Hodnotenie udržateľnosti budov – metodika CESBA, časť 5: Príklady budov posúdených nástrojom CESBA

Výstup bol realizovaný v rámci vedeckej úlohy VEGA Architektúra a urbanizmus 2020 - smerovanie k takmer nulovému energetickému štandardu.

Vybrané časti diela publikujeme na pokračovanie.

Dnes si prečítate piatu kapitolu publikácie, ktorá uvádza príklady budov posúdených nástrojom CESBA 

V rámci projektu CEC5 je predstavených osem demonštračných budov, ktoré predstavujú príklad dobrej praxe. Niektoré z nich už prešli vzorovou certifikáciou nástrojom CESBA.

• Krajina Vorarlbersko, Rakúsko: Life Cycle Tower One, Dornbirn /CEC5 2014a/
• Kraj Vysočina, Česká republika: Lidmaň - Ústav sociálnej starostlivosti /Vysočina 2014/
• Moravskosliezsky kraj, Česká republika: Ostrava, Školiace centrum INTOZA /Intoza 2014/
• Město Ludwigsburg, Nemecko: Detské centrum Gartenstrasse 14 /Ludwigsburg 2014
• Magistrát mesta Udine, Taliansko: PV panely na vzdelávacom komplexe /Comune 2014/
• Město Bydgoszcz, Poľsko: Areál Technickej školy /Czystabydgosz 2014/  Údolie rieky Soča, Slovinsko: Rekonštrukcia budovy /Prc 2014/
• Mesto Trnava, Slovensko: Stredná odborná škola v Senici /CEC5 2014b/ 

Life Cycle Tower One

Stavbou, ktorá v rámci projektu funguje ako školiace a demonštračný objekt, je Life Cycle Tower One (Veža životného cyklu 1) v rakúskom Dornbirne. Administratívna budova s prenajímateľnými priestormi rôznych veľkostí je navrhnutá ako osempodlažná drevostavba so železobetónovým komunikačným jadrom – základnou myšlienkou bolo vytvoriť modulárne opakovateľnú stavbu.

Pre stavbu LCT1 v areáli bývalej textilnej továrne Rhomberg bol použitý systém "Cree". Montáž drevostavby trvala len osem dní. O to dlhšia bola prípravná a projektová fáza. spoločnosť Cree pozvala k spolupráci významného rakúskeho architekta Hermanna Kaufmanna. Spoločnosť Cree vychádza z filozofie a životného štýlu severoamerických domorodcov tohto mená, ktoré v súčasnej interpretácii previedla do skratky "cree" = Creative Resource & Energy Efficiency (tvorivá efektivita zdrojov a energií) – ide o zdroj nápadov a iniciáciu nových stratégií udržateľného zaobchádzania a spolužitia s prírodou a jej zdrojmi. Spojenie s vorarlberskou Rhomberg Group a know-how interdisciplinárneho tímu je zárukou maximálneho zhodnotenia s použitím systému „cree“, čo vo výsledku predstavuje:

• hospodárne využitie energií a zdrojov,
• výrazné zníženie uhlíkovej stopy,
• skrátenie času stavby takmer na polovicu,
• nízke prevádzkové náklady,
• splnenie najaktuálnejších bezpečnostných noriem.

Ďalšie atribúty systému "cree" prinášajú výraznú zmenu pre výstavbu v mestách:

• menej hluku počas stavby, menej prachu a odpadu,
• systém je viacúčelový, variabilný, fasáda podľa individuálnych požiadaviek,
• priemyselná, sériová výroba – realizácia jedného podlažia za deň,
• konštrukcia umožňuje výstavbu až 30 podlaží (100 m výška budovy),
• zlepšenie bilancie skleníkových plynov až o 90%.

Konštrukčné a technologické riešenie:

• Nosná konštrukcia stien: masívne drevené prvky, o 30% ľahšia konštrukcia než zo železobetónu; zdvojené trámy 3 × 0,24 × 0,49 m.
• Stropné prvky: panely 8,1 × 2,7 m, drevobetónová konštrukcia, rozpätie 8-10 m, montáž trvá 10 minút; povrch: miestny smrek či jedľa, zhora armovaný betón.
• Fasádne prvky: drevená rámová konštrukcia panelov 12 × 3,3 m, štandard PD.
• TZB: individuálne riešenie zásobovania energiou.
• Jadro: z požiarnobezpečnostných dôvodov železobetónové, v ňom výťah a schodisko.

Kombinovaná drevená konštrukcia LCT zaručuje minimalizáciu použitia neobnoviteľných surovín a energií počas celého životného cyklu budovy. Optimálnou kombináciou materiálov je dosiahnutá úspora až 50% prírodných zdrojov. Jednotlivé komponenty systému (jadro, panely, fasádne stĺpy) sú prefabrikované v priemyselnom meradle a umožňujú rôzne modulárne skladby. Systém neobsahuje žiadne vnútorné nosné prvky, je veľmi flexibilný a umožňuje individuálne členenie priestoru, budova sa počas svojho života môže premieňať – to je tiež podmienka ekonomickej a udržateľnej výstavby. Použité materiály sú trvanlivé a zachovávajú si svoju hodnotu po mnoho dekád. Prvky systému LCT môžu vyrábať rôzne podniky, čo prináša veľké možnosti drevárskemu priemyslu a remeselníkom v regiónoch. Výstavba pomerne jednoduchej „skladačky“ je rýchla a preto vytvára menej prachu, hluku a odpadu. Modulárny systém s rýchlou, efektívnou a presnou realizáciou šetrí zdroje, čas aj peniaze, no napriek tomu ponecháva veľký priestor pre vizionárske dizajnové riešenia. Hodí sa pre rôznorodé využitie, napríklad pre bývanie, hotely, reštaurácie, obchody, školy, domovy dôchodcov, študentské ubytovanie, administratívu či iné verejné budovy, a dá sa upraviť pre rôzne národné a regionálne legislatívne požiadavky. Okrem systému LCT bol vyvinutý aj systém LCR (LifeCycle Residential System) pre riešenie vnútorného prostredie v „prírodnej“ kvalite. /Timber 2014, CEC5 2014a/ 

Ústav sociálnej starostlivosti, Lidmaň

Jedná sa o novostavbu na mieste bývalého objektu, ktorý už nevyhovoval súčasným požiadavkám z hľadísk prevádzkových, hygienických ani estetických. Nová budova nahradila starú nevyhovujúcu stavbu a poskytuje ubytovanie osemnástich klientom aj zázemie pre šesť členov personálu. Budova slúži klientom s ľahkou až ťažkou mentálnou retardáciou kombinovanou s ľahšími zmyslovými a telesnými postihnutiami, ktorí z dôvodu zdravotného postihnutia vyžadujú pravidelnú pomoc kvalifikovaného personálu a potrebujú pobytové služby.

Steny z vápennopieskových tehál s hrúbkou 240 mm majú tepelnú izoláciu z 220 mm minerálnej vlny, strop pod strechou je izolovaný 400 mm minerálnej vlny a podlaha nepodpivničeného objektu je izolovaná 200 mm vrstvou penového polystyrénu, v ktorej sú vedené rozvody vzduchotechniky a zdravotechnických inštalácií. Okná z plastových profilov zasklené trojsklom sú osadené na vonkajší líc nosnej steny s čiastočným prekrytím okenného rámu tepelnou izoláciou. Zdrojom tepla pre vykurovanie sú dve tepelné čerpadlá vzduch-voda (2 × 22 kW, celoročný vykurovací faktor 2,9) pre systém ústredného vykurovania, ohrev vetracieho vzduchu a ohrev teplej vody v zásobníkoch. Vetranie zabezpečuje systém teplovzdušného vykurovania a vetrania s rekuperáciou tepla – štyri vetracie jednotky s protiprúdovým výmenníkom. Neprievzdušnosť obvodových stien je zaistená vnútornou omietkou, strop z OSB dosiek je doplnený parozábranou s hliníkovou vložkou, okná sú pripojené pomocou tesniacich pások (overenie neprievzdušnosti blower-door testom však zatiaľ nebolo vykonané).

Fotovoltický systém na južných strešných rovinách podporuje energetickú účinnosť objektu – použitá je krytina s integrovanou PV fóliou z amorfného kremíka. Celková plocha fotovoltiky je približne 326 m2, účinnosť je približne 4% a inštalovaný výkon je zhruba 14 kWp. Ročná produkcia je odhadovaná na viac než 13 MWh, v budove využiteľná energia (ktorá slúži aj k ohrevu vody v zásobníkoch) však predstavuje len 15% celkovej spotreby objektu.

Jedná sa o prvú verejnú budovu v kraji Vysočina s komplexným riešením v nízkoenergetickom štandarde. Súčiniteľ prestupu tepla jednotlivých konštrukcií (v zátvorke požiadavka ČSN 730540 resp. odporúčanie pre pasívne domy): obvodové steny 0,17 W/m2K (0,30; 0,18 - 0,12), podlaha 0,17 W/m2K (0,45; 0,22 - 0,15), strop pod strechou 0,10 W/m2K (0,24; 0,15 - 0,10), okná 0,92 W/m2K (1,50; 0,8 - 0,6). Celkové náklady stavby boli 622 458 EUR pri podlahovej ploche 588 m2, stavebné povolenie bolo vydané v januári 2012, výstavba začala v marci 2012 a skončila v júni 2013. Očakávaný prínos: dosiahnutie vyššieho komfortu bývania a lepších podmienok pre klientov, demonštrácia možností zníženia energetickej spotreby, sledovanie spotreby energií (zobrazené na internete) a edukácia – informačné panely popisujú použité technológie a budova je otvorená expertom aj verejnosti s možnosťou odborných komentovaných prehliadok.

Budova v Lidmani bola vybraná ako demonštračný projekt CEC5 pre pilotné hodnotenie nástrojom CESBA, v tomto hodnotení získala 536 bodov z 1000 možných. Budova však bola do projektu zaradená až vo fáze výstavby (po dokončení hrubej stavby) a tým bola premárnená možnosť optimalizácie stavby v procese návrhu tak, aby projekt v čo najväčšej miere implementoval zásady udržateľnej výstavby. Nebolo teda možné zlepšiť energetickú a ekologickú kvalitu stavby podľa odporúčaní vyplývajúcich z vykonaného hodnotenia (napr. budova nie je kompaktná, okná majú malý podiel zasklenia a malé solárne zisky, tepelné mosty nie sú dôsledne minimalizované...) a preto tu došlo k významnej bodovej strate vo výslednom hodnotení CESBA v časti "kvalita procesu plánovania" aj v ďalších častiach. Tiež nebolo možné pripojiť fotovoltickú krytinu do rozvodnej siete, čo znížilo využiteľnosť produkcie fotovoltického systému. Budova je dobre hodnotená v časti "energia a zásobovanie" predovšetkým vďaka použitiu fotovoltiky a absencii chladenia (čo by pre takýto objekt malo byť samozrejmosťou), spotreba energie na vykurovanie je však príliš vysoká, žiadne body nepriniesla. Ide síce o (na naše pomery) nadštandardne „zateplenú“ stavbu, no podľa hodnotenia PENB (Průkaz energetické náročnosti budovy) dosiahla iba triedu B (merná potreba tepla na vykurovanie 49 kWh/m2 za rok (pre vzťažnú plochu 716,5 m2), podľa PHPP (Passive House Planning Package) je merná potreba tepla na vykurovanie 59 kWh/m2a (pre vzťažnú plochu 587,9 m2), čo je štvornásobok (!) požiadavky kladenej na pasívne domy) – vidieť, že najvyššie požiadavky na moderné budovy nemožno splniť iba hrúbkou izolácií a použitou technikou, nutná je aj optimalizácia architektonického návrhu a starostlivé riešenie detailov. Objekt nepočíta ani sa zadržiavaním dažďovej vody a jej ďalším využívaním v budove alebo na pozemku. Veľmi málo bodov dosiahla budova v časti "stavebné materiály a konštrukcie", keďže boli použité bežné stavebné materiály s vysokou záťažou životného prostredia (aj to je dôsledok toho, že návrh budovy už nebolo možné optimalizovať pomocou nástroja CESBA), k zlepšeniu skóre však pomohla výstavba na mieste nevyhovujúceho objektu.

Školiace centrum “Otazník” spoločnosti INTOZA

Sídlo firmy, školiace stredisko a dom služieb spoločnosti INTOZA v Ostrave (Moravskosliezsky kraj) je navrhnuté s jednoduchou konštrukciou a kompaktným tvarom ako štvorpodlažný kváder (16,2 × 23,7 x 15,4 m), v prvých dvoch podlažiach sú prezentované služby a výrobky pre výstavbu pasívnych domov. Aj preto je budova koncipovaná (v duchu filozofie firmy zaoberajúcej sa energetickou efektívnosťou) ako vzorový energeticky pasívny objekt.

Zámer investora bol realizovať administratívnu budovu v štandarde pasívneho domu v súlade s medzinárodnou metodikou PHPP. Pre splnenie tejto požiadavky bol koncepčný návrh niekoľkokrát zmenený: od prvotného návrhu "solárneho domu" s maximom presklených plôch cez koncept horizontálnych okenných pásov až k výslednému návrhu objektu takmer kubického tvaru so samostatnými okennými výplňami. Tento vývoj „dizajnu“ je príkladom optimalizácie s cieľom dosiahnutia vysokej energetickej efektívnosti budovy.

Nosnou konštrukciou objektu je železobetónový monolitický skelet, obvodové steny majú výmurovku z vápennopieskových tehál a sú z vonkajšej strany zaizolované penovým polystyrénom s prímesou grafitu. Penový polystyrén je použitý tiež ako tepelná izolácia strechy a základovej dosky. Zdrojom energie pre vykurovanie, ohrev teplej vody a chladenie je tepelné čerpadlo s výkonom 16,6 kW (s možnosťou reverzného chodu na chladenie v lete). Na streche objektu je umiestnených 48 fotovoltických panelov a dva teplovodné kolektory. Získaná obnoviteľná energia je primárne využitá v objekte, prebytky elektriny sú odovzdávané do verejnej siete. Riadenie vnútorného prostredia budovy z hľadiska optimálneho stavu a stability je automatizované riadiacim systémom s najmodernejšími prvkami a flexibilným programom, pričom všetky výstupy sú prehľadne prezentované na informačnom displeji vo vstupnej hale objektu.

Parametre objektu: zastavaná plocha 408,0 m2, obostavaný priestor 6194,7 m3, úžitková plocha 1267,7 m2, 55 zamestnancov, 50 návštevníkov v prednáškovej sále. Energetické parametre podľa PHPP: vzťažná plocha 1062 m2, merná potreba tepla na vykurovanie 11,5 kWh/m2a, celková potreba primárnej energie 111 kWh/m2a, neprievzdušnosť n50 (zmeraná blower-door testom) 0,17 h-1.

V hodnotení CESBA bola budova hodnotená po dokončení stavby podľa projektových podkladov predložených investorom. Dosiahla len 760 z 1000 možných bodov napriek tomu, že ide o energeticky najúspornejšiu administratívnu budovu v Českej republike. Strata bodov bola najmä kvôli plánovaciemu procesu (chýbajú štúdia nákladov navyše, certifikácia PD a proces výberu a posudzovania stavebných materiálov z ekologického hľadiska) a za nepreukázanú kvalitu vnútorného prostredia (chýbajú posúdenia akustiky, osvetlenia a letnej tepelnej stability).

Článok je výňatkom z publikácie Hodnotenie udržateľnosti budov – metodika CESBA
Lorant Krajcsovics, Henrich Pifko a kol.:
Slovenská technická univerzita v Bratislave, Fakulta architektúry
Editori: Henrich Pifko, Lorant Krajcsovics
Recenzenti: Boris Bielek, Ladislav Piršel
Vydavateľstvo STU, Bratislava, 2016, 100 strán (10 AH)
ISBN 978-80-227-4515-4

Celú publikáciu si môžete stiahnuť v prílohe nižšie: