Finančně nenáročné modernizace panelových domů podle principu pasivního domu v Norsku
Stejně jako v jiných zemích, i v Norsku se energetické sanace provádějí většinou jen na průměrné úrovni. To na desetiletí blokuje vysoce efektivní úsporná energetická opatření v bytovém fondu, protože další, již energeticky lepší sanace těchto budov bude rentabilní zase až za dlouhou dobu. Myhrerenga je první modernizací norských bytových domů podle koncepce pasivního domu.
1. Projekt Myhrerenga: podmínky a přehled
Stejně jako v jiných zemích, i v Norsku se energetické sanace provádějí většinou jen na průměrné úrovni. To na desetiletí blokuje vysoce efektivní úsporná energetická opatření v bytovém fondu, protože další, již energeticky lepší sanace těchto budov bude rentabilní zase až za dlouhou dobu. Myhrerenga je první modernizací norských bytových domů podle koncepce pasivního domu.
Myhrerenga je družstevní sídliště 15 kilometrů severovýchodně od Osla se 168 byty v sedmi stejných blocích, vybudovaných v letech 1968 až 1970. V každé třípatrové budově je 24 bytů, z toho 6 dvoupokojových s obytnou plochou 54 m2 a 18 třípokojových po 68 m2. Protože se na fasádách objevovalo stále více škod a obyvatelé si stěžovali na průvan, studené podlahy a špatný vzduch, byla architektonická kancelář Arkitektskap v r. 2006 vyzvána, aby vytvořila koncepci sanace fasád. Místo aby se jen trochu zlepšila tepelná izolace, státní banka pro bytovou výstavbu Husbanken spolu s ústavem pro stavební výzkum SINTEF Byggforsk prosadily, aby se nezbytná renovace fasád využila pro komplexní modernizaci s prvky pasivního domu. Byl proto vytvořen balík opatření, která měla snížit celkovou roční spotřebu energie (včetně elektřiny pro domácnost) z 275 - 300 na 80 kWh/m2 a spotřebu tepla na vytápění o 80 - 90 procent na cca 25 kWh/m2a.
Obr. 1 Sedm stejných bytových bloků, hlavní fasády jsou orientované na východ a západ.
Ambiciózní energetická koncepce vytvořena jako výzkumný projekt EKSBO v rámci IEA SHC Task 37 "Advanced Housing Renovation with Solar and Conservation". Po dvou letech diskusí a plánování se valná hromada družstva obyvatel rozhodla pro modernizaci podle koncepce pasivního domu. Stavební práce začaly letos v únoru a budou dokončeny v polovině r. 2011. Pilotní projekt bude dále sledován a vyhodnocován v rámci nového výzkumného projektu REBO k hodnocení poválečných bytových domů.
2. Výchozí situace: Myhrerenga před modernizací
Budovy jsou vybudovány pro svou dobu typicky z betonových prefabrikátů v nosných příčkách, štítových zdech, stropech a balkonech, zatímco podélné zdi mají dřevěnou rámovou konstrukci. Studená střecha nad stropem nejvyššího podlaží má mírně šikmou dřevěnou konstrukci. Střecha a podélné zdi jsou izolované 10 cm minerální vlny, sendvičové štítové prvky pouze 8 cm. Stropy sklepů mají na horní straně 5 cm polystyrenovou izolaci. Dřevěná okna z doby výstavby byla již v 80. letech nahrazena novými s izolačním dvojsklem. Mnoho z nich je nicméně v tak špatném stavu, že se musí nutně vyměnit.
Obr. 2 Velké škody na fasádách a rámech oken. Foto: Romerikes Blad.
Podle obyvatel jsou stavby velmi netěsné. Tlakové testy během modernizace nepřinesly použitelné výsledky, protože se mnoho netěsností vyskytovalo i mezi jednotlivými byty. Téměř na všech napojeních jsou tepelné mosty. Všechny byty mají balkon - u mnoha z nich jsou pod balkonovou deskou škody způsobené vlhkostí. Ta ovšem neprolíná ze stropu, nýbrž se usazuje na konzolách upevněných do nosných příček. Balkonové desky proto lze bez velkých nákladů odstranit a nahradit novou konstrukcí na podpěrách. Tak lze levně splnit přání mnoha obyvatel - větší balkony, a zakotvení bude jen bodově protínat nezeslabené zateplení fasády.
Byty jsou napojeny na mechanický větrací systém s jedním ventilátorem pro každou stoupačku a na ústřední vytápění, napájené z kotelny s olejovými a elektrickými kotli.
3. Koncepce modernizace
Balík opatření zahrnuje všechny obvyklé prvky pasivního domu jako výrazně zlepšená tepelná izolace, minimalizace tepelných mostů, zvýšení vzduchotěstnosti a montáž oken pro pasivní dům a kontrolovaného větrání bytů s vysoce efektivní rekuperací tepla. Systém vytápění bytů se zjednoduší, kotelna zrekonstruuje a zásobování teplem přejde převážně na obnovitelné energie. Do budoucna se plánuje účtování nákladů za energie podle individuální spotřeby.
3.1. Opatření ke snížení tepelných ztrát
Existující větraná dutina ve střeše bude zcela vyplněná foukanou volnou minerální vlnou, tzn. tloušťka izolace se zvýší z 10 cm na 45 až 60 cm. Celá plocha fasády bude dodatečně zateplena nepřerušovanou vrstvou 20 cm; konstrukce je vysvětlená v následujícím odstavci a na obr. 3. Pod strop sklepů se upevní 10 cm silné izolační desky. Okna a balkonové dveře budou nahrazeny prvky vhodnými pro pasivní dům.
| Konstrukční prvek: | U před sanací: | U po sanaci |
|---|---|---|
| podélné zdi (hlavní fasády) | 0.40 | 0.12 |
| štítové zdi | ~ 0.45 | 0.15 |
| střecha | 0.35 | 0.11 |
| strop sklepa (vč. faktoru redukce pro KG) | 0.58 | 0.23 |
| okna a balkonové dveře | 2.8 | 0.80 |
| vstupní dveře domů | 2.7 | 1.20 |
Tabulka 1 Vypočtené hodnoty součinitele prostupu tepla U před a po modernizaci v W/m2K.
Obložení fasády podélných zdí se odstraní a opraví se poškozená izolace dřevěné konstrukce. Na stávající dřevěné stojiny se upevní nová, difuzně propustná konstrukce fasády. Tvoří ji OSB desky jako vzduchotěsná vrstva s přelepenými spoji, 20 cm izolační desky minerální vlny a nové obložení. Zatížení fasádních desek a latí se rozvádí hlavně nahoru přes atiku, takže je v izolační vrstvě jen málo minimalizovaných tepelných mostů. Nová okna budou vysazena do roviny izolace a upevněna úhelníky přes OSB desky na dřevěné stojiny. Spáry budou utěsněny páskou. Podpěry pro nové balkony budou umístěny mimo fasádu, mezi zateplení a obložení. Na štítových zdech budou stejné izolační desky umístěny mezi stávající betonové prvky a nově přizděnou skořepinu. Na betonové prvky budou předtím položeny difuzně otevřené vzduchotěsné pásy.
Jak difuzně otevřená fasáda, tak nyní již nevětraná střešní konstrukce nejsou v Norsku obvyklé. O těchto konstrukcích se proto intenzivně diskutovalo na workshopech. Kromě toho byla v laboratoři postavena testovací stěna a přesně byly vypracovány a popsány všechny detaily důležité pro vzduchotěsnost a minimalizaci tepelných mostů. Ve výsledku bylo úplné vyplnění střešní dutiny zhodnoceno jako bezpečné, přestože pak nevětraný dřevěný materiál zůstane uzavřený mezi dvěma relativně parotěsnými rovinami, protože betonový strop je vzduchotěsný a dostatečně parotěsný a protože stávající dřevěná konstrukce je za několik desetiletí již vyschlá. Pro zvýšení jistoty a hlavně pro prevenci škod případným prosakováním střešního pláště se na několika typických místech dřevěné konstrukce bude vlhkost po přestavbě měřit a vyhodnocovat.
Obr. 3 Nová fasáda podélných zdí s 20 cm izolace a difuzně otevřenými OSB deskami na stávající 10 cm silné stěně s dřevěnými stojinami. Spáry mezi oknem a OSB deskami se utěsní lepicí páskou. Ilustrace: Arkitektskap AS und Rockwool AS.
3.2. Větrání, topení a zásobování elektřinou
Pro kontrolované větrání v bytech je ve sklepě každého bloku umístěna ventilační jednotka. Velkou část potrubí bylo možné vést šachtami existujícího větrání a starými šachtami pro shoz odpadu. V bytech jsou vedeny jenom krátké úseky. Topná tělesa již nejsou nutná ve všech místnostech. S výjimkou koupelny se demontují, v obývacím pokoji se radiátor vymění za nový.
Pro špičkové zatížení se ponechají pouze elektrické kotle. Olejové kotle budou na-hrazeny třemi v řadě zapojenými tepelnými čerpadly po 25 kW. 44 slunečních kolektorů na střeše bloku vedle kotelny nahrazují tepelná čerpadla, aby se dala v nejteplejších měsících vypnout. Cílem je, aby sluneční kolektory pokryly celkem 50 % spotřeby tepla pro přípravu teplé vody.
4. Spotřeba energie před a po rekonstrukci
Díky opatřením jako vyřazení nepoužívaných chladicích prostor, izolace armatur a optimalizované řízení systému, se již před několika lety podařilo výrazně snížit extrémně vysokou spotřebu energie, činící tehdy ročně kolem 400 kWh/m2. V posledních letech se však přesto naměřilo ještě 275 - 300 kWh/m2a, včetně celkové spotřeby elektřiny v domácnostech. V tabulce 2 se porovnává naměřená spotřeba energie s vypočítanou spotřebou po modernizaci. Naměřené hodnoty přitom rozlišují jen elektřinu a olej, ne však různé položky spotřeby, proto tu byly použity standardní hodnoty, které platná norma stanoví pro výpočty spotřeby energie (4). Hodnota pro vytápění pak vyplynula jako odhadovaná hodnota.
| položka energie | měření před modernizací (koncová energie) | výpočet po modernizaci | |
|---|---|---|---|
| spotřeba energie netto | spotřeba energie netto | ||
| vytápění | 195 - 220 | 25 | 15 |
| TUV | 30 | 30 | 15 |
| pomocná elektřina | 10 | 10 | 10 |
| elektřina pro domácnost | 40 | 40 | 40 |
| celkem | 275 - 300 | 105 | 80 |
Tabulka 2 Spotřeba energie před modernizací a po ní v kWh/m2a.
Jestliže se výsledky potvrdí v praxi, klesne spotřeba topného tepla o 80 až 90 % a celková spotřeba energie o 70 až 75 %.
5. Náklady v porovnání s konvenční sanací
Celkové náklady včetně projektu, řízení stavby, nových balkonů a drenáže byly odhadnuty na 74,5 mil. norských korun. To je 6.840 NOK nebo 850 EUR na čtvereční metr včetně DPH. Vícenáklady oproti konvenční opravě fasády činí 20,7 mil. NOK, tj. 1.900 NOK/m2 neboli 235 EUR/m2. Dotace od Energetické agentury Enova ve výši 6,4 mil. NOK tyto vícenáklady snižují na 1 310 NOK/m2, tj. 160 EUR/m2.
Podle výpočtů se všechny vícenáklady i bez dotací pokryjí z uspořených nákladů na energie. Díky dotaci a výhodné půjčce od státní banky pro bytovou výstavbu budou celkové měsíční náklady pro obyvatele nyní dokonce o deset procent nižší než po konvenční opravě. Celkové měsíční náklady (splácení půjčky, energie, údržba, správa apod.) po této ambiciózní modernizaci se odhadují na 3.190 NOK za dvoupokojový byt a 3.990 NOK za třípokojový byt. To je o 300 - 400 NOK méně než po konvenční sanaci, tj. 40 - 50 EUR na byt. Obyvatelé tak ušetří peníze, a přesto získají byt s lepším vnitřním klimatem. Tak se výrazně zvýší i prodejní hodnota bytů.
6. Nabídkové řízení a realizační fáze
Všech pět došlých nabídek bylo nad odhadovanými stavebními náklady. Proto se musela vést intenzivní jednání a diskuse o možných zjednodušeních, než zakázku dostala firma Agathon Borgen, aniž by se překročil plánovaný rozpočet. Ukázalo se, že na norském trhu nebyly k dostání vstupní domovní dveře ani sklepní dveře v kvalitě pasivního domu. V důsledku toho se pro celé schodiště (fasáda, okna, vchod, průchod do sklepa) zvolil zjednodušený standard, který také výrazně šetří náklady. Opatření pro vzduchotěsnost se však provedou, a to i na stávajících sklepních dveřích. Pro kompenzaci se vrstvou 10 cm zateplí všechny vnější stěny sklepů až k základům. Vzhledem k i jinak nezbytné drenáži to nezpůsobí téměř žádné zvýšení nákladů a zvýší teplotu ve sklepích, aby se předešlo provlhání.
Modernizační práce zatím probíhají i v obývaných bytech bez větších problémů. Teprve během prací se ukázalo, že nabízené rekuperační jednotky nesplňují požadavky. Koncem srpna 2010 ještě nebylo rozhodnuto o řešení.
7. Nejdůležitější faktory pro úspěch projektu
Předběžný závěr je, že finančně nenáročné sanace podle koncepce pasivního domu jsou možné v průměrném norském klimatu. Proces plánování a rozhodování je ovšem komplikovanější než ve střední Evropě. Aby bytové družstvo mohlo v Norsku provádět větší rekonstrukci, musí s tím valná hromada členů souhlasit dvoutřetinovou většinou.
Pro případ Myhrerenga bylo rozhodující, že celkové měsíční náklady ambiciózní mo-dernizace nebyly odhadovány výše než při prosté opravě fasády, která již byla stejně nutná. Představenstvo družstva se již při prvním seznámení stavělo k výzkumnému projektu pozitivně a jako sehraný tým dokázalo v delším, dobře provedeném rozho-dovacím procesu na několika informačních večerech zapojit i obyvatele. O koncepci se diskutovalo na workshopech a ve spolupráci se SINTEF Byggforsk byly pro rozhodování vypracovány jasné podklady.
Obyvatelé mají většinou méně než 30 let a jsou bezdětní, nebo mají již přes 50 a jsou často rozvedení. Mnozí na sídlišti ještě nežijí dlouho, takže jsou ochotní k opatřením pro zvýšení komfortu. Kritické dotazy přijímalo představenstvo a SINTEF Byggforsk na ně odpovídal všeobecně srozumitelným způsobem, který přitom vyzařoval serióznost. Představenstvo již dříve úspěšně iniciovalo opatření snižující náklady, takže se těší velké důvěře. Provedlo také finanční přípravu a již dříve zvýšilo měsíční příspěvky, takže si družstvo naspořilo vlastní kapitál. Měsíční náklady - ať s prvky pasivního domu, nebo bez nich - díky tomu nestoupnou tak silně, jak by bylo jinak nutné.
8. Literatura
(1) ARKITEKTSKAP AS. Rehabilitering ?senhagen 3-15, Fase 1. Oslo 2006.
(2) ARKITEKTSKAP AS. Myhrerenga borettslag, Fase 2. Oslo 2007.
(3) AKERSHUS ENØK OG INNEKLIMA AS. En?k-analyse Myhrerengal borettslag. Skedsmo 2007.
(4) STANDARD NORGE. NS 3031 - Beregning av bygningers energiytelse. B?rum 2007.
(5) HAAVIK, T. Myhrerenga Housing Cooperative - renovation project. Nordfjordeid - IEA SHC task 37, Projektbroschüre Subtask A, 2010.
As in other countries, in Norway energy remediation is carried out mostly on an average level. For a decade, this has blocked highly effective energy saving measures in public housing because better energy remediation measures pay off only after a long time. Myhrerenga is the first block of flats in Norway renovated according a passive house concept.