Pasivní domy — Krems an der Donau 2004

Pasivní domy — Krems an der Donau 2004

MARTIN VONKA, PAVEL KOPECKÝ, JAN MUKAŘOVSKÝ
Ve dnech 16.- 18. 4. 2004 se konala v rakouském městě Krems an der Donau konference „8. Europäische Passivhaustagung und Messe“ [1], [2]. Konference byla zaměřena na problematiku výstavby pasivních domů, doprovodnou akcí konference byla výstava stavebních materiálů a konstrukcí pro pasivní domy a také prohlídka několika pasivních domů, které tento článek v krátkosti představí.
Zdravotní středisko Goldenes Kreuz
lokalita: Krems an der Donau
projekt: Günter Werner
stručná charakteristika: rekonstrukce, přístavba a nástavba bývalého hostince na multifunkční zdravotní středisko v nízkoenergetickém standardu
užitná plocha: 2300 m²
potřeba tepla na vytápění: průměr 40 kWh/m², půdní vestavba a nástavba
10 kWh/m²
Rekonstrukce a dostavba bývalého hostince Zlatý kříž na zdravotní středisko výstižně ukazuje poslední trendy v oblasti pasivních domů. Jde zejména o aplikaci principů ověřených na rodinných domech,
použitých ve větším měřítku, zejména pro bytové domy, administrativní
budovy, nejrůznější rekonstrukce apod.
Historická část budovy byla očištěna od všech pozdějších zásahů a dle možností navrácena do původního stavu. Mladší část budovy v uliční frontě (z roku 1940) byla kompletně přestavěna a opatřena novou fasádou, kdy se při rekonstrukci kladl důraz na nízký součinitel prostupu tepla touto konstrukcí. Veškeré střešní konstrukce byly vzhledem ke špatnému stavu vyměněny, nad historickou budovou byl zachován původní tvar střechy (valbová). Na novější část budovy byla nasazena plochá střecha s nosnou rámovou konstrukcí z lepeného lamelového dřeva viditelnou z interiéru. Pro optické sjednocení s okolními střechami bylo zvoleno přitížení ploché střechy cihelnou drtí.
Budova je multifunkčním zařízením zahrnujícím kromě zdravotního střediska ještě další provozy. V přízemí historické budovy je umístěna kavárna pro cca 60 lidí. Celková užitná plocha objektu je 2300 m². Veškeré prostory jsou bezbariérově přístupné, navíc je k dispozici i výtah pro ležící pacienty.
Celá půdní vestavba i nová nástavba jsou provedeny ve standardu pasivního domu. Vznikly převážně z prefabrikovaných panelů s nosnou konstrukcí z TJI-nosníků, tepelnou izolací z celulózy, vnitřním opláštěním z OSB desek, které plní i funkci parozábrany, a vnějším opláštěním z DWD desek zabezpečujícím vzduchotěsnost konstrukce. Na prosklené části fasády jsou použita pevně zasklená trojskla (Uzasklení= 0,5 W/(m².K)) v dřevo-hliníkových rámech. Veškeré prosklené plochy kromě historické budovy jsou chráněny vnějšími hliníkovými žaluziemi s elektrickým ovládáním. Schodiště a zavěšený ochoz ve dvorním traktu leží vně vytápěné obálky budovy.
Větrání ordinací je zajištěno pomocí samostatných vzduchotechnických jednotek s tepelnými čerpadly a zpětným získáváním tepla, čímž je také účinně bráněno šíření hluku do čekáren. Čerstvý vzduch pro decentralizované jednotky je nasáván z dvorního traktu skrze zemní výměník tepla, který v zimním období vzduch předehřívá a v létě naopak ochlazuje. Zemní výměník byl vytvořen ze starého klenutého sklepa, který byl přehrazen zděnými příčkami z pórobetonových tvárnic tak, že vznikl labyrint o délce cca 50 m.
Letní chlazení prostorů ordinací ve střešní nástavbě je řešeno pomocí tepelného čerpadla země-voda. Nízkopotenciální teplo je čerpáno ze čtyř stometrových vrtů a kromě chlazení v létě je využíváno ke krytí zbytkové potřeby tepla na vytápění.
Celková potřeba tepla na vytápění posledního podlaží, tj. půdní vestavby a nástavby, je 10 kWh/(m².a), v prostorech tepelně sanovaných (novější část budovy) je 29 kWh/(m².a) a částečně tepelně sanované prostory (historická část budovy) vykazují potřebu tepla na vytápění ve výši 65 kWh/(m2.a), přičemž původní byla cca 150 kWh/(m².a). Průměrná potřeba tepla za celou budovu je tedy cca 40 kWh/(m².a).

Mateřská školka
lokalita: Ziersdorf
projekt: Johannes Kislinger
stručná charakteristika: dřevostavba s izolací ze slámy, hliněné omítky, kotel na peletky, zemní výměník, solární kolektory
užitná plocha: 763 m²
potřeba tepla na vytápění: 14,3 kWh/m²
Mateřská školka se nachází na okraji zástavby rodinných domků ve městě Ziersdorf. Vt omto objektu se dostávají provozní (pedagogické) požadavky do zdánlivého rozporu s optimalizovaným pasivním konceptem, na objekt jsou kladeny požadavky na různé světlé výšky místností, různé požadavky na intenzitu osvětlení apod.
Na severní straně objektu se nachází vstupní část, která plynule navazuje na centrální společenskou část, ze které se rozbíhají jednotlivé komunikace. Objekt je dispozičně rozdělen centrální chodbou tak, že u severní fasády jsou administrativní provozy a kuchyně, u jižní fasády jsou jednotlivé herny, které provozně navazují na terasu a zahradu. Obvodová konstrukce je tvořena TJI nosníky, které jsou opláštěny OSB deskami (s parotěsnou lícovou stranou), dutina mezi nimi je vyplněna tepelnou izolací z celulózy (tloušťka vrstvy 36 cm) — U = 0,1 W/(m2.K), jižní fasáda je izolována 47 cm izolace ze slámy. Na opláštění desek z OSB jsou dále připevněny dřevovláknité desky, v nichž jsou ve vyfrézovaných drážkách osazeny měděné rozvody stěnového sálavého vytápění. Vnitřní omítky jsou hliněné. Konstrukce na terénu je izolována násypem perlitu tloušťky 23 cm. Střecha je pultová, nesená TJI nosníky s tepelnou izolací z celulózy o tloušťce 40 cm, vnitřní povrch je tvořen omítkou s důrazem na akustické vlastnosti, krytina je tvořena hliníkovými plechy. Výplně otvorů jsou tvořeny dřevěnými rámy s vrstvou korku vlisovanou do profilu, zasklení je trojsklem — Uw = 0,79 W/(m2.K). Za účelem nočního větrání jsou některá okna opatřena automatickými výklopnými zařízeními.
Vytápění je teplovzdušné — ve střední části budovy je instalována centrální jednotka se systémem zpětného získávání tepla (udávaná účinnost je 93 %), vzduch je do jednotky přiváděn zemním výměníkem (betonové potrubí o průměru 500 mm, délka 50 metrů, projektovaný průtok vzduchu 1900 m³/h). Systém je regulován nejen podle vnitřní teploty v jednotlivých prostorech, ale i podle koncentrace oxidu uhličitého. Vcentrálním prostoru budovy je instalován kotel na peletky o výkonu 10 kW, který jednak vytápí přilehlé prostory, ale také dodává teplo do systému stěnového vytápění. Je nutné poznamenat, že tento kotel je předimenzovaný a jeho provoz působí problémy s přehříváním vnitřních prostor. Trh dosud nenabízí kotel na peletky o nižších výkonech.
Podstatná část potřeby tepla na ohřev TUV je kryta pomocí solární energie. Na střeše jsou v jižní orientaci osazeny solární teplovodní kolektory o ploše cca 8 m², z nich je teplo akumulováno do 500litrového zásobníku.

Severní fasáda mateřské školky — vstup do objektu, na střeše jsou patrné solární kolektory
Detail obložení fasády
Jižní fasáda, vstupy na terasu a do zahrady
Centrální prostor s kotlem na peletky (vlevo herny, vpravo technická místnost, administrativní provozy a kuchyň)

Rodinný dům Alber
lokalita: Klosterneuburg
projekt: Manuela Alber
stručná charakteristika: masivní stavba s tepelnou izolací z korku, solární teplovodní kolektor integrovaný do fasády, zemní výměník, tepelné čerpadlo užitná plocha: 195 m²
potřeba tepla na vytápění: 13 kWh/m²
Rodinný dům se nachází na pozemku v jižně orientovaném svahu. Na úpatí pozemku jsou garáže se zelenou střechu (extenzivní zeleň), vlastní objekt je situován přibližně v polovině parcely a je přístupný po monolitickém betonovém schodišti. Objekt slouží nejen jako obytná budova pro 2-4 obyvatele, ale i jako kancelář pro 2 uživatele.
Dům má tři podlaží, první podlaží je částečně zapuštěno do svažitého terénu a je v něm situována kancelář, technické zázemí, archiv a WC. Druhému podlaží vévodí velký prostor obývacího pokoje s jídelnou (z něho je přístupná terasa), dále je zde situována kuchyně, spíž aWC. Ve třetím podlaží se nachází 3 pokoje a koupelna.
Budově dominuje jižní fasáda, která je z přibližně jedné poloviny plně prosklená, a druhou část fasády tvoří integrovaný solární kolektor. Terasa přístupná z 1. nadzemního podlaží je nesena ocelovou konstrukcí, jejíž součástí jsou ocelové sloupky podpírající předsazenou pultovou střechu. Ocelová konstrukce se sloupky a táhly umožňuje zavěsit v horní polovině prosklené fasády mimo otopné období stínicí látku. Za účelem minimalizace tepelných mostů, je tato předsazená konstrukce staticky zcela nezávislá na budově.
Základová konstrukce je tvořena železobetonovou deskou uloženou na 20 cm extrudovaného polystyrenu, v konstrukci podlahy na terénu je obsaženo navíc ještě 10 cm tepelné izolace — celkem U= 0,13 W/(m².K). Stěny přilehlé k zemině jsou monolitické, železobetonové, tloušťky 25 cm, zateplené 24 cm extrudovaného polystyrenu — U = 0,13 W/(m².K). Venkovní stěny jsou vyzděny z cihel tloušťky 20 cm a jsou kontaktně zatepleny 32cm tepelnou izolací z korku — U = 0,15 W/(m2.K). Pultová střecha je nesena TJI nosníky, mezi kterými je uloženo 40 cm tepelné izolace z celulózy — U = 0,10 W/(m2.K). Veškeré zasklení je tvořeno trojsklem o součiniteli prostupu tepla zasklení Uzasklení = 0,8-0,9 W/(m².K).

Detail integrovaného solárního kolektoru
Rodinný dům Alber — jižní fasáda s integrovaným solárním kolektorem
Dřevo-hliníkový obvodový plášť

Budova firmy Biotop
lokalita: Klosterneuburg
projekt: Georg Reinberg
stručná charakteristika: administrativní budova, kombinace masivních vnitřních konstrukcí (beton) s lehkými obvodovými konstrukcemi (dřevo), zimní zahrada na jižní straně, kotel na biomasu, solární kolektor integrovaný do fasády, mechanické větrání s rekuperací, noční větrání, zemní výměník, šetrné hospodaření s vodou na pozemku
užitná plocha: 420 m² administrativní provoz, 165 m² výrobní provoz + sklad
Plocha solárního kolektoru je cca 21 m². Teplem z integrovaného kolektoru je kryta nejen potřeba tepla na přípravu TUV, ale i část potřeby tepla na vytápění. Teplo je akumulováno do 2200litrového zásobníku. Vytápění je teplovzdušné se zpětným získáváním tepla o účinnosti 89 %, vzduch do centrální jednotky je přiváděn přes 25 metrů dlouhý zemní výměník. V rozvodech vzduchu jsou integrovány tlumiče hluku.
Potřeba tepla na vytápění se primárně kryje teplem z kolektorů. Pokud není solární energie k dispozici, pak se zbytkové teplo pro vytápění kryje tepelným čerpadlem o výkonu 2,2 kW (nízkopotenciální teplo se odebírá ze 75metrového zemního kolektoru). Z pultové střechy je svedena dešťová voda do tří plastových zásobníků o celkovém objemu 3000 litrů (jsou uloženy v technické místnosti v suterénu) a je používána k splachování toalet a zavlažování zahrady. Administrativní budova firmy Biotop stojí v údolí u města Kloster-neuburg poblíž Vídně. Pozemku dominuje vodní plocha, mokřad (biotop), rozkládající se před budovou. Za budovou se nachází malá výrobní hala se skladem, který je tak téměř skrytý pohledu návštěvníka vcházejícího přístupovou cestou k administrativní budově.
Typickým znakem budovy je prosklená hala na jižní straně, sloužící pro přístup do jednotlivých kanceláří a umožňující výhled na vodní plochu a okolí. Kanceláře jsou umístěny při severní fasádě. Přímé světlo tak dopadá do kanceláří pouze přes okna orientovaná do haly. Nosná konstrukce budovy je tvořena kombinací dřeva a betonu. Dřevo je hlavním konstrukčním materiálem a je použito pro stropní konstrukce, obvodové stěny a vnější obklady. Z betonu je vytvořena pouze střední akumulační stěna a sloupy.
Obvodové konstrukce jsou tepelně izolovány minerální vlnou v tloušťkách 20 cm (stěny) a 30 cm (střecha). Výplně otvorů tvoří kovová okna zasklená trojsklem (Uzasklení = 0,7 W/(m².K).
Větrání je mechanické se zpětným získáváním tepla (ZZT) s možným přívodem vzduchu přes zemní výměník. Potrubí zemního výměníku je vedeno odvážně pod dnem vodní nádrže. Čerstvý vzduch je přiváděný do kanceláří, odtud putuje do prostoru zimní zahrady, potom je odsáván přes sociální zařízení.
Velikost výsledné potřeby tepla na vytápění budovy byla navržena tak, aby se spotřebovala roční produkce dřevěného odpadu z výrobního provozu. Zbytková potřeba tepelné energie je tak kryta pouze pomocí obnovitelných zdrojů — biomasy a solární energie. Solární teplovodní kolektory jsou zabudovány do střední části jižní fasády. Teplo ze solárního kolektoru kryje zejména potřebu teplé užitkové vody vznikající ve výrobním provozu (každodenní mytí osob) a je částečně využíváno i pro přitápění objektu. Zajímavým prvkem koncepce je využití hmoty vnitřní masivní stěny pro akumulaci pasivních solárních zisků v zimě.
Energetická koncepce neminimalizuje pouze potřebu tepla na vytápění, ale vhodně snižuje (stavebním řešením) i potřebu energie na chlazení. Pokud přesto nastane v letním období potřeba budovu chladit, připravili autoři koncepce hned několik alternativních technik chlazení. Pro chlazení vzduchu přiváděného do objektu se využívá nasávání přes zemní výměník. Pro předchlazení vnitřní zóny je využíváno noční větrání, které vychladí masivní betonovou stěnu. Vychlazená hmota potom ve dne působí příznivě na tepelnou stabilitu vnitřního prostoru zóny.

_{Literatura
[1] www.pasivhaustagung.de
[2] Sborník konference 8.
[3] Vonka, M.: Pasivní
domy — Hamburk 2003,
Stavba 6/2003, str. 54-55,
Praha 2003
Článek byl vypracován za podpory grantu GAČR 103/03/H089 „Udržitelná výstavba budov a udržitelný rozvoj sídel“.}

_{© foto archiv autorů}