Experimentální aktivní dům - projekt VELUX Model Home 2020

Společnost VELUX se na trhu neprofiluje jen jako výrobce střešních oken a stínící techniky, ale zajímá se i o málo prozkoumanou problematiku aktivních domů. Jejich plány na co nejlepší využití denního světla a čerstvého vzduchu v aktivních domech, které by zvýšily kvalitu prožitého života v něm, se řídí heslem zakladatele této nadnárodní společnosti Villuma Kanna Rasmussena: „Jeden experiment je lepší než tisíce výpočtů.” Proto VELUX své poznatky z výzkumů zkouší v praxi v rámci projektu VELUX Model Home 2020, který se rozjel v roce 2008.

Projekt VELUX Model Home 2020

Novým trendem ve stavebnictví se stávají domy, které by byly šetrné jak k životnímu prostředí, levné na energetický provoz, tak příjemné pro jeho obyvatele. Člověk totiž stráví 90 % svého času v uzavřeném prostoru, ve kterém potřebuje mít vytvořené takové podmínky, aby se mu dobře žilo a pracovalo. K tomu potřebuje dostatek světla a čerstvého vzduchu. Slibně se rozvíjejícím řešením se stalo stavění pasivních domů, které si vystačí s velmi nízkou energetickou náročností na svůj provoz. Ve vědeckých pracovištích se ale nespokojili jen s „pasivitou“ domu a pracovali na projektech třetího tisíciletí, které by dům učinily energeticky aktivním. Projekt VELUX Model Home 2020 se zabývá využitím prvků pro aktivní dům v soukromých i komerčních stavbách.

Aktivní domy vycházejí z rovnováhy mezi třemi základními faktory: energií, vnitřním prostředím domu a ohleduplností vůči životnímu prostředí. Domy jsou CO₂ neutrální s vysokou úrovní komfortu, podle životního stylu svých obyvatel mohou dokonce vytvářet i energetické přebytky.

Koncepce aktivního domu počítá s maximálním využitím sluneční energie,  a to jak pasivním, tak aktivním

(VELUX)

Aktivní dům – šest experimentů

Projekt zahrnuje výstavbu a následné zkoumání šesti aktivních domů v různých částech Evropy. Jako vhodné lokality byly vybrány dvě místa v Dánsku, jedno ve Velké Británii, Německu, Francii a Rakousku. Projekt VELUX Model Home 2020 si klade za cíl vytvořit domy, které budou energeticky úsporné, komfortní a architektonicky zajímavé. Měly by kulturně splynout se zemí, kde byly postaveny, a odrážet i rozdílné klimatické podmínky. Dosud byl dokončen vývoj a stavba dvou experimentů. Prvním je stavba Home for Live (Dům pro život) v dánském Aarhusu a druhý Green Lighthouse (Zelený maják) v Kodani.

Experimetální stavba je nejen technicky zajímavá, ale i pohledově příjemná. Praktické zkušenosti s bydlením získala pětičlenná rodina.

(VELUX)

Energetická bilance aktivního domu je pokryta z obnovitelných zdrojů

(VELUX)

Rodinný dům v Aarhusu

Ve stavbě aktivního domu je důležitý každý komponent a použitý materiál, aby se maximálně zužitkovala sluneční energie, přitom aby zůstal zachován pocit útulnosti. Svou velkou roli hraje i design stavby, který je navržen tak, aby fasáda a střecha „pochytala“ co nejvíce sluneční energie. Dům díky těmto prvkům a snaze zachovat místní kulturní stavební zvyklosti působí elegantně a moderně. Základním nosným materiálem domu v Aarhusu podle projektu ateliéru Aart Architects se stalo dřevo a břidlice. Dřevěná rámová konstrukce je totiž z lepených nosníků, které jsou vyplněny pořádnou vrstvou tepelné izolace z minerální vlny. Dřevěná konstrukce může působit vedle klasických cihlových domů křehce, ale zdání klame. Pevnost konstrukce se umocňuje ztužením konstrukce stropu a stěn vodovzdornými dřevěnými deskami.

Primárním cílem projektu je co nejvíce snížit součinitel prostupu tepla konstrukcemi. Výsledky nově postaveného domu uvádějí, že se jim to podařilo u stěn na hodnotu 0,10 W/m²K, u střechy 0,07 W/m²K a u podlahy na terénu 0,07 W/m²K. Měření provádí Strojní fakulta v Aarhusu.

V rámci energetické úspornosti firma VELUX nezapře svoji specializaci na střešní okna. Ve svém projektu je využila v plné jejich funkční kráse. Plocha oken odpovídá 40 % podlažní plochy (na rozdíl od běžných 20 až 25 %). Touto velkou plochou se maximalizoval potenciál využití denního světla a minimalizovala spotřeba umělého světla během dne. Tímto VELUX dosáhl průměrné hodnoty činitele osvětlenosti 5 %.

V rodinném aktivním domě bylo využito hojného rozmístění oken na fasádě ve všech čtyřech průčelích a na střeše, která dokáží pokrýt až 50 % potřeby energie na vytápění. Takto získané energii se říká pasivní solární zisk. Tento pasivní způsob je doplněn i aktivním systémem. Fotovoltaické panely vyrábějí elektřinu, solární kolektory ohřívají vodu a tepelné čerpadlo s reverzním chodem se stará o teplo. Kvůli umístění domu v oblasti, kde se klasicky střídá teplé léto a chladná zima, jsou okna v místnostech umístěna tak, aby je každá místnost měla orientována minimálně na dvě světové strany. Obyvatelům to umožní v klidu zastiňovat okna na jižní straně, aniž by se ošidili o dostatek rozptýleného světla, který může přicházet ze severní strany.

Teplota v domě a zároveň čerstvý vzduch se udržuje po většinu měsíců v roce přirozeným způsobem větrání, čímž se snižuje spotřeba energie. Všechna střešní okna VELUX včetně stínicích doplňků jsou vybavena automatickým systémem na solární pohon. Během chladných měsíců se využívá mechanický ventilační systém s rekuperací. Podstatou rekuperace je odebírání teplého vydýchaného vzduchu z místnosti do tepelného výměníku. V něm předá téměř veškeré teplo čerstvému vzduchu z venku a takto předehřátý proudí zpět do místnosti.

Dům je protkán automatickými systémy na solární energii, má tzv. aktivní obálku, která dokáže regulovat, kolik světla a tepla projde okny, a sama se odvětrává, aby uvnitř bylo vždy zdravé prostředí. Aktivní obálka je napojena na domovní meteorologickou stanici, která zajišťuje automatickým řízením stínění a větrání, aby se dosáhlo optimální teplotní pohody i úspor energie. Automaticky jsou ovládané venkovní stínicí doplňky, které zajišťují příjemnou pokojovou teplotu. Systém ovládání střešních oken ale nebrání v ručním otevírání a zavírání. Rodinný dům v Aarhusu oproti standardnímu domu vykazuje pasivní solární zisky 6 měsíců v roce, zatímco běžný dům jen ve třech.

Dům je samozřejmě i interiérově navržen tak, aby vyhovoval jejich obyvatelům a nebránil v jejich aktivitách. Aby se ozkoušel dům při běžné zátěži, do aktivního domu v Aarhusu se na rok nastěhovala čtyřčlenná rodina Simonsenových, která se během roku rozšířila ještě o pátého člena, malé miminko. Měření jejich pobytu bylo prováděno od 1. července 2009 do 30. června 2010. Dům je řešen tak, aby se v něm takto velká rodina cítila dobře, každý člen měl svůj prostor. Podlažní plocha domu je 190 m². Objekt je umístěn v severozápadní části pozemku, aby zahrada získala ideální orientaci a dům výhled do soukromého prostoru. Dům má garáž i přístavek. Rodina si ve svém novém přechodném ubytování zvykla na úžasnou prosluněnost a výhled, který byl umocněn i prosklenými dveřmi na terasu. Toto umístění nemělo jen funkci estetickou, ale díky velké vzdálenosti oken umístěných nad sebou se také zrychluje při větrání výměna vzduchu a to minimalizuje tepelné ztráty.

Interiér byl navržen kontrastně k tmavší venkovní fasádě. Uvnitř domu najdeme dřevěné obložení stěn a podlahy, což působí teple a útulně. Původní odhady na energetickou aktivitu domu se musely přizpůsobit příchodu nového člena rodiny. Teplota domu se kvůli miminku totiž z původních 20 °C musela zvýšit na 23 °C a přibyly i nějaké spotřebiče. Tím se úspornost domu snížila. Lidský faktor má na úspornost očividně velký vliv. Ale i tak se odhad z původního energetického přebytku domu o 9,4 % nepřehoupl do záporných hodnot.

Vlastnosti domu i příjemné bydlení si nemohou rodiče s dětmi vynachválit. Každý zde nalezl svůj prostor.

(VELUX)

Prosluněnost a otevřenost prostoru jsou charakteristické vlastnosti interiéru experimentálního domu.

(VELUX)

Green Lighthouse (Zelený maják)

Projekt Zelený maják se stal první veřejnou bezemisní budovou v Dánsku. I zde se primárně pracuje s okny, která přinášejí do budovy co nejvíce přirozeného světla. U běžně stavěných nových kancelářských budov se už také myslí na dostatek přirozeného světla, aby zaměstnanci netrpěli depresí z jeho nedostatku. Architekti to řeší návrhy celoskleněných stěn. Sice se do místností dostane hodně světla, ale je často ostré a v místnostech se musí po většinu dne používat stínicí technika. Návrh Zeleného majáku na rozdíl od tohoto způsobu pracuje s tradicí okenního otvoru s parapetem a ostěním navrženým tak, aby světlo odrážející se do místnosti působilo přirozeněji. Přechod od denního světla k umělému je tímto systémem pro oči příhodnější.

Architekti při návrhu Zeleného majáku neopomněli vedle funkčnosti domu ani na jeho interiér a exteriér. Budova vypadá velmi moderně a obsahuje funkcionalistické prvky. Interiér je barevně navržen tak, aby podtrhl přirozenost denního světla a člověk se cítil v tomto prostředí uvolněně a spokojeně.

Energetické aktivity budovy se dosahuje vhodným navržením její konstrukce. Tvar majáku byl zvolen proto, že válcovitý tvar budovy dokáže minimalizovat fasádní plochy oproti objemu, a díky tomu jsou tepelné ztráty minimální. Po jejím obvodu jsou rozmístěna okna do různých světových stran. Tvar budovy odpovídá dráze slunce na obloze. Světlo do budovy proudí i skrze vysoký počet střešních oken osazených v pultové střeše. Tvar válce je velkou výhodou oproti klasickým čtvercovým budovám, kde veškerý sluneční svit směřuje jednorázově na jednu stěnu. Okna ve střeše mohou dokonce poskytovat více světla než okna ve fasádě.

Na střeše nalezneme i fotovoltaické panely na ploše 76 m². Na rozdíl od klasického majáku schody v této moderní budově nejsou řešeny po obvodu stavby, ale jsou centrální, aby se maximálně využila plocha fasád a tím se dosáhlo čistého průtoku vzduchu atriem. Zelený maják vychází ze železobetonové konstrukce s lehkým zavěšeným obvodovým pláštěm, který je izolován minerální pěnou o tloušťce 400 mm.

Střešní okna VELUX i zde zajišťují optimální přístup a úroveň denního světla. To se nepatrně liší podle toho, v jakém patře budovy se zrovna nacházíte. Při návrhu hladiny osvětlení vycházeli architekti z faktu, že pro psychickou pohodu, podporu soustředění a stimulaci myšlení je doporučováno strávit dvě hodiny denně v intenzitě světla 2000 luxů. Budova má samozřejmě navrženou ventilaci tak, aby převážnou část výměny vzduchu zvládla přirozená výměna vzduchu, která odvětrává horký vzduch z prostoru.

Projektanti předběžně odhadovali energetickou spotřebu Zeleného majáku jako extrémně nízkou – podle výpočtů by dům měl spotřebovat 30 kWh/m² za rok a 27 kWh/m² energie za rok vyrobí. Opět můžeme porovnat s klasickými kancelářskými budovami, jejichž energetická spotřeba je okolo 60 až 80 kWh/m² ročně.

Zelený maják je další učebnicovou ukázkou aplikace nejnovějších technických poznatků. Na první pohled ohromí svým vzhledem zvenčí i zevnitř.

(VELUX)

DOPORUČENÉ ODKAZY NA WEBY NAŠICH PARTNERŮ, KDE NALEZNETE ŘADU DALŠÍCH ZAJÍMAVÝCH INFORMACÍ K TÉTO PROBLEMATICE:

VELUX ČR, s.r.o.: ww w.velux.cz  

Stránky projektu VELUX - MODEL HOME 2020:

https://www.velux.cz/zakaznici/inspirace/aktivni-dum/model-home?akeywords=green%20lighthouse&resNum=1