LichtAktiv Haus - rekonstrukce do aktivního standardu

Pro modelový projekt LichtAktiv Haus byla vybrána polovina dvojdomku z 50. let minulého století v hamburské čtvrti Wilhelmsburg. Dům měl půdorys 8 x 8 m a malou přístavbu, která původně sloužila jako chlév. Obytnou budovu tvořily malé místnosti s nízkým stropem a minimem denního světla. Stavba měla navíc zastaralé izolace i systém vytápění a nesplňovala moderní požadavky na komfortní bydlení. K velkým přednostem domu naproti tomu patřila velká užitková zahrada, která kdysi sloužila k samozásobení obyvatel domu zeleninou a ovocem.

Právě touto tradicí samozásobení se ve spolupráci s firmou VELUX nechal inspirovat tým expertů kolem profesora Manfreda Heggera z Katedry projektování a energeticky šetrných staveb, Technické univerzity v Darmstadtu. Při plánování vznikl projekt s vizionářskou myšlenkou energetické soběstačnosti. Výsledkem je udržitelná budova s moderní prostornou dispozicí, s dostatkem denního světla a čerstvého vzduchu, která plně vyhovuje požadavkům na dnešní bydlení.

Energetická koncepce

Cílem energetické koncepce projektu LichtAktiv Haus je neutrální bilance CO₂ při provozu domu. Spotřebu energie včetně elektřiny potřebné pro provoz domácnosti kompletně pokrývá energie z obnovitelných zdrojů, a to bez jakýchkoli negativních dopadů na architektonický koncept stavby, kvalitu a komfort bydlení a na množství denního světla a čerstvého vzduchu v interiérech.

Okna jako součást energetického konceptu

Vedle kvalitní tepelné izolace a těsné obálky budovy se velký potenciál k úsporám nabízí zejména ve využití solární energie a pasivních solárních zisků prostřednictvím použitých střešních oken VELUX, které zde mají velký podíl na celkové okenní ploše domu. Cílené rozmístění oken umožňuje dosáhnout rovnováhy mezi tepelně izolačními vlastnostmi oken (U) a pasivními solárními zisky (g) a snížit tak v domě spotřebu energie na minimum. Osvětlení denním světlem hraje v architektonickém konceptu domu velkou roli. Díky vysokému činiteli denní osvětlenosti, na němž mají velký podíl střešní okna VELUX, se výrazně snižuje spotřeba elektřiny na osvětlení.

Energetická soběstačnost v inteligentním provedení

Celoroční zásobení energií na bázi obnovitelných zdrojů zajišťuje systém Solar Compleet, kombinující využití sluneční energie (získané ze solárních kolektorů o výměře 22,5 m²) s tepelným čerpadlem vzduch-voda (roční topný faktor 3,6). Systém pokrývá převážnou část spotřeby teplé užitkové vody a energie na vytápění. Protože je tepelné čerpadlo zapojeno bezprostředně do solárního okruhu, účinnost se oproti klasickým zařízením zvyšuje o 25 procent (roční topný faktor 4,5).

Přívod čerstvého vzduchu je zvlášť efektivní, jestliže se využívá princip komínového efektu a příčného provětrání. Přirozená ventilace zajišťuje i bez mechanické klimatizace příjemné pokojové klima v každé roční době.

Nově přistavěná část domu: solární kolektory pro výrobu tepelné a elektrické energie na střeše přístavby jsou významným prvkem energetické soběstačnosti domu LichtAktiv Haus.

Systém Solar Compleet má tu zvláštnost, že tepelné čerpadlo nevede při vytápění teplo nejdříve do akumulační nádrže, ale rovnou do okruhu vytápění. Nedochází tak ke ztrátám spojeným s hromaděním energie v nádrži a celková energetická náročnost je nižší než u nuceného průchodu tepla nádrží, jak je tomu u klasických systémů. Obytné místnosti jsou vytápěny podlahovým topením. Energie na zásobení domácnosti elektrickým proudem, na osvětlení, tepelné čerpadlo atd. tvoří asi jen třetinu celkové spotřeby energie. Tato třetina energie je pokryta stejným množstvím energie vyrobené fotovoltaickým systémem. V souladu s barevným provedením domu byly zvoleny šedé polykrystalické fotovoltaické panely o výměře cca 75 m², které pokrývají celou plochu střechy nově přistavěné části domu. Čistá plocha modulů tvoří asi 58 m². Jak teplo a energie potřebné k vytápění, tak spotřeba elektrického proudu ve výši 108,5 kWh/m² ročně jsou pokryty vlastní produkcí energie z kombinovaného solárního tepelného čerpadla vzduch-voda a z fotovoltaického systému s celkovým ročním výtěžkem 108,6 kWh/m². Veškeré vznikající emise CO₂ jsou plně neutralizovány výrobou energie z obnovitelných zdrojů.

Přirozené větrání místo klimatizace

Požadavku na trvalou udržitelnost a celkové energetické koncepci odpovídá také řešení větrání budovy. Projektanti se vyhnuli nákladné dodatečné instalaci vzduchotechnických rozvodů a potřebnou obměnu vzduchu zajišťuje automaticky ovládaná přirozená ventilace. Střešní i fasádní okna se v domě otvírají a zavírají automaticky v závislosti na naměřené teplotě, koncentraci CO₂ a vlhkosti vzduchu. V místnostech je tak stále udržováno zdravé a příjemné klima. Okna v kombinaci se stínící technikou, ovládaná centrálním řídicím systémem, fungují jako přirozená klimatizace.

Starý dům s vylepšenou energetickou bilancí

Energetická koncepce je založena na zlepšení tepelně technických vlastností stávajících konstrukcí. Fasáda byla zateplena 200 mm silnou vrstvou tepelné izolace. Vzhledem k malé výšce podlaží a chybějícímu podsklepení byla v podlahách v přízemí položena polyuretanová izolace a na ni systém podlahového topení. Byl postaven nový hambalkový krov a zateplen izolací o tloušťce 300 mm. Díky vylepšení tepelně izolačních vlastností budovy a těsnosti obálky budovy (např. průvzdušnost n₅₀ = 1,0/h, optimalizované tepelné mosty s ΔU_TM = 0,05 W/m²K) vyplynula pro celou budovu spotřeba primární energie podle EnEV ve výši 42,28 kWh/m²a. Tato hodnota odpovídá pouhým 24,6 % spotřeby energie, kterou pro tento typ budov povoluje nařízení EnEV.

Energie z obnovitelných zdrojů pokrývá veškerou spotřebu domu LichtAktiv Haus. Provoz rekonstruovaného domu je tak z hlediska bilance CO2 neutrální.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda a tepelné solární zařízení tvoří dohromady inovativní technické řešení, pokrývající převážnou část spotřeby energie.

Promyšlené architektonické řešení v sobě spojuje požadavky na energetickou úspornost domu s vysokou užitnou hodnotou a estetikou. Prostor schodiště, které bylo dříve nejslabším bodem architektury celého domu, se nyní díky téměř 5 m dlouhému prosklenému průčelí proměnil v místo, kde se každý rád zastaví, neboť se tu otvírá nerušený pohled do zelené zahrady, a obyvatelé domu tak mají za každého počasí blízko k přírodě.

V přízemí se nachází dva dětské pokoje a koupelna, v patře je ložnice pro rodiče, šatna a druhá koupelna. Dříve ponuré podkroví se díky velkým střešním oknům VELUX proměnilo v nové plnohodnotné obytné prostory. Celková plocha oken se zvýšila z původních 18 m² na 60 m².

Nová přístavba představuje komfortní a energeticky efektivní bydlení

Orientace původní stavby je východ-západ, což pro energeticky efektivní stavby nepředstavuje optimální řešení. Pro novou přístavbu byl proto zvolen severo-jižní směr. To umožnilo nejen orientovat střechu k jihu pro umístění fotovoltaiky a solárních panelů, ale i vytvořit příjemné vnitřní atrium. Přistavěná část domu vytváří nový prostor obývacího pokoje s jídelnou a kuchyní, které jsou přímo propojeny se zahradou. Původní budova by přitom ani po rekonstrukci takové dispoziční řešení neumožňovala.

LichtAktiv Haus je německým příspěvkem do celoevropského projektu VELUX Model Home 2020. Modernizace domu z 50. let 20. století spojuje nejvyšší kvalitu bydlení a optimální využívání energie z obnovitelných zdrojů.

Konstrukce přístavby je řešena jako nízkoenergetická dřevostavba, zatímco původní stavba je zděná. Pro dosažení optimálního prosvětlení, pasivních tepelných zisků a kontakt se zahradou byly použity strategicky rozmístěné prosklené fasádní prvky. Štítové stěny zůstaly uzavřené.

Členění interiéru je velice flexibilní. Obývací, kuchyňský a jídelní kout jsou odděleny nábytkem, což působí velmi přirozeně a zajišťuje maximální možnou míru variability při používání. Na obytný prostor navazuje na východní straně krytá obytná terasa, která zprostředkovává spojení mezi interiérem a venkovním prostorem a přechod mezi životem v domě a na zahradě, a přispívá tak k vysoké kvalitě bydlení. V západní části přístavby se nachází technická místnost, spíž a WC pro hosty, na které navazuje přístřešek pro auto.

V rekonstruovaném rodinném domě LichtAktiv Haus nehrají zvyšující se ceny energií žádnou roli. Díky důmyslné koncepci denního světla, větrání a stínění a promyšlenému rozmístění místností lze veškerou spotřebu energie na vytápění, teplou vodu a elektrický proud pokrýt v průběhu celého roku z obnovitelných zdrojů. Idea energetické soběstačnosti tak získává i bez omezování architektonické svobody a tvůrčí nápaditosti zcela nový rozměr.

Rekonstruovaný rodinný dům LichtAktiv Haus je zalitý denním světlem, které přivádí do interiéru střešní okna VELUX spolu s fasádními. Zároveň se starají o přísun čerstvého vzduchu, takže je v místnostech udržováno zdravé a příjemné klima.

V nadcházejících měsících bude dům přístupný veřejnosti a následně bude prodán. Partneři projektu však budou experimentální dům i nadále sledovat, aby mohli posoudit, jak se novým obyvatelům osvědčí během skutečného užívání.

O projektu LichtAktiv Haus

LichtAktiv Haus je německým příspěvkem k celoevropskému projektu VELUX Model Home 2020. V rámci tohoto experimentu vytvářejí odborníci na denní světlo architekturu a bydlení budoucnosti. Rekonstrukce poloviny dvojdomku z 50. let 20. století v hamburské čtvrti Wilhelmsburgu má být ukázkou, jak lze už dnes spojit optimální energetickou efektivitu s vysokými nároky na moderní bydlení. Cílem projektu je provoz s neutrální bilancí CO2 a zdravé vnitřní prostředí s dostatkem denního světla a čerstvého vzduchu. LichtAktiv Haus je projektem Mezinárodního stavebního veletrhu IBA v Hamburku a příspěvkem ke koncepci Obnovitelný Wilhelmsburg, zaměřené na ochranu klimatu.

Na rekonstrukci domu se podíleli:

plán projektu: Technická univerzita Darmstadt, Katedra projektování a energeticky šetrných staveb, Prof. Manfred Hegger, koncepce: Katharina Fey (TU Darmstadt), architekti: Ostermann Architekten, energetická koncepce: HL-Technik, Prof. Klaus Daniels, světelná koncepce: Prof. Peter Andres PLDA, statika: TSB-Ingenieure, Prof. Karsten Tichelmann, partneři VKR Group: Sonnenkraft, Velfac, WindowMaster
spolupracující partneři: Eternit, Gira, Grohe, Keramag, Knauf, Knauf Insulation, Nolte Küchen, Somfy

Další informace na adrese: www.velux.de/modelhome

Otevření LichtAktiv Haus předcházela výstavba aktivního rodinného domu s názvem Dům pro život a veřejné stavby Zelený maják, které stojí od roku 2009 v Kodani. Následoval Sluneční dům v Rakousku dokončený v roce 2010. První dva experimenty již prošly počáteční fází testování a nadále jsou sledovány při reálném provozu. Sluneční dům testování a reálný provoz teprve čeká. V rámci projektu VELUX Model Home 2020 budou ještě realizovány domy ve Velké Británii a Francii.