2001 SEVEn

architektonická soutěž „Nízkoenergetický nízkonákladový bytový dům v podmínkách ČR"

vyhlášeno: 2001

vypisovatel: SEVEn, Středisko pro efektivní využívání energie, o.p.s.

spolupráce: Jan Kalousek, Jiří Novák

projekt získal 2. cenu (1. cena nebyla udělena)

Parter: Objekt je situován do Uherského Hradiště na mírný jihozápadní svah. Svahování terénu umožňuje řešit parkovací stání v zářezu v terénu na západní straně objektu. Střecha parkoviště je řešena jako pochůzná s intenzivním ozeleněním s možností vybudování dětského hřiště. Na východní straně objektu je zásobovací komunikace s řešeným zázemím pro tříděný odpad a pohotovostními stáními pro zdravotnickou obsluhu, pro osoby se sníženou pohyblivostí a návštěvníky.

Architektura: Základní architektonický koncept měřítkem i hmotovou proporcí reaguje na okolní zástavbu rodinných domů a zároveň přísně dodržuje energeticky výhodnou severojižní orientaci hlavních fasád. Natočení komplexu k západu přispívá k možnosti využití dlouhého odpoledního slunce. Účelně prosklená jižní fasáda umožňuje kromě čerpání tepelných zisků i možnost vizuálního kontaktu s přírodou. Fyzický kontakt s exteriérem v letním období umožňuje otvíravá zimní zahrada. Pro architektonický výraz je zvolena jednoduché forma s důrazem na kvalitní detail.

Cílem bylo vytvořit schránku pro bydlení chránící před povětrností a nepohodou a vnitřní nosný akumulační systém zachycující v co možná největším rozsahu sluneční energii. Naplnění vnitřního obsahu životním stylem je ponecháno na uživateli s možností volby dispozic i úrovně a kvality vybavení. Základní tezí je, že žádná změna či individuální požadavek by neměl být nerealizovatelný, pokud respektuje ekologický režim stavby. Celý objekt je vytvořen skladbou „základních jednotek" - dvojic bytů - sdružených do dvoupodlažní sekce.

Dispoziční řešení: Určujícím kritériem pro sestavení dispozičních variant bylo dodržení zónování. Vstup do objektu je ze severní strany přes uzavřenou transparentní fasádu bez prostupů. Přes sekci vertikálních komunikací a doplňkových prostor, které tvoří tepelný nárazník, se vchází do jednotlivých bytových jednotek. Vnitřní trakt tvoří prostory vstupních hal, předsíní a hygienických zařízení. Obytné místnosti jsou otevřeny k jihozápadu s možností využití pasivních solárních zisků. Prosklené plochy jsou stíněny dřevěnými a textilními žaluziemi. Dispoziční varianty umožňují na ploše 73 m2 několik typů bytů velikostních kategorií 3+kk a 2+1 s různými možnostmi dispozičního uspořádání.

Konstrukční a technologické řešení: Objemová struktura a nízká podlažnost objektu umožňuje pro konstrukční řešení použít ekologické a přírodní materiály jako jsou dřevo a nepálená hlína, tedy materiály s vysokou užitnou hodnotou a přitom s nízkými primárními energetickými nároky na zpracování a bezodpadovou recyklací. Zavedení těchto ukazatelů do posuzování vlivu stavby na životní prostředí vychází ze snahy zohlednit globální ekologická hlediska, jejichž společným hodnotícím kritériem mohou být v současnosti již akceptované hodnoty produkce svázaných emisí CO2 a SO2 nebo svázaná spotřeba energie. Sumární energie k výrobě jedné pálené cihly rovna cca 2 kWh, energie na výrobu stabilizované cihly z nepálené hlíny je cca 0,05 kWh, tedy čtyřicetkrát méně. K tomu je nutné připočítat možnost použití místních zdrojů a tedy úspory energie za dopravu materiálu i hotových cihel. Dalším kritériem je bezodpadová technologicky a energeticky nenáročná recyklace nebo demolice stavby, po skončení životního cyklu. Další předností nepálené hlíny je její pozitivní vliv na interní mikroklima a pružná reakce na změny ve vlhkostním režimu a jeho regulace. Nepálená hlína dokáže v mnoha případech plně nahradit klasické materiály a v současnosti představuje možnou alternativu pro dnes používané stavební hmoty. Vhodné konstrukční a technologické řešení pak zajistí plně srovnatelné kvalitní konstrukce jak z hlediska statických nároků, tak z hlediska životnosti objektu.          

Svislou nosnou konstrukci tvoří příčný nosný systém z nepálené hlíny. Nosné stěny jsou provedeny v tloušťce 400 mm technologií dusání do bednění (pisé). Stěna je ztužena dřevěným rámem, který v úrovni stropů vytváří ztužující věnce. Do dřevěných věnců je kotven dřevěný trámový strop. Výplň a potřebnou hmotnost stropu z akustického hlediska zajišťují hliněné prefabrikované tvárnice v dřevěném bednění. Zmonolitnění stropu je provedenou vrstvou 50 mm dusané hlíny s výztužnou sítí, na které je uloženo podlahové souvrství. Obvodovou konstrukci tvoří provětrávaná fasáda ve dvou typech stěn. Východní, západní a severní je tvořena zateplením hliněné nosné zdi minerální vlnou v tloušťce 200 mm. Jižní obvodová stěna je tvořena z lehkých prefabrikovaných dřevěných panelů vyplněných minerální vlnou s vnitřní akumulační a ochrannou přizdívkou z nepálených cihel. Vnitřní dělící konstrukce jsou provedeny z nepálených cihel tloušťky 150 mm.

Energetická koncepce budovy: Eliminování tepelných ztrát prostupem je dán již dispozičním řešením. Vytápěné prostory byly soustředěny do tvarově jednoduché, kompaktní vytápěné zóny. Veškeré prostory bez nároků na vytápění (schodiště a podstřešní prostor) tvoří tepelně vyrovnávací zónu okolo vytápěných prostorů, snižují tepelnou ztrátu, ale nebrání solárním ziskům. Obvodové konstrukce vytápěné zóny vykazují nadstandardní tepelně izolační vlastnosti. Okna jsou umístěna pouze na jižní fasádě (50% její plochy), kde jsou jejich vysoké tepelné ztráty kompenzovány zisky ze slunečního záření. Snížení tepelné ztráty větráním bylo řešeno systémem nuceného větráním se zpětným získáváním tepla. Využití sluneční energie a vnitřních zisků zajišťuje vhodný pasivní systém, který umožňuje maximální solární zisky při minimální zátěži životního prostředí spojené s jeho realizací. Dispozice je navržena tak, aby budova byla orientována nejdelší fasádou přímo na jih, masivní vnitřní konstrukce za jižní fasádou plní akumulační funkci a zajišťují využitelnost sluneční energie dopadající do interiéru. Riziko přehřívání interiéru v době s intenzivní insolací je omezeno jednak instalací vnější clonících prostředků (vnější posuvné žaluzie před okny, roleta v zimní zahradě), jednak použitím systému nuceného větrání. Zimní zahrady tvořící arkýře na jižní fasádě neslouží k celoročnímu využití, ale pro přechodná období za příznivého počasí na jaře a na podzim. Pro výslednou aktivní bilanci nevytápěné zimní zahrady má rozhodující význam ukázněnost a režim uživatelů. Krytí zbytkové potřeby tepla zajišťuje systém integrující ústřední vytápění, dohřev větracího vzduchu a ohřev TUV, umožňující rovněž sezónní využití sluneční energie pomocí kapalinových kolektorů. Zdrojem teplé vody pro konvektory je vnější část dvouplášťového zásobníku. Každá bytová jednotka má vlastní zásobník, který je dobíjen centrálním plynovým kotlem (období bez insolace) nebo slunečními kolektory (v době slunečního svitu). K ohřevu TUV slouží vnitřní část zásobníku, v době odběrové špičky funguje zařízení jako průtokový ohřívač (zdrojem tepla je centrální kotel). Centrální kotel je, spolu s rekuperační jednotkou umístěn v centrální kotelně v podstřešním prostoru prostřední sekce domu.

Primární energie: Negativní vlivy člověka na životní prostředí reprezentují z globálního hlediska zvyšující se koncentrace emisí CO2 a z regionálního hlediska zvyšující se koncentrace SO2. Přidruženým problémem jsou pak energetické nároky na lidskou činnost. Tato kritéria bude v budoucnu nutné zahrnovat do vlivu stavby na životní prostředí. V rámci projektu byly porovnány dvě varianty konstrukčního řešení - stavba z nepálené hlíny a běžný systém z keramických tvárnic s keramickobetonovým stropem. Při porovnání obou konstrukcí z hlediska emisních hodnot i z hlediska nároků na neobnovitelnou energii vychází příznivě varianta z nepálené hlíny, která při zajištění shodných tepelně technických má větší akumulační schopnosti. Také celková hmotnost konstrukcí je nižší než u varianty s pálených keramických cihel. V případě použití regionálních zdrojů hlíny pro nosné konstrukce, nejlépe z vlastního pozemku stavby, které je důkazem kvalitně zvládnuté technologie stavby, odpadají nároky na transport materiálu. Nejzásadnější úspory jsou prokázány u konstrukcí nosného zdiva, ale také ostatní konstrukce vykazuji nižší zátěž na životní prostředí u varianty se zdivem z nepálené hlíny.