Zelené átrium: Akú vnútornú mikroklímu má prvý pasívny bytový dom na Slovensku?

Udržateľná stavba sa musí preukázať aj kvalitným vnútorným prostredím.

Pasívne bytové domy na Slovensku zatiaľ nie sú bežnou záležitosťou. Prvou postavenou a skolaudovanou stavbou sa stal v roku 2015 bytový dom Zelené átrium v Trnave. Zámerom projektu bolo vytvoriť obytný celok s občianskou vybavenosťou v pasívnom štandarde a súčasne maximálne zohľadniť možné aspekty ekologickej výstavby – od revitalizácie lokality cez recykláciu až po zber dažďovej vody či využitie obnoviteľných zdrojov energie.

Nanajvýš uspokojivé údaje získané z celoročných monitoringov všetkých zariadení inštalovanej technológie viedli investorov k myšlienke prihlásiť bytový dom do certifikačného systému LEED, ktorý dáva budovám pečať udržateľnej výstavby. Súčasťou podkladov však musia byť aj experimentálne merania tepelno-vlhkostného stavu vnútorného prostredia a kvality vnútorného vzduchu.

V roku 2016 sa celoročne realizovalo meranie tepelno-vlhkostného stavu vnútorného prostredia a jeho kvality, ktoré sa v roku 2019 doplnilo o kontrolné merania po dlhšom čase užívania bytového domu. Podrobná analýza a posúdenie nameraných hodnôt podľa slovenských záväzných právnych predpisov aj technických odporúčaní sú hlavným predmetom tohto článku.

Udržateľná výstavba

Význam tzv. zelených budov je pre smerovanie vyspelého sveta zásadný. Orientácia na stavby udržateľnej architektúry pomáha znížiť spotrebu energie a zlepšiť spôsob zaobchádzania so surovinami aj odpadmi. V súvislosti s udržateľnou architektúrou hovoríme, prirodzene, aj o udržateľnej výstavbe, ktorá zahŕňa najmä premyslený a tvorivý dizajn, koncepčné plánovanie a ohľaduplné myslenie.

Zelené budovy sú efektívne vo využívaní zdrojov akéhokoľvek druhu (energetických, prírodných aj spoločenských) a ohľaduplné k životnému prostrediu počas celého ich životného cyklu – od projektu a výberu pozemku cez proces výstavby, prevádzku budovy až po jej prípadnú renováciu alebo likvidáciu. Pri ich projektovaní a výstavbe zohrávajú rovnako dôležitú úlohu ekonomické a ekologické faktory, kvalita výstavby a trvácnosť stavby ako takej.

Neoddeliteľnou súčasťou je komfort samotných užívateľov budovy, čo zahŕňa aj ohľaduplnosť k okolitej komunite. Hlavným cieľom udržateľnej výstavby a zelených budov je minimalizovať negatívny dosah na zdravie ľudí a životné prostredie a to cez efektívne využívanie energie, vody a ostatných prírodných zdrojov, ochranu zdravia užívateľov týchto budov a zvyšovanie produktivity zamestnancov, limitovanie odpadu, znečistenia a degradácie životného prostredia [1].

Povedané v skratke, zelené budovy:

• Sú ohľaduplné k ľuďom, ktorí v nich žijú a pracujú (poskytujú prísun zdravého čerstvého vzduchu bez škodlivých látok, správne osvetlenie, tepelno-vlhkostný komfort, dostatok priestoru pre životné aj profesijné potreby) a podporujú tak pohodu, tvorivosť a produktivitu človeka.
• Sú priateľské k životnému prostrediu (synergia s lokalitou, komunitou a kultúrou, šetrenie energiou a inými zdrojmi, využívanie obnoviteľných materiálov).
• V neposlednom rade prinášajú značné úspory počas životného cyklu celej budovy (energie a voda, trvácnosť a kvalita).

Do samotného procesu výstavby vstupujú faktory, ako sú napr. efektívne využitie pôdy, t. j. premyslený výber pozemku (ideálne opätovné využitie už predtým zastavanej alebo priemyselne použitej pôdy), zbytočné nezasahovanie do prírody, kultúrnych či historicky cenných objektov alebo rozširovanie zelených plôch.

Dôležitý je príjemný, efektívny a environmentálne prijateľný dizajn, ktorý umožní čo sa energie týka efektívnu a okolie nenarúšajúcu prevádzku budovy, príjemné vnútorné prostredie a synergiu budovy alebo komplexu s okolitým prostredím (komunitou, prírodou, dopravným systémom a i.).

V neposlednom rade ide o využívanie bezpečných a prírodných materiálov s čo najvyšším podielom lokálnych zdrojov, ak je to možné, o použitie recyklovaných existujúcich materiálov a štruktúr a o bezpečnú recykláciu a likvidáciu odpadu zo stavby [2].

Pasívny dom

Pasívny dom je energeticky úsporný dom s minimálnymi prevádzkovými nákladmi, ktorý zabezpečí vysoký komfort vnútorného prostredia v zimnom aj letnom ročnom období. Zároveň svojimi vlastnosťami spĺňa podstatu cieľov európskej smernice o energetickej hospodárnosti budov EPBD-II [12].

Za pasívne domy považujeme budovy s mernou potrebou tepla na vykurovanie pod hodnotou 15 kWh/(m² . K), s potrebou primárnej energie na prevádzku domu (vrátane prípravy teplej vody, vetrania, osvetlenia či domácich spotrebičov) pod hodnotou 120 kWh/(m² . K) a s nameranou hodnotou prievzdušnosti n50 nižšou ako 0,6 h^-1 (posudzované podľa metodiky PHPP II – Passive House Planning Package, medzinárodne uznávaného výpočtového programu používaného na návrh energeticky efektívnych domov).

Kvalita tepelnoizolačných vlastností stavebných konštrukcií pasívneho domu vyjadrená pomocou súčiniteľa prechodu tepla U (W/(m² . K)) je daná čo možno najnižšími hodnotami:

• podlaha: U = 0,15 W/(m² . K) – hrúbka tepelnej izolácie približne 250 mm
• stena: U = 0,12 W/(m² . K) – približne 300 mm izolácie
• strecha: U = 0,10 W/(m² . K) – približne 400 mm izolácie
• okno: Pri oknách je požiadavka na hodnotu U_w (celého okna) max. 0,8 W/(m² . K), čo spĺňajú okná s izolačnými rámami s hodnotou U_f (rámu) pod 0,8 W/(m² . K); použitie izolačných trojskiel je tu samozrejmé [4, 5]

Tieto čísla sú len orientačné, v konkrétnych prípadoch sa môžu líšiť v závislosti od tvaru a orientácie budovy, zatienenia, druhu stavebnej konštrukcie a použitej tepelnej izolácie [3]. Nízka prievzdušnosť konštrukcií je jeden z nutných predpokladov úspornej prevádzky domu. Je potrebné zabrániť prenikaniu vzduchu cez škáry a netesnosti v obálke domu, ktoré spôsobuje nielen straty tepla, ale zároveň zanáša do konštrukcie vlhkosť, čím ohrozuje stavbu ako takú.

Kvalita realizácie domu sa overuje meraním prievzdušnosti, tzv. blower-door testom – pri simulácii pretlaku či podtlaku vzduchu, ktorý zodpovedá stredne silnému vetru, by nemal za hodinu preniknúť cez netesnosti v obvodových konštrukciách viac než 0,6-násobok objemu domu [6].

Tepelné mosty sú miesta v stavebnej konštrukcii, kde kvôli tvaru budovy alebo oslabeniu tepelnej izolácie dochádza k zvýšenému úniku tepla a tým aj k ochladzovaniu povrchu. Ide napríklad o rohy domu, stĺpy osadené v stene, balkóny atď.

Takýmto stavebným situáciám sa treba vyhnúť, alebo je potrebné ich prítomnosť čo najviac obmedziť. Ak sa to zanedbá, popri výraznom zvýšení potreby tepla na vykurovanie hrozí aj kondenzácia vlhkosti na ochladzovaných plochách a tým aj riziko vzniku nežiaducich plesní.

Riadené vetranie s rekuperáciou (obr. 1) predstavuje technický systém, ktorý sa stáva nepostrádateľnou súčasťou pasívneho domu. Vzduchotechnická sústava zabezpečuje výmenu vnútorného vzduchu znehodnoteného škodlivinami za čerstvý vonkajší vzduch a to bez zbytočných tepelných strát, ku ktorým dochádza práve pri bežnom vetraní oknami.

V zime odpadový vzduch odvádzaný z budovy predhrieva chladný vzduch privádzaný z vonkajšieho prostredia. Výsledkom je trvalo dobrá kvalita vzduchu vo vnútornom prostredí, t. j. bez nežiaduceho prievanu, prachu a hluku z okolia. Mýtus, ktorý sa bežne šíri a podľa ktorého pri pasívnych domoch s rekuperáciou nie je možné otvárať okná, je nepravdivý.

Okná, samozrejme, majiteľ otvárať môže, či už kvôli kontaktu s exteriérom, ich umývaniu alebo z akéhokoľvek iného dôvodu. Výhodou je, že ich otvorí skôr kvôli efektu alebo pocitu spojenia s okolím, ako kvôli ťažkému a vydýchanému vzduchu v interiéri. V súčasnosti je pasívny dom považovaný často za nadštandard, vysoký luxus a pre mnohých ľudí za finančne nedosiahnuteľný.

Pravdou však je, že kvalitný pasívny dom sa dá postaviť za cenu porovnateľnú s cenou bežne realizovaných kvalitných stavieb z murovaných materiálov. Investície „navyše“ sa týkajú hlavne v dome použitých technológií. Tieto investície sa však pri nízkych nákladoch na prevádzku vrátia v krátkom časovom horizonte [3].

Certifikát LEED

Vo svete dnes existuje množstvo noriem, štandardov a certifikačných systémov, ktoré sa týkajú rôznych aspektov udržateľnosti vo výstavbe. Spomedzi medzinárodných noriem sú to napr. ISO 21931 (udržateľnosť vo výstavbe) a ISO 14000 (environmentálny manažment). Medzi najznámejšie certifikačné systémy patria LEED (USA), BREEAM (Británia), HQE (Francúzsko), Green Star (Austrália a Nový Zéland) či DGNB (Nemecko a Rakúsko).

Mnohé veľké stavebné spoločnosti a mnohí dodávatelia stavebných systémov, materiálov a produktov sa čoraz viac špecializujú na výstavbu už spomínaných zelených budov. Reagujú tak na aktuálne trendy, rozvoj zelených technológií, vývoj vo svete (energetická kríza) a na požiadavky trhu (dopyt po kvalitných a šetrných budovách).

Postupne sa stáva trendom, že najmä budovy občianskej vybavenosti a obytné budovy musia spĺňať vysoké štandardy udržateľnosti, aby boli príkladom pre súkromný sektor a dôkazom efektívneho využívania verejných financií. V mnohých amerických štátoch, alebo napríklad v kanadskom Vancouveri, sa pri výstavbe či rekonštrukcii takýchto budov vyžaduje vysoký stupeň certifikácie LEED.

Mnohé nadnárodné korporácie sa takisto snažia, aby ich sídla vo svete spĺňali najvyššie ekologické a energetické štandardy [11]. Americký certifikát LEED (Leadership in Energy and Environmetal Design) patrí k najrozšírenejším certifikačným systémom na svete. Skladá sa zo súboru hodnotiacich hľadísk, ktoré slúžia na overenie toho, že budova bola navrhnutá a postavená s ohľadom na životné prostredie a ľudské zdravie.

Samostatne sa hodnotia lokalita stavby, výber stavebných materiálov, energetická náročnosť, úspora vody, vplyv na ovzdušie, inovácie a kvalita vnútorného prostredia. Jednotlivé kategórie sú hodnotené maximálnym počtom bodov v takom poradí, aby zohľadnili dôležitosť každej kategórie v rámci celého systému (tab. 1).

Výstup z tohto hodnotenia v podobe certifikátu neslúži len na celkové posúdenie stavebného objektu, ale vlastníkovi či potenciálnym nájomcom poskytuje reálny obraz o nákladoch na energie počas prevádzky.

Bytový dom Zelené átrium

Zelené átrium v Trnave (obr. 2) je výnimočná stavba jednak preto, že predstavuje míľnik v zelenej výstavbe, ale aj symbol budúcnosti bývania, ktoré sa týka každého z nás. Predstavuje nový trend v stavebníctve, kde je všetko od začiatku projektu cez využitie lokality, výber stavebného materiálu, dosiahnutie pasívneho štandardu až po budovanie susedskej komunity symbolom filozofie zelenej architektúry.

Koncept bývania v Zelenom átriu je postavený na troch základných pilieroch. Prvý je zelená stavba, druhý úspora prevádzkových nákladov a tretí budovanie susedskej komunity. „Je príjemné vedieť, že bývate na mieste, ktoré neodkrojilo z ornej pôdy a nebol kvôli nemu vyrúbaný les,“ zdôraznil svojho času na otázku využitia lokality architekt Ing. arch. Miroslav Marko, M. Arch., autor a investor projektu Zelené átrium.

V roku 2002 kúpil investor chátrajúcu budovu bývalých polygrafických závodov s úmyslom vystavať luxusný bytový projekt. Plány však prekazila kríza v roku 2008 a projekt sa znovuzrodil v roku 2012 ako zelený projekt prvého pasívneho bytového domu (obr. 3) na Slovensku. Bytový dom spĺňa aj požiadavky polyfunkcie.

Skladá sa z dvoch objektov – zo zrekonštruovaných bývalých polygrafických závodov a z novostavby. Minimálne 95 % materiálu z búracích prác sa pritom recyklovalo – či už sa znovu priamo použilo, alebo rozdrvilo na frakciu a následne opäť použilo. Stavba architektonicky zachováva pôvodný tvar výrobnej budovy, autori sa snažili o jednoduchý, konzervatívny architektonický detail a farebnosť.

Dispozičné riešenie

Bytový dom (obr. 4) pozostáva z niekoľkých funkčných celkov – byty, obchodný priestor, administratívny priestor, parkovanie v suteréne objektu a spoločné priestory určené na spoločné aktivity ako stretnutia či oslavy. V suteréne (1. PP) na nachádzajú podzemná garáž so 63 parkovacími miestami, skladové priestory pre byty (pivnice) a energetické zázemie objektu (obr. 5). Z garáže sa „suchou nohou” dá výťahmi dostať priamo k bytom.

Na prízemí objektu (1. NP) sa nachádzajú v troch krídlach byty a kancelársky a obchodný priestor. Na prvom poschodí (2. NP) sú v troch krídlach byty a v galérii nad obchodným priestorom spoločenská miestnosť s kuchynkou a detskou herňou.

Na zvyšných dvoch podlažiach (3. NP a 4. NP) sú už len byty (najmä malometrážne). Na obytnej streche objektu sa nachádza párty priestor.Pri schodisku na streche sú aj malá kuchynka a pergola, ktorá chráni sedenie pred nepriaznivým počasím.

Inštalovaná technológia

Technológie v Zelenom átriu nielenže šetria energiu, ale ju aj vyrábajú. Vykurovanie je stropným kúrením/chladením s možnosťou dohrevu v rekuperačnej jednotke. V objekte je použité tepelné čerpadlo zem – voda. Energia zeme je využívaná tzv. energetickými pilótami, ktoré sa nachádzajú pod objektom a slúžia zároveň aj ako základy.

Na streche objektu sú fotovoltické panely vyrábajúce zo slnečného žiarenia elektrickú energiu, ktorá sa následne distribuuje pre potreby tepelného čerpadla, takže počas veľmi výraznej časti roka (s výnimkou najstudenších mesiacov) sa energia na vykurovanie vyrába výlučne z obnoviteľných zdrojov. Každý byt má vetraciu jednotku so spätným získavaním tepla, ktorá poskytuje vysoký komfort z hľadiska užívateľských vlastností bytu.

Tienenie v interiéri je zabezpečené vonkajšími žalúziami, ktoré môžu byť ovládané motoricky alebo automaticky a predstavujú najvyššiu formu ochrany proti prehrievaniu bytov v letných mesiacoch. V Zelenom átriu je možné žalúzie ovládať aj pomocou mobilného telefónu. Všetky energie sú riadené a merané online v reálnom čase pomocou sofistikovaného systému a prístupné vlastníkom bytov a prenajatých priestorov na internete.

Užívatelia majú tak presný prehľad, koľko energie minuli na vykurovanie, chladenie, ohrev vody, aj koľko minuli elektrickej energie [10].

V pokračovaní článku v ďalšom čísle sa budeme venovať výsledkom ročného merania vybraných parametrov vnútorného prostredia a krátkodobého merania rýchlosti prúdenia vzduchu v pobytovej zóne na vybraných stanoviskách a na distribučných prvkoch.

Poďakovanie za vznik článku patrí spoločnosti SMF Marko, s. r. o., menovite jej majiteľovi, architektovi Ing. arch. Miroslavovi Markovi, M. Arch., ktorý dal súhlas na poskytnutie všetkých uvedených podkladov a na ich následné publikovanie. Vďaka nemu boli vykonané dlhodobé aj krátkodobé merania a ich vyhodnotenie.

Príspevok podporila aj Slovenská agentúra pre podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. DS-2016-0030 Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky v rámci grantu VEGA 1/0807/17 a kompetencie Centra pre SMART technológie pre elektroniku a informačné systémy a služby, ITMS 26240220072, financovaného z Operačného programu Výskum a vývoj z ERDF. Projekt je spolufinancovaný z EÚ.

Literatúra

1. Corner, D. B. – Fillinger, J. C. – Kwok, A. G.: Passive House Details: Solutions for high-performance design. London: Routledge, 2017. 328 p.
2. Day, Ch.: The eco-home design guide: Principles and practice for new-build and retrofit (Sustainable building). London: Green Books, 2015. 256 p.
3. Nagy, E.: Nízkoenergetický a energeticky pasívny dom. Bratislava: JAGA Group, 2009. 215 s.
4. Krajčík, M. – Petráš, D.: Energetické hodnotenie budov. Bratislava: Vydavateľstvo STU, 2015. 231 s. IS
5. Sternová, Z. a kol.: Energetická hospodárnosť a energetická certifikácia budov. Bratislava: JAGA Group, 2010. 352 s.

6. Novák, J.: Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov. Praha: Grada, 2008. 204 s.
7. Vyhláška MZ SR č. 259/2008 Z. z. o podrobnostiach o požiadavkách na vnútorné prostredie budov a o minimálnych požiadavkách na byty nižšieho štandardu a na ubytovacie zariadenia.
8. STN EN 15232:2012 Energetická hospodárnosť budov. Vplyv komplexného automatického riadenia a správy budov.
9. STN EN 13779:2007 Vetranie nebytových budov. Všeobecné požiadavky na vetracie a klimatizačné zariadenia.
10. https://www.enerfis.cz/sluzby/zelene-budovy/certifkace-budov-breeam-leed-sbtoolcz/certifikace-budov-leed.
11. EPBD-II Smernica EP a Rady č. 2010/31/EÚ o energetickej hospodárnosti budov (prepracované znenie) z 19. mája 2010, ktorá mení a dopĺňa smernicu č. 2022/91/ES .

Autor pôsobí na Katedre technických zariadení budov SvF STU v Bratislave.

Článok bol publikovaný v časopise TZB 02/2021.