Prvý certifikovaný aktívny dom na svete

Prvý je len jeden. Centennial Park Residence stojí na predmestí kanadského Toronta, pričom minimálne pol roka od dokončenia bude v skúšobnej prevádzke. Zároveň bude slúžiť ako vzorový dom. Už teraz je jasné, že jeho ekologické parametre mu prinesú nezanedbateľné úspory energie. Mimoriadne príťažlivý je aj zvolený prístup k dizajnu, ktorý maximalizuje príležitosti na denné svetlo a čerstvý vzduch.

Projekt Centennial Park Residence vznikol na základe spolupráce a výmeny skúseností dánskych a kanadských odborníkov, dom bol navrhnutý v Európe konzorciom viacerých partnerov z akademickej obce, odbornej praxe a zo sektora výrobcov stavebných materiálov. Ich úlohou bolo vyvinúť metodiku, ktorá podporuje energetickú efektívnosť a komfort človeka.

Na prijatie špecifikácií aktívneho domu bolo treba zohľadniť faktory, ktoré zahŕňali lokalitu pozemku, klimatické podmienky, náklady na život, tepelný komfort, kvalitu vnútorného prostredia a zdroje energie, pričom platí, že pri návrhu aktívneho domu sa uprednostňujú zdroje obnoviteľnej energie (veternej, geotermálnej či solárnej) s cieľom redukovať závislosť domu od fosílnych palív.

Dobre navrhnuté kľúčové faktory môžu zároveň ovplyvniť režim obyvateľov domu ako spánok či pracovný výkon (napríklad tepelný komfort) alebo vytvoriť zdravšie domáce prostredie prinášajúce úľavu ľuďom trpiacim astmou a alergiami (kvalita vnútorného prostredia).

Autori návrhu aj hlavný investor si od začiatku uvedomovali, že na to, aby sa takýto progresívny projekt ujal na trhu a bol konkurencieschopný, musí splniť dve podmienky – byť finančne prijateľný pre prípadných záujemcov a zároveň kvalitne zrealizovaný. Splniť oba predpoklady mu pomohli montované komponenty, pri ktorých je menší ekologický odpad oproti klasickej murovanej výstavbe.

Výhodou montovaných dielov bolo aj to, že dom sa najskôr skúšobne postavil vo výrobnom závode, kde sa podarilo eliminovať na reálnej makete tepelné úniky pomocou rozličných simulácií. Na reálnom pozemku sa stavalo až po odskúšaní tesnosti vo výrobnej hale. Namerané hodnoty poskytol hlavný investor ostatným partnerom, ktorí sa podieľali na realizácii. Kvalitu a efektivitu jednotlivých procesov uľahčil aj použitý informačný model budovy (BIM).

Centennial Park Residence, prvý certifikovaný aktívny dom na svete

Dizajn, komfort a energetická efektívnosť

Centennial Park Residence optimalizuje komfort a energetickú efektívnosť prostredníctvom jednoduchého, ale inteligentného dizajnového myslenia. To zahŕňa umiestnenie termostatov na vnútorných stenách, ktoré nie sú vystavené priamemu slnečnému žiareniu, aby sa dosiahla väčšia presnosť, ďalej použitie účinných toaliet s nízkym prietokom a kohútikmi alebo inštaláciu potrubia, ktoré je izolované a utesnené v celom dome – to zaistí, že optimálne upravený čerstvý vzduch sa dostane do každej miestnosti podľa vopred určeného teplotného profilu.

Dom má systém prietokovej prípravy teplej vody namiesto väčších a energeticky nehospodárnych tradičných zásobníkov teplej vody. Centennial Park Residence využíva trojzónový systém HVAC pozostávajúci z pece a tepelného čerpadla, ktorý dovoľuje obyvateľom vykurovať alebo chladiť ich spálňu počas noci a súčasne prispôsobiť teplotu v nepoužívaných obytných priestorov.

Centennial Park Residence využíva trojzónový systém HVAC pozostávajúci z pece a tepelného čerpadla, ktorý dovoľuje obyvateľom vykurovať alebo chladiť ich spálňu počas noci a súčasne prispôsobiť teplotu v nepoužívaných obytných priestoroch.

Denné svetlo a vzduch

Prirodzené svetlo má veľmi pozitívny vplyv na naše pohodlie – podporuje koncentráciu, výkon aj náladu. Do Centennial Park Residence prichádza počas dňa tak veľa denného svetla, že využívanie umelých zdrojov vôbec nie je potrebné.
Veľké nadrozmerné okná (s trojsklami, ktoré domu zabezpečujú výborný tepelný komfort) zaisťujú neustály kontakt s exteriérom.

Denné svetlo sa dostáva takmer do všetkých priestorov v interiéri, pretože počítačové modely pomohli s vizualizáciou priestoru a následným presným určením optimálneho rozmiestnenia okien, svetlíkov a svetlovodov. Výsledkom je maximalizované priame aj nepriame denné svetlo, ktoré sa odráža od stien, stropov a dokonca aj od drevenej podlahy, ktorá bola navrhnutá s cieľom zvýšiť efekt prichádzajúceho denného svetla.

Vďaka strategicky umiestneným svetlíkom a svetlovodom sa denné svetlo dostáva aj do druhotných obytných priestorov. Okrem svetla sa okennými otvormi na vertikálnych konštrukciách, strešnými oknami a ovládateľnými svetlíkmi privádza do domu aj vzduch, čo uľahčuje jeho prirodzené prúdenie v celom dome výsledkom tlaku vzduchu a teplotných rozdielov medzi exteriérom a interiérom.

Umiestnenie okien maximalizuje nielen efekt pri priečnom vetraní (vietor), ale aj komínový efekt (založený na princípe, že teplý vzduch stúpa nahor a studený vzduch sa zdržiava nižšie). Prirodzené prúdenie vzduchu tak pomáha znižovať nároky na klimatizáciu.

Tieto jednoduché koncepty pomáhajú tomu, aby bolo v dome počas teplejších mesiacov chladnejšie a aby sa súčasne zabezpečilo efektívne vetranie počas roka.

Centennial Park Residence využíva trojzónový systém HVAC pozostávajúci z pece a tepelného čerpadla, ktorý dovoľuje obyvateľom vykurovať alebo chladiť ich spálňu počas noci a súčasne prispôsobiť teplotu v nepoužívaných obytných priestoroch.

Inteligentné riadenie

Centennial Park Residence je viac než vyspelý aj čo sa týka inteligentného riadenia, obsluha však nie je komplikovaná. Použili sa v ňom bezproblémové a spoľahlivé systémy, ktoré budú monitorovať a regulovať rozličné aspekty budovy. Dom je vybavený aj technológiou Powerwall od spoločnosti Tesla, ktorá predstavuje dobíjaciu lítium-iónovú batériu riadenú systémom umožňujúcim lepšie hospodárenie s energiou a zníženie spotreby elektriny v špičke.

Powerwall sa dá v prípade potreby použiť aj ako núdzový zdroj. Dom je vybavený Wi-Fi termostatmi, bezdrôtovým ovládaním osvetlenia či senzormi upozorňujúcimi na úniky vody. Strešné okná VELUX sú plne programovateľné – dokážu sa automaticky otvárať aj zatvárať podľa potreby vďaka systému domácej automatizácie VELUX INTEGRA®. Zdrojom tepla v dome je trojzónový HVAC systém pozostávajúci z tepelného čerpadla a pece, ktoré sú umiestnené v centrálnom priestore na prízemí.

Do objektu prichádza počas dňa tak veľa denného svetla, že využívanie umelých zdrojov vôbec nie je potrebné.

Prvé dáta z prevádzky

Keďže Centennial Park Residence predstavuje prvý certifikovaný aktívny dom na svete, prešiel stále relatívne krátky čas na to, aby bolo možné kompletne ohodnotiť dáta týkajúce sa spotreby energie. Napriek tomu už prvé údaje ukázali, že dom prekonal existujúce kritériá platné na kanadskom trhu. Postupne sa kritériá, ktoré boli stanovené pre aktívny dom v Európe, prispôsobia špecifickým podmienkam, napríklad ako je klíma v Kanade alebo dodanie špecifických zdrojov energie domácnostiam.

Napríklad, stanovenie cien zemného plynu a elektriny v Kanade sleduje v súčasnosti systém spotreby na používateľskej báze, ktorý je celkom odlišný od európskeho trhu. Aktívny dom Cenntenial Park však používa energeticky efektívny systém tepelného čerpadla a získava elektrinu od Bullfrog Power – zeleného dodávateľa elektriny, ktorý zaručuje, že energia pochádza z čistých zdrojov, ako sú vietor alebo voda s nízkym vplyvom na životné prostredie.

Svetlíky a svetlovody poskytujú značné množstvo denného svetla a čerstvého vzduchu, čo napomáha znižovaniu záťaže, za ktorú môže elektrina. Keď bude hotových viac aktívnych domov, vyzbiera sa zároveň viac dát o tomto konkrétnom prístupe k bytovému dizajnu.

Na lepšie pochopenie, ako aktívny dom funguje, bude Centennial Park Residence slúžiť prvý polrok v rámci skúšobnej prevádzky. Russell Ibbotson, technický manažér VELUX v Kanade, sa sem presťahuje so svojou manželkou a tromi deťmi a o svoje skúsenosti sa bude deliť na svojom blogu.

Russellov príbeh bude zahŕňať aj celý rad vedeckých experimentov – pomocou snímačov sa budú dokumentovať hodnoty CO₂, teplota v interiéri či dĺžka denného svetla v rôznych ročných obdobiach. Výsledky potom pomôžu expertom pri vylepšovaní ďalších projektov.

Okrem svetla sa okennými otvormi a ovládateľnými svetlíkmi privádza do domu aj vzduch.

Aké sú aktívne domy

Aktívne domy ponúkajú svojim užívateľom zdravší život a viac pohody. Certifikát získavajú na základe interakcie medzi spotrebou energie, vnútornými klimatickými podmienkami a minimálnym vplyvom na životné prostredie. Samozrejmosťou je využívanie obnoviteľných zdrojov energie.

Charakterizuje ich:
•    vnútorná klíma, ktorá podporuje zdravie, pohodlie a pocit pohody,
•    dobrá kvalita vzduchu v miestnostiach, uspokojivá tepelná klíma a vhodná vizuálna aj akustická pohoda,
•    možnosť jednoducho regulovať vnútornú klímu užívateľmi; to ich zároveň povzbuzuje, aby sa zodpovedne správali k životnému prostrediu,
•    energetická efektívnosť a podstatné prekročenie zákonného minima v oblasti energetickej účinnosti,
•    výstavba z ekologických (recyklovateľných) materiálov a minimálny vplyv
na životné prostredie.

Radarový graf aktívneho domu – energia, pohoda a životné prostredie

Radar aktívneho domu ukazuje celkový výkon faktorov energie, komfortu a životného prostredia.

3.3 Udržateľná konštrukcia
Výsledok kategórie „2“ je kombináciou troch výsledkov: prvý znamená recyklovateľný obsah – výpočet ukázal, že viac ako 89,5 % materiálov v dome bude mať recyklačný potenciál. Druhý výsledok predstavuje odhadovaný percentuálny podiel dreva s FSC certifikátom (udržateľne dopestované a vyťažené drevo).

Keďže FSC a PEFC certifikáty nie sú v Kanade veľmi rozšírené, v krajine bola schválená náhrada formou SFI certifikácie. Na základe dokumentácie od developera, ktorá sa týka udržateľných drevených produktov, bolo identifikovaných približne 80 % produktov z dreva (podľa váhy), ktoré sa tu použili a majú SFI certifikát. Tretí výsledok je percentuálnym vyhodnotením stavebných materiálov a produktov v súlade s EPD (environmentálna deklarácia o produkte).

3.2 Spotreba čerstvej vody
Spotreba vody a súvisiace úspory sa porovnali s bežnými hodnotami a dosiahli výsledok 1. Potenciál úspor v hodnote 57 % sa dosiahol vďaka šetrným vodovodným batériám, splachovačom toaliet, práčke a umývačke riadu, ktoré vyhoveli požiadavkám GreenHouse. Podľa kalkulácie spotrebuje rodina bývajúca v dome 107,6 litrov vody za deň (referenčná hodnota pre oblasť mesta Ontario je 251 litrov za deň).

3.1 Zaťaženie životného prostredia
Kalkulácia analýzy životného cyklu priniesla výsledok 2,0, čo je dobrý až nadpriemerný výsledok v porovnaní s inými domami, ktoré sa takisto medzinárodne hodnotili. Vysoké skóre sa dosiahlo vďaka použitiu obnoviteľných zdrojov energie, preto je zaťaženie životného prostredia z pohľadu energetickej náročnosti vo fáze používania redukované. Za zváženie stojí vplyv na životné prostredie počas fázy výroby a ukončenia životnosti stavebných materiálov.

1.1 Denné svetlo
Podľa softvéru Daylight Visualizer je hodnota činiteľa dennej osvetlenosti 2,27. V prípade kuchyne, obývačky, jedálne a spálne vyšla celková hodnota činiteľa dennej osvetlenosti na 2,2 %. V niektorých miestnostiach, kde sa nachádzajú veľké zasklené plochy a okrem toho aj svetlíky, je činiteľ dennej osvetlenosti veľmi vysoký.

V spálni 2 dosahuje úroveň denného osvetlenia kategóriu 3 vzhľadom na blízkosť susediacej budovy. Kuchyňa dosahuje kategóriu 3 preto, že sa nachádza ďalej od okien. Priemerné výsledky však ukazujú, že v hodnotených miestnostiach je úroveň denného osvetlenia vysoká a vyvážene rozložená.

1.2 Tepelný komfort
Výsledok tepelného komfortu je 1,1. HRV vetracia rekuperačná jednotka poskytuje čerstvý vzduch s požadovanou teplotou na vykurovanie 21 °C a na chladenie 25 °C.

1.3 Kvalita vnútorného vzduchu
Výsledok kvality vnútorného vzduchu je vyhodnotený vo VELUX EIC softvéri a dosahuje kategóriu 1. Vzduch sa dodáva priamo cez potrubie vetracieho systému s rekuperáciou a cez potrubie vykurovacieho systému pece (pozn. vzduchový výmenník pece). Predpokladá sa, že priemerná výmena vzduchu prostredníctvom núteného vetrania je 1,5 1/h (1,5-násobná výmena vzduchu za hodinu) – výpočet sa realizoval pre objem domu s mnohými ďalšími parametrami.

Na dodatočnú prirodzenú ventiláciu a nočné chladenie počas teplých mesiacov sú použité svetlíky. Miestnosti, v ktorých sa nachádzajú, preto dosahujú lepšiu kvalitu vnútorného vzduchu. Kombinácia väčších množstiev a neustáleho prístupu čerstvého vzduchu prináša v rámci indikátora kvality vnútorného vzduchu veľmi dobré výsledky.

2.1 Energetické požiadavky
Výsledok v rámci energetických požiadaviek je 2,2. Je to výsledok výborne izolovanej a vzduchotesnej obálky budovy a zasklení s nízkymi hodnotami súčiniteľa prechodu tepla U. Kompaktnosť, ktorú dosiahla budova s dvomi poschodiami a použiteľným suterénom, má takisto dobrý vplyv na energetickú hospodárnosť.

2.2 Zdroj energie
Potreba energie a potreba primárnej energie závisí od miery obnoviteľných zdrojov v systéme zásobovania energiou. Zdroj energie vlastne predstavuje kombináciu tepla, ktoré produkuje tepelné čerpadlo a plynová pec. Plyn a elektrinu dodáva Bullfrogpower. Táto spoločnosť dodáva energiu z obnoviteľných zdrojov a poskytuje ju distribučnej sieti v rozsahu potreby zákazníka. Podľa jej údajov je energia poskytnutá distribučnej sieti 100 % obnoviteľná.

2.3 Primárna energia
Výsledok v rámci primárnej energie sa nachádza na úrovni 4. Obnoviteľné zdroje mimo pozemku tejto kategórii nepomáhajú. Dom má výšku stien 10 stôp (približne tri metre) a nadpriemerne veľké okná v pomere k stenám. No aj keď je metodika veľmi prísna, dom podáva v porovnaní s kanadskými štandardmi veľmi dobrý výkon.

Text vznikol z podkladov Denisy Slančovej a spoločnosti VELUX.
Foto: Igor Yu

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik 1/2017.