Energeticky aktivní domy se stávají realitou
Přijetím evropské směrnice EPBD 2010/31/EU jde současně o požadované snížení emisí skleníkových plynů, ochranu životního prostředí a zajištění energetické bezpečnosti v budovách související s dosažením větší nezávislosti eurozóny na dovozu nafty a zemního plynu.
Tento článek navazuje na předchozí informace o revizi směrnice EPBD 2010/31/EU (On the energy performance of buildings) přijaté v květnu letošního roku Evropským parlamentem a Radou, uvedené v předchozím vydání časopisu AE 03/2010.
Obsah tohoto článku má poskytnou alespoň částečnou informaci o současném vývoji v oblasti aktivních domů, které mají splňovat požadavky pro budovy a dosažení cíle požadovaného snížení potřeb energie v zemích EU o 20 % do roku 2020 v porovnání s rokem 1990. Přijetím uvedené evropské směrnice jde současně o požadované snížení emisí skleníkových plynů, ochranu životního prostředí a zajištění energetické bezpečnosti v budovách související s dosažením větší nezávislosti eurozóny na dovozu nafty a zemního plynu, jejichž zdroje budou v horizontu 20 - 30 let významně limitovány a mohou být ovlivněny dalším vývojem v oblasti všech dostupných energetických zdrojů na evropském kontinentu.
Autoři chtějí poskytnout alespoň základní informaci o současném vývoji v zemích EU zejména ve střední a severní části Evropy. Snaha o dodržení a splnění požadavků evropské legislativy v oblasti energetiky budov pro další období je patrná zejména ve skandinávských zemích, kde jsou energetické potřeby v budovách větší ve srovnání s jinými oblastmi eurozóny zejména z důvodu odlišných klimatických podmínek daných chladnějším podnebím v severních oblastech evropského kontinentu.
Jednou ze skandinávských zemí je na příklad Dánsko, kde jsou v současnosti intenzivně hledány nové možnosti a způsoby naplnění požadavků podle nové evropské směrnice EPBD s cílem dosažení snížení potřeb energie v budovách o 20 % do roku 2020.
V tomto článku jsou dále uvedeny tři realizované úspěšné projekty, které splňují požadavky EPBD pro energeticky aktivní budovu:
Energetická renovace městského domu v rámci plánované přestavby městských bytů ve stávajících panelových domech obytného sídliště v Albertslundu, s efektivním využitím obnovitelných zdrojů energie a energetických systémů domu integrovaných do střešní modulární jednotky "Solar Prism".
Způsob a koncepce řešení kompletní energetické renovace
aktivního domu v Albertslundu s použitím jednotky Solar Prism
Experimentální domy EnergyFlexLab a EnergyFlexFamily realizované v rámci Teknologisk Institutu v Taastrupu, které slouží pro laboratorní a praktické ověřování nových stavebních technologií a energetických systémů využívajících obnovitelné a alternativní zdroje energie pro vývoj nové generace obytných domů - CO2 neutrálních s cílem uplatnění získaných poznatků v obytných budovách dánskými stavebními firmami pro trvale "udržitelnou" výstavbu uvažovanou od roku 2014.
Část sídliště v Albertslundu určená pro energetickou renovaci CO2 neutrální
"Solhuset" budova mateřské školy v Horsholmu, která splňuje požadavky EPBD pro energeticky aktivní budovy a zvýšené nároky na kvalitu vnitřního prostředí pro pobyt dětí ve věku do 6 let.
Energetická renovace panelového domu v Albertslundu
Městský obytný dům v Albertslundu, který je navržen jako CO2 neutrální, využívá obnovitelné zdroje energie v energetických systémech budovy, které umožňují pokrytí všech potřeb energie. Energetická renovace obytného domu, který byl v srpnu letošního roku předán do užívání, je součástí projektu Energy Demonstration Project (EUDP), který po skončení celoročního měření a monitorování za plného provozu a užívání tohoto obytného domu má ověřit navrženou koncepci renovace panelového sídliště v Albertslundu. Cílem tohoto projektu je ověření navrhovaných energetických opatření a uplatnění získaných poznatků pro plánovanou energetickou renovaci celého obytného sídliště v Albertslundu s 350 městskými nízkopodlažními panelovými domy, postavenými v panelové technologii v roce 1975. Energetická renovace "demonstračního" domu spočívá zejména v uplatnění obnovitelných zdrojů energie a efektivních energetických systémů domu integrovaných do střešní modulární jednotky "Solar Prism".
Energetická opatření a stavební úpravy "demonstračního" obytného domu spočívají v kompletním zateplení domu, úpravě střešního pláště, v provedení nových rozvodů instalací, systémů teplovzdušného vytápění a ohřevu teplé vody, které využívají energie z obnovitelných zdrojů. Úpravy vnějšího obvodového pláště jsou řešeny osazením nových prefabrikovaných kompletizovaných stěnových panelů (na stávající panelové obvodové konstrukce) s tepelnou izolací, umístěných po obvodě budovy a použitím nových typů oken se speciálními okenními rámy a izolačním trojsklem. Střešní plášť je řešen s účinným zateplením a provedením zelené střechy. Na ploché střeše je instalována modulární jednotka "Solar Prism" s integrovanými energetickými systémy a solárními panely umístěnými v jižně orientované části modulární jednotky. Střešní okna umístěná v modulární jednotce umožňují optimální větrání domu a zlepšení podmínek denního osvětlení v interiéru domu. Horní povrch mírně šikmých střech je řešen jako zelená střecha umožňující snadné provedení drenážního systému a odvodnění střechy.
Střešní instalace vysoce účinných fotovoltaických panelů v celkové ploše 10,5 m2 a výkonu 1,67 kWp, poskytuje dostatek elektrické energie pro zajištění celoročního provozu systému větrání, vytápění a dalších potřeb domu. Roční potřeba energie je podle vypočtené roční bilance všech potřeb domu uvažována nulová a objekt by měl být po vyhodnocení celoročního měření jako CO2 neutrální.
Montáž střešní jednotky Solar Prism v Albertslundu
Prostorové modulární jednotky Solar Prism umožňují vhodné prostorové umístění všech energetických systémů ve střešní aplikaci a jejich vzájemné propojení včetně unifikace celého zařízení. Modulární jednotky Solar Prism umožňují rychlou instalaci všech energetických a technických zařízení a provedení renovace panelových nízkopodlažních domů ve velmi krátkém termínu.
Provedená renovace "demonstračního" domu a navržená koncepce integrace obnovitelných zdrojů energie s pomocí modulárních jednotek Solar Prism umožňuje velmi jednoduché stavební a architektonické řešení s minimálním zásahem do stavebních konstrukcí.
EnergyFlexLab a EnergyFlexFamily v Taastrupu
Navrhovaný projekt umožní ekonomicky a efektivně řešit komplexní a rychlou renovaci všech domů obytného sídliště v Albertslundu při prakticky zanedbatelném přerušení užívání domů a nutnosti náhradního bydlení obyvatel tohoto sídliště.
EnergyFlexHouse
EnergyFlexHouse byl vyvinut Dánským Technologickým Institutem (Teknologisk Institut) v Taastrupu v široké spolupráci s dánskými universitami a za finanční podpory mnoha stavebních firem v Dánsku. Koncem roku 2009 byl zahájen provoz v EnergyFlexFamily, který je energeticky neutrálním domem. Fotovoltaické a solární kolektory integrované ve střešním plášti vyrábí veškerou potřebnou energii pro užívání domu, pro běžné potřeby a zásobování elektromobilu ubytované rodiny v tomto ověřovaném objektu.
Projekt EnergyFlexHouse zahrnuje dva stejně vybavené a stavebně řešené objekty EnergyFlexFamily a EnergyFlexLab, které mají dvě hlavní odlišné funkce a vzájemně slouží pro výzkum a pro ověřování různých technologií a energetických systémů. Objekt Energy-FlexFamily je užíván vícečlennými rodinami (test families), které se v objektu střídají vždy po 3 měsících. V objektu EnergyFlexLab je instalován rozsáhlý systém měření a prováděno průběžné experimentální ověřování jednotlivých energetických systémů a stavebních částí objektu. V objektu EnergyFlexFamily je průběžně sledován stav vyrobené a spotřebované energie u všech energetických systémů domu. Data o stavu vyrobené a spotřebované energie aktualizované každých 12 minut a za posledních 24 hodin jsou zobrazena LCD displeji a současně přístupná on-line na internetu.
On-line sledování výroby a spotřeby energie u jednotlivých energetických zařízení
pro zajištění celého provozu domu včetně nabíjení elektromobilu na www
EnergyFlexLab
Vývoj a měření - EnergyFlexLab umožňuje průběžný technický a technologický vývoj zařízení, kde různé prvky obvodového pláště, energetická zařízení, kontrolní a řídicí systémy jsou dále průběžné vyvíjeny a vzájemně optimalizovány.
EnergyFlexFamily
Ověřování nových řešení a technologií - EnergyFlexFamily je stejně řešený samostatně stojící dům pro ověřování reálného provozu a všech technických systémů domu a umožňuje inteligentní systém řízení, interaktivní uživatelský přístup a souhru s celým energetickým systémem domu.
Solhuset mateřská škola v Horsholmu
Mateřská škola "Solhuset" města Horsholmu, která bude dokončena v letošním roce a předána v lednu 2011 do užívání, se pravděpodobně stane první školní energeticky aktivní budovou na světě, která bude energeticky neutrální. Objekt budovy je navržen s velmi nízkou celoroční potřebou tepla na vytápění pouze 8 kWh/m2 (energy surplus) s užitnou plochou 1300 m2.
Budova mateřské školy Solhuset po dokončení hrubé stavby v září 2010
Tyto nízké potřeby energie na vytápění budou zajišťovány výhradně z obnovitelných zdrojů energie. Krytí veškerých potřeb energie je uvažováno z fotovoltaických a solárních panelů integrovaných do střešního pláště. Objekt je optimálně řešen z hlediska denního osvětlení střešními okny, zajišťujícími 3,5 krát vyšší hodnotu denního osvětlení, než je požadováno stavebními a hygienickými předpisy. Objekt poskytuje optimální prostředí pro pobyt dětí do 6 let zajištěné účinným energeticky úsporným větráním. Veškerá technická zařízení mateřské školy jsou řešena s velmi nízkou potřebou energie. Tento projekt je navržen a realizován městským úřadem v Horsholmu ve spolupráci s firmou VKR Holding a Lions v Dánsku. Aktuální informace o tomto projektu jsou na adrese: www.horsholm.dk/solhuset.
Autoři tohoto článku uveřejní v roce 2011 další informace o energetické náročnosti a soběstačnosti uvedených objektů v Dánsku po vyhodnocení jejich celoročního provozu.