Plánovaná stavba velkého bytového domu v Praze u Invalidovny bude plná nejmodernějších technologií. Na konceptu energeticky vysoce úsporné budovy se podílelo UCEEB – Univerzitní centrum energeticky efektivních budov ČVUT. Práce se ujal tým pod vedením doc. Ing. Tomáše Matušky, Ph.D., který také působí jako pedagog na Fakultě strojní.
Lze tak rozsáhlý projekt navrhnout a ověřit i jinak než s pomocí matematického modelování? 
V situaci, kdy je nutné prověřit použití aktivovaných betonových stropů v kombinaci s aktivně řízeným stínicím systémem, hybridní solární elektrárnou a využitím tepelných čerpadel pro vytápění a chlazení, jako v případě domu na Invalidovně, si normovými výpočty moc nepomůžeme a je potřeba udělat dynamický model budovy. Kromě chování budovy z pohledu možného přehřívání díky němu zpravidla zjistíme, že potřebujeme i menší zdroj tepla i chladu. Proto jsme prováděli detailní simulace chování stavby v různých variantách zasklení, stínění a jeho řízení, zdrojů energie a jejich kombinací.
Co je podstatou výsledného energetického konceptu?
Z výsledků mnoha variant počítačových simulací vzešla optimální varianta, zahrnující stavebně-technické řešení budovy, systém vytápění s možností chlazení, nuceného větrání a přípravy teplé vody. O komfortní vnitřní prostředí v budově se postará centrální vzduchotechnika s rekuperací tepla a automatické stínění oken na jižních fasádách, které bude zejména v létě chránit interiéry před přehříváním. Vytápění a chlazení objektu bude založeno na betonových tepelně aktivovaných konstrukcích ve spojení s tepelnými čerpadly země-voda (systém GEOTABS) a pokročilým systémem modelového prediktivního řízení MPC. Na střeše bude umístěna solární elektrárna a připravuje se využití bateriového úložiště ve spojení s implementací lokální distribuční soustavy. V konceptu se tedy promítá snaha o aplikaci automatizovaných technologií a co nejvyšší využívání obnovitelných zdrojů energie.
Je možné na základě zkušeností z výzkumu jmenovat energeticky nejúspornější technologická řešení budov?
Jediné a univerzální řešení neexistuje, ale v dnešní době jsou to samozřejmě obnovitelné zdroje energie. Významný vliv na úspory může mít také regulace, zvlášť v administrativních budovách v oblasti chlazení.
Na jakých významnějších výzkumných projektech, které nejsou tajné, nyní pracujete?
Tak nejvýznamnější je nyní samozřejmě Solar Air Water Earth Resource, S.A.W.E.R., pro EXPO 2020, který bude pomocí sluneční energie získávat vodu ze vzduchu. Jeho zmenšeninu budou v rámci projektu Technologické agentury ČR řešit naši mladí vědci a já budu jen mentorovat. Se společností SKANSKA pracujeme na integraci chladicí jednotky na bázi Peltiérových článků, ve spolupráci s bateriovým úložištěm, do fasádního modulu lehkého obvodového pláště. Pracujeme také na dalším rozvíjení technologie zaskleného hybridního fotovoltaicko-tepelného kolektoru. Se společností Regulus se v novém projektu v rámci Národního centra kompetence snažíme zefektivnit spolupráci tepelného čerpadla a fotovoltaického systému. Zajímavým smluvním výzkumem, který nás teď čeká, je analýza chování chlazeného fotbalového trávníku v klimatických podmínkách Kataru.
Podílíte se na výzkumných projektech Ústavu techniky prostředí Fakulty strojní, anebo jen na projektech UCEEB?
Výzkumná témata v současnosti řeším vlastně pouze na UCEEB, které má pro výzkum v oblasti obnovitelných zdrojů vybudováno unikátní zázemí a laboratoře. Nicméně na řadě projektů s Fakultou strojní spolupracujeme.
Na Fakultě strojní vyučujete v magisterském studijním programu Inteligentní budovy. Zařazujete některé své výzkumné projekty do výuky?
Ano, některé zajímavé výsledky výzkumů zařazuji do výuky. Například v předmětu Základy zásobování teplem ukazuji výsledky některých našich výzkumných studií z nasazení tepelných čerpadel nebo solárních termických systémů v CZT. A v předmětu Alternativní zdroje energie dojde i na hybridní fotovoltaicko- tepelné solární kolektory, u kterých máme bohaté zkušenosti s vývojem, testováním i aplikacemi.
Zapojují se někteří studenti Fakulty strojní do řešení výzkumných projektů?
Do výzkumných projektů se zapojují především doktorandi, u kterých je předpoklad nějaké trvalé spolupráce. U magisterských studentů jsou to spíš jednotlivci, na dílčí úkoly, na pár měsíců. Někteří kolegové odhadují, že počet motivovaných studentů bude narůstat. Je to možné, protože mezioborové studium Inteligentní budovy přináší komplexní pohled na problematiku budov od stavebně konstrukčního řešení přes technické systémy pro řešení vnitřního prostředí až po pokročilé systémy regulace.
Ladislav Lašek, FS ČVUT