Řadový městský dům v Praze byl postaven ve druhé polovině třicátých let minulého století. Je součástí obytné zástavby, která vznikala jako soubor unifikovaných a poměrně drobných objektů s vlastními malými zahradami. Stavební podnikatel je prodával koncovým majitelům ještě před výstavbou. Jednotlivé domy prošly v průběhu desetiletí nejrůznějšími úpravami, ale celkově jednotný ráz území je ještě ve velké míře zachován.
Stav objektu před renovací v roce 2010
V roce 2009 jeden z domů, který od doby svého vzniku prošel jen malými změnami, zakoupili noví majitelé s úmyslem adaptovat ho pro bydlení pětičlenné rodiny s nároky odpovídajícími současné době. Původní záměr provést pouze nejnutnější opravy, drobné úpravy dispozice a základní opatření pro snížení provozní náročnosti se postupně po diskusích s architekty a po odhalení špatného technického stavu posunul k náročnějšímu cíli: celý objekt komplexně renovovat s cílem dosáhnout zásadního zlepšení provozních a dispozičních vad, co možná nejlepšího vnitřního prostředí a vlastností energeticky pasivního domu.
Jednou z celé řady podmínek stavebního povolení pak bylo s ohledem na památkovou hodnotu celého okrsku zachovat beze změny vnější objem hmoty domu a až na malé výjimky také členění fasád včetně výškových kót.
Byl proveden podrobný průzkum zahrnující sondy do konstrukcí a odkrytí některých skladeb a na tomto základě byly stanoveny konkrétní cíle a limity projektu:
– zachování vnější hmoty a členění fasád objektu s ohledem na lokalitu,
– využití převážné části autentických stavebních konstrukcí objektu,
– úpravy nebo náhrada nevyhovujících a zhavarovaných částí konstrukce,
– úpravy konstrukcí s ohledem na kvalitu vnitřního prostředí (prostorový komfort a provozní vazby v interiéru, tepelná pohoda, větrání, úroveň přirozeného osvětlení, akustické vlastnosti),
– redukce spotřeby energie a emisí CO2 alespoň o 90 %,
– snížení relativní průvzdušnosti obálky alespoň o 90 %,
– využití solární energie, dešťových vod, aplikace vegetační střechy,
– v designu interiéru využít alespoň zčásti inspirace z období vzniku.
Jednotlivé oblasti mohou být při konkrétním návrhu vzájemně provázány a ovlivňují jedna druhou. Zvláště při takto malých rozměrech objektu, stísněných podmínkách interiéru a omezené stavební situaci v kontaktu se sousedními objekty běžně docházelo k tomu, že nové stavební řešení v návaznosti na původní konstrukce hledalo rovnováhu mezi přísnými požadavky tepelné techniky pasivního standardu. Tento stav přinesl nutnost skutečně integrovaného navrhování. Přesto, jak to bývá v podobných případech běžné, byly v průběhu celé realizace stavby odhalovány nové poznatky o původním objektu, které byly někdy v rozporu se zachovanými podklady i prvotně zjištěnými informacemi a bylo nutno na ně reagovat úpravami projektu.
Dům byl v době vzniku postaven za použití co nejlevnějších materiálů a technologických postupů. Na původní nosné zdivo byly použity plné cihly a částečně historické lehčené dutinové tvárnice „jestavky“, ze kterých byly vystavěny i příčky a štítové stěny o velmi špatné kvalitě zdění. Stropy byly provedeny ze železobetonu (nad suterénem a nad částí 2. NP) nebo byly dřevěné trámové se záklopem (ve zbylých traktech).
Architektonický a dispoziční koncept
Architektonická opatření se zaměřila v rámci podmínek stavebního povolení na revitalizaci fasád včetně nových detailů v exteriéru, uvolnění stísněné dispozice (šířkový modul řadové sekce je pouze 5 m), scelení fragmentovaných malých prostorů, doplnění prostor hygienického a technického příslušenství, nové komunikační a prostorové vazby suterénu, 1. NP a zahrady. Dbalo se i o kvalitu designu soudobého interiéru.
Statický a konstrukční koncept
Bylo zachováno kvalitní zdivo z plných cihel, vyhovující ŽB konstrukce včetně stropu suterénu a většina dřevěných trámových stropů. Nahrazeny byly nevyhovující stropní konstrukce jako například druhotně přetížený ŽB strop nad částí 2. NP a trámový strop nad jedním traktem v 1. NP, jehož původní trámy byly ale použity pro posílení zbylých trámových stropů. To bylo umožněno unifikovanými rozměry jednotlivých původních traktů. Nevyhovující svislé konstrukce z lehčeného zdiva byly nově provedeny z vápenopískových tvarovek. Do zdiva objektu byly integrovány některé ztužující konstrukce – nové ŽB věnce, prahy, překlady – a vzhledem k různým podmínkám a konceptu vzduchotěsnosti bylo nutno využívat kombinované provazování rohů na příponky nebo na tradiční vazbu. Zastřešení bylo provedeno zcela nové z KVH krokví podepřených středovým průvlakem s vyvěšenými latěmi na OSB příložkách vymezujícími komory pro tepelnou izolaci a rovinu vzduchotěsnosti. Zcela nové je schodiště ve 3. NP, tvořené visutými jednostranně vetknutými konzolami.
Tepelnětechnická opatření
Při návrhu tepelnětechnických opatření bylo zásadním rozhodnutím začlenění suterénu do vytápěné obálky. Vznikla jedna tepelná zóna, a tak se eliminovala celá řada obtížně řešitelných nebo neřešitelných detailů především u schodiště do suterénu. Dalším zásadním krokem bylo termické oddělení řadové sekce od sousedů za pomoci vložené vrstvy grafitového EPS do styku sekcí, čímž došlo ke scelení tepelněizolační obálky a vyřešení problému tepelného mostu ve styku sekcí u fasády. Na svislý plášť byl navržen ETICS (30 cm grafitového EPS a XPS) – u starého cihelného zdiva na lepicí kotvy a u nového vápenopískového zdiva bez kotev. V suterénu je nově vnitřní izolace z kalciumsilikátu a na terénu je vzhledem k omezené podchodné výšce jako kompromis mezi výkonem a dosažitelnou cenou použita izolace PIR. Šikmá střecha je řešena jako difuzně otevřený větraný dvouplášť s komorami vyplněnými foukanou celulózou, kde jsou exponované detaily izolované MV s hodnotou λ 0,032. Režim nové jednoplášťové střechy nad původní malou terasou izolovanou masivní vrstvou EPS je vylepšen aplikací vegetační střechy. Kompletně byly vyměněny výplně otvorů a použity nové moderní profily typu Smartwin v pasivním standardu. Vzhledem k rozdílným situacím v renovované stavbě byly použity tři varianty osazení – předsazené, polopředsazené s vazbou na vnitřní vzduchotěsnicí vrstvu a polopředsazené s vazbou na vnější vzduchotěsnicí vrstvu. Takováto různorodost není u tak malé stavby obvyklá. Byly minimalizovány tepelné vazby a mosty – u některých nároží pomocí posílení vloženými bloky EPS a u základové spáry vložením tvarovek ISO-kimm pod schodiště a vnitřní stěny suterénu. Na řadě detailů obálky budovy byly použity prvky a materiály eliminující tepelné mosty (kotvy Dosteba, tvrzený polystyren CF, purenit, aerogel, kompozitové profily).
Vzduchotěsnicí opatření
Koncept vzduchotěsnicích opatření se musel vyrovnat s řadou nástrah. Především šlo o vliv stropních trámů vetknutých do původního zdiva, nehomogenní zdivo z dutinových tvarovek, staré zděné komínové těleso a původní výplně otvorů. Výsledkem měření relativní neprůvzdušnosti před zahájením renovace byla hodnota n50 = 6,06. Kromě nových výplní otvorů byla jako svislá hlavní vzduchotěsnicí vrstva použita nová celoplošně vyztužená omítka, a to částečně na vnitřním a částečně na vnějším líci nosné vrstvy zdiva podle situace tak, aby byl vytořen potřebný bypass zhlaví původních trámů. Jako spojka mezi vnitřním a vnějším lícem byl pak používán zhutněný beton nových ztužujících konstrukcí ve zdivu nebo byla omítková vzduchotěsnicí vrstva protahována přes dočasně odstraněné styky stěn a stropů v koutech v půdorysu i po výšce tak, aby byla úplně spojitá. Takto mohly být též zcela odseparovány problematické ponechané původní příčky i staré komínové těleso, které tak mohlo být bez obav využito pro mnoho nových tras svislých instalací. Toto propojování vzduchotěsnicí vrstvy v koutech a nárožích muselo být včetně konkrétních rozhodnutí o vnitřním nebo vnějším vedení vzduchotěsnicí vrstvy v souladu s požadavky na prostorovou tuhost budovy, a proto bylo nutno podle situace kombinovat výše zmíněné provazování na vazbu nebo příponky. Vzduchotěsnicí vrstva v rovině střechy byla provedena standardně prostřednictvím protmelených a přelepovaných OSB desek a v suterénu novou asfaltovou hydroizolací proti zemní vlhkosti. Styky jednotlivých materiálů s prostupy byly samozřejmě opatřovány k tomu určenými páskami a dilatačně nebo mechanicky namáhaná místa byla pojišťována trvale pružnou vzduchotěsnou stěrkou. Elektroinstalace u vzduchotěsnicí roviny byly nově prováděny i v původním zdivu v omítaných drážkách do maltového nebo tmeleného lože. Určitou raritou je použití vzduchotěsného průlezu pro kocoura směrem do zahrady. Výsledná neprůvzdušnost při blower-door testu „A“ byla naměřena v hodnotě n50 = 0,48 a jde tedy o více než dvanáctinásobné zlepšení oproti původnímu stavu. Dodavatel stavby vzhledem k celkem příznivému výsledku kontrolního blower-door testu „B“ v hodnotě n50 = 0,65 z důvodu vlastního sebeuspokojení a v rozporu s pokyny autorského dozoru bohužel neodstranil některé identifikované a snadno opravitelné průniky vzduchu a výsledek mohl být ještě lepší. Přesto je možné považovat dosažený stav neprůvzdušnosti u komplikovaného objektu s podílem konstrukcí starých téměř 80 let za velký úspěch a v porovnání s publikovanými zahraničními příklady realizací podobného charakteru se řadí na nejvyšší příčky.
Vnitřní prostředí budovy a koncept TZB
Návrh se podrobně zabýval tepelnou stabilitou objektu v návaznosti na efektivitu vytápění a chlazení. Novým zdrojem tepla pro vytápění a ohřev vody je malý plynový kotel (topná zátěž objektu po renovaci je pouze cca 2 kW), pro který byla pro zjednodušení využita původní plynová přípojka. Nová akumulační nádoba o objemu 500 l může být také dohřívána doplňkovými fotovoltaickými panely na střeše, jejichž využití je navrženo v hierarchii preferencí: 1. okamžitá spotřeba silové elektřiny v domě, 2. dohřev vody v akumulační nádobě, 3. dobíjení domácí akumulátorové větve. Původní litinová topná tělesa pod okny byla nahrazena stěnovým, resp. podlahovým vytápěním a byly provedeny nové rozvody ústředního topení. Kvůli eliminaci letního přehřívání a zvýšení tepelné stability objektu byly nově použity materiály se schopností akumulace tepla (těžké plovoucí podlahy, jílové omítky, vápenopískové zdivo) a zajištěno vnější stínění oken žaluziemi integrovanými v nadpražních fasádních boxech. Navrženo bylo letní pasivní dochlazování pomocí cirkulace média v systému s využitím potenciálu podloží (samostatná větev vně izolované obálky pod suterénem) pro vyrovnávání přirozené tendence stratifikace teplot ve výškově členěném čtyřpodlažním objektu s volným schodišťovým prostorem.
Do objektu bylo samozřejmě nutno implementovat systém řízeného větrání. Větrací jednotka s rekuperací tepla o vysoké účinnosti a možností osazení entalpického výměníku byla umístěna do suterénu blízko fasády do prostoru bývalého skládku na uhlí. Z tohoto důvodu byla vzhledem k omezené světlé výšce suterénu snižována úroveň původní podlahy celého suterénu. Rozvody VZT jsou z potrubí Spiro a mají minimalizovanou délku horizontálních tras na nejmenší možnou míru. K tomu dopomáhá dílčí kaskádové uspořádání systému. Velká část rozvodů je integrována včetně vyústek v nově vestavěném nábytku. Vnější prostupy jsou v úrovni soklu a svislé rozvody využívají v zásadě původní trasy vnitřních instalací, jež byly všechny prováděny také zcela nově a navíc kromě vzduchotechnického potrubí jsou ještě nově doplněny shozem na prádlo. Proto bylo nutné veškeré rozvody vnitřních instalací pečlivě koordinovat v průběhu projektování i výstavby. Regulace čidly CO2 v ložnicích je kombinována ovládáním prostřednictvím TFT displeje v obytném prostoru a spínači VZT v koupelnách a kuchyni.
V konceptu TZB nelze opomenout využívání dešťových vod prostřednictvím akumulační nádrže, která byla osazena do nově vzniklého prostoru, kde byl odstraněn původní terén, vytvořeny opěrné zdi s novým vstupem a schodištěm do suterénu, osazena zahradní terasa a odhalena původní suterénní zeď. Tento prostor nyní zároveň slouží jako zahradní skládek a také jako opatření proti zemní vlhkosti, které umožňuje postupné vysychání původně velmi promáčeného zdiva v části suterénu.
U problematiky vnitřního prostředí budovy byla velká pozornost věnována akustickým opatřením a zlepšení úrovně vnitřního přirozeného osvětlení a tím kromě zvýšení bezpečnosti a komfortu užívání také snížení energetické a finanční náročnosti při provozu umělého osvětlení. Akustické poměry ve vztahu k vnějšímu prostředí byly zásadně zlepšeny osazením okenních výplní v pasivním standardu a náhradou lehčených keramických tvarovek vápenopískovým zdivem.
Zlepšení akustiky
Termická separace od sousedních řadových sekcí šla ruku v ruce s akustickým oddělením, kde místo vylehčené keramické konstrukce štítových zdí vznikl těžký sendvič, kde po prvních zkušenostech z užívání je možné říci, že došlo k naprosté změně a k dokonalé ochraně z hlediska kročejové i vzduchové neprůzvučnosti. Přitížení posílených trámových stropů novými těžkými plovoucími podlahami a nové ŽB stropy zásadně zlepšilo akustické poměry i v rámci samotného objektu.
Osvětlení
Zvýšení vnitřní hladiny přirozeného osvětlení bylo dosaženo jednak použitím výplní s minimalizovanými šířkami rámů nejnovější generace, které jsou výhodné nejen z hlediska energetických solárních zisků, ale také z hlediska vysoké míry prostupu viditelné části spektra. Kromě toho svou konstrukcí umožnily při zachování předepsaného původního vnějšího rozměru okenního otvoru vnitřní rozměr otvoru zvětšit o 20 cm ve svislém i vodorovném směru, zmenšit tak také výšku překladu a získat o desítky procent více světla procházejícího do interiéru v porovnání s předchozím stavem. Další opatření pak pomáhají k tomu, aby bylo získané světlo propuštěno dále do nitra budovy. Jedná se především o změny dispozice, kdy původně oddělený vnitřní schodišťový prostor byl buď zcela spojen se sousedními osvětlenými prostory zrušením dělicích příček, nebo byly v dělicích příčkách osazeny průběžné nadsvětlíky s bezrámovým zasklením. Dveřní otvory byly zvýšeny pod strop a také opatřeny bezrámovým nadsvětlíkem. Volné průchody v nosných stěnách byly rozšířeny a zvýšeny. Prostor schodiště není oddělen od podest zábradlím, ale subtilní ocelovou sítí, která netvoří pro světlo téměř žádnou překážku. Významnou pomocí pro horní přisvětlení schodišťového prostoru je také nové nejhořejší schodišťové rameno, kde původní celistvou truhlářskou konstrukci s trámkovým zábradlím nahradily poměrně subtilní žiletky samostatně vykonzolovaných stupňů, které mezi sebou propouštějí světlo do spodních podlaží.
Bilance projektu
Po několikaleté přípravě probíhala realizace stavby po dobu 15 měsíců při intenzivním autorském dozoru. Základních cílů stanovených na počátku se při projektu a realizaci podařilo dosáhnout s následujícími výsledky:
Potřeba tepla na vytápění – zlepšení o 94,3 % oproti původnímu stavu
– původní stav: 210 kWh/(m²a) dle PENB,
– nový stav: 11 kWh/(m²a) dle PENB, 12 kWh/(m²a) dle PHPP.
Potřeba primární energie po renovaci – 90 KWh/(m²a) dle PHPP.
Relativní neprůvzdušnost – zlepšení o 92,1 % oproti původnímu stavu:
– původní stav: n50 = 6,06 (q50 = 6,4 m³/h/m²),
– nový stav: n50 = 0,48 (q50 = 0,48 m³/h/m²).
Společenské souvislosti
V době zadání projektu v roce 2009 se téma energeticky pasivní výstavby v České republice spojovalo téměř výhradně s novostavbami a dosažení definovaných parametrů pasivního domu u starších objektů se nepovažovalo za příliš
reálné. V tomto případě architekti po svých pozitivních zkušenostech ze zahraničí podporovali v souladu se stavebníky záměr komplexní renovace oproti pouhým obvyklým úpravám spočívajícím v takzvaném zateplení a úpravě vnitřních povrchů s drobnými dispozičními změnami. Projektová příprava tak postupovala tímto ambicióznějším směrem. Realita v našem prostředí ale byla poněkud odlišná od zahraničí, a tak od přípravy stavby přes její projednání a prosazení k úspěšné realizaci uběhlo téměř sedm let. V průběhu této doby došlo zásadnímu posunu v obecném vnímání této problematiky a obnova starých staveb do co nejlepšího energetického standardu se stala jedním z hlavních témat ve stavebnictví ve vyspělé Evropě a čím dál tím více se prosazuje také u nás. Pokud by naše společnost byla schopna pružněji reagovat na aktuální vývoj tohoto oboru v zahraničí nebo dokonce měla za cíl být v kontaktu s jeho špičkou, přineslo by to řadu výhod, příležitostí a zároveň by bylo ušetřeno mnoho sil a energie, které musejí být někdy zbytečně vydávány na prosazení změn a nových přístupů.
Spolupráce na projektu
– Architektonická studie, DUR, DSP, DVD, DPS, energetická koncepce, koncept vnitřního prostředí, koncept TZB, projekt interiéru, projekt zahradních úprav, autorský dozor: SUNFLYER – Martin Augustin, Kateřina Mertenová, Petr Parýzek.
– Statika: Martin Stránský, Jiří Čech.
– Požárněbezpečnostní řešení: Alena Bílková.
– Dokumentace pro NZÚ: EKOWAT, SUNFLYER.
– Projekt TZB: EKOSTEP, SUNFLYER, FELI, v. o. s., EI-projekt, SELM, s. r. o., Solarinvest.
– Inženýring: Marie Vojáčková, Jaroslav Havlík.
– Hlavní dodavatel stavby: W-komplet, s. r. o., vedení stavby: Jakub Vachuda.
– Technický dozor stavebníka: Jaroslav Havlík
– Blower-door testování: Stanislav Paleček
MARTIN AUGUSTIN
foto Kateřina Mertenová, Martin Augustin
Ing. arch. Martin Augustin, Ph.D., (*1972)
absolvoval FA ČVUT, kde v letech 2000–2011 působil jako pedagog. Je nezávislým architektem, zabývá se také teorií architektury a urbanismu, především tématem zásahů moderní architektury do historického prostředí.
