Carbonlights homes

Ďalšou krajinou, kde si projekt našiel svoje uplatnenie, je Anglicko. V auguste 2011 sa v obci Rothwell dokončila táto v poradí už piata experimentálna stavba spoločnosti VELUX.  Cieľom je prostredníctvom nej dokázať, že aj pomocou bežne dostupných technológií možno postaviť energeticky sebestačný rodinný dom s vysokým komfortom bývania.

Britské prvenstvo
Carbonlight homes nie sú len nulové, ale aj prvé CO₂ neutrálne rodinné domy v Spojenom kráľovstve, 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 konzervatívnych Angličanov stavbou, ktorá má takmer tradičný vzhľad. 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.

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 svojim 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. 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.

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.

Carbonlight homes Lokalita: Rothwell, Northamptonshire, Spojené kráľovstvo Architekt: HTA architects Konštrukčné riešenie: Clancy Consulting, HTA architects, Esbensen Consulting Engineers A/S Developer: Willmott Dixon Housing Ltd Dokončenie: August 2011

Pasívne prvky šetrenia
Jedným z prvých opatrení pri návrhu energeticky úsporného domu je jeho orientácia veľkými zasklenými plochami smerom na juh. 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. 

Aktívne šetrenie
Na aktívnom šetrení energiou Carbonlight homes sa podieľajú moderné technológie a riadiace systémy. Ohrev vody a vykurovanie sa zabezpečujú kombináciou slnečných kolektorov a tepelného čerpadla vzduch – voda. Navrhnutý bol systém vykurovania nízkoteplotnými vykurovacími telesami, na rozdiel od predchádzajúcich stavieb z projektu VELUX Model Home 2020, kde sa uplatnilo podlahové teplovodné vykurovanie. V prípade extrémnych mrazov pomôže kozubová pec osadená v obývacej časti, 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 sa nemohli otvárať okná. Prevažnú časť roka sa uprednostňuje prirodzené vetranie s možnosťou automatického riadenia otvárania a tienenia okien. Energiou 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.

Nulový výsledok je dobrý výsledok
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 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 však už teraz prijala Carbonlight Homes ako normu na výstavbu všetkých novostavieb. V nasledujúcich 10 rokoch by sa ich tu malo postaviť spolu 5 500.

Realizované kroky na zníženie emisií CO2 dôkladne izolovaná stavebná konštrukcia s hodnotou U = 0,11 W/(m² . K) pre všetky steny, podlahu aj strechu tesná obalová konštrukcia budovy okná s trojsklami na chladnejšej (východnej) strane na zaistenie dokonalej tepelnej ochrany a okná s dvojsklami na teplejšej (západnej) strane na ideálne využitie pasívnych solárnych ziskov optimálna veľkosť zasklenej plochy fasádnych aj strešných okien na maximalizáciu pasívnych solárnych ziskov a dostatok prirodzeného denného svetla príprava teplej vody a vykurovanie pomocou solárnych kolektorov, tepelného čerpadla a mechanickej ventilácie s rekuperáciou tepla, prirodzená ventilácia po celý rok s mechanickou podporou (rekuperáciou tepla) počas vykurovacej sezóny energeticky úsporné osvetlenie v celom objekte automatizovaná prevádzka otvárania okien a riadené tienenie, ktoré zabraňuje prehrievaniu interiéru a ochraňuje pred oslnením

Z podkladov spoločnosti Velux spracovala Nora Škripcová.
Foto: Adam Mørk, VELUX

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.