případně „výsledný“, a podstatné je, že tato výsledná nula není nulou absolutní. Jinými slovy, net zero je „účetní“ konstrukt, který připouští vypouštění takového množství emisí, které může být následně absorbováno biologickými nebo technologickými infrastrukturami (lesy či technologiemi na zachytávání a ukládání oxidu uhličitého). Vynález této účetní nuly měl za následek rychlý nástup kvantifikace přírody, např. v podobě vyčíslování národních „zásobníků uhlíku“ (carbon sink), praxe „uhlíkových kompenzací“ (carbon offsetting) či obchodování s emisemi. Jak píše socioložka Holly Jean Buck, „net zero je, v nejlepším případě, sen o světě, který je v rovnováze“. Může tedy k naplnění tohoto snu přispět architektura a vystavěné prostředí?

Dekarbonizace evropského stavebního fondu

K vyrovnání globální emisní bilance by sektor architektury a stavebnictví bezpochyby přispívat měl. Budovy jsou totiž zdrojem 34 % globálních emisí CO2 a spotřebovávají 32 % globální energie, přičemž vývoj v tomto odvětví zdaleka neodpovídá cílům Pařížské dohody. V roce 2023 se sice poprvé podařilo oddělit nárůst „světové podlahové plochy“ od růstu emisí, v absolutních číslech ale emise sektoru nadále rostou. Energetická náročnost odvětví klesá mnohem pomaleji, než je třeba, a nedostatečný je také nárůst objemu energie z obnovitelných zdrojů. Součástí problému jsou také globální nerovnosti – v rozvíjejících se zemích mnohdy chybí energetické stavební předpisy a spotřeba provozní energie roste z důvodu zvyšující se potřeby chlazení.

V evropském měřítku je situace obdobná: vystavěné prostředí je zdrojem 35 % unijních emisí skleníkových plynů a spotřebovává 42 % energie. A ačkoli emise CO2 ve stavebnictví postupně klesají, je sektor stále pozadu, pokud jde o naplňování cílů daných Evropským klimatickým zákonem. Situace by se mohla změnit díky novým evropským politikám, v nichž je „na prvním místě“ energetická efektivita, ať už jde o revidovanou Směrnici o energetické náročnosti budov (EPBD IV) z roku 2024, nový systém pro obchodování s emisními povolenkami (EU ETS2), či iniciativu Renovační vlna (Renovation Wave).

Klíčovým nástrojem dekarbonizace evropského stavebnictví je právě novelizovaná směrnice EPBD zavádějící mimo jiné standard Zero Emission Building (ZEB), podle kterého musí být od roku 2030 bezemisní všechny nové budovy a od roku 2050 všechny budovy. K zajištění nízké energetické náročnosti (prostřednictvím renovací) pak investory a majitele může motivovat také EU ETS2: emisní povolenky budou muset nově nakupovat také dodavatelé energie a tepla do budov, kteří zvýšené náklady mohou přesouvat na odběratele.

Ke zvyšování energetické efektivity budov mají podle EPBD významně přispět renovace, které jsou zároveň prostředkem, jak snižovat uhlíkovou stopu výstavby v rámci celého životního cyklu. Na celkových emisích stavebního fondu EU se dnes ze 79 % podílí provozní emise, nezanedbatelných 21 % však tvoří emise zabudované v materiálech a technologiích (embodied emissions). Vzhledem k tomu, že nové klimaticky neutrální budovy mohou být z hlediska zabudovaných emisí ještě náročnější než budovy postavené podle starších standardů, jsou právě renovace cestou, jak stavebnictví dekarbonizovat v absolutních číslech. V těchto úvahách bude do budoucna figurovat také požadavek EPBD na vyčíslování „celoživotního uhlíku“ (Whole-Life Carbon, WLC), respektive „potenciálu globálního oteplování během životního cyklu“ (Global Warming Potential, GWP) budov. Limity vztahující se ke WLC a GWP však EPBD zatím nestanovuje, a tak je třeba především legislativně ukotvit prioritizaci renovací, aby se uhlíková stopa sektoru začala snižovat co nejdříve.Re-architektura

Modřanský cukrovar, architektura: Chybik + Kristof Architects & Urban Designers, foto: Barbora Marka Žentelová

Evropské právo po česku

Do české legislativy bude směrnice EPBD IV implementována v roce 2026. V této souvislosti bude třeba aktualizovat podobu průkazů energetické náročnosti budov (PENB), revidovat Dlouhodobou strategii renovací budov z roku 2020 a formulovat národní definici bezemisní budovy. Podle Michala Čejky z Centra pasivního domu však tato definice nepřinese dramatické zvýšení nároků na novou výstavbu: „V případě novostaveb předpokládáme, že se bude jednat o budovu s velmi nízkou energetickou náročností, která nebude využívat energii z fosilních paliv a část své spotřeby pokryje vlastní výrobou z obnovitelných zdrojů. Oproti současným stále poměrně benevolentním legislativním požadavkům lze předpokládat zpřísnění přibližně o 10 %.

V současnosti se všechny nové budovy v České republice musí řídit standardem „budovy s téměř nulovou spotřebou energie“ (nearly Zero Energy Building, nZEB). Tento standard je odvozen ze starší evropské směrnice EPBD (2010), která však byla formulována poněkud vágně a nechávala mnoho prostoru pro interpretaci členskými státy. Aktuálně platná norma, odpovídající hodnocení B v PENB, tedy není příliš ambiciózní.

Oříškem však bude vyhodnocování GWP, které bude na rozdíl od Dánska, Francie či Švédska pro českou legislativu novinkou. Problematikou se aktuálně zabývají odborníci*ice z ČVUT UCEEB, České rady pro šetrné budovy a Šance pro budovy, kteří zpracovali 56 případových studií z českého prostředí poskytujících základ pro hodnocení celkové uhlíkové stopy budov na národní úrovni.

Výzkumný tým nicméně upozorňuje, že soubor referenčních dat by měl být mnohem robustnější a že nedostupná jsou v tuto chvíli také potřebná environmentální data o dílčích stavebních materiálech.

škola v Českobrodské v Praze, architektura: ECOTEN s.r.o., foto: Apolena Typltová

Klimatický dluh budov

Jak by tedy bezemisní budova budoucnosti měla vypadat? Podle směrnice by měla spotřebovávat co nejméně energie, měla by maximalizovat využívání energie z obnovitelných zdrojů a minimalizovat WLC. Strategií, jak emise budov redukovat, je celá řada: mezi „aktivní“ strategie patří zejména výroba energie pomocí fotovoltaických elektráren (případně větrných turbín), zapojení větracích jednotek s rekuperací tepla či využívání tepelných čerpadel (typu vzduch–vzduch, vzduch–voda nebo země–voda) k vytápění a chlazení. „Pasivně“ pak lze klimatickou bilanci budov snižovat využíváním nízkouhlíkových materiálů, efektivní izolací či uplatňováním přírodě blízkých opatření, jako jsou zelené fasády a střechy.LIKO-VoPavilon environmentálních studií ČZUDům s mokřadní střechou

Příkladem stavby, kde se veškerá projekční rozhodnutí odvíjela od požadavku klimatické neutrality v celém životním cyklu, je kancelářská budova Hyllie Terrass ve švédském Malmö od společnosti SKANSKA. Projekt získal předběžnou certifikaci NollCO2, kterou uděluje Sweden Green Building Council a podle které musí stavba během příštích 50 let každý rok „vynulovat“ svoji uhlíkovou stopu spjatou s vytápěním či spotřebou vody. Svůj „klimatický dluh“ neboli zabudované emise, které vznikly při výstavbě, přitom budova musí splatit už pět let po dokončení. Vyrovnané emisní bilance projekt dosahuje např. využíváním recyklované ocele či hliníku, nízkouhlíkového betonu, skla vyrobeného lokálně a za využití obnovitelných zdrojů energie (OZE) či eliminace fosilních paliv v celém procesu výstavby. Samozřejmostí jsou zelené střechy zachytávající dešťovou vodu a stoprocentní podíl OZE na výrobě energie, o niž se tato „energeticky pozitivní“ stavba dělí s dalšími odběrateli ve své čtvrti.Soběstačná architektura Projekt nicméně naráží také na limity klimatické neutrality nové výstavby: přes veškerou snahu vznikají i v tomto případě „nevyhnutelné“ emise, které je nutné vyvážit uhlíkovými kompenzacemi, tedy financováním technických či přírodních systémů, jež množství skleníkových plynů v atmosféře redukují.

Všespásným řešením ale není ani maximalizace využívání lokálních přírodních materiálů, ačkoli jsou pro dekarbonizaci stavebnictví mimořádně důležité. Konkrétně v severoevropské architektuře je díky rozsáhlému lesnímu porostu velmi rozšířené dřevo a aktualizované předpisy dnes těmto zemím umožňují stavět z něj i velmi vysoké budovy. Příkladem může být dvacetipatrová dřevostavba Sarakulturhus podle návrhu studia White Arkitekter ve švédském Skellefteå, která využitím lokálně vyráběných CLT (cross-laminated timber) a GLT (glue-laminated timber) panelů vyrovnává své zabudované a provozní emise. Za 50 let by stavba díky svému materiálovému řešení a sofistikovanému systému výroby a využívání energie z OZE měla dosáhnout klimatické negativity. Kapacity přírodních ekosystémů nicméně nejsou neomezené a jakkoli mohou být dřevostavby významným zásobníkem uhlíku, existuje křehká hranice mezi udržitelným využíváním dřeva pro výstavbu a nepřiměřenou těžbou – obzvlášť v místech, kde lesy nejsou tak bohaté jako na severu Evropy.

I v českém prostředí vznikají realizace, které usilují o vysokou energetickou účinnost a nízkou uhlíkovou stopu, ať už ve veřejnémSídlo NKÚ, či soukromém sektoru SHQ ČSOB, přičemž některé z nich jdou právě cestou využívání lokálních přírodních materiálů (viz Kloboucká lesní). Najdeme zde ale i příklad budovy, která je v rámci svého provozu klimaticky neutrální, aniž by vznikla „na zelené louce“: rekonstrukce střední školy v Českobrodské ulici v Praze umožnila významnou redukci zabudovaného uhlíku díky zachování původní konstrukce.Škola Českobrodská Právě maximální využívání existujících budov či infrastruktury a propojení architektury s výrobou energie z OZE jsou přitom klíčovými strategiemi, jak klima chránit přímo, bez nutnosti kompenzací a za omezeného čerpání zdrojů.

Växjö, Kodaň a Heidelberg: Tři příběhy klimatické neutrality

Budovy v Malmö, Skellefteå i v pražské Českobrodské generují čistou energii i pro své okolí, čímž zároveň ukazují, že o dekarbonizaci je třeba přemýšlet nejen v měřítku individuálních staveb, ale především v měřítku čtvrtí a měst, která fungují jako propojené organismy umožňující sdílet zdroje a zprostředkovávat látkovou výměnu mezi živými a neživými systémy. V Evropě najdeme města, jejichž klimatické závazky jsou ještě ambicióznější než usnesení Pařížské dohody: Glasgow, Mannheim, Helsinky nebo Madrid chtějí být klimaticky neutrální už do roku 2030.

Pozoruhodným příkladem klimatického pionýra je stotisícové švédské město Växjö, které se k tomuto cíli zavázalo už v roce 1996, přičemž do roku 2030 chce být nejen klimaticky neutrální, ale také zcela vymýtit fosilní energii. V roce 2019 se k němu významně přiblížilo, když městská energetická společnost Växjö Energi přestala k výrobě elektřiny používat fosilní zdroje a přešla na biomasu (zejména vedlejší produkty lesnictví). Nyní se město zaměřuje na emise z ostatních sektorů: domácí organický odpad se používá na výrobu biopaliva pro místní autobusy, složitější je však zcela eliminovat emise CO2 z automobilové dopravy a emise metanu ze zemědělství. Bezemisní nicméně není ani energie z biomasy, a Växjö Energi tak testuje zařízení na zachytávání CO2 a jeho ukládání do vápence v Severním moři (Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS). Zabudované emise ve výstavbě pak Växjö redukuje používáním dřeva jako základního stavebního materiálu.

 Některá města své cíle naopak odsouvají: Kodaň měla být klimaticky neutrální do roku 2025, v roce 2022 však od tohoto závazku upustila. Hlavní roli v tomto příběhu hraje přitom stavba, která má ztělesňovat sen o „hedonistické udržitelnosti“: spalovna odpadu s energetickým využitím CopenHill (2019) navržená slavnou Bjarke Ingels Group (BIG). Součástí stavby je lezecká stěna či lyžařský svah, a projekt tak z průmyslové architektury dělá organickou součást života města. Proti realizaci projektu se však kolem roku 2011 postavila „zelená koalice“ úředníků*ic, politiků*ček a výzkumníků*ic, a to s argumentem, že výstavba a provoz spalovny významně zvýší objem emisí CO2. Hlasy odborníků byly ale přehlušeny korporátní lobby, a Kodaň tak nakonec upřednostnila finanční zisky z exportu technologických řešení či dovozu odpadu proti svým environmentálním cílům. 

Podstatnou proměnnou jsou v tomto projektu opět technologie CCS, které měly zvýšené emise mitigovat. Do systému ovšem dosud integrovány nebyly, což podle některých odborníků*ic dobře ilustruje úskalí dekarbonizačních plánů: přílišné spoléhání a pomalé investice do CCS a také nevyjasněná odpovědnost, kterou si mezi sebou přehazují veřejní a soukromí aktéři. Podle aktuálních zpráv se ale zdá, že v případě CopenHillu k realizaci CCS nakonec přece jen dojde. Město zároveň svoje klimatické závazky obnovilo a k roku 2035 plánuje být nejen klimaticky neutrální, ale dokonce „pozitivní“, tedy že bude aktivně přispívat k mitigaci klimatické změny.

 Specifickým příkladem města s ambiciózními environmentálními cíli je pak německý Heidelberg, kde se na 100 ha rozkládá klimaticky neutrální čtvrť Bahnstadt vystavěná výhradně z pasivních domů. Pasivní dům (Passivhaus) je technický standard, který vznikl právě v Německu a který – na rozdíl od nZEB – stanovuje přísné absolutní hodnoty pro spotřebu energie. Budovy v pasivním standardu jsou založené na účinné izolaci a rekuperaci, a tedy minimální potřebě vytápění.Ekologický institut Veronica a Hostětín V Bahnstadtu se teplo a energie vyrábí z dřevní štěpky, přičemž město po investorech požaduje, aby na budovy instalovali fotovoltaická zařízení. Na vyvažování zájmů veřejného a soukromého sektoru si dává Heidelberg obzvlášť záležet: má vlastní developerskou společnost, provádí důkladnou kontrolu kvality projektů a poskytuje poradenství v oblasti pasivních budov. Bahnstadtu se také daří vyhnout „zelené gentrifikaci“: díky nižším provozním nákladům město 20 % tamních bytů využívá pro sociální bydlení.Modřanský cukrovar

Pavilon environmentálních studií ČZU v Praze, architektura: Origon, foto: Barbora Marka Žentelová

Net zero není jen jedno aneb širší souvislosti klimatické neutrality

Heidelberský příklad nás přivádí k širším souvislostem strategií klimatické neutrality. Jak ukazuje Holly Jean Buck, net zero může vypadat různě: můžeme si ho představit jako „čistší fosilní svět“, v němž ropné či uhelné korporace nadále existují, ale investují miliardy do technologií CCS a výsadby lesů, aby své podnikání dekarbonizovaly. Jejich globální význam díky těmto zařízením roste a rostou i jejich zisky, protože cenu technologií platí koncový odběratel energie. Můžeme ale vyprávět i jiný příběh, příběh „téměř nulového světa“, v němž emise významně poklesly a ty zbytkové – převážně ze zemědělství – dokáží absorbovat skromnější infrastruktury. Je to svět masivní elektrifikace, obnovitelných zdrojů energie a také změny chování a společenských norem. Jinými slovy, pozornost je podle Buck třeba zaměřit v první řadě na produkci emisí jako takových a na politické, sociální a ekonomické souvislosti přechodu k udržitelnosti.

Významné jsou samozřejmě také souvislosti ekologické. Klimatická změna je jen jedním z palčivých environmentálních problémů, s nimiž se globální společnost musí vypořádat. Podle konceptu „planetárních mezí“, které v roce 2009 popsali*y výzkumníci*ice Stockholm Resilience Centre, je oblastí, které vymezují „bezpečný operační prostor pro lidstvo“, celkem devět (kromě klimatické změny je to například způsob využívání půdy, okyselování oceánů nebo integrita biosféry). Zásadní je tedy mitigovat a adaptovat se na změnu klimatu způsobem, který přispěje ke stabilizaci dalších složek planetárního systému – ne naopak.

S tím souvisí i problematika „uhlíkové metriky“ (tedy uhlíkové stopy či uhlíkových kompenzací) jako takové: tyto abstrakce mohou odvádět pozornost od materiálního (ekologického a sociálního) kontextu, v němž jsou implementovány „zelené“ technologie či přírodě blízká opatření, a zároveň umožňují firmám či státům pokračovat v zavedené praxi bez zásadních změn. V konkrétních lokalitách mohou tyto praxe vést ke znečišťování a úbytku vodních zdrojů, vysídlování obyvatelstva či znemožnění zavedených způsobů obživy. Ačkoli tedy mitigační a adaptační opatření směřující ke klimatické neutralitě bezpochyby potřebujeme, zdraví ekosystémů a práva místních komunit by měly figurovat jako specifická materiální složka ve výpočtu klimatických přínosů jakéhokoli projektu – ať už jde o větrnou elektrárnu, pasivní čtvrť, nebo nový les.Integrovaná architektura


foto č. 1: jižní ředitelství ČSOB v Praze, architektura: Chalupa architekti, foto: Apolena Typltová
foto č. 4: sídlo Kloboucké lesní v Brumově-Bylnici, architektura: mjölk architekti, foto: Apolena Typltová
foto č. 6: Dům s mokřadní střechou v Praze, architektura: Kořenovky.cz, foto: Barbora Marka Žentelová

Strategie

Texty věnované obecným přístupům a konceptům, které se vztahují k udržitelnosti v architektuře. Jednotlivé pojmy zasazujeme do mezinárodního odborného diskurzu a problematiku vystavěného prostředí spojujeme s myšlením o ekologii, společnosti či (klimatické) politice.

Více

Příklady

Reflexe konkrétních projektů v České republice, které otevírají dílčí otázky po možnostech uplatnění principů udržitelnosti v praxi. Věnujeme se budovám, sídlům, krajinným zásahům či iniciativám, jež umožňují vnímat architekturu jako prostředek vytváření hmotných i nehmotných vztahů.

Více

Interpretace

Výstupy výzkumů, experimentální projekty, eseje a komentáře všeho druhu, které rozšiřují pole možností, jak udržitelnost v architektuře chápat. Prostor k publikování nabízíme spolupracovníkům*icím uvnitř i mimo UMPRUM, kteří se tomuto tématu věnují.

Více