Dva projekty pasivního domu

V soutěži Český energetický a ekologický projekt získal ve studentské kategorii dvě ocenění Michal Mázl ze Stavební fakulty VUT v Brně. Ve svojí diplomové práci se zaměřil na projekt pasivního bytového domu v Dubňanech, kromě toho vypracoval i návrh rodinného domu v pasivním standardu.

Diplomová práce navazuje na projekt rekonstrukce školy na bytový dům v pasivním standardu. Zabývá se přestavbou dalšího objektu v areálu bývalého hornického učiliště v Dubňanech, kde by mohlo vzniknout dalších dvacet bytů. 

Autor projektu kladl důraz na co největší využití vnitřních prostor, zachoval všechny nosné konstrukce a co nejvíce konstrukcí nenosných. Vnitřní chodby redukoval na spojovací chodbu v 1. NP, schodiště mezi 2. a 3. NP odstranil. Byty orientoval ve směru jih-sever, otvorové výplně vyměnil za energeticky úsporné. Na severní straně většinu oken nahradil vstupními dveřmi do bytů. Obvodový plášť zateplil 240 mm EPS a opatřil systémem ETICS. K objektu přistavěl z jižní strany balkony, ze severní pavlač, která slouží jako přístup k bytům. 

Konstrukční řešení 
Stavba je zděná, překlady z železobetonu tvoří ztužující věnec spojený se železobetonovou stropní konstrukcí. V suterénu jsou ocelová okna s jednosklem, v patrech dřevěná zdvojená okna. Vnější i vnitřní omítky jsou vápenocementové, střešní plášť jednovrstvý z velkoformátové vlnité krytiny bez pojistné hydroizolace. 

Konstrukční a materiálové řešení se příliš nemění. Strop nad 3. NP bude zateplen foukanou tepelnou izolací mezi vazníky, strop pod 1. NP je izolován z obou stran izolací EPS. Dřevěná okna autor projektu nahradil plastovými okny s izolačními trojskly. Na jižní straně je solární sklo pro zvýšení zisků ze slunečního záření. Rámy z velké části překryje tepelná izolace, takže tepelné ztráty budou minimální. Zabudování oken je řešeno předsazenou montáží. Z důvodu zlepšení lineárního činitele osazení budou kotvena do nosné konstrukce pomocí kompozitních profilů (okno je tak vyneseno do tepelné izolace).

Energetická koncepce 
Hlavním zdrojem tepla je malá kogenerační jednotka TEDOM Micro T7, která nahradí kotel na uhlí. Dokáže spalováním zemního plynu vyrobit teplo a elektrickou energii v poměru 71/29 %. Díky tomu pracuje s účinností až 95 %. Při roční potřebě tepla v objektu 57,1 MWh je vyrobeno 23,2 MWh el. energie. Kogenerační jednotka tak dokáže pokrýt celkovou spotřebu na osvětlení a větrání v domě a navíc ročně vyrobit 10,5 MWh el. energie v tržní hodnotě 51 400 Kč. Tato energie se může využít k chodu spotřebičů nebo se bude distribuovat do jiných částí areálu. Teplo bude ukládáno do dvou akumulačních nádrží, jež slouží jako zdroj tepla pro vytápění i TUV. Byty budou vytápět nové radiátory.

Dům je vybaven rovnotlakým řízeným větráním s rekuperací tepla, která uspoří více než 50 % energie na vytápění. Větrací jednotka je umístěna v suterénu, v bytových jednotkách rozvod vzduchu zajišťuje podstropní vedení. K osvětlení slouží úsporné kompaktní zářivky v kombinaci s LED osvětlením.

Domov+

Přízemní dřevostavba rodinného domu byla navržena tak, aby měla co nejnižší nároky na spotřebu energie a pitné vody. Hlavní hmota domu má dřevěnou provětrávanou fasádu a dřevěná okna s izolačními trojskly. Výrazným architektonickým prvkem je prosklení jižní části. Funkčně je dům rozdělen na denní, noční a pracovní část. Obytné místnosti jsou na jižní straně spojeny zimní zahradou, kde je umístěna vnitřní kořenová čistička šedé vody. Kromě toho vedou ze zimní zahrady schody do suterénu se dvěma sklady. 

Konstrukce dřevostavby
Založení domu je navrženo na železobetonové desce izolované granulátem z pěnoskla v tloušťce 500 mm tak, aby se zlepšila jeho tepelná setrvačnost. Suterénní vápenopískové zdivo je založeno na základových pasech. Obvodová stěna vychází ze systému dřevěné rámové konstrukce two by four, kterou tvoří sloupky v osové vzdálenosti 625 mm. Sloupky doplňují OSB příložky, jež vynášejí venkovní lať a vytvářejí tak dutinu šířky 400 mm pro foukanou celulózu. Dřevěné sloupky jsou z vnitřní strany opláštěny OSB deskami, z exteriérové strany je dutina z důvodu lepší propustnosti vodních par opláštěna dřevovláknitou DHF deskou. Fasádu tvoří modřínový obklad bez povrchové úpravy. Na vnitřní straně je provedena instalační mezera tl. 40 mm pomocí vodorovného laťování. Prostor mezi latěmi vyplňuje dřevovláknitá izolace Steico Flex. Pohledovou vnitřní stranu tvoří sádrovláknitá deska.

Nosnou část stropní konstrukce tvoří dřevěné trámy, které v interiéru vynášejí dva lepené lamelové nosníky. Ty podporují dřevěné sloupky 150/150 mm. V technické místnosti a koupelnách je sádrokartonový podhled, v ostatních místnostech jsou stropní trámy pohledové. Stropní konstrukce je směrem do exteriéru zaklopena sádrovláknitými deskami, na nichž je nalepen modifikovaný asfaltový pás. Ten ve skladbě zastává funkci parozábrany. Nad ním je tepelná izolace z EPS 150S v proměnlivé tloušťce 400–600 mm. Hydroizolační vrstvu tvoří opět SBS modifikovaný asfaltový pás s polyesterovou vložkou. Nad hydroizolační vrstvou se nachází vrstva drenážní. Skladbu střešní konstrukce uzavírá vegetační souvrství.

Okna a dveře jsou dřevěné z profilu Slavona Progression. Zasklena jsou izolačním trojsklem. Tento rám je nižší a širší oproti standardním profilům a proto také efektivnější. Okno Slavona Progression získalo certifikaci Passive House Institutu v německém Darmstadtu ve třídě efektivity A.

Energetická koncepce 
Koncept je založen na základních principech pasivní výstavby – vhodná orientace ke světovým stranám, nadstandardní tepelné izolace a optimalizovaný návrh velikosti otvorů. Zimní zahrada tu má několik funkcí: vytváří tepelnou a stínicí clonu, slouží k čištění šedé vody a celoročně poskytuje čerstvé ovoce, zeleninu a bylinky. Systém vytápění je řešen řízeným větráním se zpětným získáváním tepla. Hlavní zdroj energie tvoří elektřina (fotovoltaické panely), primárním zdrojem pro vytápění je tepelné čerpadlo země-voda s plošným kolektorem o délce 75 m. Čerpadlo bude napojeno na 500 l akumulační nádrž, která je zdrojem TUV a také zdrojem tepla pro vytápění domu. V případě potřeby je dům zásobován z elektrické rozvodné sítě.

Větrání zajistí jednotka Atrea Duplex. Vzduch přiváděný do interiéru prochází nejdříve zemním výměníkem, poté přechází do prostoru zimní zahrady, kde se ohřeje a následně putuje do rekuperátoru. V zimním období má vzduch přiváděný do VZT jednotky výrazně vyšší teplotu, než je teplota venkovního vzduchu a tím zvyšuje účinnost rekuperační jednotky. Teplý vzduch je v objektu rozveden pomocí podlahových kanálků. Použitý vzduch je odváděn skrz chodbu a sociální zařízení.

Dům je vybaven lokálním fotovoltaickým zdrojem elektrické energie – PV panely o celkové ploše 45,5 m² mají výkon 7890 kWh/a. Umístěné budou na střeše domu a částečně i na střeše krytého stání. Elektrická energie se skladuje v akumulátorech a přebytky se distribuují do rozvodné sítě. Energie vyrobená z vlastních zdrojů slouží k chodu spotřebičů v domě a během noci dobíjí elektromobily.

Hospodaření s vodou 
V běžné domácnosti se denně spotřebuje na osobu 120 litrů vody. V dané oblasti je roční úhrn srážek 600 l/m². Plochá střecha má rozlohu 245 m², takže by měla ročně zachytit více než 145 000 l vody. V období zimy je nádrž dotována táním sněhu. Také vyčištěná šedá voda (bez moči a fekálií) se může zpětně použít k splachování WC nebo na zálivku rostlin. Pitná voda je pak třeba pouze na pití a přípravu jídla, denně se jí spotřebuje 11 l/osobu.

U navrhovaného systému je zpracování odpadních vod rozděleno na tři stupně čištění: První z nich se nachází v zimní zahradě. Jde o kořenovou čistírnu, která pročišťuje šedou vodu. Ta se po protečení zemním filtrem akumuluje a dále se používá jako voda sekundární (bílá). Druhý stupeň čištění představuje venkovní kořenová čistírna, která zpracovává vodu z WC. Voda postupně prochází přes usazovací nádrž a filtrační pole do biologického rybníku. Pro maximální účinnost při odstranění amonia-kálního znečištění slouží dvě filtrační pole. První s vertikálním prouděním, za ním následuje filtrační pole s horizontálním podpovrchovým prouděním vody. Třetí stupeň čištění provádí stabilizační rybník o velikosti 25 m2. Dokáže pojmout až 42 500 l vody. Přepad z rybníka vede trativodem do zahrady, kde pomáhá zavlažovat vegetaci. 

Zpracováno na základě autorských zpráv

Poděkování doc. Ing. Milošovi Kalouskovi, Ph.D., a Ing. Martinovi Němečkovi za odborné vedení práce.