Rakousko, Dietach:
Pionýři jménem Cepheus
ukázka z CD EKODOMY II - energeticky chytré bydlení
Rakousko je zemí, která kromě prvního pasivního domu na světě (tzv. Caldohaus, 1996) drží i další primát. Nevídaným tempem zde přibývá daleko nejvíce těchto energeticky úsporných staveb. Jen v roce 2003 jich tu bylo postaveno na 250, což je třeba pětkrát více než v sousedním Německu. Nedá se přitom mluvit jen o klasických rodinných domech, stranou nezůstávají ani jiné objekty pro bydlení. K rozvoji např. řadových domů významně přispěl i bytový komplex ve Steyr-Dietachu postavený v rámci programu CEPHEUS. Jedná se o tři třípatrové řadové domy s celkovou užitnou plochou 466 m2 a roční potřebou tepla 12,3 kWh.m-2.
Hornorakouské město Steyr čítá cca 40 000 obyvatel a leží 42 km jihovýchodně od zemské metropole Linzu. Pasivní domy se však nenacházejí přímo ve městě, ale na severním předměstí zvaném Dietach, poblíž řeky Enna. Podle místních lidí v této oblasti převládá mlhavé a povětrné podnebí. Jejich slova dokládá i průměrná roční teplota na úrovni 8,6 °C při nadmořské výšce cca 300 m.n.m. Tedy podmínky vhodné pro řádně energeticky úsporné budovy.
Pasivní řadové domy se na první pohled ničím neodlišují od běžné okolní zástavby. Jihozápadně orientované objekty se sedlovou střechou jsou - jak je v oblasti zvykem - zcela podsklepeny.
Při vjezdu do suterénu už však začínají být patrné znatelné odlišnosti pasivního domu. Příjezdová cesta do sklepa je zcela oddělena od tepelného pláště budovy. Aby se docílilo efektivnějšího vynaložení prostředků, byl návrh projektu dodatečně rozšířen o střešní nástavbu v podkroví. Tím se obytná plocha na jednu bytovou jednotku zvýšila až na 170 m2.
Stavba je postavena z masivní konstrukce. Vnější zdi se skládají z vrstvy vápenco-pískovcových prefabrikátů a ochranného tepelného pláště, který je obvykle tvořen třiceticentimetrovou vrstvou polystyrolu. Zajímavostí je, že vnější stěna není z vnitřní strany omítnuta. Vnitřní zdi jsou opět z vápenco-pískovcových prefabrikátů. Stropy obytných místností jsou ze železobetonu, v případě suterénu je začleněna navíc opět třiceticentimetrovou vrstvou polystyrolu. Střecha - podobně jako všechny stavební částí - je velmi kvalitně tepelně izolována.
Svoji roli v pro budoucnost přijatelném energetickém konceptu sehrála i kvalitní okna. Okenní rámy z umělé hmoty byly zvenčí ještě jednou tepelně izolovány. Zasklení je třívrstvé a vzniklý dvojitý prostor je kvůli lepším izolačním vlastnostem vyplněn plynem krypton. Tento prostor je samozřejmě také tepelně odizolován od okenního rámu z PVC. Koeficient k pro tyto je 0,77 W.m-2.K, přičemž pro umělohmotný rám vychází 0,75 W.m-2.K a pro sklo 0,6 W.m-2.K.
Řízené větrání je základem
Každá ze tří bytových jednotek disponuje vlastním větracím systémem se rekuperací tepla. Čerstvý vzduch je předehříván v zemním výměníku a přiváděn do všech obytných místností (obývací pokoj, ložnice, dětský pokoj a pracovna).
Pro přízemí je průměr hlavní trubice s přívodem vzduchu 200 mm, pro každé z pater 150 mm. Použitý vzduch se odvádí přes koupelnu, toaletu, kuchyň a komoru, průměr pro hlavní trubice pro odváděný vzduch je 200 mm. Pro efektivnější ovládání je hlavní trubice pro přívod či odvod vzduchu zpravidla těsně před jejím zakončením v místnosti dále členěna na menší trubice o průměru 100, 125 či 150 mm. U nasávání vzduchu z vnějšího prostředí je na začátku zemního výměníku filtr. Stejný se také nachází na zakončení výměníku, kde obvykle bývá vestavěn i filtr pylový.
Zemní výměník představuje zvlněnou polypropylenovou trubku o průměru 200 mm, která je zakopána do nezámrzné hloubky asi 1,7 až 2,5 metru pod úrovní terénu. Délka trubky v případě Dietachu činí cca 50 metrů na 1 bytovou jednotku a její vnitřní strana má hladký povrch. Vzduch je přes výměník vtahován podtlakem do sklepa a při jeho průchodu výměníkem přebírá v zimě od okolního prostředí teplo - předehřívá se. Přímé nasávání vzduchu z vnějšího prostředí - tj. bez výměníku - by znamenalo příliš drahý provoz. Dosáhne-li teplota vnějšího prostředí hodnot mezi +15 až + 18 oC, systém se většinou automaticky vypne. Jakmile se však tato teplota vymkne z nastaveného rozmezí, řídící jednotka opět automaticky aktivuje jeho činnost. Výměník nemusí jen předhřívat vzduch, v letním období funguje opačným způsobem. Zejména v době tropických veder je vítaným zdrojem chladivého vzduchu, který pomáhá regulovat přehřátí objektu.
Řídící jednotku větracího systému může uživatel ovládat z libovolného místa v domě. V základní verzi jsou zde přednastaveny tři manuální systémy s různou intenzitou větrání, kdy dochází k výměně 120, 180 či 250 m3 vzduchu za hodinu. Kromě uvedených variant je k dispozici i automatický systém řízený časovým spínačem, ve kterém se reguluje množství a rychlost proudícího vzduchu. Zvolený typ regulace vždy závisí na obyvatelích - dokládá to i příklad z popisovaného komplexu. V domě č. 1 měli původně nastavený celodenní 2. stupeň větrání (180 m3/hodinu) a postupně začali experimentovat s regulací systému. Po několik týdnů testovali kombinaci, kdy během dne nastavili 2. stupeň a na noční provoz zvolili 1. stupeň větrání. Nakonec však zjistili, že jim nejlépe vyhovuje celodenní 1. stupeň větrání (120 m3/hodinu). v domech č. 2 a 3 využívali tento systém regulace pouze při vytápění. Obyvatelé domu č. 2 vsadili na 1 stupeň, zatímco jejich sousedé z domu č. 3 dali přednost intenzívnějšímu větrání 2. stupně.
Slunce hraje prim
Příznivý energetický koncept umožňuje v pasivních domech dosáhnout potřeby zbytkového tepla vytápění na úrovni pod 10 W.m-2. Z dřívějších realizací se potvrdilo, že tato potřeba dotápění může být pokryta rozvodem tepla přes větrací systém, což má i nesporné hygienické přínosy. Stejným způsobem bylo řešeno i topení v Dietachu, větrací systém rozváděl teplo dodávané malým plynovým kotlem firmy Junkers o výkonu 3-12 kW. Pro potřeby ohřevu vzduchu činil jeho výkon 1,4 kW.
Potřebu teplé užitkové vody pokrýval termický solární systém a již zmíněný plynový kotel, který zpravidla dohříval vodu předehřátou solárním systémem na vyšší teplotu. Spotřebu ohřáté vody do značné míry ovlivňují časové cykly (denní, týdenní, roční) a také životní zvyklosti a pohodlí uživatelů. V projektu se počítalo s minimální spotřebou 40 litrů vody o teplotě 60 °C na osobu a pravidelnými ranními i večerními špičkami. To ročně představuje potřebu energie na úrovni 2 551 kWh, kterou ze 62 % solární systém. Zbylých 1149 kWh energie měl ročně dodávat plynový kotel. Na obrázku vidíte, jak si tyto dva systémy rozdělily ohřev vody během roku. Je celkem logické, že solární systém dominoval zejména v letních měsících. Jeho více než dvacetiprocentní podíl v prosinci a lednu ale není vůbec zanedbatelný.
Plynový kotel a solární systém ohřejí studenou vodu a pak ji akumulují v zásobníku o objemu 390 litrů, který je rozdělen na dvě části. Do té horní o objemu 150 litrů směřuje přívod teplé vody z plynového kotle, zatímco dolní sektor patří vodě ze solárního systému. Rozvody teplé vody jsou izolovány dvoucentimetrovou vrstvou kamenné vlny, v chladných prostorech domu se síla vrstvy izolace zvyšuje až na pět centimetrů. Samotný bojler byl původně obalen deseticentimetrovou vrstvou izolace. To je pro pasivní domy málo, a tak není divu, že byl při provozu ještě odizolován.
Solární systém využívá k ohřevu vody ploché kolektory se selektivní absorpční plochou od firmy Sonnenkraft. Čistá absorpční plocha činí 5,4 m2 na každý dům. Kolektory byly při instalaci integrovány do taškové střechy pod úhlem 35 °. Při provozu solárního systému se ukázala důležitost zkušebního měření. Jeho výsledky ukázaly, že do zásobníku proudí mnohem více tepla než je uživateli odebíráno. Jako příčina nežádoucího stavu byla zjištěna klapka v primárním okruhu, která byla samozřejmě ihned vyměněna. Bez tohoto měření by závada pravděpodobně nikdy nebyla odhalena.
Je tak trochu škoda, že v projektu CEPHEUS se šetrné hospodaření s elektrickou energií omezilo jen informační vzdělávání budoucích uživatelů. Samotná volba spotřebičů byla nechána právě na nich, pouze u projektu v Kuchlu byly finanční pobídky na koupi spotřebičů s energetickou třídou A. Většinou si však sami uživatelé pořídili velmi energeticky úsporné přístroje, stejně tak se tomu stalo i v Dietachu.
Pozor na mosty
Předpoklad pro realizaci objektu s parametry pasivního domu nespočívá jen velmi dobré tepelné izolaci, ale také v minimalizaci tepelných mostů a co nejméně prodyšném spojení stavebních prvků.
Všechny projekty v programu CEPHEUS byly přezkoušeny na přítomnost tepelných mostů infračervenou termografickou kamerou podle rakouské normy ÖNORM EN 13187. Na výsledcích z Dietachu lze vysledovat místa, kudy nejvíce pasivní domy obvykle ztrácejí energii. Četné výskyty tepelných mostů jsou u styku podlahy přízemí s vnějšími zdmi, k jejich omezení byl použit nátěr pěnovým sklem. Přesto na některých místech se vzniku mostů nevyhnuli. Například jihovýchodním rohem jednoho obývacího pokoje uniká relativně velké množství tepla. Za tento nedostatek může netěsnost při zakončení spojů jednotlivých stavebních částí. Další problémové místo vidíte na obrázku - bývají to spojnice oken s vnějšími zdmi. V jednom z domů lze při záběru termografickou kamerou u podlahy obytného pokoje pozorovat nízkou teplotu v dolní části okna. Značný pokles teploty v této oblasti se dá vysvětlit netěsností mezi okenním rámem a podlahou.
Tepelné mosty se při záběru infračervenou kamerou projevují modrou barvou,
v těchto místech je nižší
teplota a uniká tudy teplo
do okolního prostředí
|
Mezi nejvíce kritická místa, alespoň co se výskytu tepelných mostů týká, patří dále střecha a její spojení s obvodovou zdí. Nelze však opomenout ani tepelné mosty, které vznikají např. U komínu. Právě komín je v Horním Rakousku dle stavebního zákona nutností u každé stavby. Tamní právní norma určuje, že má vést ze sklepa až po střechu. V případě pasivních domů se díky evropským normám podařilo vyjednat výjimku, komín nemusí vést ze suterénu, ale může začínat v přízemí. Tím se dá předejít vzniku alespoň části tepelných mostů.
Potvrzením existence tepelných mostů je i zkouška vzduchotěsnosti, na kterou musí architekt při detailním plánování pasivního domu klást velký důraz. Výsledky testu jsou jak úměrné kvalitě projektu, tak i kvalitě provedených stavebních prací. Zkoušky těsnosti se provádějí v době, když už v domě bydlí obyvatelé, a v Dietachu je podobně jako u ostatních domů v programu CEPHEUS vykonali odborníci zhruba rok po uvedení do provozu, a to podle rakouské normy ÖNORM EN ISO 9972. Cílová hodnota pro takový objekt by měla být dle zkoušky n50 max. 0,6 h-1., což je 4-6x méně oproti hodnotám u dnes běžné výstavby. U řadových domů v Dietachu zkoušky nedopadly příliš dobře. Při podtlaku naměřená hodnota činila 1,41 h-1, při přetlaku zase 1,74 h-1. Střední hodnota z obou měření činí 1,58 h-1, což je téměř trojnásobek oproti normovanému limitu pro pasivní domy. Důvodem takto vysoké hodnoty byly četné netěsnosti u větracího systému, oken, při rozvodech elektrické instalace a při spojích stavebních prvků v podkroví.
Výpočtem i měřením lze určit i potřebu tepla. V případě projektu programu CEPHEUS se k výpočtu hodnoty používala metoda PHPP (v překladu program pro pasivní domy). Při této metodě se určí celkové ztráty a celkové zisky tepla. Celkové ztráty tepla představují vypočítané ztráty tepla při jeho distribuci (představují součin redukčního faktorem, koeficientu k a plochy stavebního prvku - např. oken, zdí, podlahy, střechy, …) a ztráty tepla větráním (závislé na rychlosti a na množství proudícího vzduchu). Celkové zisky tepla představují součet zisků tepla ze slunečního záření a vnitřních tepelných zdrojů vynásobený stupněm využití volného tepla.
Potřeba tepla vypočítaná podle metody PHPP vyšla u projektu v Dietachu na 12,3 kWh.m-2, což bez problému splňuje parametry pasivního domu. Teď už jen zbývalo ověřit vypočítanou hodnotu praktickým měřením, které se obvykle provádí po delší dobu. V případě těchto řadových domů praktická měření probíhala od října 2000 do září 2001. Pro řešitele projektu naměřená data byla trochu zklamáním, vyšly totiž asi o 30 % vyšší než hodnota v projektu vypočítaná. Pro zajištění vnitřní teploty na úrovni 20 oC byla naměřena potřeba tepla ve výši 17,6 kWh.m-2. Potěšitelné však je, že naměřená hodnota představuje více 80 % úsporu energie oproti běžným dnešním novostavbám. Ty mívají potřebu tepla kolem 100 kWh.m-2.
Trochu ekonomiky neškodí
Každá stavba je unikát. Její náročnost provozu je dána místem a dobou realizace, ale také aktivitami osob, které ji obývají. Každou stavbu a její výsledky nelze příliš dobře zaměňovat s jinými podobného druhu. Přesto je toto srovnání velmi zajímavé a potřebné, při detailnější analýze nelze však mluvit jen řečí čísel. Je třeba vždy respektovat i vzájemné odlišnosti (podsklepení objektu, společné sociální zařízení, celkové uspořádání, ….). Svoji roli hraje i ekonomická situace země, ve které se objekt nachází, regionální ekonomika, finanční zajištění stavitele, systém dotací a mnoho jiných faktorů.
Vzhledem k faktu, že většina projektů v programu CEPHEUS byla postavena v Rakousku,
hodnotily se investiční náklady dle rakouské normy ÖNORM 1800. Tato norma srovnává investiční
náklady na stavby přepočtem na metr čtvereční vytápěné uživatelské plochy (tzv. TFA - treated floor area). Data pro komparaci poskytli jednotliví stavebníci po konzultacích se Energetickým institutem ve spolkové zemi Voralberg.
Cílem projektu v Dietachu bylo vyzkoušet lehce opakovatelné řešení konvečního, dobře prodejného domu pro sériovou výstavbu s krátkou dobou realizace. Proto byl kladen důraz i na ekonomické vyhodnocení. Investiční náklady, tj. I vč. těch na zařízení pro využití obnovitelných zdrojů energie, pro všechny tři domy vyšly na 475 827 EURO, což představuje přepočtený investiční ukazatel 1 019 EURO na metr čtvereční uživatelské plochy. Největší část investičních nákladů i zde tvořily položky na výstavbu vnějších zdí, okna a technické vybavení budov.
Domy v Dietachu patří v programu CEPHEUS k lepšímu standardu, ačkoliv mají náklady na energeticky úsporná opatření a na zařízení pro využití obnovitelných zdrojů daleko vyšší než ostatní stavby, jsou jejich investiční náklady o 15 % nižší než průměr celého programu. Proto je lze z pohledu řadových domů označit za model hodný následování.
Sluší se dodat, že stavitelem byla společnost pro venkovský a regionální rozvoj PROCON. Návrh komplexu pochází z dílny jejího dvorního architekta Ganglbergera. Na projektu se také významně podílel i Energetický institut z města Linz, který vykonával stavební dozor a koordinoval dynamickou simulaci budov v době plánování. Na české poměry byl inovativní projekt realizován relativně rychle - během jednoho roku! v únoru 1999 získal stavební povolení a taktéž dotaci od spolkové země, v září 1999 začaly stavební práce a již v únoru 2000 dva ze tří domů obývali noví uživatelé.
|
