Sebestačné kancelárie z dreva

Modernou, energeticky efektívnou kancelárskou budovou môže byť aj drevostavba. Nemecký koncern pôsobiaci v oblasti obnoviteľných zdrojov energie to dokazuje stavbou svojho firemného sídla v rýnsko-hessenskom meste Wörrstadt. Predstavuje realizáciu vízie zásobovania energiou z čisto obnoviteľných zdrojov. Výsledkom je takmer živý organizmus, ktorý produkuje viac energie než spotrebuje.

Pri projektovaní stavby hrala hlavnú úlohu jej energetická efektivita, pretože jej investor je zároveň dodávateľ zariadenia na výrobu takzvanej čistej energie. Sídlo tak má ukázať, ako možno pomocou solárnej elektriny a úspornosti strojov a zariadení dosiahnuť to, že budova produkuje viac energie než spotrebuje. Budova je však nielen úsporná, ale jej premyslená koncepcia počíta s príjemným pracovným prostredím, s priestormi na odpočinok a trávenie voľného času, ako aj s firemnou škôlkou.

V okolí svojho sídla vytvoril koncern modelovú krajinu obnoviteľnej energie. Solárny aj veterný park Wörrstadt názorným spôsobom demonštrujú výkonnosť výroby energie z obnoviteľných zdrojov. Mesto Wörrstadt sa vďaka tomuto firemnému sídlu a pridruženým energetickým projektom stalo obľúbeným výletným cieľom. Okrem tohto komplexu sa v ďalšej etape plánuje vybudovať zariadenie na výrobu bioenergie, ktoré prispeje k tomu, že miestna spotreba elektriny bude do roku 2017 stopercentne pokrytá z obnoviteľných zdrojov.

Realizácia
Stavbou budovy bola poverená architektonická a projektová kancelária GriffnerHaus z rakúskeho Korutánska, ktorá má s výstavbou úsporných budov z dreva bohaté skúsenosti. Výstavba trvala len šesť mesiacov. Počet zamestnancov sa však neustále zvyšoval a už po roku uvedenia do prevádzky praskala kancelárska budova vo švíkoch. Preto bola v roku 2009 na južnej strane rozšírená a o rok neskôr z dôvodu ďalšieho výrazného rastu firmy sa jej sídlo znova rozšírilo – južná pristavená časť sa doplnila o ľavé a pravé krídlo. Obe dodatočne dostavované časti budovy opäť navrhla a realizovala firma GriffnerHaus, ktorá aj v tomto prípade použila na výstavbu ekologickú drevenú konštrukciu.

Energetická koncepcia budovy
Na vetranie, vykurovanie a chladenie budovy si sám investor – spoločnosť Juwi – navrhol efektívny systém zásobovania ekologickou tepelnou energiou z energetickej centrály. Teplo vyrábané spaľovaním dreva sa akumuluje v zásobníkoch umiestnených v suteréne severnej časti budovy. Odtiaľ sa rozvádza k spotrebičom pomocou systémov potrubia v podlahe. Nádrž sprinklerov s objemom 114 000 litrov plní dve funkcie – je dôležitou súčasťou systému požiarnej ochrany a chladenia budovy. Pri vysokých teplotách vonkajšieho vzduchu sa v noci voda chladí a akumuluje v chladiacej veži, ktorá je inštalovaná na streche budovy. Voda ochladená v noci sa cez deň podľa potreby rozvádza potrubím uloženým v podlahe. Teplota v kanceláriách sa tak znižuje až o 5 °C. Spotreba 1 kWh/m² pritom predstavuje veľmi nízke nároky na energiu. Okrem toho na južných oknách zatieňujú budovu žalúzie, ktoré v lete absorbujú teplo, čím sa minimalizuje aj potreba chladenia. V prípade požiaru túto vodu využívajú sprinklerové zariadenia na jeho likvidáciu – 2 500 inštalovaných sprinklerov dosiahne do každého kúta budovy.

Vetranie a odvetrávanie kancelárií a rokovacích miestností zaisťuje niekoľko vetracích zariadení. Spotrebovaný zahriaty vzduch prúdi späť do tepelného výmenníka, kde odovzdáva teplo čerstvému vzduchu prúdiacemu dovnútra.

Dom ako fotovoltická elektráreň

Pri projektovaní stavby zohrávala ústrednú úlohu slnečná energia. Moderné fotovoltické moduly premieňajú na celkovej ploche 3 150 m² slnečné svetlo na čistú elektrinu. Na strechách, južných fasádach a parkoviskách sú nainštalované zvyčajné technológie vo forme modulov a buniek, harmonicky prispôsobené architektúre a celkovej koncepcii budovy.

Fotovoltické zariadenia inštalované na sídle firmy pokrývajú jej celkovú potrebu elektrickej energie. V lete sa prebytky dodávajú do siete a v zime vyrovnávajú medzery v pokrytí solárnou energiou. Okrem toho možno solárnu elektrinu akumulovať pomocou inovačného systému akumulačných batérií.

Strechy budov sú vybavené tenkovrstvovými modulmi. Zariadenie v celkovej veľkosti 138 kWp je zakotvené do strechy pomocou systému na dodatočné zaťaženie s uhlom sklonu päť stupňov. Návštevník neprehliadne tenkovrstvové moduly integrované do južných fasád s celkovým výkonom 23 kWp.

Jedáleň je vybavená kryštalickými solárnymi modulmi s výkonom 21 kWp, upevnenými v sklone desiatich stupňov. Kryštalické solárne moduly, integrované do trojvrstvového izolačného skla južného čela jedálne, poskytujú pri žiarení slnka tieň a dodávajú miestnostiam príjemnú slnečnú atmosféru. Pomocou špeciálnej náplne z ušľachtilého skla v izolačnej vrstve sa docieli súčiniteľ prechodu tepla U = 0,7 (W/m² . K). Ide o najlepšie izolujúce sklá solárnych modulov v súčasnosti.

Terasy na horných podlažiach, orientované na juh, sú kompletne zastrešené sklenenými solárnymi modulmi s výkonom 27 kWp. Zabezpečujú ochranu proti poveternostným vplyvom a vďaka integrovaným kryštalickým solárnym článkom aj príjemný tieň.

Batérie pre všetky prípady
Na fotovoltické zariadenie je v suteréne severného traktu budovy pripojený akumulátorový systém Sunny Backup. V prípade výpadku elektrického prúdu prevezme tento systém zásobovanie energiou dôležitých spotrebičov – núdzového osvetlenia, riadenia sprinklerového zariadenia a kompletný systém elektronického spracovania informácií vrátane telefónov. Okrem toho v prípade výpadku siete odpojí rezervný systém prúdový okruh spotrebičov od verejnej siete a vytvorí pomocou akumulátorov vlastný uzavretý systém.

Fotovoltické moduly potom napájajú tento uzavretý systém prúdom tak, aby bol sebestačný a zásoboval spotrebiče vo firme, alebo nabíjajú akumulátor, ktorého akumulačná kapacita je 4 800 ampérhodín, čo zodpovedá kapacite 530 auto­batérií. Pri výpadku prúdu tak batérie spolu s dvanástimi prúdovými meničmi (po 5 kWp) zaisťujú zásobovanie všetkých spotrebičov v budove. Rezervný systém zabezpečuje, aby boli batérie vždy optimálne nabité, pričom nabitie by stačilo na minimálny čas prevádzky čerpadla sprinklerov. Podľa intenzity slnečného žiarenia a spotreby vystačí kapacita od piatich hodín po niekoľko dní.
Olovené gélové batérie sú bezúdržbové a po uplynutí ich zhruba dvanásťročnej životnosti plne recyklovateľné. Výrobca pri recyklácii oddeľuje olovo od síry. Oba prvky sa potom kompletne používajú na výrobu nových akumulátorov.

Sídlo firmy Juwi vo Wörrstadte Plocha pozemku: 26 500 m2 Plocha kancelárií: približne 17 000 m2 Rozmery:  severná časť 100 × 20 až 30 m, výška 12 m, južná časť 100 × 23 m, výška 12 m Počet pracovných miest:  ≥700 Stavebný systém:  GriffnerHaus AG, konštrukcia na báze dreva Stavebný materiál:  drevená spodná konštrukcia opláštená doskami Fermacell Stavebný materiál fasády: smrekovec Uvedenie do prevádzky:  jún 2010 Ocenenia:  Clean Tech Media Award 2009, Cena za životné prostredie spolkovej krajiny Porýnie-Falcko, Nemecká cena za ochranu klímy 2008

Energetická centrála
Hlavným miestom zásobovania teplom je energetická centrála so zariadením na spaľovanie drevených peliet a veľkým zariadením na výrobu solárneho tepla (25 m²). Centrála sa nachádza severne od firemnej materskej školy a zásobuje ekologicky vyrobenou tepelnou energiou celý komplex budov. Jej hlavnými súčasťami sú kotol a veľký sklad paliva so špirálovým dopravníkom, ktorý dopravuje pelety do kotla. Vyrábané teplo sa akumuluje v zásobníkoch s obsahom 7 500 litrov umiestnených v suteréne severnej časti budovy, odkiaľ sa dopravuje k spotrebičom do všetkých častí budovy.

Tepelná izolácia

Dôležitým prvkom v energetickej koncepcii sídla firmy je tepelná izolácia. Okná a steny majú takú tepelnú izoláciu, že si budova vystačí s ročnou potrebou vykurovacej energie približne 10 kWh/m². To zodpovedá zadaniu pre štandardy pasívneho domu (A++) a umožňuje využiť ekologické stavebné a izolačné materiály, ako sú drevo, korok a celulóza.

Efektívna technológia vetrania
Okrem kvalitnej tepelnej izolácie má pre nízku spotrebu energie veľký význam po­užívanie efektívnych systémov vetrania. Zaisťujú stále vetranie a odvetrávanie kancelárií a rokovacích miestností a sú vybavené tepelnými výmenníkmi a filtrami jemného prachu. Systémy vetrania zabezpečujú mieru spätného získavania tepla vo výške 92 percent a mieru rekuperácie vlhkosti vo výške 65 percent. Tým je najmä v zime zaistená príjemná klíma v miestnostiach. Prevádzka vetracích zariadení sa prispôsobuje podmienkam jednotlivých ročných období a možno ju prípadne nahradiť vetraním oknami, čo je dodatočný efekt pri úspore energie. Potreba elektrickej energie na vetracie zariadenia je len 1,5 kWh/m².

Množstvo prirodzeného svetla
Čím lepšie budova zachytáva denné svetlo, tým nižšia je jej spotreba elektriny. Vo wörrstadtskej budove slúži na tento účel harmonické spojenie veľkých strešných okien, svetlíkov, sklenených dverí a veľkoplošných okien kancelárií. Okrem toho je dôležitá optimálna súhra prirodzeného a umelého svetla. Východiskovým bodom je detektor denného svetla na streche severného traktu budovy. Pomocou fotobuniek sníma stav oblohy a smer dopadu slnečných lúčov. Riadiaca technológia budovy registruje informácie a automaticky zaisťuje optimálnu a neoslňujúcu kvalitu svetla vo vnútorných priestoroch. Tak sa čo najlepšie využíva denné svetlo, ktoré sa v prípade potreby dopĺňa svetlom umelým. Okrem centrálnej regulácie si môže každý zamestnanec vo svojej kancelárii vytvoriť svetelné podmienky, ktoré zodpovedajú jeho individuálnym potrebám. Automatické časy zapínania a vypínania vedú k úspore energie presahujúcej 70 percent v porovnaní s bežnými osvetľovacími systémami.

Inteligentné riadiace technológie
Mozgom firemného sídla je komplexná riadiaca technológia budovy. Počítače monitorujú a permanentne riadia výkon a spotrebu jednotlivých prístrojov a strojov. Potrebné informácie poskytuje viac než 20 000 senzorov (data point), ktoré sú umiestnené na všetkých miestach budov. Technika, ktorá je týmto spôsobom „kŕmená“ informáciami, automaticky reguluje objemy prúdenia vo vetracích zariadeniach, obeh teplej vody, otváranie a zatváranie žalúzií, systém vykurovania a chladenia a riadenie svetla. Komplex budov sa tak môže stať vzorom pre efektívnu potrebu energie pri každodennej prevádzke kancelárií.

Schéma energetického okruhu v budove

Schéma obehu vody v budove

Úsporné spotrebiče
Vďaka použitiu efektívnych prístrojov obmedzila firma Juwi spotrebu prúdu a tepla na minimum. Dosiahla to úspornou technológiou výpočtovej techniky (laptopy a ploché obrazovky nahradili stolové počítače), osvetľovacími telesami, optimalizovanými z hľadiska spotreby energie s nižším príkonom než 8 W/m², optimalizáciou spotreby elektriny veľkých kuchynských prístrojov o 50 percent, použitím len jedného výťahu na jednu skupinu budov, použitím digestorov s rekuperáciou tepla a prístrojov na varenie s takzvanými modrými horákmi schopnými spaľovať aj bioplyn, ďalej inštaláciou prístrojov vo fitnes centre bez použitia elektriny a upustením od chladiacich a splachovacích prístrojov na jednotlivých poschodiach.

Trvalý obeh vody
Šetrenie sa vzťahuje aj na spotrebu vody a recykláciu druhotných surovín. V budove je nainštalovaný zásobník dažďovej vody, ktorá sa využíva na splachovanie toaliet. Okrem toho v sanitárnych zariadeniach oboch častí budovy spotrebujú moderné vákuové toalety len jeden liter vody na jedno spláchnutie namiesto ôsmich litrov, ktoré priemerne spotrebujú bežné toalety. Štyri vákuové čerpadlá odsávajú vodu z toaliet do zariadenia so štyrmi komorami, v ktorých sa voda oddeľuje a odteká priepadom do kanalizácie. Spolu s kuchynským odpadom (týždenne približne 300 litrov) je tak zabezpečené dodatočné využitie fekálií.

Motivácia a regenerácia
K filozofii podniku patrí, aby sa spolupracovníci na svojom pracovisku cítili dobre a mohli kedykoľvek regenerovať svoje sily. Neponúkajú preto len optimálne prostredie na koncentrovanú prácu, kreativitu a komunikáciu, ale aj veľa možností na relax a priestory na čerpanie nových síl.

Centrom týchto aktivít je jedáleň, sála s rozlohou 464 m² vybudovaná kompletne z prírodných materiálov, ktorá je súčasne reštauráciou aj priestorom na usporadúvanie akcií. Konajú sa tu schôdze zamestnancov, väčšie stretnutia so zákazníkmi, ale aj prednáškové večery a školiace dni pre nových spolupracovníkov.

Vonkajšie zariadenia sú vnímané veľkoryso; terasa, trávnik s chodníčkami, lavičkami, miesto na grilovanie, jazierko, futbalové ihrisko a ihrisko na plážový volejbal tvoria príjemné prostredie. To všetko sa teší veľkej obľube zamestnancov, rovnako ako rozličné zdravotnícke kurzy a prístroje vo fitnes centre, ktoré je umiestnené v suteréne severnej budovy. Súčasťou budovy je podniková materská škola. V dvojpodlažnej bezbariérovej budove je miesto pre 25 detí, ktoré tu objavujú svet, zatiaľ čo ich rodičia vo vedľajšej budove navrhujú rotory veterných elektrární, solárne parky a zariadenia na výrobu bioenergie.

Koncepcia mobility
Súčasťou ekologického konceptu stavby je aj systém kyvadlovej autobusovej dopravy a online burzy cestujúcich, ktoré sa realizovali ako prvá časť koncepcie mobility v sídle firmy. Veľký počet zamestnancov tak jazdí zo svojho bydliska na pracovisko a späť spoločne, čím sa znižujú emisie a náklady na pohonné látky.
V rámci dopravného projektu Spolkového ministerstva dopravy nazvaného Modelové regióny elektromobility realizuje spoločnosť Juwi aj prieskum použitých elektromobilov, skútrov a jazdných bicyklov na elektrický pohon v teréne, v oblasti medzi Rýnom a Mohanom. Cieľom prieskumu je zistenie akceptovania týchto dopravných prostriedkov užívateľmi a rozšírenie integrácie vozidiel na elektrický pohon do firemného autoparku.

Z dôvodu prechodu na elektrickú mobilitu musí byť k dispozícii infraštruktúra, ktorá zaručuje spoľahlivé nabíjanie elektromobilov energiou z obnoviteľných zdrojov. Pri budove je teda parkovisko so solárnymi carportmi (parkovacími prístreškami), ktoré demonštrujú, ako bude vyzerať elektrická čerpacia stanica v budúcnosti. Zariadenie veľkosti 920 m² produkuje ročne 97 000 kWh. Súčasne chráni parkujúce automobily pred dažďom a intenzívnym slnečným žiarením. V ďalšej etape je naplánovaná stavba a prevádzka pilotného zariadenia na prevádzku parkovísk s inovačnými nabíjacími stanicami.

Ing. Peter Šovčík
Foto: archív autora

Autor je externý konzultant firmy Fermacell.

Článok bol uverejnený v časopise ASB.