Návrh strešných okien pre aktívny dom

Aktívny dom je termín, ktorý si postupne začínajú osvojovať projektanti, architekti a realizátori stavieb aj u nás. Jeho hlavným princípom je rovnováha kvality života v dome s ohľaduplnosťou k životnému prostrediu a energetickou efektívnosťou. Rodinný dom v Melčickej doline je dobrým príkladom, že aj dom postavený z 90 % z ekologických obnoviteľných materiálov môže spĺňať prísne energetické požiadavky na úrovni pasívnych domov a zároveň poskytnúť pohodlné bývanie.

Návrh konštrukčného riešenia domu v Melčickej doline bol pre autorov projektu z ateliéru oximoron skutočnou výzvou. Situovanie pozemku na úpätí severného svahu a jeho zatienenie vegetáciou v kombinácii s požiadavkou investora na dosiahnutie parametrov pasívneho domu prinútili architektov hľadať alternatívne riešenia. Inšpiráciu našli v experimentálnom aktívnom dome Velux Sunlighthouse v Rakúsku.

Kľúčom bola zasklená strecha
Návrh domu významne ovplyvnila myšlienka získavania denného svetla cez strechu. Výpočty potvrdili, že okná umiestnené v pozícii strechy sú menej náchylné na zatienenie okolitou vegetáciou a umožňujú najväčší priamy prísun denného svetla. Pri hľadaní vhodného riešenia presvetlenia vnútorného priestoru sa brala do úvahy celková energetická bilancia okna. Solárne zisky zo slnečnej energie sú pri šikmej streche vyššie a tepelné straty sú zároveň nižšie.

Z tohto hľadiska bol koncept v súlade s požiadavkami na dosiahnutie energetického štandardu pasívneho domu a zároveň prirodzene rešpektoval túžbu investorov po otvorenej dispozícii domu a presvetlení interiéru denným svetlom. Pod zaskleným priestorom vzniklo vnútorné átrium, ktoré znásobuje priestrannosť interiéru, presvetľuje izby a podčiarkuje komfort bývania. Zasklená zostava strešných okien zohráva dôležitú úlohu nielen v presvetlení domu a jeho zásobovaní teplom prostredníctvom solárnych ziskov, ale aj v prirodzenej ventilácii priestoru.

Veľká zasklená plocha v streche stavby však vyžadovala efektívne riešenie regulácie solárnych ziskov v letnom období, čo by v prípade atypického celoplošného zasklenia mohlo byť problematické a finančne neefektívne. Vzhľadom na ekonomiku stavby, stopercentnú vodotesnosť, ale najmä riešenie predokenného tienenia preto architekti uprednostnili systémové riešenie od výrobcu strešných okien.
–>–>
Navrhnutá zostava strešných okien
Kompozíciu zasklenej strechy tvorí zostava pätnástich strešných okien s trojsklom s rozmermi 1 140 × 1 400 mm a rôznymi spôsobmi otvárania podľa polohy v zostave. V spodnom rade sú umiestnené výklopné strešné okná, ktoré umožňujú panoramatický výhľad, a jedno elektricky ovládané strešné okno. Ostatné okná sú kyvné s mechanickým alebo elektrickým ovládaním.

Veľkosť okien zodpovedá štandardnej veľkosti okien používaných v projektoch aktívnych domov. V stredoeurópskom regióne však ide o menej používaný rozmer okien, keďže v našich podmienkach sa štandardne osádzajú menšie okná, ktoré rešpektujú menší rozstup medzi krokvami. Strešným oknám s netradičným rozmerom sa preto prispôsobil aj návrh krokiev. Výsledkom je viac denného svetla, panoramatický výhľad a vyššia funkčnosť strechy.

Osádzanie strešných okien
Pri voľbe spôsobu osádzania strešných okien sa museli zohľadniť viaceré požiadavky: čo najmenšia vzdialenosť medzi rámami okien, nadväznosť na priznané krokvy a čo najlepšie zateplenie okolia okien. Výrobca strešných okien odporučil systémové zatepľovacie súpravy, ktoré sa používajú pri výmene okien. Dbalo sa na každý detail vrátane úpravy stredových žľabov medzi oknami. Kvalitu realizácie potvrdil Blower door test pri skúškach vzduchotesnosti obálky domu.

Regulácia pasívnych solárnych ziskov
V prípade strešných okien je kľúčové efektívne riešenie regulácie solárnych ziskov. Vonkajšie tienenie predstavuje veľmi účinný spôsob, ako zabrániť vstupu priamych slnečných lúčov do budovy. Na tento účel odporučil výrobca strešných okien predokenné, automaticky ovládané markízy so zabudovaným solárnym panelom. Solárny panel dobíja batérie energiou získanou zo slnečného žiarenia. V závislosti od intenzity slnečného žiarenia sa markíza automaticky vyťahuje alebo sťahuje. Diaľkové ovládanie na solárny pohon tak umožňuje pohodlnú reguláciu solárnych ziskov na oknách, ktoré sú ťažko dostupné.

Prirodzená ventilácia
Strešné okná zabezpečujú aj prirodzené odvetrávanie priestoru, čo je významnou podmienkou príjemného bývania najmä v lete. Princíp prirodzenej ventilácie, ktorá sa v zimných mesiacoch kombinuje s mechanickou ventiláciou s rekuperáciou, patrí me­dzi charakteristické črty aktívnych domov.

Návrh skladby strešných okien domu v Melčiciach podporil takzvaný komínový efekt – prirodzenú výmenu vzduchu nielen v podstrešnom priestore, ale aj v celom dome.

Odvetrať podstrešný priestor možno v rámci okennej zostavy. Otvorením okna v spodnom rade sa nasáva studený vzduch, ktorý stúpa nahor a cez vrchné rady okien sa automaticky odvádza von z domu. Z tohto dôvodu sú spodné okná otvárateľné mechanicky a okná v horných radoch sa elektronicky otvárajú do kríža, čím znásobujú účinok vetrania.

Vetranie funguje najúčinnejšie pri otvorení vstupných dverí alebo okna na sever v prízemnej časti domu. Rozmiestnenie vnútornej dispozície domu umožňuje rýchly postup čerstvého vzduchu a odvod vydýchaného teplého vzduchu prevetraním cez jednotlivé úrovne domu.

Solárne zisky – zima
Vďaka vyvýšenému osadeniu domu na pätkách a šikmej zasklenej ploche sa architektom podarilo maximalizovať solárne zisky počas zimných mesiacov. Okná umiestnené v streche sú menej náchylné na zatienenie okolitou vegetáciou, denné svetlo tak dopadá priamo na dom. Priestor pod oknami slúži ako vnútorné átrium, ktoré presvetľuje zvyšné miestnosti.

Tienenie – leto
V prípade strešných okien je kľúčové vhodné tienenie, ktoré chráni vnútorné prostredie pred prehrievaním. Riešením boli predokenné, automaticky ovládané markízy so zabudovaným solárnym panelom, ktorý dobíja batérie.

TEXT: Ing. arch. Klára Bukolská
FOTO: Velux

Autorka je architektkou spoločnosti VELUX Česká republika, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.