Energeticky sebestačný rodinný dom

Závideniahodné prívlastky

Carbonlight homes nie sú len nulové, ale aj prvé CO₂ neutrálne rodinné domy vo Veľkej Británii, zrealizované podľa novej britskej normy týkajúcej sa nulových emisií uhlíka. Na dosiahnutie tohto cieľa boli využité pasívne, ale aj aktívne prvky. Hoci by sa táto stavba nedala zaradiť medzi domy s pasívnym štandardom, kombináciou prvkov pasívnej výstavby s modernými technológiami sa podarilo dosiahnuť veľmi nízku celkovú spotrebu energie, ktorá je celá pokrytá z obnoviteľných, zdrojov, čo znamená nulový dom. Carbonlight homes napriek využitiu moderných stavebných materiálov, postupov a technológií nepôsobia ako domy z iného sveta. Ich autori sa snažili potešiť oko konzervatívnych Angličanov stavbou, ktorá má takmer tradičný vzhľad. Fasáda s obkladom z drevených šablón pôsobí ako režné murivo, šikmá strecha pekne zapadá do okolitej zástavby. Snáď len slnečné kolektory naznačujú, že dom funguje trochu inak ako tie ostatné. Pri výstavbe oboch rodinných domov sa použili šetrné moderné materiály a technológie. Projekt získal hlavnú cenu za inováciu v stavebných technológiách (Innovation Award for Building Technology) v rámci prestížnej súťaže British Homes Awards 2010.

1119831
Adam MØrk, velux

Na západnej strešnej rovine sú okrem množstva strešných okien aj slnečné kolektory. Adam MØrk, velux

Slnečné kolektory na fasáde zachytávajú východné slnko. Adam MØrk, velux

Dom pre ľudí

Napriek stavebným postupom a technológiám zameraným na znižovanie energetickej spotreby experimentálnej stavby kládli jej autori veľký dôraz na to, že navrhujú dom, ktorý bude nakoniec slúžiť svojím skutočným obyvateľom. Snažili sa nič neubrať z bežne požadovaného komfortu, ba dokonca čosi aj pridať. Domy Carbonlight sú približne o 30 % väčšie než priemerný troj- až štvorizbový britský rodinný dom. Vďaka veľkoryso riešeným zaskleným plochám sú plné svetla a slnka. Činiteľ denného osvetlenia (pomerná hodnota, ktorá udáva, koľko percent z vonkajšieho svetla je v interiéri) je tu 5 %, čo trojnásobne prekračuje požiadavky britskej legislatívy.

Fasáda s obkladom z drevených šablón pripomína v Anglicku také obľúbené režné murivo.
Adam MØrk, velux

Na Slovensku sa v norme stanovujú 2 %, ale napríklad v Rakúsku je bežné aj 1 %. Dostatok denného svetla má dokázateľne pozitívny vplyv na ľudskú psychiku, prejaví sa však aj na spotrebe energie. Počas dňa si jednoducho nepotrebujete pri bežných činnostiach v domácnosti zažínať svetlo. Veľmi príjemne pôsobí aj možnosť prepojenia spoločenskej časti domu na prízemí s terasou a záhradou za domom. Ani tu sa autori domu nenechali zneistiť a napriek hrozbe zvýšených tepelných strát domu v zime a vysokej tepelnej záťaže v lete navrhli veľké zasklené steny takmer cez celú fasádu orientovanú do záhrady. Veľký vplyv na celkovú pohodu človeka v interiéri má dostatok čerstvého vzduchu. V Carbonlight homes sú skombinované dva spôsoby vetrania. Mimo vykurovacej sezóny sa využíva prevažne prirodzená ventilácia otvorenými oknami. Na urýchlenie výmeny vzduchu sú okná rozmiestnené tak, aby bolo možné využiť komínový efekt a nočné chladenie. Otváranie a tienenie okien je riadené aj automaticky. Riadiaci systém WindowMaster monitoruje teplotu interiéru, hladinu CO₂ a množstvo svetla v dome. Následne automaticky riadi vetranie a tienenie tak, aby bola vnútorná klíma optimálna. Počas vykurovacej sezóny sa využíva nútené vetranie s rekuperáciou odpadového tepla. To výrazne znižuje nároky na vykurovanie objektu.

V domoch Carbonlight sa nespoliehajú len na nútené vetranie s rekuperáciou, ale pokiaľ je to energeticky výhodné, vetrajú oknami. Rozmiestnenie okenných otvorov podporuje možnosť využiť pri vetraní aj komínový efekt. Slnko využívajú pasívne, ale aj aktívne, v solárnych kolektoroch aj tepelným čerpadlom.

Pasívne prvky šetrenia

Jedným z prvých opatrení pri návrhu energeticky úsporného domu je jeho orientácia veľkými zasklenými plochami smerom k juhu. V prípade Carbonlight homes to pozemok a okolitá zástavba neumožňovali. Hneď od začiatku bolo jasné, že dom bude orientovaný smerom zo západu na východ. Pretože východná fasáda sa viac ochladzuje, boli na nej použité okná s izolačným trojsklom ako ochrana proti tepelným stratám. Aby boli tepelné zisky čo najväčšie, osadili na západnej fasáde okná s izolačným dvojsklom a vyšším solárnym faktorom. Napriek nevhodnej orientácii objektu na západnej fasáde celkové solárne zisky presahujú tepelné straty spôsobené horšími teplnoizolačnými vlastnosťami okien. Priaznivý pomer medzi tepelnými ziskami a stratami fasádnych a strešných okien sa dosiahol aj optimalizáciou ich rozmerov. Zároveň autori prihliadali aj na zabezpečenie dostatočného množstva prirodzeného svetla. Tepelné zaťaženie domu v lete znižujú automaticky ovládané exteriérové žalúzie. Okná sú zároveň rozmiestnené tak, aby sa pri vetraní dal využiť komínový efekt a nočné chladenie objektu. Samozrejme, že aj netransparentné časti obvodového plášťa domu majú výborné tepelnoizolačné vlastnosti. Súčiniteľ prechodu tepla všetkých ochladzovaných plôch objektu (steny, podlahy na teréne, strecha) dosahuje maximálne hodnotu 0,11 W/(m² . K). To je trikrát lepšie než stanovujú požiadavky slovenskej tepelnotechnickej normy pre obvodové steny novostavieb. Tepelnotechnické parametre objektu vylepšuje aj vysoká vzduchotesnosť obvodového plášťa. 

So zlepšujúcimi sa tepelnoizolačnými vlastnosťami okien, ktoré vyjadruje súčiniteľ prechodu tepla U (W/(m².K)) klesá hodnota solárneho faktora označovaného ako SF alebo g (%). Solárny faktor udáva, koľko tepla zo slnka prepustí zasklenie do miestnosti, a tým zvýši tepelné zisky objektu.

Hlavný spoločenský priestor domu je v časti pôdorysu dvojpodlažný. Vďaka množstvu fasádnych a strešných okien je doslova zaliaty svetlom. Celkový ľahký a vzdušný dojem umocňujú biele steny a prevažne biely či priesvitný nábytok. O to viac vyniknú občasné farebné prvky.
Adam MØrk, velux

1119828
Adam MØrk, velux

Aktívne šetrenie

Na aktívnom šetrení energetickej spotreby Carbonlight homes sa podieľajú moderné technológie a riadiace systémy. Ohrev úžitkovej vody a vykurovanie je zabezpečované kombináciou slnečných kolektorov a tepelného čerpadla vzduch/voda. Navrhnutý bol systém vykurovania nízkoteplotnými radiátormi, na rozdiel od predchádzajúcich stavieb z projektu VELUX Model Home 2020, kde sa uplatnilo podlahové teplovodné vykurovanie. Pre prípad extrémnych mrazov je v obývacej časti osadená kozubová pec, ktorá poskytuje príjemné a zdraviu prospešné sálavé teplo. Znižovanie tepelných strát má v zime na starosti systém núteného vetrania s rekuperáciou odpadového tepla. Neznamená to však, že by ste si nemohli otvoriť okno. Prevažnú časť roka sa uprednostňuje prirodzené vetranie s možnosťou automatického riadenia otvárania a tienenia okien. Energia sa tu šetrí aj výberom úsporného osvetlenia a spotrebičov. Cieľom návrhu bolo dosiahnuť nulovú bilanciu objektu aj bez použitia fotovoltiky alebo neustáleho chodu mechanickej ventilácie s rekuperáciou – a to sa podarilo.

Svetlo nechýba ani na schodisku. Dokonca je ho toľko, že na medzipodeste mohol vzniknúť kútik na čítanie.
Adam MØrk, velux

Aj izbám na poschodí dominuje svetlo. Strešné okná sú rozmiestnené tak, aby bol z každej izby možný aj pohľad do širokého okolia, a nielen na oblohu. Niektoré okná plynule prechádzajú zo strešných do fasádnych. Adam MØrk, velux

Aj izbám na poschodí dominuje svetlo. Strešné okná sú rozmiestnené tak, aby bol z každej izby možný aj pohľad do širokého okolia, a nielen na oblohu. Niektoré okná plynule prechádzajú zo strešných do fasádnych. Adam MØrk, velux

Vo výsledku nula

Vďaka rozumnej kombinácii pasívnych aj aktívnych prvkov energeticky úspornej výstavby by sa mala v dome po celý rok udržiavať príjemná klíma s dostatkom čerstvého vzduchu a svetla. To všetko s minimálnymi nákladmi na energiu, pričom jej prevažné množstvo sa bude čerpať z obnoviteľných zdrojov. V Carbonlight Homes sa nezabudlo ani na šetrenie pitnou vodou, ktoré je v Británii čoraz aktuálnejšie. V priestore záhrady je pre každý dom zakopaný 3 500-litrový zásobník na dažďovú vodu, stekajúcu zo striech. Tá sa následne využíva na splachovanie toaliet, pri praní a v prípade potreby aj pre v Británii povinné stabilné hasiace zariadenie.

Do kúpeľne sa prirodzené svetlo priviedlo svetlovodom. Veď načo míňať cez deň elektrinu.
Adam MØrk, velux

Do akej miery to všetko bude fungovať, ukáže nasledujúci rok, počas ktorého sa budú merať skutočné prevádzkové náklady objektu. Výsledky meraní pomôžu pri navrhovaní a výstavbe ďalších CO₂ neutrálnych domov. Miestna samospráva v Rothwelli ale už teraz prijala Carbonlight Homes ako normu pre výstavbu všetkých novostavieb. V nasledujúcich 10 rokoch by sa ich tu malo postaviť celkom 5 500.

1119823
Adam MØrk, velux

Napriek tomu, že fasáda, ktorá má byť hlavným zdrojom pasívnych tepelných ziskov, je otočená na západ, pomer medzi tepelnými ziskami a stratami je v prospech ziskov. Pomohli tomu okná s izolačným dvojsklom, a teda väčším solárnym faktorom, ako má trojsklo.