Rekonštrukcia starého domu do aktívneho štandardu
Stavať domy, na ktorých prevádzku netreba dodávať takmer žiadnu energiu, už v Európe vieme. Hoci u nás zatiaľ nie sú veľmi bežné, v krajinách ako Rakúsko, Nemecko či Dánsko už zvládajú teóriu aj prax a majú k dispozícii potrebné materiály aj technológie. Rekonštrukcia je však celkom iná káva než novostavba. Tentoraz sme sa preto rozhodli predstaviť vám rekonštrukciu, ku ktorej sa jej autori postavili doslova ukážkovo, a starý dom pri nej získal priam priekopnícke vlastnosti.
Adept s potenciálom sebestačnosti
O potrebe znížiť energetickú náročnosť budov sa hovorí aj píše naozaj veľa. Priamo či nepriamo nás k tomu núti Európska únia, dodávatelia energie, aj príroda hroziaca globálnou pohromou. Tých, ktorých fakty nepresvedčili alebo nezaujímajú, už asi ostalo len málo. Aj v našom časopise sme vám predstavili niekoľko domov pasívnych, našli sa dokonca aj nulové či aktívne, v drvivej väčšine však išlo o novostavby. Novostavby ale tvoria len zanedbateľné percento existujúcich budov. Omnoho väčšou výzvou sú preto rekonštrukcie, a to jednak pre niekoľkonásobne väčší počet starých domov, ktoré budú obnovu skôr či neskôr potrebovať, a jednak preto, že rekonštrukcia znamená vyrovnať sa s omnoho väčším množstvom rôznych obmedzení. Ale taký je reálny život – nezvykne pripraviť ideálne podmienky.
Pôvodný dvojdom v hamburskej štvrti Wilhelmsburg poskytoval svojim obyvateľom obytnú plochu 102 m2, po renovácii spojenej s prestavbou budú mať k dispozícii 189 m2.
Pôvodný dvojdom v hamburskej štvrti Wilhelmsburg poskytoval svojim obyvateľom obytnú plochu 102 m2, po renovácii spojenej s prestavbou budú mať k dispozícii 189 m2. |
Pôvodný dvojdom v hamburskej štvrti Wilhelmsburg poskytoval svojim obyvateľom obytnú plochu 102 m2, po renovácii spojenej s prestavbou budú mať k dispozícii 189 m2. |
Rekonštruovaný rodinný dom s názvom LichtAktive Haus je nemeckým príspevkom do celoeurópskeho projektu VELUX Model Home 2020. Dvojdom z 50. rokov 20. storočia sa prestavbou zásadne zmenil a jedna jeho polovica dnes poskytuje kvalitné bývanie s nízkou spotrebou energie, ktorú sama produkuje z obnoviteľných zdrojov.
VELUX / Adam MØRK
Aký je to aktívny dom
Aktívny (respektíve nulový, prípadne plusový) je dom, ktorý na svoju prevádzku nepotrebuje dodávať zvonka žiadnu energiu. Z obnoviteľných zdrojov jej totiž dokáže sám vyrobiť toľko, koľko spotrebuje, prípadne o niečo viac. Pravdu povediac, táto bilancia je len teoretická – v praxi sa totiž na výrobu elektrickej energie používajú v drvivej väčšine fotovoltické panely, ktoré jej obvykle produkujú najviac práve v čase, keď sa jej v dome spotrebúva najmenej, a jej uskladnenie je ešte stále technicky aj finančne pomerne náročné. Hoci ide o matematické porovnanie energie spotrebovanej (dodanej do domu z verejnej siete) a vyprodukovanej (dodanej domom do siete), byť na nule (hoci aj teoreticky) je dobrý výsledok, keďže dom vyrába energiu bez emisií CO2, a teda bez negatívneho vplyvu na životné prostredie.
Nulová spotreba nestačí
Podľa filozofie spoločnosti VELUX nie je cieľom stavať len energeticky úsporné domy, dôležité je vytvoriť také energeticky efektívne domy, v ktorých sa bude príjemne bývať. Treba teda nájsť rovnováhu medzi tým, ako pôsobí objekt na prostredie (koľko spotrebuje energie, surovín, vyprodukuje emisií…) a vnútornou klímou, ktorá je dôležitá pre užívateľa.
Do domu sa vstupuje krátkym kŕčkom, ktorý spája pôvodný zrekonštruovaný objekt na ľavej strane s prístavbou napravo. Nová časť je vyhradená najmä otvorenému dennému priestoru s obývačkou, kuchyňou a jedálňou, starý dom sa stal pokojnou nočnou zónou s detskými izbami a rodičovskou spálňou v podkroví.
VELUX / Adam MØRK
Pre modelový projekt LichtAktiv Haus si jeho tvorcovia vybrali polovicu dvojdomu z 50. rokov minulého storočia v hamburskej štvrti Wilhelmsburg. Mal pôdorys 8 × 8 m a menšiu prístavbu, ktorá pôvodne slúžila ako chliev. Obytnú budovu tvorili malé, tmavé miestnosti s nízkymi stropmi, a stavba mala zastarané izolácie aj systém vykurovania. Veľkou prednosťou domu však bola rozľahlá záhrada, ktorá kedysi slúžila na samozásobovanie obyvateľov zeleninou a ovocím. Práve táto tradícia samozásobovania inšpirovala tím expertov okolo profesora Manfreda Heggera z Katedry projektovania a energeticky úsporných stavieb Technickej univerzity v Darmstadte k vytvoreniu projektu domu sebestačného aj energeticky.
O projekte Model Home 2020
Model Home 2020 je celoeurópsky projekt spoločnosti VELUX – na šiestich modelových domoch, ktoré by mali postupne vzniknúť vo viacerých krajinách Európy, by sa mali v praxi overiť teoretické požiadavky na bývanie budúcnosti, to znamená spojenie komfortu s energetickou efektívnosťou a princípmi trvalej udržateľnosti. Ako prvý dokončili v roku 2009 v dánskom meste Aarhus Dom pre život (Home for life). Druhým v poradí bol Zelený maják (Green lighthouse) v dánskom hlavnom meste Kodaň, ktorý je súčasťou Kodanskej univerzity a je zároveň prvou verejnou stavbou s nulovými emisiami CO2. Tretí, rodinný dom s názvom Slnečný dom (Sunlighthouse) stojí neďaleko Viedne v susednom Rakúsku a verejnosti ho prezentovali koncom minulého roka. (Obidva rodinné domy sme vám predstavili aj na stránkach nášho časopisu, o Slnečnom dome ste sa mohli dočítať v Mojom dome č. 2/2011). Tento rok dokončený LichTaktiv Haus je nemeckým príspevkom k nadnárodnému projektu. Ukazuje možnosti rekonštrukcie na dosiahnutie zdravého vnútorného prostredia s dostatkom denného svetla a čerstvého vzduchu, spolu s CO2 neutrálnou bilanciou. Posledné dva objekty by mali stáť vo Francúzsku a v Anglicku.
Ďalšie informácie nájdete na adrese: www.velux.de/modelhome
Prestavba plus prístavba
Pri plánovaní rekonštrukcie sa zvažovalo niekoľko variantov, od základnej modernizácie existujúceho objektu až po finančne náročnejšie a energeticky ambicióznejšie návrhy, pri ktorých sa obytná plocha domu zväčšila prístavbou. Keďže išlo o vzorový dom, logicky sa nakoniec zrealizoval ten najprogresívnejší projekt, s modernou prístavbou a využitím špičkových technológií a materiálov.
Pohľad na zrekonštruovaný dom z ulice.
Veľký potenciál energetických úspor ponúkalo využívanie pasívnych solárnych ziskov prostredníctvom strešných okien, ktoré majú na celkovej okennej ploche domu značný podiel.
VELUX / Adam MØRK
Pohľad na zrekonštruovaný dom z ulice. Veľký potenciál energetických úspor ponúkalo využívanie pasívnych solárnych ziskov prostredníctvom strešných okien, ktoré majú na celkovej okennej ploche domu značný podiel.
Pohľad na zrekonštruovaný dom zo záhrady
Orientácia pôvodnej stavby je východ – západ, čo pre energeticky efektívne stavby nepredstavuje optimálne riešenie. Severo – južná orientácia, ktorú zvolili pre novú prístavbu, umožnila nasmerovať strechu na juh, ideálne na umiestnenie fotovoltiky a solárnych panelov, a zároveň vzniklo za domom príjemné chránené átrium.
VELUX / Adam MØRK
Pohľad na zrekonštruovaný dom zo záhrady Orientácia pôvodnej stavby je východ – západ, čo pre energeticky efektívne stavby nepredstavuje optimálne riešenie. Severo – južná orientácia, ktorú zvolili pre novú prístavbu, umožnila nasmerovať strechu na juh, ideálne na umiestnenie fotovoltiky a solárnych panelov, a zároveň vzniklo za domom príjemné chránené átrium.
Pôvodný dom dôkladne zateplili a postavili nový hambálkový krov s veľkými strešnými oknami, vďaka ktorým sa predtým ponuré podkrovie zmenilo na príjemné obytné priestory. Dnes sú na jeho prízemí dve detské izby a kúpeľňa, pod šikmými stenami na poschodí spálňa rodičov, šatňa a druhá kúpeľňa a celkom hore pod hrebeňom strechy vznikla malá pracovňa, ktorá môže príležitostne slúžiť návštevám. Priestor schodiska, ktoré bolo pred tým najslabším bodom architektúry celého domu, sa vďaka novým zaskleným plochám zmenil na miesto, kde každý rád pobudne. Cez okná, ktoré tu majú od prízemia až po hrebeň strechy celkovú výšku takmer 5 metrov, sem totiž prúdi príjemné svetlo a otvára sa nádherný výhľad do záhrady.
Zatiaľ čo pôvodná stavba je murovaná a dodatočne zateplená, prístavba je konštrukčne riešená ako nízkoenergetická drevostavba. O dostatok denného svetla a čerstvého vzduchu v interiéri sa rovnako v novej, ako aj v starej časti domu starajú strešné okná spolu s fasádnymi.
VELUX / Adam MØRK
Kontakt obytného priestoru so záhradou je tu naozaj tesný. Prepojenie interiéru s exteriérom a prechod medzi životom v dome a v záhrade vytvára napríklad chránená terasa na východnej strane prístavby, ktorá nadväzuje na obývačku.
Vďaka pásu okien, vysokému až päť metrov sa zasa schodisko v pôvodnom dome zmenilo z ponurého kúta na príjemne svetlý priestor, z ktorého je úžasný výhľad do zelene za domom.
VELUX / Adam MØRK
Kontakt obytného priestoru so záhradou je tu naozaj tesný. Prepojenie interiéru s exteriérom a prechod medzi životom v dome a v záhrade vytvára napríklad chránená terasa na východnej strane prístavby, ktorá nadväzuje na obývačku. Vďaka pásu okien, vysokému až päť metrov sa zasa schodisko v pôvodnom dome zmenilo z ponurého kúta na príjemne svetlý priestor, z ktorého je úžasný výhľad do zelene za domom.
Keďže pôvodný dom bol orientovaný v smere východ – západ, čo nie je pre energeticky efektívne stavby práve optimálne, prístavbu otočili kolmo naň. Severo – južná orientácia umožnila skloniť ideálne na juh strechu, na ktorej sú umiestnené fotovoltické a solárne panely, a zároveň sa za domom vytvorilo príjemné chránené átrium. V pristavanej časti vznikol moderný otvorený obytný priestor s obývačkou, jedálňou a kuchyňou, ktoré sú cez veľké zasklenia spojené so záhradou. Kým na východnom konci, na strane obývačky, tvorí plynulý prechod medzi interiérom a záhradou obytná terasa, na západnom, orientovanom na ulicu, je prístrešok na auto, na ktorý nadväzuje technická miestnosť, špajza a WC.
Nová, pristavaná časť. Solárne kolektory a fotovoltické panely na výrobu elektrickej energie na jej streche sú významným prvkom energetickej sebestačnosti domu
Dôležité bilancie domu
Dôležité bilancie domu
Cieľom rekonštrukcie domu z 50. rokov 20. storočia v nemeckom Hamburgu bolo vytvoriť zdravé vnútorné prostredie s dostatkom denného svetla a čerstvého vzduchu tak, aby mala prevádzka domu neutrálnu bilanciu CO2. Všetka energia spotrebovaná v domácnosti (teplo na vykurovanie a ohrev vody, elektrická energia potrebná na prevádzku spotrebičov atď.) sa tu pokrýva z obnoviteľných zdrojov, teda bez emisií CO2, a zároveň bez negatívnych vplyvov na architektúru stavby či kvalitu a komfort bývania.
Rovnováha ziskov a strát
Na to, aby dom sám dokázal pokryť celú svoju energetickú potrebu, nestačia len progresívne technológie na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov. V prvom rade je nevyhnutné dosiahnuť rozumnú mieru spotreby, tepelných strát a pasívnych solárnych ziskov, iba v takom prípade totiž možno hovoriť o efektívnom riešení.
Aj vo Wilhelmsburgu bolo preto prvým krokom zlepšenie tepelnotechnických vlastností pôvodných konštrukcií domu. Fasádu zateplili dvadsiatimi centimetrami tepelnej izolácie, v krove má izolačná vrstva hrúbku 30 cm. Vzhľadom na malú výšku podlažia a chýbajúce podpivničenie sa na podlahy na prízemí položila polyuretánová izolácia a na ňu systém podlahového kúrenia. Vďaka zlepšeniu tepelnoizolačných vlastností a tesnosti obvodových konštrukcií sa v dome dosiahla spotreba primárnej energie 42,28 kWh/m2 . a, čo je asi len 24,5 % hodnoty, ktorú pre tento typ budov povoľuje nemecká norma.
Obytný priestor v prístavbe je otvorený a flexibilný. Interiér člení na obývačku, jedáleň a kuchyňu iba nábytok, pôsobí tak prirodzene a zároveň umožňuje veľkú variabilitu pri používaní. Pôvodná budova by ani po rekonštrukcii takéto moderné dispozičné riešenie neumožňovala.
VELUX / Adam MØRK
Z prístavby môžete vyjsť do záhrady takmer na každom kroku. Do otvorenej obytnej miestnosti sa vstupuje v oblasti kuchyne – vysoký kuchynský nábytok vytvoril za ňou chodbičku, ktorou sa dostanete až do záhrady (obrázok vľavo, na kuchyňu tu nadväzuje špajza a WC, cez ktoré sa dá prejsť ďalej do technickej miestnosti a prístrešku na auto). Na opačnom konci otvoreného denného priestoru sa zas z obývačky vychádza na krytú obytnú terasu (obrázok vpravo). |
Z prístavby môžete vyjsť do záhrady takmer na každom kroku. Do otvorenej obytnej miestnosti sa vstupuje v oblasti kuchyne – vysoký kuchynský nábytok vytvoril za ňou chodbičku, ktorou sa dostanete až do záhrady (obrázok vľavo, na kuchyňu tu nadväzuje špajza a WC, cez ktoré sa dá prejsť ďalej do technickej miestnosti a prístrešku na auto). Na opačnom konci otvoreného denného priestoru sa zas z obývačky vychádza na krytú obytnú terasu (obrázok vpravo). |
Na výrazné úspory energie sa využil najmä veľký potenciál okien – vďaka ich veľkorysej ploche, premyslene navrhnutému rozmiestneniu a tiež rozumnému pomeru medzi ich tepelnoizolačnými vlastnosťami (U) a priepustnosťou svetla (g) sa dosiahli nielen vysoké pasívne solárne zisky, a tým aj úspora energie potrebnej na vykurovanie, ale aj vysoký činiteľ dennej osvetlenosti, čo pomohlo výrazne znížiť spotrebu elektriny na osvetlenie.
Sebestačnosť v zásobovaní ovocím a zeleninou bola pre návrh modelového, energeticky sebestačného domu prvotnou inšpiráciou a nezabudlo sa na ňu ani v novej záhrade. Aj budúca domáca pani to bude mať z kuchyne len na skok k čerstvým bylinkám a zelenine v pravidelných hriadkach. |
Hoci časť pozemku zabrala prístavba, ešte stále prislúcha k domu veľká záhrada. Bolo by škoda nebývať v čo najužšom kontakte s ňou. Sprostredkúvajú ho aj strategicky rozmiestnené zasklené fasádne prvky, ktoré zároveň umožnili dosiahnuť optimálne presvetlenie interiéru a pasívne tepelné zisky. Štítové steny však ostali uzavreté. |
Teplo z obnoviteľných zdrojov dodáva systém Solar Compleet, ktorý kombinuje dva zdroje – solárne kolektory (s plochou 22,5 m2), ktoré získavajú teplo zo slnečného žiarenia a tepelné čerpadlo vzduch/voda. Systém zásobuje dom teplou vodou a zabezpečuje aj podstatnú časť energie na vykurovanie. Vďaka tomu, že je tepelné čerpadlo zapojené priamo do solárneho okruhu, má oproti klasickým zariadeniam až o 25 % vyššiu účinnosť (ročný vykurovací faktor 4,5).
Rodičovská kúpeľňa v novom podkroví starého domu. Celková plocha okien sa v pôvodnom dome zvýšila z niekdajších 18 na 60 m2. |
Asi polovicu prízemia pôvodného domu zabrali po rekonštrukcii detské izby, v druhej časti je veľkorysá kúpeľňa a schodisko. Svetlé farby ešte zvýraznili optimistický dojem z moderného vzdušného interiéru plného slnka. |
Elektrická energia potrebná v domácnosti na osvetlenie, prevádzku spotrebičov, pohon tepelného čerpadla a podobne, tvorí len tretinu celkovej spotreby energie v dome. Rovnaké množstvo jej vyrobí fotovoltický systém s plochou panelov asi 75 m2, ktoré spolu s teplovodnými solárnymi kolektormi pokrývajú takmer celú strechu prístavby.
Okná v kombinácii s tieniacou technikou a automaticky riadeným vetraním fungujú ako prirodzená klimatizácia a v každom ročnom období zabezpečujú v interiéri príjemné prostredie. Prívod čerstvého vzduchu je efektívnejší, ak sa využíva komínový efekt a priečne prevetranie.
Namiesto klimatizácie vetranie
V našich zemepisných šírkach je energia spotrebovaná na chladenie rodinného domu zbytočne minutou energiou, navyše je dodatočná inštalácia vzduchotechnických rozvodov pri rekonštrukcii finančne náročnou záležitosťou, preto bola táto oblasť aj v LichTaktiv Hause ideálnym adeptom na úspory. Zároveň však bolo, podobne ako u nás, zabezpečenie letnej tepelnej pohody v dome neľahkou úlohou. Zasklené plochy, ktoré majú na jednej strane v zime čo najúčinnejšie využívať pasívne solárne zisky, bývajú totiž na druhej strane v lete príčinou prehrievania interiéru. Tento problém vyriešili autori rekonštrukcie pomocou inteligentnej automatizácie – jednak pomocou tieniacich prvkov na oknách, ovládaných centrálnym riadiacim systémom, jednak systémom riadeného prirodzeného vetrania, ktoré zaisťuje potrebnú výmenu vzduchu. Strešné i fasádne okná sa otvárajú a zatvárajú automaticky, podľa teploty, koncentrácie CO2 a vlhkosti vzduchu v interiéri, reagujú však aj na vonkajšie podmienky, ako je silný vietor či dážď. V miestnostiach sa tak stále udržiava zdravá a príjemná klíma.
Asi všetci už uverili, že s našou spotrebou energie treba niečo robiť, a 40 %,ktoré spotrebujú budovy, je naozaj podstatné číslo. Ibaže v budovách trávime viac než 80 % času, a tak je logickou požiadavkou, aby úspory nešli na úkor komfortu. Rodinný dom v nemeckom Hamburgu je dôkazom, že sa to dá dosiahnuť aj pri rekonštrukcii – je priestranný a zaliaty denným svetlom, vďaka premyslenej architektúre a moderným technológiám sa pritom jeho celková energetická náročnosť rovná nule. Schodisko, ktoré bolo predtým najslabším bodom architektúry celého domu, sa vďaka novým oknám zmenilo na miesto s úžasným výhľadom, kde každý rád pobudne. |
Denné svetlo hrá v architektonickom koncepte nemeckého domu podstatnú úlohu, rovnako ako vo všetkých ostatných stavbách projektu Model Home 2020. Vďaka vysokému činiteľu dennej osvetlenosti, na ktorom majú aj tu veľký podiel strešné okná, sa totiž znižuje spotreba elektriny na osvetlenie. |
V nadchádzajúcich mesiacoch bude dom prístupný verejnosti a následne sa predá. Partneri projektu však budú experimentálny objekt naďalej sledovať, aby mohli posúdiť, ako sa novým obyvateľom osvedčí počas skutočného užívania.
1062735
Okenný paradox
Návrh okien v dome by mal byť dôkladne premyslený. Sú totiž cestou nielen pre únik tepla z interiéru v zime, ale aj pre pasívne solárne zisky, denné svetlo a čerstvý vzduch. Zároveň so zvyšujúcou sa tepelnoizolačnou schopnosťou zasklenia (U) sa pritom znižuje prestup denného svetla (g), a tým aj tepelné zisky oknami a množstvo denného svetla v interiéri. Preto je dôležité hľadať optimálny kompromis, čo sa týka parametrov, veľkosti aj umiestnenia zasklených plôch tak, aby boli pasívne solárne zisky v zime vyššie než tepelné straty. Okná majú tiež zásadný vplyv na komfort bývania – nedostatočne preslnený interiér neprospieva ľudskému zdraviu, psychickej pohode ani spotrebe energie na umelé osvetlenie.
Úspornejší spôsob vykurovania
Pri systéme Solar Compleet sa teplá voda vyprodukovaná tepelným čerpadlom neprivádza najskôr do akumulačnej nádrže, ale rovno do okruhu vykurovania. Nedochádza tak k stratám, ktoré sú spojené s hromadením energie v nádrží a celková energetická náročnosť systému je nižšia ako pri klasických riešeniach.
Na rekonštrukcii domu sa podieľali:
Plán projektu: Technická univerzita Darmstadt, Katedra projektovania a energeticky šetrných stavieb, Prof. Manfred Hegger,
Koncepcia: Katharina Fey (TU Darmstadt),
Architekti: Ostermann Architekten,
Energetická koncepcia: HL-Technik, Prof. Klaus Daniels,
Svetelná koncepcia: Prof. Peter Andres PLDA,
Statika: TSB-Ingenieure, Prof. Karsten Tichelmann,
Partneri: VKR Group (Sonnenkraft, Velfac, Velux, WindowMaster )
Spolupracujúci partneri: Eternit, Gira, Grohe, Keramag, Knauf, Knauf Insulation, Nolte Küchen, Somfy
LichtAktiv Haus je projektom Medzinárodného stavebného veľtrhu IBA v Hamburgu a príspevkom ku koncepcii Obnoviteľný Wilhelmsburg, zameranej na ochranu klímy.
