Inovativní metody sériových energetických rekonstrukcí obytných budov – příklady z Nizozemska

1. Snižování spotřeby energie v budovách

Zvyšování energetické účinnosti je jedním z hlavních cílů EU (Evropská komise, 2016). Podle Evropské komise jsou za přibližně 40 % konečné spotřeby energie v EU zodpovědné budovy (European Commission, 2018). Předpokládá se, že vzhledem k Evropské legislativě v následujících letech výrazně poroste význam rekonstrukcí a energetických sanací stávajících budov (Concerted Action EPBD, 2016). Velkou příležitost pro snížení spotřeby energie představují zejména obytné budovy. V řadě států západní Evropy tvoří velkou část fondu bytových budov masová poválečná výstavba (Economidou et al., 2011), například v Nizozemsku jsou typické dělnické čtvrti poválečných řadovek. Řada z nich je přitom po stavební stránce až na výměnu oken často v původní stavu a představuje tak obrovský potenciál pro úspory energie. Tyto země se zavázaly ke zrychlení tempa renovací a hledají nové způsoby, jak tento proces urychlit.

V poslední době se realizovala řada pilotních i komerčních projektů energetických sanací budov, které využívají nových možností prefabrikace za využití nových digitalizovaných metod navrhování a výroby stavebních dílců. Předpokládá se, že pokud se podaří dosáhnout vysokého stupně prefabrikace ve velkém měřítku, podaří se celý proces urychlit a zlevnit za současného dosažení vyšší kvality provedení.

Cílem článku je stručně představit čtenářům několik zajímavých projektů prefabrikovaných sanací budov pomocí fotografií s komentářem k provádění.

2. Situace ve Nizozemsku

Jak již bylo řečeno výše, problematice nového přístupu k energetickým sanacím budov se v západní Evropě věnují systematicky již delší dobu. V Nizozemsku je mnohem vyšší podíl nájemního bydlení než v ČR a toto nájemní bydlení je většinou vlastněno regionem nebo městem skrze k tomu zřízené veřejné společnosti. Tyto společnosti často vlastní a spravují stovky až tisíce nájemních bytů v bytových a řadových domech. Tato vlastnická struktura umožňuje provádění rekonstrukcí či energetických sanací na více bytových jednotkách v dané lokalitě současně.

V posledních letech se v Nizozemsku zpřísnily požadavky na energetickou náročnost budov a zároveň roste veřejná poptávka po energeticky nulových domech. Aby bylo možné snadněji přistupovat k energetickým sanacím budov, byla upravena příslušná legislativa týkající se cen nájemného tak, že je nově možné sdružit účet za nájem s účtem za energie – čili ze strany vlastníků bytů je možné navýšit nájemné o částku, o kterou se sníží platby za odběr energií. Tím se otevírá možnost energetických sanací bytových jednotek financovaných z úspor energie. Vlastníci tedy začali poptávat hromadné sanace jejich bytového fondu, a často jsou ochotni i k experimentům, které mají potenciál vést k dosažení energeticky nulového standardu za nižší ceny, vyšší kvality, garance úspor a za výrazného snížení doby instalace. Vybrané příklady takovýchto projektů jsou představeny v následujícím textu.

3. Představení vybraných projektů energetických sanací budov

V rámci evropského projektu MORE-CONNECT (reference) byla pořádána exkurze na vybrané pilotní projekty energetických sanací budov na téměř nulový nebo nulový energetický standard pomocí prefabrikovaných prvků.

V následujícím textu jsou podrobně představeny tyto projekty:

• Řadový dům v Heerlenu
• Řadové domy v Melicku
• Řadové domy v Soersterbergu
• Bytový dům v Arnhemu

3.1 Řadový dům v Heerlenu

Obr. 1: Uliční pohled na energeticky nulový řadový dům v ulici Breitnerstraat v Heerlenu. Je vidět, jak nová fasáda na bázi dřevěných panelů mírně vystupuje před původní fasády okolních domů. Z fotovoltaické střechy vystupuje kompaktní strojovna domu, která obsahuje teplené čerpadlo s akumulačním zásobníkem a vzduchotechnickou jednotku s rekuperací. Foto: A. Lupíšek.

Řadový dům se nachází v ulici Breitnerstraat v Heerlenu (Obr. 1). V rámci pilotního projektu hluboké rekonstrukce byla provedena kompletní výměna fasád pomocí prefabrikovaných panelů se sloupkovou dřevěnou konstrukcí a vnějším obkladem z imitací cihel. Střecha byla opatřena fotovoltaickými panely a do podkroví byla nainstalováno teplené čerpadlo vzduch-voda, akumulační zásobník tepla a jednotka mechanického větrání s rekuperací. Výsledkem je řešení, které zaručuje „nulu na elektroměru“, tedy v celoroční bilanci energeticky nulový dům.

Další fotografie z průběhu instalace jsou k vidění například zde: http://www.urbandots.be/project/modlar-heerlen

3.2 Pilotní projekty rekonstrukcí řadových domů v Melicku

Bytová společnost Wonen Limburg (vlastník a správce 25 000 bytových jednotek a společenských nemovitostí v Nizozemské provincii Limburg, www.wonenlimburg.nl) v rámci širší iniciativy Stroomversnelling v roce 2014 realizovala několik pilotních projektů rekonstrukce rodinných domů na energeticky nulové pomocí prefabrikovaných prvků, kterými se, na rozdíl od prvního příkladu obkládaly stávající stěny, které zůstávaly na místě.

První z navštívených domů se nachází v ulici Jan Dautzenbergstraat (Obr. 2 a 3). Jednalo se o jeden z prvních projektů tohoto typu a cílem bylo provést rekonstrukci jedné poloviny dvojdomku na energeticky nulovou úroveň.

Obr. 2: Pohled na dům v ulici Jan Dautzenbergstraat, na kterém je vidět střešní integrovaná fotovoltaika a imitace cihlových pásků na dřevěných tepelně-izolačních panelech. Foto: A. Lupíšek.

Obr. 3: Pohled na dům v ulici Jan Dautzenbergstraat od dvora, na kterém je vidět střešní integrovaná fotovoltaika a skleněné panely, které tvoří povrchovou úpravu kolem oken v prvním nadzemním podlaží. Foto: A. Lupíšek.

Druhý projekt se nachází v ulici Parallelweg. Zde došlo k energetické sanaci 4 rodinných domů z jedné řady (dva koncové a dva vnitřní – Obr. 4). Ačkoli všechny domy byly původně postaveny najednou ve stejném stylu režného cihelného zdiva, nově byl každý z domů pojednán architektonicky trochu jinak. První z domů sice pohledově respektuje původní členění fasády na jednotlivé cihly, ale nově v tmavě modré barvě. Druhý dům se na místní poměry tváří tradičně, s oživujícím prvkem zábradlí na okně v prvním nadzemním podlaží a novým zádveřím. Třetí dům je proveden v sytě červené omítce a čtvrtý dům je opět pohledově z cihel, v tomto případě černých (Obr 5.).

Obr. 4: Projekt Parallelweg: vpravo čtyři domy rekonstruované na energeticky nulový standard v různém architektonickém provedení fasád, vlevo pro srovnání zástavba v původním stavu (kromě nových oken).

Obr. 5: Projekt Parallelweg: Pohled na nové fasády zateplených domů. Nová zádveří ukrývají teplená čerpadla a vzduchotechnické jednotky.

Obr. 6: Projekt Parallelweg: Detail styků zateplovacích panelů a návaznost na nové zádveří, ve kterém je ukryto teplené čerpadlo se zásobníkem tepla.

Ve všech případech se jedná o energetickou sanaci na nulový standard (celoroční bilance, elektroměr se „otáčí“ na obě strany). Standardu bylo dosaženo kombinací úspor a instalace nových zdrojů elektřiny a tepla. Pomocí zateplovacích panelů s nosnou dřevěnou konstrukcí a PIR izolací o tloušťce 180 mm s integrovanými novými okny s trojskly byly zatepleny stěny domů. Sejmutím střešního pláště a jeho nahrazením novými panely s integrovanou fotovoltaikou bylo dosaženo snížení úniku tepla střešní konstrukcí a zároveň vzniknul nový zdroj obnovitelné energie. Dalšího snížení spotřeby bylo dosaženo instalací strojního mechanického větrání s rekuperací a tepelných čerpadel vzduch-voda, která jsou umístěna v novém zádveří před každým domem (Obr. 6).

Další fotografie architektonického řešení jsou k dispozici přímo na webu 2.0 Architecten: http://2.0architecten.nl/component/k2/item/225-stroomversnelling-melick

Třetí z projektů v ulici Sint Servaaslaan jsme sice neměli možnost vidět osobně, ale zde je k dispozici video, které zachycuje celou rekonstrukci: https://www.wonenlimburg.nl/wij_doen/Duurzaamheid/Stroomversnelling_projecten:HRgcAgYcS4Oy4DnNgIJ6oQ

3.3 Řadové domy v Soersterbergu

Energetická sanace 109 řadových domů v Soersterbergu je největším z prezentovaných projektů. Stavebníkem byla firma BAM Wonen, která pomocí kombinace vnějšího zateplení pomocí prefabrikovaných modulů, výměny střešních konstrukcí za prefabrikované tepelně-izolační panely s fotovoltaickou krytinou, zavedení strojního větrání s rekuperací a instalace tepelných čerpadel dosáhla energeticky nulového standardu.

BAM Wonen, který je vlastníkem domů, při realizaci projektu využil nové legislativní úpravy, která umožňuje sloučit účty za nájem a přeúčtovávané energie do jedné položky a pracovat s ní při financování úsporných opatření. Nájemci tak platí nadále stejnou částku, část z ní je však použita na splácení investice do energetické sanace.

V Soersterbergu jsme měli možnost vidět přímo průběh stavebních prací, který byl díky rozsahu celého projektu vidět v různých fázích rozpracovanosti. Celá sanace jednoho domku je plánována na jeden týden prací. Stavební dozor to komentoval slovy, že nájemci odjeli na týdenní dovolenou a vrátí se rovnou „do nového“. Celý proces je okomentován na fotografiích na Obr. 7–17.

Obr. 7: Projekt začíná tím, že je vyklizen terén kolem domu a podél základů je vyhloubena mělká rýha do které se nainstalují desky tepelné izolace základu. Nájemníci si odklidí nábytek od obvodových stěn.

Obr. 8: Následně se kolem řady domů postaví lešení. Mezi fasádou a stěnou je ponechána mezera.

Obr. 9: Provede se očištění fasád a odkryjí se styky oken. Osadí se ocelové háky pro zavěšení zateplovacích panelů. V momentě, kdy jsou připraveny na instalaci zateplovací panely, se vymontují stávající výplně otvorů.

Obr. 10: Následně přijedou kamiony s prefabrikovanými panely. Ty jsou přepravovány v ocelových rámech s okem, takže je možné je jeřábem rychle vyložit z kamionu. Panely mají nosný dřevěný rám tvořený sloupkovou konstrukcí vyplněnou tepelnou izolací, z obou stran opatřenou ztužujícími deskami. Z vnější strany je proveden kontaktní zateplovací systém, jako pohledová vrstva jsou použity imitace cihelných pásků z kameniva a pružného pojiva (nehrozí tak popraskání či jiné poškození během přepravy a manipulace). V panelech jsou osazena nová okna s trojskly.

Obr. 11: Autojeřáb bere panely ze stojanu a přepravuje je na místo určení.

Obr. 12: Panely se spouštějí mezi dům a lešení, tam si je na místo navádějí tři dělníci.

Obr. 13: Detail osazení panelu. Mezi panelem a zateplovanou stěnou jsou komprimační pásky vyrovnávající nerovnosti. Na fotografii je vidět i příprava připojení otopné soustavy k novému zdroji.

Obr. 14: Uliční pohled na dokončené domy.

Obrázek 15: Pohled na dokončený dům ze dvora – je vidět nová stínicí roleta nad oknem a dveřmi a střešní integrovaná fotovoltaika.

Obrázek 16: Součástí projektu jsou i nové přístavky, ve kterých se nachází vzduchotechnické jednotky s rekuperací, tepelná čerpadla (podle lokality buď vzduch-voda nebo země-voda) a akumulační zásobník na teplou vodu. Tepelné čerpadlo se napojí na trubky otopné soustavy a skrz stěnu v úrovni stropu přízemí projdou potrubí pro větrací a odpadní vzduch.

Obrázek 17: Při prohlídce jednoho z domů jsme narazili na harmonogram, který je plánován po hodinách. První dva dny jsou v plánu přípravné práce (červeně), hlavní žluto-zelená část je plánována na pět a půl dne, s drobnými dodělávkami ve spolupráci s majiteli následně.

3.4 Bytový dům v Arnhemu

Projekt Presikhaaf Arnhem je příkladem komplexní rekonstrukce bytového domu s 18 byty s úsporou 90 % spotřeby energie. Oproti řadovým domům byla rekonstrukce složitější. Rušily se balkony na fasádě přiléhající ke kuchyním a jejich zapuštěné části byly využity pro instalaci rekuperačních jednotek. Naopak na opačné fasádě přiléhající k obývacím pokojům byly vybudovány nové předsazené balkony. Navíc se prováděly i zásahy v jednotlivých bytech – pomocí prefabrikovaných nábytkových jader byly osazeny nové plynové kotle a akumulační zásobníky tepla a po bytech byla rozvedena vzduchotechnika. Fotografie ze stavby jsou na Obr. 18–24.

Obrázek 18: Vpravo stav před rekonstrukcí (odříznuta původní čela balkonů, zbývající část bude sloužit pro instalaci rekuperačních jednotek). Nové balkony vzniknou jako předsazené konstrukce na opačné fasádě. Vlevo nová fasáda včetně oken.

Obrázek 19: Prefabrikované panely jsou na staveniště dopravovány v ocelových stojanech a místním proti častým srážkám jsou chráněny fólií.

Obrázek 20: Na stavbě byly k vidění prefabrikované části nových instalací připravené k montáži do nových vestavěných kuchyní.

Obrázek 21: Pohled na sloupec stěnových zateplovacích panelů na fasádě.

Obrázek 22: Pohled z interiéru – zbytky napojení původního okna a nové okno s trojsklem v zateplovacím panelu. Spáry budou zaplněny tepelnou izolací a nové ostění v celé tloušťce zateplené stěny bude vytvořeno pomocí nábytkových desek.

Obrázek 23: V předsíních bytů bude snížený podhled, který skryje nové rozvody vzduchotechniky.

Obrázek 24: Nová sestava plynového kotle a rekuperační jednotky, které budou integrované v nábytku vedle kuchyně.

Fotografie dokončené stavby jsou k dispozici na webu prováděcí firmy WEBO: https://www.webo.nl/projecten/presikhaaf-arnhem/

4. Shrnutí

V našich podmínkách probíhají energetické sanace obytných budov většinou aplikací kombinace úsporných opatření, která většinou zahrnují výměnu oken, zateplení střechy, zateplení obvodových stěn a konstrukcí na zemině. To se často kombinuje s výměnou zdroje tepla a obnovou otopné soustavy. Pouze v některých případech je součástí komplexní rekonstrukce i instalace vnějšího stínění oken a instalace mechanického větrání s rekuperací tepla. Tato opatření se provádějí jedno po druhém za použití běžných stavebních postupů. Stavební činnost většinou trvá několik týdnů a probíhá za částečného záboru okolních pozemků z důvodu instalace lešení a skladování materiálu po dobu aplikace vnějšího zateplovacího systému.

V západní Evropě, kde je dražší manuální práce, větší důraz na čistotu staveniště a zároveň je v řadě států většina bydlení v nájmu, se experimentuje s novými postupy energetických sanací.

Dá se očekávat, že s prohlubováním automatizace výroby se tyto způsoby řešení postupně začnou objevovat ve větší míře i v ČR.

Poděkování

Tento článek vzniknul za finanční podpory MŠMT v rámci programu NPU I č. LO1605.

Seznam literatury

1. CONCERTED ACTION EPBD, 2016. Implementing the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) – Part A [online]. Získáno z: doi:10.1017/CBO9781107415324.004
2. ECONOMIDOU, M., B. ATANASIU, C. DESPRET a J. MAIO, 2011. Europe’s buildings under the microscope. ISBN 9789491143014.
3. EUROPEAN COMMISSION, 2018. Buildings [online] [vid. 10. duben 2018]. Získáno z:
   https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficiency/buildings
4. EVROPSKÁ KOMISE, 2016. Sdělení komise Evropskému parlamentu, Radě, Evropskému hospodářskému a sociálnímu výboru, Výboru regionů a Evropské investiční bance – Čistá energie pro všechny Evropany. 2016.