HOVORY S PROFESORY
Prof. Ing. Karel Kabele, CSc., vedoucí katedry technických zařízení budov na Fakultě stavební ČVUT v Praze, vysvětluje, jak vybavit stavby inteligencí. Jeho práci ocenila v květnu v dánském Aalborgu Evropská federace REHVA cenou za celoživotní vědecký přínos.
- Jak inteligentní je stavební fakulta ČVUT? Mám na mysli budovu.
Naše budova? Při nedávné rekonstrukci se vyměnila fasáda, je o něco chytřejší svými fyzikálními vlastnostmi, žaluzie dokážou do určité míry reagovat na počasí. Vytápění také doznalo změny, ale k tomu, abychom ji zařadili do kategorie inteligentních budov, určitě pár věcí chybí.
- Spousta lidí si myslí, že stačí dům obalit polystyrénem.
Tak to je poněkud mylná představa. Zateplením, jak tomu obalení polystyrénem říkáme, se změní jen jeden parametr budovy, a pokud nezohledníme tuto změnu ve způsobu vytápění, větrání a chlazení, nemusí fungovat, jak si představujeme. Ve vzduchotěsné budově bez vyřešeného větrání stoupají koncentrace vlhkosti a zdraví škodlivých plynů, dobře tepelně izolovaný objekt se začíná chovat jako termoska a může se přehřívat. V zimě sice energii na vytápění ušetříme, ale v létě začnou starosti, jak teplo dostat z domu ven. Budova je složitý organismus, kde každá změna má dopad do mnoha částí.
- Vy se věnujete hlavně počítačové podpoře konstrukce budov. Co všechno musí umět dnešní stavební inženýr? A co má k dispozici?
Vývoj v oblasti počítačové podpory návrhu budov spěje k tomu, že předtím, než začneme stavět, vzniká model budovy v počítači. Dnes se hodně mluví o informačním modelu – BIM. S nimi je spojeno očekávání, že nám nejen pomohou budovu postavit, ale budeme také vidět, jak se bude chovat a provozovat. Informace o budově budou v paralelním virtuálním světě, v "matrixu", a přes tento odraz reality budeme tu budovu lépe ovládat, kontrolovat, opravovat, provozovat. Teď je to samozřejmě hudba budoucnosti, protože jsme na počátku procesu a řešíme otázky spojené s obsahem a formou dat, přenosem informací i právními důsledky tohoto nového způsobu navrhování budov. Umíme udělat perfektně geometrii, umíme zobrazit, jak budova bude vypadat. Z mojí profesní oblasti technických zařízení dokážeme vyřešit kolize potrubí, která se někde budou protínat, provést výpočty pro návrh prvků i systémů. Co nám však chybí, a na čem se pracuje, je dát té budově život. Vdechnout v tom modelu život prvkům, které jsou dnes jen mrtvými kusy železa. Umět modely, které jsou vytvářeny separátně, integrovat do jednoho celku. V současnosti například se studenty vyššího ročníku zpracováváme modely energetického chování budov. Dokážeme předpovědět, kolik energie bude objekt potřebovat, ve kterých místnostech je nebezpečí přehřívání a virtuálními experimenty odpovědět na otázku Co by se stalo, kdyby...?, ale zatím je to tak, že to jsou samostatně stojící programy bez přímé vazby na informační model budovy. Nicméně toto všechno už by stavební inženýr měl umět použít a vědět, kdy použít odhad a kdy se opřít o přesný výpočet.
- Čili budovy budou součástí internetu věcí, jednotlivé prvky budou spolu rozmlouvat, budou propojeny vzduchem, drátem, s centrem, lokálně?
To je právě velká filozofická otázka, kam tento vývoj spěje. Jestli budovy bude někdo vzdáleně sledovat a řídit, nebo budou fungovat autonomně. Jestli budou informace cirkulovat pouze v rámci budovy a budou používány k tomu, aby stavba fungovala, nebo jestli někde na internetu uvidíme obraz stavu a bude možné se odkudkoliv podívat, jaká je například teplota a koncentrace oxidu uhličitého ve vaší ložnici. To je myslím velká neznámá, kterou dneska řešíme. Samotné technologie, které jsou k dispozici, jsou úžasné. Dokážou informaci přenést odkudkoliv kamkoliv, zobrazit ji na mobilu. Ale co přenášet? Které informace? Které opravdu potřebuji k řízení budovy? Jestli vážně potřebuji vědět, jak je nastaveno čerpadlo ve strojovně číslo 25? Je tahle informace pro koncového uživatele důležitá? Jak je to s bezpečností dat? Nebudou informace zneužívány?
- Co je nejvýznamnější vědeckou událostí ve vašem oboru?
Jsou to kongresy, kde máme možnost s výsledky výzkumu seznámit odbornou veřejnost a v diskusích tříbit své názory. Nedávno proběhl kongres Clima 2016, který se koná v tříletém cyklu. Po předchozím ročníku, který jsme pořádali v Praze, se tentokrát konal v dánském Aalborgu. Bylo tam téměř tisíc účastníků ze všech evropských i mimoevropských zemí a jeho velkou předností je to, že se tam setkávají odborníci z širokého spektra profesí výzkumu ve stavebnictví. To je dnes velice cenné, aby se potkávali lidé z více oborů a komunikovali mezi sebou. Jednotlivé specializace jsou dost propracované, ale podstatou úspěšného návrhu budovy je spolupráce architekta se specialisty od počátku do realizace a tvorba integrovaného řešení.
- Jakou funkci plní nové Univerzitní centrum energeticky úsporných budov, kam teď přesouváte značnou část svého výzkumu?
Určitě je to líheň nápadů. Místo, kde mohou pracovat naši doktorandi na svých doktorských pracích. Současně se tam řeší úkoly, na kterých spolupracujeme s praxí, to znamená výzkum, aplikovaný výzkum, smluvní výzkum. Řeší se tam i úkoly, které vycházejí z evropských projektů. V rámci našich laboratoří se zabývám problematikou kvality vnitřního prostředí. Provádíme měření v klimatické komoře na termálním manekýnovi – umělém "člověku", který bez emocí a ostatních vlivů dokáže prozradit, jaké tepelné pocity budeme mít v daném prostředí, nebo v laboratoři personalizované telemedicíny, kde vyvíjíme prvky pro podporu nemocných a těch, kteří potřebují dohled nad životními funkcemi. Je tam také laboratoř pokročilých biomateriálů, kde máme špičkové vybavení pro vývoj a výroby nanovláken.
- Není to jen přenesení laboratoří, které už jste měli, do nového prostoru?
Původní myšlenka taková byla – dobře, přeneseme si laboratoře do nové budovy, budeme to mít pohromadě. Ale s novými laboratořemi se objevila i nová pracovní místa, nové myšlenky a komunita lidí, kteří už UCEEB žijí a myslí trochu dál. Je to hezký pocit být u zrodu něčeho nového a mít možnost vidět, jak myšlenka se změnila v rozvíjející se realitu.
Prof. Ing. Karel Kabele, CSc.,
profesor a vedoucí Katedry technických zařízení budov na Fakultě stavební ČVUT v Praze. Zabývá se problematikou energetických systémů a kvalitou vnitřního prostředí budov z hlediska jejich navrhování, modelování, simulace i optimalizace a interakcí systémů s budovou. Je garantem a spolutvůrcem magisterského studijního programu Budovy a prostředí a mezifakultního programu Inteligentní budovy. Pod jeho vedením vznikl Národní kalkulační nástroj pro stanovení energetické náročnosti budov. Významně se podílel na přípravě projektu Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT v Praze, kde je vedoucím výzkumného týmu Kvalita vnitřního prostředí.