Dom natočený k slnku

Na otázku, či je dom vo Veľkom Bieli prvým skutočne energeticky pasívnym domom na Slovensku, sa architekt Eugen Nagy z ateliéru max15 skromne pousmeje a povie: „Neviem vám dokázať, či je prvý, ale viem zdokladovať, že je energeticky pasívny. Slovenské médiá sú presýtené prezentáciou prvých energeticky pasívnych domov, preto by som radšej túto citlivú tému vynechal. Nechceme sa zapájať do týchto pretekov a nemáme ani záujem uchádzať sa o prvenstvo.“

Pri tomto rodinnom dome je titul energeticky pasívneho domu podložený uplatnením metodiky optimalizácie, ale aj všetkými požadovanými výpočtami, zdokladovaním štandardu EPD počas projektovej prípravy i realizácie s preukázanými energetickými parametrami.

Nechýbajú tepelnotechnické simulácie, energetické výpočty a merania, ktoré sú dôkazom dosiahnutia energeticky pasívneho štandardu. Ing. Miroslav Ružiak, investor domu, spomína: „Mal som od začiatku pomerne jasnú predstavu o architektonickom vzhľade budovy – vybrali sme si spomedzi viacerých návrhov dynamickú, hmotovo členitú verziu.“

A prečo štandard EPD? „Pri svojej práci v zahraničí som videl veľa zaujímavých energeticky pasívnych domov, a preto som sa od začiatku snažil o tento typ domu,“ vysvetľuje M. Ružiak. K projektovej príprave domu a jeho výstavbe Eugen Nagy dopĺňa: „Projektová príprava trvala polroka a výstavba 8 mesiacov.

Snažili sme sa o integrovaný prístup, kde sa nahradí na seba nadväzujúci lineárny reťazec projektovej prípravy profesií spoluprácou v sieti počas každej fázy projektovej prípravy. V procese navrhovania energeticky úsporných budov totiž treba skĺbiť viacero problémov.“

Ako vzniká EPD

„Po výbere konštrukcie a dotvorení architektonického riešenia sme urobili orientačné overovacie energetické výpočty. Po optimalizácii najvhodnejšieho konceptu budovy sme pristúpili k tvorbe všetkých konštrukčných detailov pri zohľadnení zásad stavebnej fyziky. Tie sa overujú špeciálnymi simulačnými programami. Výsledné hodnoty simulácií sa dosadia do podrobného energetického výpočtu, ktorý by mal potvrdiť výsledok prvotného orientačného výpočtu. Detaily konštrukcií sa potom v spolupráci s realizačnou firmou rozpracujú do výkresovej dokumentácie na realizáciu stavby,“ vysvetľuje postup návrhu Eugen Nagy. „Potom už len ostávalo pravidelné chodenie na stavbu.

Keďže s výstavbou energeticky pasívnych domov na Slovensku nemajú firmy veľa skúseností, každý technologický úsek výstavby a montáže vrátane osadzovania okien, montáže rozvodov TZB, opláštenia musí byť pod každodenným drobnohľadom autorského a stavebného dozoru. Dodatočné odstránenie chýb je totiž takmer nemožné alebo len za cenu veľkého úsilia a ďalších finančných nákladov. Kvalita obalovej konštrukcie budovy sa štandartne overuje špeciálnymi metódami – napríklad tlakovou skúškou vzduchotesnosti (Blower-door testom) či termovíznym snímkovaním v zimnom období. Prípadné nedostatky by mala realizačná firma odstrániť na náklady toho, kto ich spôsobil.“

Slnko, vietor, dážď

Ako to už býva v praxi pravidlom, máloktorý pozemok má ideálnu orientáciu vzhľadom na svetové strany. Hlavná fasáda domu sa nedala ideálne natočiť na južnú stranu. Pre zvýšenie solárnych ziskov sa tvorcovia domu rozhodli čo najviac natočiť hlavnú fasádu poschodia smerom na juh. Toto deväťstupňové pootočenie fasády poschodia predstavuje nezanedbateľný tepelný príspevok k ročnej energetickej bilancii domu.

Dispozičné riešenie poschodia bolo okrem toho podriadené zásade teplotného zónovania situovaním obytných miestností na juhozápadnú fasádu. Vedľajšie priestory sa nachádzajú na severnej strane pôdorysu. Veľkosti zasklených plôch na poschodí boli optimalizované z hľadiska solárnych ziskov i ideálneho presvetlenia priľahlých priestorov. Natočenie poschodia predstavuje aj zvýšenie tepelného príspevku pre aktívne solárne zariadenie – ploché slnečné termické kolektory sú integrované do fasády poschodia a dotvárajú architektonický výraz budovy.

Pri optimalizácii umiestnenia a veľkosti okenných otvorov sa kládol dôraz aj na orientáciu na svetové strany. Letnému prehrievaniu interiéru pri hlavnej juhozápadnej fasáde vplyvom nízkeho západného slnka sa predišlo dômyselným rozmiestnením okien. Veľkoplošné zasklenia obytných miestností na prízemí sú orientované na juhovýchodnú stranu. V juhozápadnej fasáde sa nachádzajú len úzke pásové okná s výškou 50 cm s hlbokým ostením, vďaka čomu netreba riešiť tienenie žalúziami. Účinné pasívne tienenie veľkoplošných zasklení juhovýchodnej fasády a horizontálnych okenných pásov severozápadnej fasády predstavujú vykonzolované časti poschodia a presah konštrukcie terasy nad veľkoplošným zasklením obývacej izby na prízemí.

Presahy poschodia o približne 120 cm nad prízemím zabezpečia počas obdobia nízkostojaceho slnka v chladnom období roka dostatočné preslnenie a majú aj sekundárnu funkciu klimatickej ochrany pred účinkami počasia (dážď, rosa, sneh) – krytým priestorom prízemia je vstupná časť do domu a východ z obývacej izby a jedálne na terasu.

Vonkajšie žalúzie tento účinok ešte posilnia, hoci primárne majú plniť funkciu zatienenia miestností pre potreby dennej videoprojekcie. Juhozápadne orientované okná na poschodí okrem žalúzií bude tieniť aj zatiaľ nenainštalovaný horizontálny slnolam.

Premyslené rozmiestnenie okien vo fasádach a ich veľkosť zohľadňujú aj nápory severozápadného vetra, ktoré by mohli negatívne vplývať na energetickú bilanciu domu. Juhovýchodné veľkoplošné zasklenia na prízemí, rovnako ako aj juhozápadná fasáda poschodia natočená čo najviac južným smerom sú svojou orientáciou úplne chránené od vplyvu prevládajúcich vetrov.

Účinkom vetra je vystavená len severozápadná fasáda s minimálnou plochou okenných otvorov. Všetky výplne otvorov zodpovedajú kritériám pre energeticky pasívne domy (hodnota U < 0,8 W/m².K) a pri výbere dodávateľa sa vyžadoval certifikát o dosiahnutí tohto štandardu.

Energetická bilancia, tepelné mosty a vetrotesnosť

Najdôležitejšou pomôckou pri navrhovaní energeticky úsporných stavieb je vyhotovenie energetickej bilancie budovy. Na navrhovanie energeticky pasívnych domov bol na základe EN 832 vytvorený projektový balík pre energeticky pasívne domy PHPP (Passivhaus Projektierungs Paket 2004), ktorý sa v zahraničí štandardne používa pri navrhovaní nízkoenergetických a energeticky pasívnych budov. V programe sú sústredené všetky energeticky relevantné informácie o vznikajúcej budove. Ročná merná potreba tepla domu je podľa výpočtu PHPP 14,8 kWh/(m².a), vykurovacia záťaž je 11,6 W/m².

Na celkové tepelné straty budovy majú rozhodujúci vplyv tepelné mosty, predovšetkým nosné prvky opláštenia tepelnoizolačnej roviny, konštrukčné prvky prechádzajúce cez obvodový plášť do exteriéru. Plošné prvky a konštrukčné styky musia byť optimalizované hlavne z hľadiska tepelného odporu, vzduchotesnosti a eliminácie tepelných mostov. „Riziká tepelných mostov spôsobených nosnými časťami sme overovali simuláciami.

Dôraz sme kládli najmä na simuláciu konštrukčných stykov – najmä stien s podlahou v mieste základov, s medzistropom a so strešnou konštrukciou, ako aj s detailom osadenia okien,“ vymenúva E. Nagy. „Celý obal domu sme navrhli ako vetrotesný a správnu realizáciu vetrotesných rovín sme dôsledne kontrolovali počas výstavby. Dôležité boli prieniky rôznych prvkov cez obvodový plášť – elektrické, vzduchotechnické a vodovodné inštalácie. Utesnenie styčných škár masívnych a drevených prvkov sa realizovalo štandardnými tesniacimi páskami. Pred uzatvorením vnútorného opláštenia a po ňom sa vzduchotesnosť overovala Blower-door testom s príslušným protokolom,“ pokračuje architekt.

Energeticky pasívny a inteligentný

Vzhľadom na to, že objekt je riešený ako energeticky pasívny dom, štandardné vykurovanie kotlom s vykurovacími telesami vôbec netreba. Zvyškovú potrebu tepla bude zabezpečovať teplovzdušné vykurovanie. V objekte je inštalovaný inteligentný zbernicový systém ovládania funkcie zariadení (i-BUS) a centrálny vysávač. Základným prvkom technologického vybavenia domu je teplovzdušný cirkulačný vetrací a vykurovací systém s protiprúdovým rekuperačným výmenníkom tepla s účinnosťou až 81 %, s predradeným zemným výmenníkom a stratifikačným integrovaným zásobníkom tepla s objemom 925 l. Predradený zemný výmenník zabezpečuje v zime predhrievanie čerstvého vzduchu privádzaného zvonka, pričom v letnom období umožňuje tento systém aj výrazné predchladenie privádzaného vzduchu. Na prípravu ohriatej pitnej vody (OPV) slúži akumulačný zásobníkový ohrievač.

Súčasťou domovej techniky je solárny systém so slnečnými kolektormi integrovanými do juhozápadnej a juhovýchodnej fasády poschodia. V slnečných dňoch sa preto bude voda ohrievať slnkom, v neslnečných dňoch a zimných mesiacoch elektrickým dohrevom. Potreba tepla na vykurovanie a prípravu OPV bude pokrytá prevažne elektrickou energiou a čiastočne z obnoviteľných zdrojov. Rekuperácia tepla z odpadového vzduchu dodá približne 80 % tepla na vytemperovanie objektu, zvyšok je možné zabezpečiť dohrevom privádzaného vzduchu pomocou vykurovacieho registra umiestneného v centrálnej jednotke riadeného vetrania. Solárny tepelný systém vyrobí v celoročnej bilancii 53 % tepla na prípravu OPV, pričom v neslnečných dňoch a dňoch s teplotou pod –5 °C možno v prípade potreby aktivovať záložné zdroje tepla – elektrické infrapanely alebo piecku na bioalkohol.

Interiér domu je účinne chránený aj proti prehrievaniu, čo, zdá sa, získava na dôležitosti. Klimatizácia sa stáva bežným vybavením rodinných domov. V prevádzkových nákladoch sa bude položka na chladenie čoskoro omnoho pozornejšie sledovať ako náklady na vykurovanie, pretože chladenie objektov je približne trikrát drahšie ako vykurovanie. Výhodou energeticky pasívneho domu teda je aj nízka spotreba energie v lete. Prechodom vzduchu cez zemný výmenník sa dá interiér ochladiť až o 10 – 12 °C v porovnaní s exteriérovou teplotou, takže vzduch v dome môže byť čerstvý a teplota príjemná aj v letných horúčavách.

Stavba: Rodinný dom v energeticky pasívnom štandarde
Miesto stavby: Veľký Biel
Investor: Ing. Miroslav Ružiak
Projekt, energetická optimalizácia, koordinácia stavby, stavebný dozor: max15, s. r. o., Bratislava
Autori projektu: Peter Jackanin, Ing. arch. Eugen Nagy, PhD.
Spolupráca: Ing. Michal Faga, Ing. Miroslav Michalovič
Spolupráca pri návrhu interiéru a exteriéru: Ing. arch. Ján Pekarčík, Ing. arch. Vladimíra Hostinaková
Stavebná firma: AGROSTAV Poprav, stavebno-obchodné družstvo, Poprad
Konštrukcia 1. NP: DURISOL – STAV, spol. s r. o., Bratislava
Konštrukcia 2. NP: WITTNER HAUS, spol. s r. o., Nitra
Strecha: Kontrakting stavebné materiály, a. s., Žilina
Hydroizolácia strešnej terasy: Mediderma, spol. s r. o., Nitra
TZB a riadené vetranie: ATREA, s. r. o., Jablonec nad Nisou, Česká republika
Solárny systém: THERMO/SOLAR Žiar, s. r. o., Žiar nad Hronom
Inteligentný systém riadenia: ABB, s. r. o., Košice
Centrálny vysávač: SMART Systems, s. r. o., Nitra
Osvetlenie: BRILUX.SK, s. r. o., Senec
Žalúzie: LAMELLAND, s. r. o., Trenčín
Interiérové dvere: Sapeli
Zavlažovanie: SEMES
Zdravotechnika: Maag, Bratislava
Obklady a dlažby: Beneva, Nitra
Vonkajšie dlažby: Premac, spol. s r. o., Bratislava
Obklad fasády: neošetrovaný červený smrek, Mach Holzbau Wien, Rakúsko
Terasa: Tropické drevo Cumaru, Mach Holzbau Wien, Rakúsko
Parkety: Bausad, Bratislava
Oceľové konštrukcie: Montostroj, Senec
Exteriérové okenné konštrukcie: Freisinger Fensterbau GmbH, Ebbs, Rakúsko
Montáž okien: Makrowin, s. r. o., Detva
Tlaková skúška vzduchotesnosti: ISOCELL Vertriebs Ges. m. b. H., Neumarkt am Wallerssee, Rakúsko
Bazén a bazénová technika: CompassPools, Monarch Pool System, Senec
Elektroinštalácie: Revmontel, s. r. o., Gerlachov
Vodoinštalácie: Teplomont, Trnava
Začiatok výstavby: november 2006
Ukončenie výstavby: jún 2007
Investičné náklady: 11 mil. Sk

Martina Jakušová
Zdroj: max15, s. r. o.
Foto: Dano Veselský