Obnova Strednej odbornej školy Emila Belluša

Kvalitná architektúra reprezentujúca periódu svojho vzniku trpela mnohými dobovými neduhmi, ktoré obmedzovali jej plnohodnotné využitie v súčasnosti.

Cieľom obnovy bolo hlavne zníženie energetických strát a zlepšenie vnútorného prostredia stavby. Budova patriaca pred rekonštrukciou do kategórie E tak v súčasnosti spadá medzi stavby s takmer nulovou potrebou energie (AO).

Stredná priemyselná škola stavebná Emila Belluša, ako znie jej celý názov, je súčasťou školského areálu v trenčianskej mestskej časti Zlatovce. Jej autorom je držiteľ ceny Dušana Jurkoviča a jeden zo zakladajúcich členov Slovenskej komory architektov, architekt Milan Rastislav Šavlík (1928-2003).

Stavba bola projektovaná ešte v uvoľnenej atmosfére konca šesťdesiatych rokov, dokončená bola v roku 1970. Nesie výrazné znaky neskorej moderny. Skladá sa z troch hlavných hmôt: štíhleho štvorpodlažného monobloku (10 × 130 m) v ktorom sú umiestnené učebne, nižšieho štvorcového traktu s bazénom a telocvičňou a šošovkovitého vstupného pavilóna.

Zaujímavé je najmä jeho prestrešenie zavesenou lanovou konštrukciou v tvare hyperbolického paraboloidu. Nosnú konštrukciu tvorí v administratívnej časti priečna rámová oceľobetónová monolitická konštrukcia, v učebnej časti kombinovaný pozdĺžny murovaný systém s monolitickým oceľobetónovým pozdĺžnym rámom (konštrukčná výška 3,45 m, modul 6,9 + 3/6,0 m).

Charakteristickým autorským riešením je zasklená fasáda orientovaná na sever. Veľkorysé zasklenie členené subtílnymi rámami dostatočne presvetľuje všetky chodbové trakty budovy spájajúce učebne a zároveň poskytuje takmer neobmedzený vizuálny kontakt s exteriérom.

Zachovanie idey

Cieľom komplexnej rekonštrukcie a modernizácie bolo výrazné zníženie energetickej náročnosti prevádzky stavby a zlepšenie vnútorného prostredia, a to bez výrazného zásahu do pôvodného architektonického konceptu. Zachovanie čitateľnosti pôvodného zámeru autora a modernistickej tektoniky stavby bolo dôležitým faktorom zohľadneným pri návrhu a realizácii.

Výsledný vizuál rešpektuje hmoty i členenie fasád, dokonca vrátane členenia výplní otvorov. Detail, ktorý mnoho projektov neprávom zanedbáva, hoci výrazne ovplyvňuje celkový výraz stavby. Najdôležitejším rozhodnutím, aj napriek vyššej energetickej náročnosti, bolo zachovanie zasklenej severnej fasády.

Ako nová vrstva bola navrhnutá metalická odvetraná fasáda s farebne akcentovanými komunikačnými priestormi spojovacích krčkov a vedľajšieho únikového schodiska. K výraznej úprave došlo na južnej fasáde, kde boli lineárne železobetónové markízy pre nevyhovujúce tepelné mosty nahradené systémom fixného horizontálneho tienenia s prerušením tepelného mosta v kotvení.

Z „éčka“ do „á nulky“

Výsledkom integrovaného prístupu k navrhovaniu a aplikáciou zásad Energeticky pasívnych domov je súbor progresívnych technológií a riešení. Proces návrhu zahŕňal dokonca aj simulácie pre hľadanie nákladového optima, pre overenie skutočnej hodnoty úspor v porovnaní s nákladmi.

Simulácia zahŕňala 3D energetický model, simuláciu denného aj umelého osvetlenia, aerodynamickú simuláciu zaťaženia kotvenia fotovoltických zariadení, simulácia solárneho ohrevu teplej úžitkovej vody aj optimalizáciu oceľových konštrukcií. Až po overení každej o zložiek sa začalo s prípravou samotnej projektovej dokumentácie.

Prvým nevyhnutným krokom bolo zateplenie obvodových múrov a sanácia tepelných mostov. Zateplovalo sa extrudovaným polystyrénom a minerálnou vlnou s hrúbkou 200 mm. Náročným krokom pri odstránení tepelných mostov bolo už spomínané odstánenie pôvodných železobetónových markíz.

V zime fungovali ako vysoko účinné chladiace rebrá, a zároveň významne znižovali dostupnosť denného osvetlenia v triede. Ako druhé prišli na rad výplne otvor

ov. Okná boli inštalované do slepých rámov z OSB dosiek tak, aby boli predsadené do roviny izolácie a zároveň dosiahli vysokú vzduchotesnosť montáže.

Na celistvosť často opomínanej vzduchotesnej roviny sa myslelo už vo fáze návrhu, ale aj počas samotnej realizácie.. Výplne boli použité výhradne so súčiniteľom prechodu tepla U < 0,8 W/(m².K). Po dokončení sa realizoval tzv. BlowerDoor test, teda meranie vzduchotesnosti budovy.

Inteligentné riešenia

Bol inštalovaný hybridný systém semicentrálne riadeného núteného vetrania s vysokoúčinnou rekuperáciou tepla. V každej triede sa nachádza snímač na CO₂/Rh/teplotu vzduchu, podľa ktorého sa riadi automatické prirodzené vetranie.

Zároveň je možné individuálne nastaviť režim pre každú triedu. V noci funguje budova v teplejších mesiacoch v režime tzv. nočného prechladenia, teda automaticky deaktivuje vzduchotechniku a otvára okná pre prirodzené vetranie a predchladenie bez potreby el. energie.

Vďaka aplikácií Integrovaného navrhovania je za veľkosť spotreby vykurovanie budova zaradená v energetickej triede A s mernou potrebou len 2,18 kWh/m²/r. Osvetlenie prešlo tiež podstatnými zmenami. Odstránením železobetónových tieniacich prekladov a sklobetónových nadsvetlíkov okien všetkých učební sa zvýšil prísun denného svetla v učebniach až o 50 %.

Ak denné svetlo nepostačuje, dopĺňa ho LED osvetľovacia sústava s inteligentným riadením pomocou snímačov jasu. Elektrickú energiu dodáva aj fotovoltický systém. Tvorí ho 117 panelov, každý s výkonom 270 Wp, celkovo teda 31,5kWp.

Sústavu dopĺňa akumulátor s kapacitou batérie 39,9 kVA. Na streche športového bloku sa nachádza aj 96 fototermických panelov, ktoré slúžia na ohrev vody školského bazéna, s cieľom pokrývať 45% ročnej spotreby tepla pre bazén a 45% TÚV pre sprchy a hygienu.

Nezabúda sa aj na racionalizáciu spotreby pitnej vody. V rámci obnovy je preto inštalovaný monitorovací systém spotreby, a do budúcna sa uvažuje o rozšírení systému na zachytávanie a využívanie dažďovej vody, pribudnúť by mali aj zelené strechy, a úsporné zariaďovacie predmety.

Reálne výsledky a ambiciózne plány

Pred rekonštrukciou dosahovala spotreba elektriny 136,7 MWh a spotreba tepla 858,9 MWh a za rok. Po rekonštrukcii je cieľom znížiť spotrebu elektriny o 60% na 82,2 MWh a spotreba tepla dokonca až o 77% len na 192,15 MWh. To by pre školu znamenalo ročné úspory na energiách takmer 30 000 €.

Dosiahnutie optima prevádzky a aj úspor sa očakáva po 1-2 rokoch prevádzky. No už prvé čiastkové výsledky s reálnej prevádzky po prvej zime ukazujú na sľubné prínosy obnovy. Reálna úspora bude priebežne vyhodnocovaná meracím a monitorovacím systémom spotreby tepla aj elektriny.

Okrem samotnej finančnej úspory na spotrebe energií a médií je zásadným benefitom obnovy zdravšia mikroklíma a svetelná pohoda v učebniach, aj ekologicky zodpovednejšia prevádzka. Obnova budovy zo 70tych rokov bola technologickou, ale aj výtvarnou výzvou, a je pozitívnym príkladom, ako sa dá zvládnuť citlivo a efektívne.

Článok bol uverejnený v časopise ASB 3/2019.