Postavit novostavbu v nízkoenergetickém nebo pasivním standardu není v současnosti až tak těžké. Příkladů starších nebo historických objektů, které by po rekonstrukci měly požadované parametry, je výrazně méně. Ukázkou takové zdařilé adaptace je secesní vila z roku 1907 v Poděbradech, původně obytný dům, v rámci přestavby upravený na polyfunkční.
Kromě obytné části ve 3. NP je v domě nyní ve druhém nadzemním podlaží sál pro jógu, tai-či a další relaxační techniky a zázemí k němu: šatna se sociálním zařízením, místnost masérny, kancelář a místnost pro kavárnu. V prvním nadzemním podlaží je prostor určený pro vegetariánskou jídelnu s výdejním barem a kuchyní. Technické zázemí pro tyto provozy je v 1. PP.
Z požadavků na změnu užívání vyplynul koncept rekonstrukce i celkový rozsah stavebních a technologických úprav.
Původní stav nemovitosti
Secesní vila v Poděbradech byla postavena v roce 1907 s využitím klasických postupů. Obvodový plášť byl vyzděn z plných pálených a vápenocementových cihel. Otvorové výplně tvořila klasická kastlíková okna. Stropní konstrukce byly původně dřevěné (tzv. pražské stropy). Strop pod půdou byl izolován tzv. stavebním rumem a do něho byly uloženy pálené půdovky. Zásyp byl navezen také na klenbách stropu nad podsklepeným prostorem.
V 90. letech 20. století byl v původním prostoru půdy vybudován podkrovní byt, který dosti nepříznivě ovlivnil další vývoj domu. Vlivem zatékání střešními okny a nově vybudovanou terasou došlo k poškození stropů 2. NP a k poničení uliční fasády.
Vytápění původních podlaží bylo zajištěno lokálními plynovými topidly WAW a k přípravě teplé vody se používaly elektrické boilery o příkonu 2 kW. V podkrovním bytě byly pro vytápění i přípravu teplé vody instalovány dva kotle na zemní plyn.
Základní parametry domu
– Vnější obestavěný objem budovy: 2918,3 m³
– Celková plocha ochlazovaných konstrukcí obálky budovy: 1677 m²
– Celková podlahová plocha budovy: 564,5 m²
– Objemový faktor tvaru budovy: 0,57
Koncept použitý pro změnu stavby
Hlavní cíle, které si investor stanovil při návrhu rekonstrukce, byly zvýšení komfortu užívání nemovitosti, dosažení zdravého vnitřního prostředí a zajištění vyšší energetické nezávislosti. To vše při zachování historického rázu nemovitosti a jejích prvků (např. krásného kamenného schodiště).
Zamýšlené nové využití a způsob užívání a s tím spojené legislativní požadavky na zajištění požárních a hygienických podmínek vedly k vybourání původních dřevěných trámových stropů, čímž se otevřela možnost dalšího technického řešení. Prohluboval se i sklep, aby do něj bylo možné umístit zázemí pro komerční prostory – sklad, technické místnosti, sociální zařízení pro zaměstnance.
Zvýšení vnitřního komfortu
Velký důraz byl kladen na tepelnou pohodu v interiéru. Té je dosaženo pomocí přírodních materiálů, které umožňují lépe se v interiéru vypořádat s nárůstem nebo naopak poklesem vnější teploty a vlhkosti. Jde o materiály, které umožňují teplotní fázový posun a z interiéru odebírají vzdušnou vlhkost či ji do něho naopak vracejí.
– Vnitřní příčky jsou postaveny z plných pálených cihel, částečně z plných vápenopískových cihel a panelů z lisované slámy. Objemová hmotnost panelů z lisované slámy je 380 kg/m³.
– Podhledy jsou z panelů lisované slámy.
– Interiérové stěny a stropní podhledy jsou opatřeny hliněnou omítkou, ve sprchách a sociálních zařízeních jsou marocké štuky.
– Nášlapné vrstvy jsou uzpůsobeny podle požadavků předpokládaného provozu (terazzo, dřevěné lamely, kamenné podlahy).
Dalším prvkem vedoucím ke zvýšení užitné hodnoty interiéru a kvality vzduchu bylo dokonalé utěsnění obestavěného prostoru, které bylo ověřeno pomocí blower-door testu. V prvním kole jsme odhalili netěsnosti v napojení jednotlivých konstrukcí. U druhého kola se dům jako celek dostal na hodnotu 0,57, tzn. nižší, než je limitní hodnota pro pasivní domy.
Abychom docílili dostatečné výměny vzduchu v užívaných místnostech a přispěli k dalším úsporám energie, jsou v domě instalovány vzduchotechnické jednotky s vysokou účinností zpětného získávání tepla.
V neposlední řadě jsme pro zajištění vysokého standardu vnitřního prostředí řešili co možná nejvyšší využití denního světla. Kromě velikosti okenních otvorů a jejich rozmístění byly do temných místností, které slouží jako komunikační místnosti v bytě, instalovány světlovody.
Snížení tepelných ztrát prostupem a větráním
Prvním z bodů, které jsme řešili – při zachování požadavků památkového odboru stavebního úřadu –, bylo dostatečné snížení tepelné ztráty prostupem a větráním. Při návrhu jsme pečlivě zvažovali napojení jednotlivých stavebních prvků a konstrukcí tak, aby došlo ke snížení vzniku nežádoucích tepelných vazeb, které by v dlouhodobém důsledku vedly k poškození stávajících konstrukcí.
Z již zmíněných požadavků na akustiku, požární bezpečnost a statiku byly na místo původních dřevěných stropů navrženy železobetonové stropy, vetknuté do těch obvodových stěn, které mohly být zatepleny klasickým vnějším kontaktním systémem (štítové stěny a stěna do dvora). U členité uliční fasády se sgrafitem byl předpoklad použití vnitřního zateplení a z tohoto důvodu bylo zvoleno ukončení stropní konstrukce na ocelových sloupech. Ty jsou předsazeny před obvodovou zeď, k níž jsou pouze lokálně ukotveny.
Při zpracování projektu se však ukázalo, že klasické tepelněizolační materiály nejsou pro vnitřní zateplení uliční stěny z hlediska řešení stavebních detailů vhodné. V průběhu dalšího postupu jsme jako vhodnou variantu vnitřního zateplení „objevili“ tepelný izolant na bázi aerogelu, který díky svým tepelnětechnickým vlastnostem a malé tloušťce mohl být použit. S výrobcem materiálu byla konzultována možnost aplikace v tloušťce 20 mm (λ = 0,014 W/m².K) ve skladbě s parotěsnou fólií s proměnným difuzním odporem a magnesiovou deskou. Toto řešení bylo již v průběhu stavebních prací posuzováno v dynamickém programu WUFI a ve statických programech běžně dostupných na tuzemském trhu. Výpočty potvrdily, že zvolená skladba bude vyhovující a s rezervou na straně bezpečnosti bylo toto vnitřní zateplení aplikováno na uliční fasádu.
V době realizace stavby vycházela cena desky (magnesia), parotěsné fólie a aerogelové izolace v tl. 20 mm na cca 1800 Kč/m². Spoje deskového panelu vnitřního zateplení, stejně jako OSB desky, které tvoří parotěsnou vrstvu střešního pláště, byly přelepeny air-stop páskou. Také napojení otvorových výplní v obvodové a střešní konstrukci bylo provedeno air-stop páskami.
Další aplikovaná opatření a skladby konstrukcí vedoucí ke snížení tepelných ztrát se dají považovat za běžné, a proto je uvádím pouze v bodech.
– Ostatní svislé ochlazované konstrukce – kontaktní zateplovací systém – 160 mm izolace z minerálních vláken;
– Okna do dvora – dřevěné Europrofily 92 s izolačním trojsklem Ug = 0,59 W/m².K;
– Okna do ulice – dřevěná kastlíková – vnější křídlo s izolačním dvojsklem, vnitřní křídlo s jednoduchým zasklením – Uw = 1,15 W/m².K;
– Střecha – 300 mm minerální vlny + 60 mm panelu z lisované slámy;
. Střešní okna s elektricky ovládanými vnějšími žaluziemi – dřevěný rám s osazeným izolačním trojsklem – Ug = 0,5 W/m².K.
Původní, přes 100 let stará okna byla v některých místech následkem zatékání velmi poškozená. Z toho důvodu byla okna do ulice i dvora kompletně vyměněna za nová, ač se během projekční fáze u oken do ulice uvažovalo jen o repasi. Výrobcem doložený součinitel prostupu tepla replik původních kastlových oken odpovídá součiniteli prostupu tepla oken 1,15 W/m².K.
Technické zařízení budovy
Technologická zařízení byla instalována s ohledem na dodržení čistého vzhledu interiéru, ekologický přínos a minimální provozní náklady. Při studii a projektové fázi byly řešeny různé zdroje (jako např. kotel na pelety, tepelné čerpadlo, kogenerační jednotka na zemní plyn atd.). V konečném výběru bylo kromě investičních nákladů přihlédnuto k využitelnosti pozemku a technického zázemí.
Zdroje tepelné energie byly rozděleny podle předpokládaného provozu a využití nemovitosti. Přípravu teplé užitkové vody a ohřev topného média pro podlahové vytápění zajišťují pro komerční podlaží do kaskády zapojené kondenzační kotle na zemní plyn.
Pro byt obojí obstarává tepelné čerpadlo vzduch–voda s možností elektrického dohřevu.
Pro každé nadzemní podlaží je navržena samostatná vzduchotechnická jednotka s vysokou účinností zpětného získávání tepla z odpadního vzduchu. Jednotka pro 1. NP slouží i pro větrání části 1. PP.
V současnosti už můžeme na základě dvou uplynulých topných sezón shrnout výsledky hospodaření s energií dosažené při provozu:
Komerční prostory vytápěné kondenzačními plynovými kotli
– 1. PP (čistá plocha místností 88,8 m²) – hy-gienické zázemí personálu, přípravna zeleniny, sklady a kotelna. Toto podlaží je ze 2/3 temperováno na teplotu 18 °C.
– 1. NP (čistá plocha místností 160,5 m²) – prostory jídelny, kuchyně, úklidové místnosti a sociálního zařízení. Již druhou topnou sezónu není podlaží plně využíváno. Temperováno na 18 °C.
– 2. NP (čistá plocha místností 179,5 m²) – menší kavárna, sál tělocvičny, šatna se sociálním zázemím, místnost masérny a kancelář. Prostory jsou vytápěny na 21 °C.
– V topné sezóně 2014–2015 odpovídala specifická spotřeba tepelné energie na vytápění a přípravu teplé vody 47,5 kWh/m².rok.
Byt vytápěný tepelných čerpadlem vzduch–voda
Byt ve 3. NP (čistá plocha místností 154,3 m²) s odděleným pokojem pro hosty. Byt užívá tříčlenná rodina a je vytápěn na teplotu 22 °C. V topné sezóně 2014–2015 odpovídala specifická spotřeba energie na vytápění a přípravu teplé vody 35 kWh/m².rok.
Celková specifická spotřeba elektrické energie bytu dle cejchovaného elektroměru (tzn. vytápění, příprava teplé vody, větrání, osvětlení, pomocná energie a veškeré další spotřebiče domácnosti) odpovídá 56 kWh/m².rok.
Při tvorbě koncepce bylo dbáno na možnost snadného rozdělení provozních nákladů při rozdílných uživatelích jednotlivých podlaží.
– Každé nadzemní podlaží má svůj elektroměr a jistič, společná spotřeba domu je odečítána samostatným elektroměrem.
– Každé podlaží má své podružné vodoměry.
– Teplo dodané do komerčních prostor je rozúčtováno na základě kalorimetru a spotřeby vody.
Z mimořádně neúsporné budovy k budově úsporné
Před rekonstrukcí byl dům zařazen do třídy energetické náročnosti G – mimořádně ne-úsporná budova. Průkaz energetické náročnosti byl zpracován na základě projektu dle vyhlášky 148/2007 Sb. Dům byl před aplikací vnitřního zateplení zařazen do energetické třídy B. Po aplikaci vnitřního zateplení dům jako celek zůstal uprostřed rozmezí pro třídu energetické náročnosti B.
Původní potřeba energie na vytápění dle výpočtu odpovídala hodnotě 183 kWh/m². Po opa-třeních uvedených v projektu se původní spotřeba snížila na 72 kWh/m² a následně po aplikaci vnitřního zateplení a vyřešení detailů okolo otvorových výplní hodnota klesla až na 65 kWh/m².
Pracovní tým
Žádný projekt nestojí na jedinci a v případě tohoto projektu se podařilo vytvořit tým, který byl schopen se odklonit od běžně realizovaných projektů.
– Koncepce projektu a zástupce investora: Ing. Tomáš Vanický.
– Zpracování studie: Ing. arch. Ivan Sobotka, Ing. Tomáš Vanický.
– Zpracování projektové dokumentace: Hana a Miroslav Herčíkovi & kolektiv.
– Zpracování projektu vytápění a vzduchotechniky: Ing. Iva Mědílková.
– Technický dozor: Miroslav Herčík.
– Stavitel: PMS Poděbrady, s. r. o.
Použití izolace na bázi aerogelu se v praxi osvědčilo a mohlo by to být vhodné řešení pro podobné rekonstrukce objektů v historických centrech měst. Projekt rekonstrukce poděbradské vily získal nominaci do finále českého kola Energy Globe Award.
TOMÁŠ VANICKÝ
foto archiv majitele objektu
Ing. Tomáš Vanický (*1977)
absolvoval Fakultu stavební ČVUT, obor stavební fyzika. Pracuje jako konzultant v oblasti energetické náročnosti budov a v posledních letech jako zástupce investora. Vlastní oprávnění ke zpracování energetických auditů. Je členem rady Centra pasivního domu.
