Prakticky celý civilizovaný svět dnes tlačí na snižování emisí CO2, skleníkového plynu, jenž významnou měrou přispívá k růstu teploty na povrchu naší planety. Ve skutečnosti je to hlavně tlak na snižování spotřeby energie, která se stále z velké části produkuje spalováním. Bohužel za snahou být „eko“ se často schovávají i činnosti, které jsou pro planetu škodlivější, než kdybychom je nedělali vůbec – například zateplování fasád izolačními materiály, při jejichž výrobě, montáži, dopravě i likvidaci (tzv. uhlíková stopa) se vytvoří více CO2, než jsou schopné při aplikaci na fasádu za celou dobu své životnost ušetřit, zvláště pokud se v zateplených domech topí plynem, který, jak známo, emituje při hoření CO2 nejméně.
Mezi materiály s velikou uhlíkovou stopou patří i sklo. Především to tabulové, používané do oken, kde je podíl recyklátu zanedbatelný. O skle se všude píše jako o ekologickém materiálu, protože jej lze nekonečněkrát recyklovat. Bohužel se už téměř nikde nepíše, jak se to dělá. Že je k tomu potřeba velmi vysokých teplot, tedy za vzniku mnoha tun CO2. Při recyklaci skla se ušetří jen 10 až 15 % energie potřebné na jeho prvovýrobu. Výrobou skla tak planeta nejenže přichází o své nerostné bohatství, ale díky jeho re-recyklaci může trpět nekonečněkrát a tlačit tak do atmosféry mnoho dalších tun skleníkových a jiných škodlivých plynů, které při zpracování skla vznikají. Takže se nabízí otázka, kolik recyklací skla opravdu chceme? A jestli vůbec… Ale i když je výroba izolačního skla tak energeticky náročná, přesto za dobu své životnosti ušetří okno mnohem více energie, než kolik se spotřebovalo na jeho výrobu. Pojďme se na jeho eko-bilanci podívat v číslech: Na výrobu 1 m² nového tabulového skla o tloušťce 4 mm, umístěného do oken, je třeba cca 30 kWh (viz obr. 1), což odpovídá při spalování zemního plynu asi 6 kg CO2. Pro lepší představu – jako byste se 30x důkladně prohřáli 10minutovým sprchováním v horké vodě. Máte-li v oknech trojskla, vynásobte si tato čísla 3x a pak i počtem oken v domě – vyjdou vám stovky kg CO2 a několik let každodenního sprchování.
Životnost běžného okna v Evropě je průměrně 15 let. Díky nejrůznějším dotacím na zateplování se však v posledních letech vyměňují starší okna častěji. Pokud máme představu, že přijede firma, staré okno rozebere na prvočinitele – tedy rám i kování extra, izolační sklo rozmontuje také, aby mohla dát do jednoho kontejneru pokovené sklo a do druhého nepokovené, meziskelní rámeček také extra, tmel a butyl do nebezpečného odpadu a vše takto perfektně roztřízené odveze do ekodvora, aby bylo možné vše zrecyklovat –, tak je tato představa zajisté správná, ale realita vypadá zcela jinak.
Za mírný poplatek firma vyhodí staré okno na skládku, a přírodo, poraď si (rozkladem se tvoří stejné množství CO2 jako hořením, jen pomaleji, takže z hlediska životního prostředí je skoro jedno, jestli spalovna nebo skládka). Do uvolněného otvoru ve zdi pak namontuje nové plastové okno s trojsklem. Energetická náročnost na jeho výrobu, dopravu a montáž je cca 150 kWh. Tohle množství energie v našich končinách představuje asi 100 kg CO2 (je to více než při samotném spalování plynu, neboť potřebná elektřina je stále vyráběná spalováním uhlí a přibyla i doprava). Pokud připočteme i rozpad starého okna na skládce, pak jsme jedním novým oknem zatížili přírodu celkem asi 150 kg CO2. Takže při 10 oknech v bytě to dává celkem 1,5 tuny. A nyní přicházejí ty klíčové otázky:
Za jak dlouho ušetříme 1,5 tuny CO2, protože díky novým oknům budeme od teď méně topit?
Řekněme, že nová okna s trojskly ušetří cca 15–20 % plynu potřebného na topení (podle toho, jak účinná byla ta původní a také jak dobře těsnila). Průměrná spotřeba na topení je asi 100 kWh/m² za rok, takže u bytu s rozlohou okolo 100 m² je roční spotřeba okolo 10 MWh. To při topení plynem odpovídá zhruba 2 tunám CO2/rok. Úspora 15–20 % ale znamená snížení emisí o 300–400 kg CO2 ročně, takže energetickou zátěž za nové okno vyvážíme nejpozději za 7 let – a pak už přírodě pomáháme.
Jak je ale možné, že zateplení fasády nevychází také tak pozitivně?
Zeď izoluje sama od sebe relativně dobře a přidané zateplení zlepšuje její izolační parametry jen minimálně – o jednotky procent. A protože se k tomu nejčastěji používají synteticky vyráběné materiály (MV, EPS a PUR) se srovnatelnou uhlíkovou stopou, jakou má sklo (na 1 m² zateplené plochy), vychází ekologická bilance zvláště při topení plynem záporně. Bohužel i ekonomická návratnost bývá mnohdy delší než životnost zateplení. Zatímco špatnými okny uniká tepla nejvíce a jejich výměnou dochází k zásadnímu zlepšení – často o více než 60 % oproti původním oknům, okny taky dům získává sluneční energii, tedy teplo zdarma. Zateplením fasády ale Slunci sdělujeme, že o jeho energii v zimě nestojíme.
Takže fasády nezateplovat vůbec?
Je třeba rozlišovat. U budov připojených na teplárny spalující uhlí, pokud se použije izolant s minimální uhlíkovou stopou (např. stále podceňované reflexní izolace), má zateplení ekologickou bilanci rozhodně vysoce plusovou. Ale to je už téma pro jiné články.
A jaké okno je z hlediska životního prostředí nejšetrnější?
Z hlediska rámů logicky vede dřevo, s povrchy oše-třenými nikoliv lazurami, ale olejovosky – asi není třeba vysvětlovat proč. Jako druhé jsou plastové rámy (PVC lze totiž také mnohokrát recyklovat a na jeho výrobu i recyklaci je potřeba relativně malé teplo – a tím i menší množství energie spojené s menšími emisemi CO2. Proto vychází i nový plast z hlediska uhlíkové stopy ekologičtěji než např. zrecyklované sklo. Nejnáročnější na energii (výroba i recyklace) jsou hliníkový rám a sklolaminát.
Co se týká zasklení, je jasné, že na dvojsklo bude třeba o 1/3 energie méně než na trojsklo. Zamyslíme-li se ale hlouběji, přichází už výpočet úspor za topení, případně i za klimatizaci, a pak trojsklo z dlouhodobého hlediska (10 a více let) rozhodně vede. Nejvíce ekologická jsou pak izolační skla s meziskelní fólií (obr. 4), která nahrazuje prostřední sklo. Tepelně izolují stejně jako trojskla, v akustickém útlumu jsou (díky fólii, která ruší přenos akustických vibrací z jednoho skla na druhé) až 2x lepší. Jejich uhlíková stopa je velmi podobná jako u obyčejného dvojskla, protože na výrobu 1 m² fólie o tloušťce 50 mikrometrů z materiálu PET je zapotřebí jen asi 0,14 kWh, tedy 200x méně energie než na tabuli skla. Navíc PET je možné recyklovat také donekonečna, dokonce pomocí mikrovln jej lze zcela rozložit na základní molekuly a zase složit do původního čistého granulátu, takže odpadá i veškeré třídění, nezbytné pro recyklaci skel (barevné, pokovené, čiré…).
Bohužel, díky malým nárokům na energii se dnes plasty vyrábějí v takovém množství, že je jimi svět zcela zaplaven, a ekologicky smýšlející lidé si k nim proto vybudovali averzi. Ale to je špatně. Jakmile totiž začneme plasty poctivě oddělovat od jiných odpadů, čímž umožníme jejich velmi snadnou recyklaci (dnes se z PET recyklátu již vyrábí střešní krytina, plast-beton, náplně do 3D tiskáren, fleesové látky, sedadla v autech, z použitých PET lahví se dokonce stavějí i domy…), bude nám tento materiál sloužit jako velmi ekologický pomocník s extrémně malou uhlíkovou stopou.
Na závěr kapitoly jsem si nechal to úplně nejvíc ekologické řešení, které zcela zásadně překonává vše doposud napsané. V ČR se v poslední době hovoří o novém start-upu, který dokáže vylepšit parametry starého okna tak, že po „upgradu“ izoluje jako nové okno s trojsklem, ale nepotřebuje vyrábět ani nový rám, ani nové izolační sklo. Řešení je přitom zcela jednoduché: Ze stávajícího rámu (většinou plastového, který je i po letech stále v pořádku) se vyjme původní izolační sklo. To se v dílně rozebere na základní komponenty – tedy dvě tabule skla a distanční rámeček (u starých dvojskel se používal téměř výhradně hliníkový, takže se díky jeho vysoké výkupní ceně jej vyplatí očistit a prodat na recyklaci). Pokud jsou původní skla ještě nepokovená (tedy okno je z doby před rokem 2000), v magnetronu se opa-tří nízkoemisivní nanovrstvou (spotřeba energie na pokovení je asi 0,030 kWh, tedy oproti výrobě nového skla cca 1000x nižší). Doprostřed speciálního distančního rámečku (s přerušeným tepelným mostem) se napne PET fólie. Pak se z obou stran k tomuto rámečku s fólií přiloží a přitěsní skla (ta původní, jen případně nově pokovená). Obě komory se naplní technickým plynem a po obvodu se celé izolační sklo finálně zatmelí (obr. 5).
Vylepšené staronové zasklení izoluje stejně jako nové trojsklo, ale vzniklo s 3000x menší uhlíkovou stopou. Díky přerušení tepelného mostu v rámečku dochází ke zlepšení izolačních vlastností celého okna, takže původní staré plastové okno je po opětovném zasklení parametricky srovnatelné s okny nejnovější generace osazené trojskly, ale navíc s citelně větším akustickým útlumem. Tento start-up nyní hledá investora, aby se mohl rozšířit jako globální řešení pro snížení emisí CO2 do celého světa.
Na závěr celého seriálu
Všem čtenářům moc děkuji za zájem. Snažil jsem se zde psát své názory a hlavně poznatky z našeho vývoje izolačních skel a oken. Budu velmi rád za každou vaši reakci, názor nebo poukázání na omyly. Neváhejte tak učinit kdykoliv – můj e-mail: michal@energyin.cz.
MICHAL BÍLEK
foto archiv autora
Michal Bílek (*1970)
je absolventem SPŠ Elektrotechnické, po maturitě emigroval do Německa. Do ČR se vrátil v roce 1993, kdy začal pracovat v odvětví TZB. V současnosti působí jako CEO ve třech společnostech a jako prezident nadnárodní asociace SIGFA. Díky celoživotnímu samostudiu a mnohaletým zkušenostem v oboru se dnes věnuje vývoji nových řešení pro stavebnictví se zaměřením na úsporu energie a solární zisky.
