První zkušenosti s experimentální budovou

První zkušenosti s experimentální budovou


Pavilon společnosti LIKO-S ve Slavkově u Brna jsme ve Staviteli představili právě před rokem. Kromě jiného jsou tu naprosto výjimečné zelené fasády, které společně s mokřadní střechou zajišťují čištění odpadní vody. Jedná se o světový unikát, proto jsme byli zvědaví, jak se toto řešení osvědčilo.
Stavba vývojového centra LIKO-Noe byla dokončena na jaře roku 2015 za pouhých 27 dní. Vizí bylo vytvořit budovu, která bude přínosem pro své obyvatele i pro okolí. Její živá fasáda tvoří uvnitř pavilonu i v jeho blízkosti příjemné a zdravé mikroklima. Vnitřní atmosféra přináší tepelný komfort bez nutnosti klimatizování a snižuje zdravotní rizika. Objekt disponuje vlastní střešní kořenovou čističkou, sofistikovaným vodním hospodářstvím a pracuje pouze s přírodními zdroji tepla a chladu. Autoři projektu rovněž kladli důraz na další aspekty zvyšující zdraví a komfort obyvatel této archy, jako je přirozené denní světlo, čerstvý vzduch a vnitřní akustika. Jejich cílem bylo vytvořit prototyp budovy, která bude zcela nezávislá na vnějších zdrojích.
„Na LIKO-Noe chceme ukázat, že je možné stavět průmyslové a kancelářské stavby tak, aby nezatěžovaly své okolí, zadržovaly vodu v krajině a byly příjemným místem pro práci i odpočinek. Kdo by čekal, že vlajkovou loď firmy bude obývat její vedení, ten je na omylu. V novém pavilonu sídlí vývojový a marketingový tým, kterému má inspirativní prostředí pomoci při vývoji produktů budoucnosti,“ říká Martin Diviš, ředitel divize Živé stavby.
Projekt je experimentem, nikde jinde zatím neexistuje typizované řešení opláštění v kombinaci dřevo, izolační pěna a zelená fasáda. Na zelené fasádě se kombinuje na různých plochách a světových stranách různý typ konstrukce a uchycení substrátu, v němž rostou různé druhy trávy. Kromě toho se kombinují i různé systémy závlah. To všechno se už rok sleduje a zaznamenává. Stejně tak ještě nikde nebyla realizována kořenová čistírna na střeše ani montovaná mokřadní dočišťovací stěna.

Komfort s nízkými provozními náklady
Cílem bylo u této stavby uvést do praxe pojem přírodní tepelná stabilizace: „Jsme mile překvapeni, jak velký efekt nám přírodní tepelná stabilizace přinesla. Ve vedlejší montované budově, stejně zateplené, nám v horkém létě loňského roku jela klimatizace od rána do večera a v LIKO-Noe jsme technologické chlazení nespustili. Náklady na vytápění LIKO-Noe přes zimu byly naprosto minimální a spotřebu tepla pokryl solární panel u jezera a akumulační krb v interiéru, kde jsme spálili necelý kubík dřeva,“ dodává Martin Diviš. Potvrdil se tak předpoklad, že kombinace prvků přírodní tepelné stabilizace dokáže po většinu roku pokrýt tepelnou potřebu budovy bez dalších technologií. Díky tomu zařízení na chlazení a ohřev nemusí být tolik dimenzované.
Nicméně dnešní komfort si technologickou podporu žádá. „Nemůžeme po lidech chtít, aby v zimě seděli u počítačů v bundách a v létě se potili. I my máme technologickou rezervu – pro třeskutou zimu krb a pro léto i mírnou zimu tepelné čerpadlo, které v létě chladí a v zimě hřeje. Při navržení těchto technologií jsme také šli experimentální cestou, kdy část kolektoru tepelného čerpadla máme pod budovou, část pod jezerem a část okolo jezera. Chceme tak vyzkoušet, jaký vliv má toto netradiční uložení kolektorů na funkci tepelného čerpadla. Po prvních letošních výsledcích měření tušíme, že i toto řešení je efektní,“ upřesňuje Martin Diviš technologické řešení stavby.

Čištění vody na střeše a na fasádě
Čistička odpadní vody je umístěna na střeše a na stěně budovy, dočištění vody zajišťuje také zelená fasáda, která využívá přirozeného spádu a toku vody do jezírka. Fasáda díky velkému objemu vody vyrovnává výkyvy teplot a chrání stavbu proti přehřívání. Retenční jezero je zásobárnou vody v době sucha, dokáže zadržet vodu i při přívalových deštích. Tepelnou stabilizaci objektu tedy tvoří kombinovaný efekt více prvků: kořenové čistírny, zelených fasád, okolních stromů a rostlin, retenčního biotopu a zemních kolektorů, které do interiérů přivádí v zimě předehřátý a v létě vychlazený vzduch. Pokud by se podobné systémy využívaly více, zajistily by lepší klima v zastavěných oblastech. Zelené fasády zajišťují nejen tepelný, ale i akustický komfort.
Budova nemá žádný systém aktivního chlazení. Pro chlazení se využívá pouze přírodních zdrojů a chladu naakumulovaného v systému tepelného čerpadla. Díky prvkům přírodní tepelné stabilizace nebylo nutné ani v extrémně horkých letních měsících budovu chladit za pomoci aktivních technologií.

Konstrukční řešení
Nízkoenergetická budova je konstruována jako difuzně otevřená. Na vnitřní dřevostavbě ze sendvičových panelů je pěnová tepelná izolace z difuzně propustné polyuretanové pěny, následuje větraná vzduchová mezera a fasádní rošt s hliníkovými okny a kruhovými vertikálními zahradami. Mokřadní fasádu tvoří soustava nad sebou umístěných truhlíků z nerezového plechu, které obsahují substrát částečně nasycený vodou. Čištění vody v nich probíhá kombinovaným způsobem bez přístupu vzduchu a se vzduchem, kořeny rostlin zvyšují efektivitu bakterií, takže k čištění přispívají. Základem úspěchu je tedy kromě jiného také správný návrh skladby rostlin. Starají se o ně odborníci – největší péči potřebují na jaře, po zbytek roku údržbu téměř nevyžadují.
Mokřadní střechu i fasádu projektoval Ing. Michal Šperling, který má s kořenovými čistírnami odpadních vod zkušenosti. Většinou je ale realizuje v terénu zahrady. Pro vyčištění vody je nutné, aby střechou proběhla několikrát, záleží však také na jejím znečištění a na ročním období. Není třeba se obávat toho, že by odpadní voda na střeše zapáchala, protože v první fázi se mechanicky předčistí a teprve pak se vypouští pod povrch substrátu. Kromě toho se před vypuštěním může ještě provzdušňovat. Chemické rozbory vody ve Slavkově už ukázaly, že je to správná cesta: „Výstup z našeho zařízení pro recyklaci odpadních vod je voda, která by vyhověla na požadavky u klasické kořenové čistírny odpadních vod. Tyto požadavky jsou v současné době výrazně vyšší než požadavky a výstup z klasických čistíren.,“ uvádí Martin Diviš.
Na plochou střechu pavilonu Michal Šperling umístil souvrství materiálů o tloušťce 150 mm - na povrchu je říční štěrk, z něhož vyrůstají mokřadní rostliny. Zatížení konstrukce eliminoval speciálním složením štěrku – i s vodou má hmotnost zhruba 150 kg/m². Souvrství snižuje namáhání střešní hydroizolace tepelnými změnami a UV zářením, zajišťuje také, aby se střešní plášť nepřehříval.

O střeše a fasádě hovoříme s Ing. Michalem Šperlingem
Kořenové čistírny realizujete už osm let. Princip jejich fungování spočívá v tom, že na povrchu štěrku různých frakcí žijí aktivní bakterie. Spousta lidí se přitom domnívá, že k čištění vody přispívají především kořenové systémy rostlin. Tak jednoduché to asi nebude?
Vegetační čističky odpadních vod fungují na stejných principech jako mokřady. Základním principem je průtok předčištěné vody kořenovým filtrem. Ten je naplněn jemnými kamínky, na jejichž povrchu sídlí bakterie, které zajišťují čisticí proces. Rostliny vysázené na kořenovém filtru mají doplňkovou funkci - částečně odsávají živiny, dodávají kyslík, na jejich kořenech sídlí bakterie a v zimě působí jako tepelná izolace. Předčištění vody probíhá ve vícekomorovém septiku nebo v sedimentačních nádržích.

Kořeny rostlin čištění vody tedy také zajistí, ale primárně je realizují bakterie na povrchu štěrku. A kromě toho používáme filtry – zpočátku jsme měli horizontální filtry, nově pracujeme s vertikálními filtry, které kombinují aerobní a anaerobní část. V aerobní části voda pomalu stéká po jemném štěrku za přístupu vzduchu. Když steče do dolní části, zatopené vodou, čisticí proces pokračuje. Proces můžeme zintenzivnit, pokud voda systémem cirkuluje několikrát.

Ve Slavkově jste realizoval první zelenou střechu tohoto typu?
První projekt jsme vyzkoušeli před dvěma lety v Mnichově Hradišti, kde měla být nenáročná zelená střecha. Je tu tedy substrát, kde voda vyživuje mokřadní rostliny. Není to ale odpadní voda. Střešní čistírna odpadních vod ve Slavkově je první. Původně jsme se domnívali, že na betonovém objektu akustické komory bude silná vrstva štěrku, ale později jsme se rozhodli pro experiment, kdy jsme naopak použili poměrně tenkou skladbu. V materiálovém složení není jenom štěrk s vodou, to by byla poměrně těžká vrstva – na 15 cm zhruba 400 kg/m². Proto jsme použili deset centimetrů pěnového skla, separační vrstvu a pět centimetrů štěrku, který zatěžuje pěnové sklo tak, aby ve vodě neplavalo.

Voda ze zelené střechy odtéká přes fasádu. Jsou systémy propojené?
Oba systémy fungují společně. Výsledky z laboratoře ukázaly, že čistění tímto způsobem má v některých ohledech pětkrát lepší parametry než klasická čistírna odpadních vod. Půvabné na tom je, že střecha s fasádou zajišťují hned několik důležitých věcí: čištění vody, izolaci a tepelnou stabilizaci objektu. Navíc je to hezké a vzniká příjemné klima nejen v interiéru, ale i v dané lokalitě.

Hana Vinšová
LIKO-Noe se v tomto roce stala vítězem soutěží Zasedačka roku v kategorii Zdravá kancelář.

Článek vyšel v časopise Stavitel 9/2016

Pavilon ve Slavkově vznikl podle projektu architekta Zdeňka Fránka, který jej společně s kolegy ze společnosti LIKO-S navrhl tak, aby stavba pracovala pouze s energiemi získanými z přírodních zdrojů. Řízené rovnotlaké větrání pracuje společně s rekuperací tepla – čerstvý vzduch se přivádí tepelně izolačním potrubím z fasády nebo vzduchovým zemním registrem, kde se vzduch vede potrubím v hloubce 1,5 -3,0 m. V této hloubce je konstantní teplota 5 °C, takže v létě se vzduch ochlazuje, v zimě naopak předehřívá.
Vývojové centrum tvoří dva objekty: administrativní část a akustická klimakomora, která je částečně zapuštěna do terénu. První z nich je dřevostavba s difuzně otevřenou konstrukci se zateplením, druhá byla realizována ze železobetonu. Tato masivní konstrukce se využívá jako nosná část pro kořenovou čističku na střeše pavilonu.

Přírodní tepelná stabilizace montované stavby
- Dokonalé zateplení objektu pěnovou, difuzně otevřenou izolací Icynene
- Dřevěná konstrukce objektu ve spojení s pěnou Icynene funguje jako difuzně otevřená stavba a vnitřní prostor dýchá
- Orientace a rozsah prosklených ploch
- Napojení interiéru na podzemní prostor
- Přívod vzduchu podzemním kolektorem
- Retenční jezero bezprostředně u budovy
- Zelené fasády
- Střešní kořenová čistírna odpadních vod na střeše a dočišťovací mokřadní fasáda
- Systém venkovního zastínění stavby za použití stromů a stínících technologií
- Lidé a technologie jako zdroj tepla
- Dostatečná plocha otvorů pro větrání čerstvým vzduchem

Pavilon jsme již publikovali: