Nízkoenergetický dům ve velkorysém standardu

Autoři návrhu vily v Praze navázali na nejlepší řešení, která v historii české architektury dvacátého století najdeme. V exteriéru je přiměřená, nad sousedy se nijak nepovyšuje, interiéry jsou prostorné a prosvětlené, dispoziční řešení bezkolizní. Vytápění podlah zajišťuje tepelné čerpadlo v kombinaci s plynovým kotlem. Výměnu vzduchu umožňuje systém tlakově řízeného větrání s pasivní rekuperací tepla. V letním období se systém využívá pro noční předchlazení interiérů.

„Naším cílem bylo vytvořit dům s vlastní identitou, který propojí interiér s exteriérem a nebude ve významovém ani prostorovém konfliktu se stávající zástavbou. Dotváří uliční čáru, jeho tvář z ulice určují výškově dominantní dvoupodlažní hmoty spojené v jeden celek na půdorysu čtverce. Centrální dřevěný objekt slouží jako chodba a jídelna. Výraz stavby podporuje tradiční materiálové řešení a elementární členění fasád,“ uvádí architekt Štefan Šulek z ateliéru SOA.

Dům je provozně i objemově rozdělen do čtyř bloků. Ze vstupní haly nebo garáže se vstupuje do chodby, která interiéry rozděluje do dvou částí. Za obsluhující částí při ulici je pracovna s výhledem do zeleně, v zadní části směrem do zahrady kuchyň s přímou vazbou na terasu a zimní zahradu s bazénem. Obývací pokoj v severozápadní části domu je vizuálně propojen s kuchyní. Ve druhém patře je klidová zóna: ložnice s vlastní koupelnou a šatnou směrem do zahrady, dětské pokoje se sdílenou koupelnou a šatnou. Suterénu dominuje společenská místnost doplněná dalšími servisními prostory domu.

Podlahy a stropy jsou z monolitického železobetonu, obvodové a vnitřní stěny z vápenopískových cihel. Chodba a jídelna jsou zastřešeny konstrukcí z lepených dřevěných vazníků.

Tepelné ztráty objektu byly stanoveny na 10,30 kW podle ČSN EN 12831. Při výpočtu tepelných ztrát se uvažovalo s 0,40násobnou výměnou větracího vzduchu vlivem přirozeného větrání infiltrací a aerací objektu.

Tepelné čerpadlo doplňuje plynový kotel

Hlavním zdrojem tepla i chladu je pro dům tepelné čerpadlo systému vzduch-voda o výkonu 16,0 kW (7/35 °C) dělené, tzv. bi-bloc konstrukce. Objekt vytápí, připravuje teplou vodu a vyhřívá vodu pro bazén. Vybaveno je také reverzací chladivového okruhu, takže dokáže interiéry chladit prostřednictvím kapilárního systému. Součástí vnitřní části tepelného čerpadla je bivalentní zdroj v podobě elektrické patrony o výkonu 9 kW.

„Tepelné čerpadlo funguje pro režim vytápění do teploty exteriéru –25 °C. Pokud nastanou takové mrazy, odpojí se kompresor a stroj běží jen na elektrickou patronu. V tomto případě se také zapíná plynový kondenzační kotel. Zastává funkci pomocného zdroje tepla ve chvíli, kdy je potřeba dodávat teplo do více zdrojů zároveň, v době potřeby rychlého vyhřátí interiérů nebo vody pro bazén. Rovněž vykrývá situace, kdy tepelné čerpadlo chladí a ve stejný okamžik tedy nemůže vytápět bazénovou vodu,“ upřesňuje Ing. Daniel Veselý.

Topnou soustavu zabezpečuje tlaková expanzní nádoba, která je součástí vnitřní jednotky tepelného čerpadla, dodatečná expanzní nádoba a pojistný ventil (rovněž součástí vnitřní jednotky tepelného čerpadla). Další pojistný ventil je na okruhu kapilár.

Regulace zdrojů tepla

Tepelné čerpadlo je vybavené ekvitermní regulací, která řídí teplotu vratné vody podle nastavitelné topné křivky v závislosti na venkovní teplotě. Pokud tepelné čerpadlo nedokáže splnit požadavky vytápění, automaticky zapne dotopový elektrokotel (9 kW), který společně s energií vyráběnou kompresorem zajistí požadovanou teplotu otopné vody. Výstupní teplota vody pro účely podlahového vytápění a kapilárního systému by měla být max. 45 °C. Chod přídavné elektrické patrony v zásobníku teplé vody o výkonu 3,0 kW zapíná uživatel ručně pomocí regulace na vnitřní jednotce tepelného čerpadla. Plynový kotel se spouští ve chvíli, kdy teplota v akumulační nádobě poklesne pod stanovenou mez – počítá se průběžně po celý rok systémem MaR. Například tehdy, když se vybije akumulační nádoba pro ohřev bazénové vody.

Pro chlazení interiérů v letních měsících je možné přepnout režim chlazení pomocí regulace tepelného čerpadla. Výstupní teplota pro účely chlazení by neměla být nižší než 16 °C, aby se zamezilo kondenzaci vzdušné vlhkosti u kapilárního systému.

Ohřev teplé vody zajišťuje nepřímo natápěný zásobník o objemu 300 litrů. Regulován je autonomní regulací tepelného čerpadla přepnutím trojcestného ventilu. V případě ohřevu vody je směrována topná voda o teplotě 53 °C. Aby nedocházelo k vybíjení zásobníku, je osazen cirkulačním čerpadlem se spínacími hodinami.

Tepelné čerpadlo také spíná záložní elektropatronu o výkonu 3,0 kW, která slouží jako doplňkový zdroj pro ohřev vody nebo jako zdroj pro sanitaci boileru.

Systém rekuperace

Pro dům bylo navrženo kontrolované větrání s rekuperací tepla. Rekuperační jednotka pro interiéry má maximální objemový tok 450 m³/h, jednotka pro bazén 250 m³/h. První z nich je vybavena protiproudým entalpickým výměníkem, který umožňuje zpětné získávání vlhkosti. Eliminuje tak vysušování vnitřních prostor, k němuž dochází vlivem nízké vlhkosti vnějšího vzduchu. Součástí obou jednotek jsou dva filtry třídy G4. Filtr přívodního vzduchu může být dodán jemnější protipylový. Pokud je vnější vzduch zasažen odérovou nebo jinou zátěží, může se použít uhlíkový filtr.

Uživatelé domu si výkony ventilátorů nastavují do automatického nebo ručního režimu. V ručním režimu mají k dispozici tři stupně větrání, automatický režim umožňuje nastavení týdenního programu po jednotlivých hodinách. Jednotka se také může napojit na senzory CO₂ a vlhkosti. Překročení hraničních hodnot vyvolá v řídicím systému akci, která je vázána na zvýšení otáček rekuperačních jednotek do té doby, než se hodnoty vrátí do normálu.

Rozvod vzduchu je veden z technické místnosti do podlahy 2. NP, odkud je pomocí plochých PVC kanálů distribuován do jednotlivých míst prostupů v 1. NP. Vzduchotechnický systém pro 2. NP je napojen na kanálový rozvod vzduchu v podlaze, Vzduch se distribuuje pomocí stoupacího potrubí do podhledů. Zde je rozvod napojen na rozdělovače, odkud vedou ohebné hadice o průměru 75 mm. Toto flexibilní potrubí je ukončeno plastovou jímkou s odtahovým nebo přívodním ventilem.

Prostup VZT systému přes obvodovou stěnu je řešen pomocí pevného potrubí s kaučukovou izolací. Pro přívod a odtah vzduchu slouží přívodní a odtahové talířové ventily. V 1. NP jsou usazeny v potrubí, které prostupuje stropem, v 2. NP v podhledech v plastových jímkách. V prostoru bazénu jsou v podhledech osazeny na konci jednotlivých VZT tras talířové vyústky, vložené do stropních boxů. 

-vis-
Foto: BoysPlayNice