Do Rakouska za Slunečním domem

Skutečnost, že se jedná o první rakouský CO₂ neutrální rodinný dům, přilákala na exkurzi mnoho zájemců. Dům stojí nedaleko Vídně a je v pořadí již třetí stavbou v rámci celoevropského projektu VELUX Model Home 2020, jež zahrnuje výstavbu celkem šesti experimentálních aktivních domů. První dva s názvem Dům pro život a Zelený maják byly představeny v roce 2009 v Dánsku; v rámci letošní exkurze jsme měli možnost vidět rakouský Sluneční dům (Sunlighthouse); následovat budou domy v Německu, ve Velké Británii a ve Francii.

Setkání s architekty a projektanty

Tajemství těchto staveb budoucnosti tkví v jednoduchosti obsluhy, v energetické úspornosti, ve zdravém vnitřním klimatu a šetrnosti k životnímu prostředí. S tím také souvisí používání dnes již dostupných moderních technologií, materiálů a výrobků. Každý dům by měl zároveň odrážet specifické klimatické, kulturní a architektonické podmínky dané země. Moderní domy musejí být budovány v úzké spolupráci s místními a regionálními partnery, dodavateli, architekty, inženýry a vědeckými pracovníky. Takovéto podmínky bezezbytku splňuje i navštívený Sluneční dům nedaleko Vídně, který je v současné době otevřen široké veřejnosti k prohlídkám a poté bude dán do běžného prodeje. Na projektu (od návrhu přes plánování až po monitoring) se po vědecké stránce podílejí univerzita Donau-Universität Krems, katedra pro výstavbu a životní prostředí, a Rakouský institut pro stavební biologii a ekologii IBO. Veškeré výpočty a vyhodnocení týkající se energetické bilance, denní osvětlenosti, ekologického posouzení materiálů i zařízení budovy a kompenzace CO₂ pocházejí z univerzity v Kremži (Arch. DI Dr. Renate Hammer MAS, DI Dr. Peter Holzer a Arch. DI Gregor Radinger) a z institutu IBO (Mag. Hildegund Mötzl, DI Wolfgang Huber a DI Thomas Zelger).

Je nesporné, že se jedná o architektonicky i koncepčně zajímavou stavbu budoucnosti, která pokrývá veškeré energetické nároky pomocí obnovitelných zdrojů energie. Svažitý pozemek nedaleko Vídně se nachází v blízkosti lesa s výhledem na překrásné jezero Wienerwaldsee. Architekti ze studia Hein-Troy Architekten hovoří na exkurzích o tom, že takovýto terén je vždy pro ateliér velkou výzvou. Pozemek s velkým sklonem svahu totiž neumožňuje budovu orientovat ideálně k jihu. Rozhodli se tedy pro podélnou dřevostavbu s vnitřním atriem vetknutou do svahu. "Atrium umožnilo otevřít fasádu směrem k jihu, a umístit tak na tuto stranu více oken, která zajišťují optimální prosvětlení a dostatek čerstvého vzduchu v interiérech," vysvětlují architekti a představují další výhody takového řešení - minimalistickou vnější podobu s hodnotným venkovním prostorem. "Chceme dokázat, že je možné stavět CO₂ neutrálně, i když jsou podmínky pro ideální umístění domu splněny jen částečně," dodávají.

Základem jsou kvalitní okna

Návštěvníci exkurze se mohli nejen podrobně seznámit s plány ateliéru, ale také se na vlastní oči přesvědčit, jak může vysoko umístěnými střešními okny VELUX pronikat denní světlo hluboko do interiéru. Okenní otvory (jak střešní, tak vertikální okna s tepelně-izolačním zasklením) jsou ve Slunečním domě rozmístěny tak, aby umožňovaly cílené výhledy do okolí a navíc maximalizovaly pasivní solární zisky. Navržené množství prosklených ploch v domě odpovídá podle výkladu projektantů 42 procent podlahové plochy, přičemž optimální množství denního světla v obou patrech umožňuje snížení potřeby elektrické energie pro umělé osvětlení. Viditelné je i to, že navržené prosklené plochy zohledňují soukromí obyvatel domu. Nabízejí orientaci buď do soukromého atria, nebo výhled do lesa. Okna jsou vybavena vnitřním i venkovním stíněním a dům je v průběhu celého roku větrán okny. Kvalitu vzduchu kontrolují čidla umístěná na fasádě a uvnitř domu. Vyhodnocují průběžně teplotu a množství CO₂ a vlhkosti v interiéru, sledují venkovní povětrnostní podmínky a informace předávají automatickému systému, který řídí otevírání a zavírání oken.

Z průzkumů uživatelů moderních staveb je patrné, že nechtějí být plně ovládáni automatickými systémy, chtějí také manuální obsluhu. Stejně tak je tomu u oken. Případnému přehřívání interiéru brání během horkého léta automaticky řízené venkovní markýzy instalované jak na střešních oknech, tak na oknech fasádních. V kombinaci s řízeným větráním okny na základě hodnot naměřených senzory a využitím komínového provětrávání a ochlazování v noci by teplota ani v tom nejteplejším letním dni neměla v interiéru překročit hranici 26 °C. Konstrukční řešení domu také počítá s akumulací tepla pro teplotní setrvačnost budovy s cílem udržet celkovou spotřebu energie na co nejnižší možné úrovni. V chladnějších obdobích doporučují projektanti používat mechanickou ventilaci s rekuperací tepla. Minimální potřebu vytápění zajišťuje tepelné čerpadlo, elektřinu vyrábějí střešní fotovoltaické panely, ohřev teplé užitkové vody obstarávají solární kolektory. Sluneční dům tak vyrobí zcela prokazatelně více energie, než sám potřebuje.

Výhody denního světla

Činitel denní osvětlenosti (D) se v mnoha zemích Evropy používá jako běžná a jednoduchá metoda pro měření množství denního světla. Toto číslo udává, kolik procent venkovního denního světla můžeme naměřit v interiéru na ploše ve výšce 85 centimetrů nad podlahou. Norma DIN 5034-4 doporučuje průměrný činitel denní osvětlenosti minimálně 0,9 %. Jasně stanoveným cílem rakouského Slunečního domu bylo podle výkladu projektantů udržet celkovou spotřebu energie a obzvlášť spotřebu primární energie na co nejnižší možné úrovni. Pokrytí energetických nároků se uskutečňuje výhradně pomocí obnovitelných zdrojů energie. Projektanti udávají i jasné specifikum stavby: Sluneční dům vyrobí za 30 let prostřednictvím fotovoltaických panelů a slunečních kolektorů tolik energie, kolik emisí C0₂ bylo do téhož okamžiku vyprodukováno jeho výstavbou a provozem. Po 30 letech je tak stavba CO₂ neutrální.

Detailní studie zohledňuje emise CO₂ nejen z provozu budovy (spotřeba energie na vytápění, ohřev teplé vody, tepelné ztráty vytápěcí techniky, pomocný proud a proud pro domácnost), ale i z výroby stavebních materiálů včetně všech předcházejících procesů. Zohledňuje dopravu stavebního materiálu na místo stavby a výrobu technických zařízení domu včetně fotovoltaických panelů. Takové požadavky na minimální energetickou náročnost vyžadují, aby byly použity výhradně energeticky úsporné prvky technologického vybavení domu.

Vedle vzájemně optimálně sladěného technologického vybavení hrají stejně důležitou roli i již zmíněná okna. Jsou tepelně-izolační kvůli minimalizaci energetických ztrát. Zároveň musí být správně dimenzována a rozmístěna, aby byly využity pasivní solární zisky, umožněno cílené větrání a v létě se zamezilo přehřívání. Dostatečný přísun denního světla rovněž spoří energii pro umělé osvětlení.

TECHNOLOGICKÉ VYBAVENÍ DOMU

• tepelné čerpadlo sloužící k vytápění domu a částečně k ohřevu teplé vody
• mechanické větrání: řízené větrání obytných prostor s rekuperací tepla v zimních měsících
• přirozené větrání: řízené větrání okny pomocí senzorů
• 8 m² solárních kolektorů k přípravě teplé vody
• 46 m² monokrystalických fotovoltaických panelů
• není potřeba energie na klimatizaci
• vysoce energeticky úsporné elektrické přístroje
• úsporné vodovodní baterie

ENERGETICKÁ BILANCE

Spotřeba energie	ročně na m2	celková roční spotřeba v kWh
Teplo pro vytápění	26,7 kWh/m2/a	7 249 kWh/a
Teplá voda	10,0 kWh/m2/a	2 716 kWh/a
Ztráty vytápěcí techniky	5,5 kWh/m2/a	1 495 kWh/a
Energie pro domácnost	9,2 kWh/m2/a	2 500 kWh/a
Energie pro technologie domu	2,5 kWh/m2/a	679 kWh/a
Celková spotřeba energie	53,9 kWh/m2/a	14 639 kWh/a

Výroba energie	ročně na m2	Celková roční produkce
Fotovoltaika	22,5 kWh/m2/a	6 100 kWh/a
Solární kolektory	7,4 kWh/m2/a	2 000 kWh/a
Tepelné čerpadlo	38,5 kWh/m2/a	10 465 kWh/a
Celková produkce energie	68,4 kWh/m2/a	18 565 kWh/a
Přebytek	14,5 kWh/m2/a	3 926 kWh/a

Materiály a technologie

Nosná příhradová konstrukce horních podlaží je vyrobena z místního dřeva a izolována celulózou. Sklep a základy byly postaveny z ekobetonu SLAGSTAR, druhotné suroviny vyráběné bez procesu hoření, který je velmi náročný z hlediska energie a emisí CO₂.

Transparentní zastínění (venkovní markýzy) u vertikálních prvků i střešních oken umožňuje výrazně redukovat prostup slunečního záření a zároveň zajišťuje dostatek denního světla v místnostech. Přes použití lehké stavební technologie je žádoucí dostat do konstrukce co nejvíce akumulační hmoty: za dřevěným obkladem je dvojité obložení ze sádrokartonových desek, rovněž podlaha je využita k akumulaci.

Dosavadní poznatky

Výklad projektantů a architektů v rakouském Slunečním domě přesvědčil, že při použití materiálů a technologií, které máme dnes k dispozici, je zcela jistě možné stavět CO₂ neutrálně a současně zachovat maximální komfort bydlení. Obzvlášť pokud se ještě výrazně zlepší technologie fotovoltaiky, bude snazší dosáhnout cíle šetrného stavění. Rozbor projektu ukázal, že konečný výsledek nezávisí ani tak na specifických vlastnostech jednotlivých výrobků, ale především na inteligentním plánování, pečlivém výběru materiálů a dokonalém sladění jednotlivých prvků.

Literatura: Studie SUNLIGHTHOUSE, autor: tým autorů VELUX