a2 architektonické a konstrukční zásady a návrhy budov dle ... · a2 - architektonické a...
TRANSCRIPT
NÁRODNÍ STAVEBNÍ CENTRUM s.r.o.
BRNO 2012
Realizováno v rámci projektu EdUR – Edukace udrţitelného rozvoje
A2 – Architektonické a konstrukční zásady a návrhy budov dle principu trvale udržitelné výstavby
Arnošt Hřibohlav a kol.
A2 - Architektonické a konstrukční zásady a návrhy budov dle
principů trvale udržitelné výstavby
Vydalo: Národní stavební centrum s.r.o., Brno 2012
Bauerova 491/10, 603 00 Brno, www.stavebnicentrum.cz
Tato publikace byla vytvořena pro projekt EdUR – Edukace udrţitelného rozvoje
CZ.1.07/3.2.04/02.0024
Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost (OPVK), Číslo prioritní osy 7.3 Další
vzdělávání.
Tato skripta jsou financována Evropským sociálním fondem (ESF)
a státním rozpočtem ČR.
Autorský kolektiv:
Ing. arch. Josef Smola
vedoucí autorského kolektivu
Ing. Michaela Václavská
spolupráce
© Ing. arch. Josef Smola, 2012
ISBN 978-80-87665-01-5
4
OBSAH
OBSAH ............................................................................................ 4
ÚVOD .............................................................................................. 7
A2.1 URBANISTICKÉ PRINCIPY .......................................................... 9
A2.2 Umístění a orientace na pozemku ............................................... 17
A2.3 Optimalizace parametru A/V ........................................................ 19
A2.4 Principy řešení dispozice ............................................................. 21
A2.4.1 Obecně .......................................................................................... 21
A2.4.2 Obytné budovy ............................................................................... 21
A2.4.2.1 Rodinné domy ............................................................................. 21
A2.4.2.2 Stavby pro bydlení a ubytování .................................................... 24
A2.4.3 Školské stavby ............................................................................... 25
A2.4.4 Stavby pro obchod ......................................................................... 26
A2.4.5 Administrativní budovy ................................................................... 26
A2.5 Obvodový plášť ............................................................................ 28
A2.5.1 Návrh a konstrukční řešení spodní stavby ..................................... 28
A2.5.1.1 Plošné základy – základová deska, pasy, patky, rošty ................. 28
A2.5.1.2 Hlubinné základy – piloty, pilíře ................................................... 29
A2.5.2 Návrh a konstrukční řešení obvodového pláště ............................. 29
A2.5.2.1 Dřevěné konstrukce ..................................................................... 29
A2.5.2.2 Sloupkový systém – Two-by-four ................................................. 30
A2.5.2.3 Sloupkový systém – I profily ........................................................ 30
A2.5.2.4 Masivní dřevěné stěny ................................................................. 31
A2.5.2.5 Panely z vrstveného dřeva .......................................................... 31
A2.5.2.6 Zděné konstrukce ........................................................................ 32
A2.5.2.7 Ţelezobetonové monolitické konstrukce ...................................... 33
A2.5.2.8 Ostatní konstrukce ....................................................................... 34
A2.6 Konstrukce střechy ...................................................................... 37
A2.6.1 Návrh a konstrukční řešení střechy ................................................ 37
A2.7 Velikost, poloha a optimalizace oken ........................................... 39
A2.7.1 Obecně .......................................................................................... 39
A2.7.2 Poţadavky na zabudování oken do konstrukce ............................. 40
A2.7.3 Stínící technika oken ...................................................................... 42
A2.8 Relativní vzduchotěsnost obálky budovy ..................................... 43
A2.8.1 Metoda tlakového spádu, blower-door test [BDT] .......................... 44
A2.8.2 Zpŧsoby odhalování netěsností ..................................................... 45
A2.9 Vyloučení, příp. omezení tepelných mostŧ .................................. 46
A2.9.1 Principy eliminace tepelných mostŧ a tepelných vazeb ................. 46
5
A2.9.1.1 Konstrukční detaily základŧ a obvodového pláště ........................46
A2.9.1.2 Konstrukční detaily střechy ...........................................................48
A2.10 Energetické a vodní hospodářství .............................................. 50
A2.10.1 Energetické hospodářství ............................................................ 50
A2.10.1.1 Obnovitelné zdroje energie (OZE) ................................................53
A2.10.1.2 Energie biomasy ...........................................................................58
A2.10.1.3 Energie bioplynu ...........................................................................59
A2.10.2 Vodní hospodářství ...................................................................... 59
A2.10.2.1 Pitná voda ....................................................................................59
A2.10.2.2 Uţitková, dešťová voda ................................................................60
A2.10.2.3 Odstraňování splaškových vod .....................................................61
A2.10.2.4 Přírodní jezírko .............................................................................63
A2.11 Odlišnosti náleţitostí a koordinace projektové dokumentace oproti standardní výstavbě ................................................................... 65
A2.11.1.1 Studie/návrh stavby ......................................................................65
A2.11.1.2 Dokumentace pro územní rozhodnutí [DUR] ................................65
A2.11.1.3 Dokumentace pro stavební povolení [DSP] ..................................66
A2.11.1.4 Dokumentace pro provedení stavby [DPS] ...................................66
A2.11.1.5 Dokumentace skutečného provedení stavby [DSPS] ....................67
A2.11.1.6 Posílení kontrolních mechanismŧ (kontroling) ke zvýšení kvality staveb..........................................................................................67
SEZNAM OBRÁZKŦ ...................................................................... 69
SEZNAM TABULEK ....................................................................... 71
LITERATURA ................................................................................ 72
7
ÚVOD Za základní kámen v problematice energeticky úsporných domů lze povaţovat normu
ČSN 73 0540 - 2 Tepelná ochrana budov, která doposud jako jediná technická norma
v České republice rozvádí doporučení pro návrh a realizaci budov s nízkou energetickou
náročností. Norma rovněţ definuje nízkoenergetické domy, pasivní domy a v rámci
předběţné informace rovněţ domy s téměř nulovou spotřebou energií.
Jiţ koncept budovy zakládá rozhodující energetické a ekonomické parametry budovy.
Z toho vyplývá klíčová odpovědnost architekta/projektanta.
Pro dosaţení poţadovaného efektu je nezbytné splnit poţadavky tzv. „desatera“, obecné
principy, jejichţ splnění zajišťuje velmi nízkou energetickou náročnost budovy:
umístění a orientace budovy na pozemku
optimalizace parametru A/V
principy řešení dispozice
obvodový plášť
konstrukce střechy
výplně otvorů
vyloučení, příp. omezení tepelných mostů
relativní vzduchotěsnost obálky stavby
energetické a vodní hospodářství
kontrola realizace stavby
…„Základem návrhu je vyváženost všech složek ovlivňujících energetickou bilanci
budovy. Dosaženou nízkou potřebu tepla na vytápění, díky vhodnému koncepčnímu
i detailnímu stavebnímu řešení, je zpravidla možné s výhodou kombinovat vhodným
uplatněním soustav využívajících v různé míře obnovitelných zdrojů energie. Velmi
nízká energetická náročnost by měla být zároveň zajištěna v celém životním cyklu
budovy“. ČSN 73 0540-2
Kaţdý dům je primárně navrhován/projektován, aby plnil kvalitní, zdravé plně funkční
bydlení s nápaditým a výtvarně přitaţlivým vzhledem. Jeho energetická úspornost
a ekologická šetrnost by měla být samozřejmostí, automatickou přidanou hodnotou pro
jeho uţivatele.
Při koncipování energeticky úsporných budov je třeba vycházet zejména z kvalit
pozemku a jeho okolí. Ideální situování je u severní a východní hranice parcely tak, aby
jiţní, příp. i západní, průčelí bylo plně přístupno a vystaveno solárním ziskům. Je
moţné navrhnout rozsáhlá prosklení i na zbylé světové strany, např. je-li tím směrem
výjimečný výhled. Je však nutné si uvědomit, ţe tento „prohřešek“ je třeba
kompenzovat posílením jiných vlastností domu.
8
Základní úvahou o úsporné budově je její tvar, tedy kompaktní, jednoduchý, bez
zbytečných výstupků, aby splňoval kritérium co nejmenší povrch pláště (A) vůči
obestavěnému objemu (V). Z poměru A/V je nejideálnější koule, avšak prakticky
nerealizovatelná, válec, příp. půdorysně elipsa, a krychle dispozičně nepraktická.
Ustálená podoba je ve formě leţatého kvádru delší stranou orientovaného k jihu.
Střecha je optimálně plochá nebo pultová, popřípadě sedlová.
Neřešitelný problém nastane, pokud bude koncept příliš rozsáhlý a členitý. Nepříznivý
poměr A/V nelze napravit ţádným technickým, technologickým a zároveň
ekonomickým řešením.
Souběţně jsou řešeny dispozice, které jsou tepelně zónovány ve vztahu ke světovým
stranám. Obytné a pobytové místnosti jsou orientovány na osluněné strany, vstupní
partie, komunikace, šatny a úloţné prostory na stranu odvrácenou. „Mokré“ provozy
jsou soustředěny nad sebou, pokud moţno na jednu stoupačku. Doplňkové prostory –
garáţ, zimní zahrada, suterén jsou od domu obvykle tepelně odděleny.
Aţ 40 % tepelných ztrát je realizováno výplněmi otvorů, proto je velmi důleţitý podíl
plochy oken k ochlazované obálce domu. Velikost a plocha oken je optimalizována vůči
světovým stranám, taktéţ je klíčové správné zabudování do konstrukce obvodového
pláště - poloha oken vůči tepelné obálce.
Relativní vzduchotěsnost budovy je nedílnou součástí, aby nedocházelo k dalším
tepelným ztrátám, např. netěsnostmi pláště, kuchyňskou digestoří, větracím otvorem
spíţe, komínem krbu. Současný poţadavek je však v rozporu s poţadavkem hygienicky
nezbytné výměny vzduchu. Obvyklým řešením se stává řízený systém větrání
s rekuperací tepla.
Předpokladem správného návrhu projektové dokumentace je zpracování konstrukčních
detailů, nejlépe v měřítku 1/10 a zapojení specialisty na tepelnou techniku jiţ v úrovni
studie.
Klíčovým nástrojem ke kontrole kvality stavby je důsledný autorský dozor projektanta,
technický dozor stavebníka a organizace pravidelných kontrolních dnů na stavbě.
Je nezbytné zmínit, ţe na rozdíl od běţné výstavby jsou jednotlivé poţadavky
„desatera“ systémově provázány a vynecháním některého z nich, či nekritické
upřednostnění jiného, vede k nefunkčnímu řešení.
Autorem neoznačených fotografií: Josef Smola.
Zdroj: archiv autora.
9
A2.1 URBANISTICKÉ PRINCIPY
Principy solární obálky
Snahy Evropské unie vyjádřené implementací EPBD II do národních právních předpisů
směřující k udrţitelnosti výstavby, sníţení energetické náročnosti staveb, zvýšení podílů
OZE (obnovitelných zdrojů energie) a sníţení koncentrace CO2 jsou zaměřeny na
jednotlivé budovy. Nezabývají se problematikou větších urbánních struktur, plošnou
revitalizací stávající zástavby (panelových sídlišť, starší zástavby, brownfields...), ani
návrhem měst nových, vzniklých na „zelené“ louce.
Obdobně komplexní holistický přístup, který je aplikován v případě energeticky
efektivních budov, je ţádoucí ve větším měřítku přenést i na obytné celky. Tradiční
intuitivní navrhování, které řeší převáţně výtvarnou kompozici uspořádání jednotlivých
funkcí města (bydlení, pracovní příleţitosti, dopravu a rekreaci) sice vychází z místních
podmínek a poţadavků na provozní vazby, neřeší však energetickou náročnost
a udrţitelnost návrhu (pozn. dokonce lze slyšet od některých urbanistů, ţe jich se takové
úvahy netýkají, ţe to je výhradně záleţitostí projektantů jednotlivých staveb (!)).
Urbanistická struktura definuje některé vlastnosti svých základních stavebních
kamenů – budov. Charakteristickým rysem měst = vystavěné krajiny, je vyšší průměrná
teplota a niţší vzdušná vlhkost. To je dáno akumulací tepla ve stavebních konstrukcích
a masivních zpevněných plochách a obecně menším mnoţstvím ploch, které umoţňují
odpar. Míra obratnosti, s níţ je moţno pracovat s těmito fakty, se odráţí v mnoţství
dodané energie na provoz umělého ekosystému = v měřítku města.
Inovativní moţností koncepce města je
návrh pomocí solární obálky. Metodu
publikoval prof. Ralph Knowles jiţ
v roce 1981 (obr. 1). Definoval jí jako:
„prostorový regulativ, vymezující
maximální stavební objem v řešeném
území, který nestíní okolí ve zvoleném
časovém rozpětí“.
Velikost a tvar slunečního obalu je
definován prostorovými údaji (velikost a
tvar řešeného území, sklon a orientace
území) a časovými údaji (interval
proslunění, poloha slunce na obloze –
azimut, výška a poţadované energetické
parametry).
Obr. 1: Obálka vytváří nekonformní moţnosti
řešení objemu zástavby s celou řadou pilovitých
objemů ve střešních partiích. Zdroj: R.
Knowles.
S pomocí 3D modelu je koncipovaná urbanistická struktura, která zajišťuje všem
stavbám rovnocenný přístup slunečního záření, jako zdroje energie (kromě obvyklého
hygienického komfortu, poţadavku proslunění daného právními předpisy).
Inteligentní a cenově dostupný způsob stínění lze rovněţ zajistit vyšší mírou vyuţití
vysoké opadavé zeleně. Prvotní vytvoření optimální sluneční obálky je v dalších fázích
návrhu doplněno funkčním členěním a vloţením dopravní infrastruktury.
10
Prvním realizovaným příkladem města, kde byly tyto principy aplikovány, je „Solar
city“ v Rakouském Pichlingu, nedaleko Lince (obr. 2).
Formy developerské výstavby, kdy
developer není motivován ke sniţování
provozních nákladů, nemá zájem
investovat do čehokoliv, co nelze
zpeněţit v rámci prodejní plochy bytů,
jsou pro takové trendy obtíţně
vyuţitelné (obr. 3). Přestoţe urbanistické
ukazatele na základě provedených studií
pomocí sluneční obálky jsou srovnatelné
s poţadavky územního plánu (funkční
vyuţití, zastavitelnost území, a povolená
podlaţnost).
S tím souvisí redefinování pojmu
„společenská objednávka“ a „veřejný
zájem“ a větší zapojení budoucích
obyvatel do konceptu a projednání
návrhu města – srovnatelně s Dánskem
nebo Holandskem.
Veřejné prostory měst by měly mít
alespoň takovou kvalitu jako prostory
vyhrazené, privátní. Toho
developerským způsobem výstavby
dosáhnout v tuzemských podmínkách
nelze.
Obr. 2: Prvním realizovaným příkladem města,
kde byly tyto principy aplikovány, je „Solar
city“ v Rakouském Pichlingu, nedaleko Lince.
Zdroj: Google.
Obr. 3: Naopak nepochopitelná je urbanistická koncepce připravované městské čtvrti v Praze –
Trojmezí. Mechanicky opakovaná solitérní zástavba bez ambice vybudovat město. Zdroj: PPF.
11
Principy návrhu udržitelné infrastruktury
Obecným trendem v návrhu systémů infrastruktury je decentralizace. Relativně
soběstačný buňkový systém v měřítku posloupnosti: obydlí, obytná skupina (městský
blok), městská čtvrť, město, okres, kraj, region, stát, atd. Přechod od smart grides
k smart city. V budoucnu docílit uzavřeného oběhu energií/vody/odpadů.
Cílem je redukovat ztrátové přesuny materiálů a energií, preferovat jejich lokální
výrobu a spotřebu, a zahrnout moţnost recyklace. Takto koncipované systémy jsou
bezpečné, odolné vůči přetíţení a umí si v rámci celé sítě pruţně vypomáhat.
V lokálním měřítku preferovat dostupnost všech aktivit pro pěší, tomu musí odpovídat
koncentrace osídlení a přizpůsobena hierarchie sídla (satelitní městečka rodinných
domů kolem velkých českých měst mají tak nízkou koncentraci obyvatel a docházkové
vzdálenosti, které „neuţiví“ běţné prodejny, pekařství apod., vytváří se monokultura
sídliště na leţato).
Princip smart city (chytrého/inteligentního města, obr. 4) spočívá na šesti základních
pilířích:
Ekonomika (inovativní duch, podnikání, hospodářský obraz a ochranné známky,
produktivita, flexibilita trhu práce, mezinárodní integrace, schopnost přeměny).
Správa města (účast na rozhodování, veřejné a sociální sluţby, transparentní
správa, politické strategie a perspektivy).
Kvalita života (kulturní zařízení, zdravotní stav, individuální bezpečnostní, kvalita
bydlení, vzdělávací zařízení, turistická atraktivita, sociální soudrţnost).
Lidský potenciál (úroveň kvalifikace, vztah k celoţivotnímu vzdělávání, sociální
a etnická pluralita, flexibilita, kreativita, kosmopolitismus/otevřenost, účast na
veřejném ţivotě).
Kvalita prostředí (atraktivitu přírodních podmínek, znečištění, ochrana ţivotního
prostředí, udrţitelné hospodaření se zdroji a odpady).
Mobilita (místní dostupnost, (mezi)národní přístupnosti, dostupnost technické
infrastruktury, udrţitelné, inovativní a bezpečné dopravní systémy).
12
Obr. 4: Principy udrţitelnosti města, „smart“ městská část Hammarby Sjöstad, Stockolm.
Zdroj: město Stockholm.
Využití tepelného potenciálu technické infrastruktury a horninového podloží
Obdobně jako v měřítku jednotlivých budov lze získat nízkospádové teplo rovněţ pro
větší aplikace v měřítku městské části, nebo skupiny budov. Zdrojem je horninové
podloţí s ustáleným teplotním gradientem 8–10 °C, nebo naopak velké stavby městské
infrastruktury.
Jsou známé příklady ze Švýcarska bezúdržbových mostních konstrukcí, kdy je do
ţelezobetonové konstrukce mostovky vloţen systém kapilár s nemrznoucí náplní.
V letním období je teplo pomocí oběhového čerpadla ukládáno do vrtu ve skalním
masivu. V zimním období slouţí k rozmrazování mostovky a odtávání sněhu.
Využití energie z tubusů
železničního tunelu. Tunely jsou
velkým podílem hmoty zahloubené
pod úroveň terénu kvalitním zdrojem
geotermální energie. V rakouském
městě Jenbach byl realizován pilotní
projekt, kde přímo do
ţelezobetonových segmentů tunelu
byly vloţeny jiţ při výrobě topné
kapiláry (obr. 5). Byla tím aktivována
hmota tunelové obšívky o průměru
12 metrů v délce 54 m.
Obr. 5: Kapiláry uloţené do tubusu tunelu.
Zdroj: Rehau, Ing. Ivo Zeman.
13
Umoţňuje dodávku tepla do tepelného čerpadla v přilehlé budově kostela a zároveň
v případě potřeby udrţitelné chlazení konstrukce tunelů. Návratnost byla vypočtena
v rozmezí 13–18 let. Princip řešení je vyuţitelný i pro subtilnější tunely metra. Další
podobná aplikace se realizuje u německého Sttutgartu.
Obdobně lze vyuţívat teplotní potenciál hlavních splaškových kanalizačních řadů
a rekuperovat odpadní teplo. Jedna z pokusných realizací je rovněţ v Praze, kdy při
rekonstrukci původní zděné obšívky byly vloţené do průchozího profilu stoky podélné
liniové kapiláry s teplosměnnou kapalinou, která dodává tepelnou energii škole.
Materiálové řešení zpevněných ploch
Návrh rozsahu materiálu ploch má dopad
nejen do moţnosti zasakování dešťových
ploch v místě, ale ovlivňuje rovněţ
mikroklima okolí. Obecně bychom měli
navrhovat, alespoň z části propustné
plochy materiálů velmi světlých barev,
které mají vysoký podíl odrazivosti
tepelné sloţky slunečního záření.
Rozdíl povrchové teploty +2–3 ºC oproti
ozeleněné ploše trávníku, můţe vyvolat
při poţadavku vnitřní teploty sousedící
budovy i v letním období do 26 ºC
navýšení spotřeby energie na chlazení aţ
o desítky procent (obr. 6).
Obr. 6: Příklad NTK Praha, jejíţ okolí je z větší
části vybetonováno.
Hospodaření s dešťovými vodami v urbanizovaném území
Nezbytnost ekonomického hospodaření s dešťovými vodami vyplývá z vysoké míry
zastavěnosti a pokračující urbanizace krajiny. V ČR je zastavěno 10 ha krajiny za
24 hodin. Přirozený vsak ve volné krajině je umoţněn z 50 % plochy, zatímco ve
městech pouze z 15 %. Udrţitelný rozvoj v této oblasti spočívá v decentralizaci systémů
odvodnění a vysoké míře odpovědnosti majitelů pozemků, kteří jsou zodpovědní za to,
jak se zachází lokálně s dešťovými vodami. To znamená i vyšší odpovědnost samospráv
měst a obcí v rámci zpracování územních studií.
Nelichotivý obraz skutečnosti je v rozporu s poţadavky právních předpisů, které jiţ
dnes stanovují velmi přísné podmínky na zadrţování a vsakování vod (např. §5 zákona
č. 254/2001 Sb., v platném znění). Bohuţel nejsou projektanty, ani stavebními úřady
příliš respektovány.
V měřítku větších sídelních útvarů je podmínkou zřizování vsakovacích „průlehů“
a poldrů. Liniová zařízení, která se skládají z drenáţních ozeleněných vrstev,
zasakovacího příkopu s bezpečnostním přelivem přes revizní šachtu do dešťové
kanalizace. Tato zařízení s vegetačním povrchem (tráva, keře, květiny, zákaz
pohybových aktivit, které hutněním zhoršují vsakování) lze budovat u parkovišť,
v rámci zelených pásů lemujících komunikace. Nahrazují v plné míře odlučovače
ropných produktů. Návrh vychází z 5leté intenzity sráţek.
Zelené plochy v menší míře akumulují teplo a nezvyšují potřebu chlazení sousedících
budov v letním období (zdroj informace: Ing. Jiří Vítek, ČKAIT).
14
Trvale udržitelná výstavba versus právní předpisy
Právní předpisy
Stanovené regulační zásady, jimiţ se řídí rozvoj a výstavba v území, jsou důleţitým
faktorem. Příslušný krajský, obecní, nebo stavební úřad je povinen je sdělit na základě
ţádosti v písemné formě „územně plánovací informace“ dle § 21 stavebního zákona.
Dle § 139 zákona č. 500/2004 Sb., Správního řádu má územně plánovací informace
charakter tzv. „předběţné informace“.
Poskytnutá územně plánovací informace platí jeden rok ode dne jejího vydání, pokud
v této lhůtě orgán, který ji vydal, ţadateli nesdělí, ţe došlo ke změně podmínek, za
kterých byla vydána, zejména na základě provedení aktualizace příslušných územně
analytických podkladů, schválení zprávy o uplatňování zásad územního rozvoje
a zprávy o uplatňování územního plánu.
Klíčové informace o moţnostech souvisejících se záměrem na pozemku stavět
nízkoenergetický, nebo pasivní dům s ohledem na jeho optimální umístění jsou
k dispozici na místním obecním úřadě, ve městech na odborech územního plánování, na
příslušném stavebním úřadě. Rozhodujícím podkladem je platný územní plán města
nebo obce - plochy určené pro bydlení. Většinou dále zahrnují označení příslušné zóny
kódem, který odkazuje na odpovídající pasáţ v textové části vydávané ve formě Obecní
závazné vyhlášky. Textová část vymezuje zastavovací podmínky. V souladu se
zákonem, prováděcími vyhláškami a také dle aktuálního výkladu jednotlivých krajských
úřadů je po roce 1998 legitimní pouze uvedení:
funkční využití území, zpravidla vyjádřené graficky barevnou plochou
odkazující na popis v legendě hlavního výkresu;
procento zastavění, uvedené v popisu textové části;
výška zástavby, definovaná počtem podlaţí, či v metrech od nejvyššího bodu
rostlého terénu v zastavěné ploše předmětné stavby;
velikost pozemků, intervalem od–do, tedy nikoliv taxativně.
V řadě případů samosprávy obcí trvají na podrobných regulativech, např. tvary střech,
oken a jejich členění, povolené materiály, barevnost apod. Tyto nařízené podrobnosti
jsou v rozporu se zákonem, a tudíţ jejich zapracování do územního plánu po roce 1998
je neoprávněné/nezákonné. Zákonodárce je si tohoto stavu dobře vědom - novela
stavebního zákona s účinností od 1. 1. 2012 jiţ uvádí, ţe je nepřípustné, aby územní
plány obsahovaly prvky regulace, které jsou vyhrazeny pro regulační plány.
Posláním územních plánů je stanovit pravidla udrţitelného rozvoje a vyuţívání území,
nikoliv regulace jednotlivých pozemků. Proto je chybně rovněţ regulace, která se
vztahuje k jednotlivým katastrálním (pozemkovým) číslům pozemků.
Moţnosti korektně stanovené regulace logicky vycházejí z rozlišovací schopnosti
územních plánů, které jsou zpravidla vypracovány do map velkých měřítek (1:5 000,
1:10 000, maximálně v měřítku katastrální mapy). Tomu odpovídá i stupeň podrobnosti
rozborů, průzkumů a analytických podkladů, které se zpracovávají v rámci přípravy
územních plánů. Tedy i hloubka a úroveň znalostí o území.
15
Příklad chybně a nekorektně zpracovaných závazných regulací:
graficky zpracované parcelace pozemků,
stanovení uličních a zastavovacích čar,
definování tvaru, hmoty staveb a jejich polohy vůči vrstevnicím,
definování tvaru a sklonu střech,
poţadavky na konstrukce, stavební materiály a barevnost staveb,
poţadavky na dispoziční řešení stavby a další.
Výše uvedené „regulace“ jsou v rozporu s veřejným zájmem a omezují stavebníky
v jejich, ústavou zaručených, právech (obr. 7).
Pro úplnost je nutné uvést, ţe „urbanistické studie“ (dle stavebního zákona - územní
studie) jsou pouze územně plánovacím podkladem pro ověření moţných řešení
vybraných problémů. Nejsou tedy územně plánovací dokumentací ve smyslu zákona,
a jsou proto nezávazné a nelze ukládat stavebníkům na jejich základě povinnosti. Ţádný
právní předpis rovněţ neupravuje rozsah a obsah zpracování územní studie.
Obr. 7: Příkladem nekorektní regulace je urbanistická studie/dnes územní
studie. Dolní Břeţany, 2005.
Státní dozor ve věcech územního plánování vykonává Ministerstvo pro místní rozvoj.
Stav je takový, ţe drtivá většina v současnosti platných územních, nebo regulačních
plánů vůbec s umístěním nízkoenergetických, pasivních nebo téměř nulových domů
nepočítá. Regulační podmínky, např. dané uliční čáry, mechanicky shodně stanovené ze
severu i z jihu od obsluţné komunikace obvykle ve vzdálenosti 6 metrů, orientace
16
hřebenů šikmých střech a podobně znemoţňují optimální umístění těchto staveb na
pozemku.
Někdy je moţné se setkat s pozitivní diskriminací, která je však rovněţ nezákonná,
např. v návrhu územního plánu města Vlašimi z 09/2010:
Str. 9: „Fotovoltaické panely lze instalovat v plochách pro bydlení pouze na střechách
objektů, ale pouze v případě využití pro vlastní potřebu. U objektů pro bydlení smí být
odklon od střešní roviny maximálně 5 %.“
Str. 10: „Tvar střech sedlová, valbová, polovalbová, včetně kombinací…..pultová
a plochá střecha je možná pouze v případě nízkoenergetických domů (definice dle EN),
podmínkou je minimálně 50 % ozelenění střech“.
17
A2.2 UMÍSTĚNÍ A ORIENTACE NA POZEMKU
Na kaţdou stavbu působí vnější klimatické vlivy: slunce, vítr, sráţková činnost, vlhkost
a teplota vzduchu. Výběrem pozemku je moţné tyto vlivy potlačit, nebo naopak posílit.
Ideální pozemek, pro situování energeticky úsporné stavby má obsluţnou komunikaci
ze severu tak, aby byl dostatek prostoru z jihu nejen pro zeleň navazující na vnitřní
obytné prostory, ale rovněţ pro ničím nestíněný prostor umoţňující solární zisky větších
ploch prosklení účelově orientovaných na jih, případně západ. Při umisťování stavby je
snaha situovat ji co nejblíţe k severní a východní hranici pozemku, při zachování
stanovených odstupových vzdálenostech. Je tak zohledněna rovněţ atraktivnost
výhledového pole z hlavních obytných místností, příp. vazba na zahradu.
Při stanovování severu je praktické ověření světových stran přímo na pozemku, od
geodetů provádějících zaměření pozemku. Nemusí úplně platit, ţe popisy na snímcích
pozemkové mapy v České republice, jsou vţdy orientovány přesně na sever.1
Při běžné výstavbě to může znamenat komplikaci při výpočtu normového oslunění, u pasivních
domů to znamená snížení solárních zisků. Například u rodinného domu činí možné ztráty až
10 % měrné potřeby tepla na vytápění. (Zdroj: Martin Konečný).
Cílem je, aby solární zisky pro hlavní osluněné průčelí budovy byly trvale zajištěny
nejenom v rámci stávajících poměrů na staveništi i v jeho okolí (morfologie terénu,
sousedící zástavba), ale také vůči sousedům, kteří mohou svou legitimní činností zhoršit
podmínky, např. výsadbou vysoké zeleně, nebo nástavbou svého domu. Trajektorii
slunce v různých ročních obdobích ve vztahu ke stínícím překáţkám je moţné ověřit
pomocí jednoduchého průhledného štítku s diagramem drah slunce, připojený k buzole
(obr. 8).
Obr. 8: Ověřování trajektorie slunce a pozemku pomocí průhledného
štítku s diagramem drah Slunce.
1 Na vině je takzvaná „meridiánová konvergence“ vyplývající z Křovákova zobrazení, která způsobuje
odchylku 4,5 – 9,5° od východu na západ. Pro konkrétní pozemek jí lze vypočítat ze zeměpisné délky.
18
Rovněţ důleţitá je poloha vůči převládajícím větrům. Optimální je chráněná expozice,
která sniţuje tepelné ztráty.
Pasivní solární zisky je energie, která proniká do interiéru domu prosklenými částmi
obvodového pláště. Při nevýhodné orientaci pozemku je moţné výši reálně
dosaţitelných pasivních solárních zisků ověřit výpočtem. Účinná sběrná plocha okna je
součinem plochy okna a celé řady korekčních činitelů odpovídajících kvalitě
a materiálům okna, včetně jeho stínících prostředků.
Pamatovat by se mělo rovněţ na budoucí moţnost zastínění zejména jiţního průčelí
modelací terénu, vysokou zelení, nebo novou stavbou na sousedově pozemku, tedy
faktory, které nelze při nedostatečném odstupu přímo ovlivnit.
Zatímco u běţné výstavby tento fakt
prakticky nezmění energetickou bilanci
domu, u nízkoenergetických a pasivních
domů můţe tato okolnost vyvolat
výrazné sníţení solárních zisků, a tím
i zásadní zvýšení nákladů na vytápění.
Vliv umístění domu vzhledem
k morfologii okolního terénu má
významný podíl na jeho energetické
bilanci. Pro srovnání mezi dvěma
extrémy – nevýhodné hluboké stinné
údolí lemující řeku nebo potok, a ideální
chráněné prosluněné jiţní úbočí kopce,
je rozdíl aţ 40 % (obr. 9).
Obr. 9: Vliv umístění domu vzhledem
k morfologii okolního terénu. Ing. Martin
Zizka, Sonnenplatz, Grosschönau.
Odchylka hlavního průčelí domu od
ideálního jihu o 90° sniţuje solární zisky
aţ o 37 % (dle simulací provedených
v Institutu pasivních domů
v Darmstadtu). Formálně stanovené
uliční čáry někdy neumoţňují dostatečné
odstupy, a tím i garanci dostatku
nestíněného slunečního záření
dopadajícího na fasády s obytnými
místnostmi po dobu ţivotnosti stavby.
To můţe zvýšit měrnou potřebu tepla aţ
o desítky procent. V případě pasivního
bytového domu pro seniory v Modřicích
je výpočtově ověřeno, ţe rozdíl činí
36 % (obr. 10).
Obr. 10: Dům pro seniory, Modřice. Autoři:
Aleš Brotánek, Jan Praisler, Josef Smola.
Poţadavek na garáţ vestavěnou do hmoty domu znamená pro stavebníka pasivního
domu vícenáklady prakticky srovnatelné s pořízením další obytné místnosti. (Netěsná
garáţová vrata vedou k nutnosti zateplit systémovou hranici oddělující garáţ od
vytápěných částí domu na stejné úrovni, jako je obvodový plášť).
19
A2.3 OPTIMALIZACE PARAMETRU A/V
Vhodně zvolenou urbanistickou a architektonickou koncepcí – tvarování hmoty domu
a řešení dispozic, která zohlední klimatické, povětrnostní a topografické podmínky dané
lokality, lze docílit energetickou úsporu budoucích staveb a podtrhne i zdravé bydlení.
Promyšlené architektonické řešení je zdrojem největších energetických úspor – snazší je
šetřit energie chytrým návrhem, správným osazením do terénu, tvarem domu a jeho
orientací, neţ dodatečně napravovat chyby konceptu technickými prostředky.
Při koncepci energeticky úsporných budov jsou kladeny nové nároky na projektování
přechod od lineárního projektování k integrovanému holistickému přístupu. Architekti
a projektanti se nově musí vyrovnat s poţadavky, jimiţ jsou:
ochrana ţivotního prostředí,
šetření surovinami,
šetření energiemi,
recyklace budov, místo jejich bourání a skládkování,
vyuţívání nabídky a moţností okolního prostředí,
snaha o variabilnost staveb,
uţití recyklovatelných stavebních materiálů.
Hlavním poţadavkem u nízkoenergetických a pasivních staveb je výtvarné, hmotové
a dispoziční řešení tak, aby se co největší vnitřní objem (A) vměstnal do co nejmenšího
povrchu obvodového pláště (V) [m2/m
3].
ČSN 73 0540:2 Tepelná ochrana budov uvádí tabulku závislosti průměrného součinitele
prostupu tepla Uem,N na systémové hranici budovy (tj. hranice, kde se obvodový plášť
domu dotýká vnějšího prostředí) a faktoru tvaru budovy A/V. Čím horší poměr A/V,
tím musí být součinitel prostupu tepla lepší, v absolutní hodnotě co nejniţší.
Obr. 11: Projekt pasivního bytového domu Bubeneč Gardens, Praha,
autoři: Jakub Masák, Petr Němejc, Josef Smola.
20
Optimální tvar z hlediska A/V je koule, která je z konstrukčního, ekonomického
i dispozičního hlediska nereálná. Krychle a válec jsou dispozičně nepraktické,
přijatelnější je alternativa válce – půdorysně elipsa (obr. 11).
Nejoptimálnější variantou je leţatý kvádr orientovaný tak, aby byla maximální plocha
dispozice orientována na osluněné strany.
Výhodnější je vţdy kumulování objemu do dvou a více nad sebou poloţených podlaţí
bez suterénu. Z tohoto pohledu je výhodnější plochá střecha před pultovou nebo
sedlovou.
Poţadavek kompaktnosti a jednoduchosti tvaru stavby vylučuje nebo omezuje návrh
různých arkýřů, rizalitů, vikýřů, balkónů, lodţií, věţiček a tvarových sloţitostí, které
podstatně zvětšují ochlazovaný povrch stavby.
Tyto architektonické prvky nejsou zcela vyloučeny, ale pro jejich aplikaci je potřeba
dostatek znalostí (dochází k porušení desatera), proto je v takovém případě nutné posílit
ostatní vlastnosti domu, například přidáním masivní vrstvy tepelné izolace. Obvykle tím
ale dochází k prodraţení stavby a ekonomické vybalancování takové situace vyţaduje
značné zkušenosti s návrhem nízkoenergetických a pasivních domů.
Výhodnější formou pro pasivní domy jsou řadové rodinné domy, kde společné dělící
stěny sdílí stavby dohromady a plocha ochlazovaného pláště je účelně minimalizována.
Rovněţ tak forma kompaktních bytových vila/domů je výhodná.
Významně lepší předpoklady a poměr A/V mají bytové a administrativní budovy nebo
školy. Obdobně jsou vhodné dispozice bytů v panelových domech, kde je
minimalizovaná plocha pláště. Po výměně oken, zateplení fasády, vyřešení větrání, je
díky kompaktnímu tvaru optimální poměr A/V, příp. ho lze zlepšit střešními
nástavbami.
21
A2.4 PRINCIPY ŘEŠENÍ DISPOZICE
A2.4.1 Obecně
Postup při návrhu dispozičního řešení stavby se vychází ze snahy určit jasné a logické
provozní vazby mezi jednotlivými funkčními celky. Existuje několik praktických a léty
prověřených zásad, směřujících k racionálnímu, ekonomickému a na provoz
hospodárnému řešení.
Pro energeticky úsporné stavby je typickým poţadavkem tepelné zónování dispozice,
tzn. racionální sdruţování prostor se stejným způsobem uţívání a reţimem vytápění
a nevytápěných prostor.
Při systémovém přístupu lze v případě rodinného domu jednotlivé prostory členit do
obytného nebo pobytového, servisního a přídavného modulu s růstovým parametrem,
tj. s moţností etapovité přístavby hlavní pobytové části, která zahrnuje denní místnosti
orientované vţdy na osluněné strany. Servisní část obsahuje prostory příslušenství
a vnitřních komunikací (hospodárné je sdruţovat všechny "mokré" provozy - WC,
koupelny, kuchyně - pod sebou na jednu aţ dvě stoupačky). Přídavný modul obsahuje
většinou nevytápěné části, např. sklady a komory, technické místnosti, přístřešek pro
auta nebo zimní zahradu.
A2.4.2 Obytné budovy
A2.4.2.1 Rodinné domy
Řešení půdorysu moderního rodinného domu vychází obvykle ze základního funkčního
provozního členění na denní a noční zónu, nebo na soukromou a „veřejnou“ část,
podstatná je míra provázanosti exteriéru a interiéru. Přednost má vícepodlaţní řešení
před přízemní stavbou – optimalizace parametru A/V. Styk obálky domu s terénem
vţdy finančně náročnější, neţ se „vzduchem“.
Denní zóna – vstupní a obytná část domu mívá tradičně vstup přes závětří, zádveří do
předsíně, nebo vstupní haly. Dále navazuje šatna, WC, příp. malá koupelna, komora,
příp. kancelář nebo pracovna s moţností přímého vstupu z venku, opět vybavena
samostatnou předsíní. Náleţí sem i vstup z garáţe (trváme-li na ní) suchou nohou
oddělený opět předsíní, tj. “filtrem“ = eliminace výfukových plynů a chladu, které
mohou pronikat do interiéru.
Formu obytné části určují vzájemné dispoziční vazby místností a míra propojení
kuchyně, jídelny a obývacího pokoje. U patrového domu nebo domu s obytným
podkrovím do této části patří i schodiště, které můţe být umístěno v hale, v obývacím
pokoji nebo v samostatném prostoru, v příp. vyčlenění z půdorysné plochy jako
výtvarný prvek na fasádě, tím dochází k zhoršení faktoru A/V. Pečlivou úvahu si
zaslouţí i navazující schodiště zpřístupňující suterén a sklep (je-li to poţadavek
stavebníka), ve kterém je umístěna technická místnost, hobby prostory, fitness, úloţné
prostory pro sezónní věci, nebo vnitřní bazén. Není-li z objektivních důvodů moţné
suterén vypustit, např. velký sklon terénu, měla by další úvaha směřovat k jeho náplni
ne/vytápění. Vytápěný suterén bude součástí tepelné obálky celého domu. Nevytápěný
bude tepelně zónován a oddělen od ostatních částí domu, vč. tepelně chráněného vstupu
22
a schodiště. Z konstrukčního hlediska je výhodnější připojit sklep k vytápěné části, neţ
ho termicky oddělovat.
Takzvaná noční zóna rodinného domu zahrnuje loţnice, pokoje, koupelny, WC, šatny,
komory, pracovny. Umístěna můţe být v jedné úrovni se zónou denní, v praxi nalézáme
v patře nebo v podkroví (opět pamatovat na vliv faktoru A/V).
V závislosti na konceptu domu je fakultativní umístění dalších prostor - zimní zahrady,
sauny, místnosti pro domácí práce čí záliby, zahradní techniku. S tím souvisí i návrh
dalších doplňkových staveb na pozemku.
V informativní příloze ČSN 73 0540 - A.5.11 jsou uvedeny zimní zahrady, prosklené
lodžie a jiné podobné prostory, které zpravidla nepřispívají ke zlepšení energetické
bilance pasivního domu. Pokud jsou z jiných důvodů navrţeny, je třeba zajistit jejich
dokonalé tepelné oddělení od vytápěného prostoru a zajistit jejich účinné větrání
a stanovit vhodný způsob uţívání.
Optimálním řešením studené spíže v interiéru je nahrazení obvyklé samostatné
místnosti biofresch lednicemi v rámci dispozice kuchyně, či místnosti domácích prací.
Klasická spíţ s ventilačními otvory představuje nekontrolovatelné tepelné ztráty
a porušení pravidla (relativní) vzduchotěsnosti obálky, další náklady na oddělení od
interiéru domu (dvojitými zateplenými stěn a stropů a těsnými dveřmi).
V případě garáže nastává z tepelně technického hlediska podobná situace, v místech,
kdy regulační podmínky pozemku poţadují, aby garáţ byla součástí zastavěné plochy
rodinného domu. Objem garáţe vestavěné do hmoty domu je hodnocen jako netěsný2
studený prostor, který je nezbytné do domu oddělit „teplým“ pláštěm. Je-li moţnost
volby, stává se garáţ z tepelně technického hlediska samostatnou zónou oddělenou
tepelně i stavebně od vlastního domu.
Otevřený krb má obdobné poţadavky – dochází ke ztrátám tepla komínovým
průduchem a porušením vzduchotěsnosti obálky domu. Lze ho rozumně nahradit
uzavřenou krbovou vloţkou, nebo krbovými kamny, která jsou výrazně těsnější.3
Kuchyňská digestoř představuje svým nuceným odvětráním do fasády obdobný
problém, jako komín otevřeného krbu. Řešením je cirkulační digestoř s výměnnými
filtry. V blízkosti digestoře se v podhledu stropu zároveň instaluje odtah nuceného
větrání s rekuperací tepla.
Další modifikaci uvedeného modelu dispozice zahrnuje poţadavek více generačního
bydlení, kdy je tento blok (pokoj, někdy s kuchyňskou linkou, samostatné sociální
zařízení a vstup, komora, nebo šatna) určený zpravidla pro starší rodiče obvykle
situovat do přízemí, s bezbariérovým uspořádáním, často ve vazbě na krytou vnější
terasu, nebo studenou zimní zahradu.
Je praktické jiţ v konceptu stavby počítat s jeho postupnou etapovitou dostavbou, nebo
přístavbou, do hloubky dispozice, či na osluněnou stranu. Rodina není organismus
2 Poţadavek ČSN 73 60 57 Jednotlivé a řadové garáţe stanovuje, ţe garáţ musí být opatřena
neuzavíratelnými ventilačními otvory o ploše minimálně 0,0225 m2 pro jedno stání auta.
3 Pro přívod čerstvého vzduchu do topeniště, aby neodebíralo vzduch z interiéru zejména menších domů,
do objemu cca 12 m3/hod. není potřeba budovat samostatný přívod vzduchu podlahou do topeniště
(pramen: Ing. Petr Morávek, společnost Atrea).
23
s ukončeným vývojem a individuálně řešený dům má svou danou hmotovou kompozici
i proporce, je proto účelnější, počítat s moţností rozšíření. V případě pasivního domu si
tak nepochybně zakládáme na jisté problémy. Zvládnout bezchybně návaznost dostavby
na stávající část domu s ohledem na poţadavek dodrţení relativní vzduchotěsnosti
a eliminaci tepelných mostů je velmi náročné, ne-li nesplnitelné.
V případě poţadavku na podnikání bude kancelář s příslušenstvím rovněţ situována
spíše na neosluněnou stranu.
Bazény
Vnitřní bazén určený skutečně k plavání, tedy s minimálními rozměry 3 × 6 × 1,2 m,
včetně všech doplňků a odpovídající technologie filtrace a odvlhčování vzduchu,
významně ovlivní koncept stavby, zejména v oblasti pořizovacích nákladů stavební
i technologické části a vnitřních zařízení.
V případě energeticky úsporných domů se komplikuje relativní vzduchotěsnost
a poţadovaná úroveň zateplení. Vysoká teplota v bazénové místnosti spolu s vlhkostí
představuje kombinaci, se kterou je potřeba se vypořádat. Aby nedocházelo
k nadměrnému odpařování vody, měla by být teplota ovzduší o tři stupně vyšší neţ
teplota vody, tedy minimálně 28 °C. Mix vysoké teploty, vlhkosti (optimálně 65 %)
a případných výparů chlóru je pro nábytek přímo zhoubný. Vraţedné je potom bohaté
prosklení na jih, které si logicky většina klientů představuje. Dochází k obtíţně
zvládnutelným solárním ziskům, které končívají u klimatizační jednotky, tedy něčeho
co je v rozporu s filosofií pasivního domu. Kromě toho ani mnohahodinový nezbytný
proces filtrování a ohřevu vody není úplně bezhlučný a stejně intenzivní můţe být také
čichové vnímání bazénu.
Ze všech těchto důvodů je nezbytné mezi bazénem a obytnými prostory situovat
kvalitně odvětrávaný meziprostor ve vazbě na sociální zařízení, příp. saunu a posilovnu,
nebo zahradu. Z dispozičního hlediska je vhodné bazénový provoz u pasivního domu
situovat do samostatného křídla, nebo části podlaţí oddělené tepelným a vlhkostním
filtrem od zbytku dispozice.
Konstrukčně je vnitřní bazén obvykle betonový s plastovou fólií (levnější řešení), nebo
keramickým nebo kamenným obkladem. Další variantou jsou ocelové, či nerezové vany
vnější nosnou konstrukcí. Konstrukce bazénu je vţdy od domu oddilatována. Výšku
hladiny ovlivňuje konstrukční řešení odpadu vody. Nejdostupnější je ve formě skimeru,
potom je však hladina o cca 150 mm níţe neţ okolní povrch. Ideální hladinu v úrovni
okolní podlahy docílíme pouze instalací přepadové hrany a podélné odvodňovací
mříţky. Technologicky, konstrukčně i finančně náročná záleţitost.
Ohřev vody v bazénu bude u energeticky úsporného domu prostřednictvím solárních
kolektorů, v kombinaci s tepelným čerpadlem. Řízené větrání bude zajišťovat
samostatná jednotka. Prosklené plochy budeme orientovat nejlépe na neosluněné strany.
Stěny na jih budou dokonale stíněny.
Jako první krok v případě realizace doporučuji poradit se se známými, kteří bazén delší
dobu vlastní a skutečně také uţívají. Mohou nám poskytnout cenné praktické rady
a hlavně návod, co by dnes, kdyby to šlo, řešili jinak. Dispozičně vyloučíme situování
do suterénu, jde o nejdraţší řešení. Dochází k ovlivnění základů, je nezbytná náročná
24
izolace, zvětšuje se objem zemních prací a následně mohou vzniknout problémy
s větráním a ventilací.
Kompromisem někdy bývá pořízení malého fitness centra vybaveného saunou
a koupací vířivkou. Nároky na technologie jsou zde úměrnější získané uţitné hodnotě.
Principy návrhu dispozice energeticky efektivních staveb se názorně dobře
vysvětlují na rodinném domě – typologickém druhu, který je dobře znám. Obecně, není
stavba, která by se nedala navrhnout energeticky úsporně. Naopak, zmíněný RD je
nejtěţší úlohou vzhledem k objektivně horšímu poměru A/V. Velké stavby se odlišují
především potenciálem velkého kompaktního objemu a z hlediska obsazenosti osobami
i předem daným jasně definovaným provozem, např. školy. Odlišují se výrazně vyššími,
nebo naopak niţšími, vnitřními tepelnými zisky. Rovněţ nároky na intenzitu větrání
jsou v plném provozu výrazně vyšší, neţ u staveb pro bydlení.
A2.4.2.2 Stavby pro bydlení a ubytování
Bytové domy, domovy pro seniory, hotely, nebo studentské koleje se neliší
dispozičními poţadavky výrazně od běţné výstavby.
Forma a hloubka dispozice je daná
poţadavky oslunění a osvětlení. Obvykle
je navrhován dvoutrakt, či dispoziční
třítrakt, s tepelně zónovanou dispozicí.
Komunikační a úloţné prostory jsou
situovány na neosluněné strany, výhodný
je pavlačový princip, zejména u sociální
výstavby. V případě vnější pavlače musí
být kaţdý byt vybaven kromě předsíně
ještě zádveřím, jako účinným tepelným
filtrem. Častá je aplikace společné
podnoţe – podzemních garáţí, od které
je vrchní stavba termicky oddělena.
U větších celků je přínosné provedení
s vnitřním proskleným atriem, či
dvorem. Řešení ovlivňuje dílčím
způsobem volba systému větrání –
centrální, necentrální, lokální, či
semicentrální, s přihlédnutím k místním
moţnostem.
Obr. 12: Půdorys přízemí, pasivní
bytový dům Roschègasse 20, Vídeň. Zdroj:
architekt Martin Treberspurg.
Příkladem je pasivní bytový dům ve Vídni (obr. 12), nebo dosud největší komplex
pasivních bytových domů - Lodenareal a nová olympijská vesnička (705 bytů),
v Innsbrucku, nebo pasivní dům pro seniory Wels, Vogelweide. Jiţ kultovní stavbou je
pasivní vysokoškolská kolej Molkereistrasse 1, ve Vídni, z roku 2005.
Specifickou kategorií jsou hotely, resp. hotelové řetězce, kde jsou klienti velmi
konzervativní a zvyklí na zavedený standard. Průlom představuje první „nulový“
butiquehotel Stadthalle Vídeň, o kapacitě 81 pokojů, s rekonstruovanou částí
v nízkoenergetickém standardu a vestavbou do dvora v pasivním standardu,
s vegetačními fasádami. Plně prosklená jídelna orientovaná do ozeleněného dvorního
atria je ponechaná v NED (nízkoenergetickém) standardu, od ní termicky oddělená
25
vrchní stavba je pasivní. Hotel se nachází poblíţ centra, hosté, kteří prokáţou, ţe přijeli
na kole, či vlakem, mají sníţenou cenu za ubytování. Neckovitý tvar střechy je podřízen
masivnímu vyuţití kombinace OZE.
A2.4.3 Školské stavby
Mateřské školy, základní a střední školy, vysokoškolská a výzkumná centra.
Mateřské školy jsou řešeny s ohledem na přísné poţadavky poţární bezpečnosti jako
přízemní, nebo maximálně dvoupodlaţní. Nejčastěji jsou navrhovány jako třítrakt
s vnitřní pasáţí. Servisní prostory na sever, herny a loţnice dětí na jih s bohatým
prosklením propojené se zahradou, např. dřevěná pasivní MŠ Lichtenegg ve Welsu.
Vyšší světlá výška v hernách vzniká vloţením galerií jako herního prvku – tobogán,
skluzavky. Někdy hravá forma půdorysu s vlnovkovitou zelenou střechou, příklad:
pasivní MŠ Heidenau, Dráţďany. V interiéru je důraz na přiznání technologií řízeného
větrání a akumulace teplé vody s edukativním vlivem na malé děti. Příklad: práce
architekta G. W. Reinberga, přístavba ZŠ - pasivní jesle a MŠ, Schukowitzgasse Vídeň,
nebo Deutsch Wagram, tamtéţ.
ZŠ lze řešit jako kompaktní středopodlaţní monobloky, kdy učebny a pobytové
místnosti jsou orientované na osluněné strany, servisní místnosti do středu dispozice,
tělocvičny jsou zapuštěny částečně pod úroveň terénu. Ústředním motivem dispozice
bývá vícepodlaţní hala s basilikálním přisvětlením s moţností vyuţití jako aula,
např. pasivní ZŠ Dráţďany, Pillnitz 38, nebo pasivní ZŠ Wels, Mauth (obr. 13).
Obr. 13: Půdorys přízemí, pasivní ZŠ Wels,
Mauth. Zdroj: webové stránky města Wels,
Rakousko
Obr. 14: Pasivní gymnázium se sportovní
halou, AHS Korneuburg, Vídeň Zdroj: Ateliér
Hübner ZT GmbH.
Jednou z největších školských staveb v pasivním standardu je 28 třídní gymnázium
a reálné gymnázium se sportovní halou AHS Korneuburg u Vídně, pro které je typický
třípodlaţní hřebínkový způsob zástavby ve tvaru písmene „Ψ“. Podstatou dispozičního
řešení je délka chodeb s dostatkem prostoru pro pohyb studentů: „škola v pohybu“
k omezení obezity (obr. 14). V oblasti pasivních vysokoškolských výzkumných center
je dosud nejrozsáhlejší pasivní centrum UFT v Tullu v Rakousku pro 300 vědců.
26
A2.4.4 Stavby pro obchod
I v oblasti obchodu - odvětví konzervativním a striktně závislém na ekonomických
výsledcích, se i mezinárodní obchodní řetězce profilují v oblasti udrţitelných
energeticky pasivních staveb.
Německý Rewe v Berlíně – Rudow realizoval celodřevěný CO2 neutrální hypermarket
o ploše 2.600 m2. Podstatou architektonického řešení je maximální vyuţití denního
světla střešními světlíky v kombinaci s LED, vyuţití energie slunce, geotermální
energie, dešťové vody, vše se odráţí v dispozičním konceptu. Rámová velkorozponová
konstrukce (L = 46 m) umoţňuje zcela flexibilní dispozici. Celá plochá střecha slouţí
jako PV elektrárna. Rakouský Spar zaloţil ve Vídni, Engerthstrasse, supermarket, který
je částečně zapuštěn do umělého pahorku. Vegetační střecha tvoří zároveň nový
městský park (obr. 15).
Obr. 15: Supermarket Spar v pasivním standardu, vizualizace. Zdroj: Spar.
A2.4.5 Administrativní budovy
Pro návrh administrativních budov (AB) je podstatné řešení osvětlení, které je
rozhodujícím segmentem energetického koláče. Na kancelářské budovy jsou kladeny
velmi přísné hygienické poţadavky z hlediska intenzity osvětlení pracovní plochy. Stojí
proti sobě dva protichůdné poţadavky - zajištění dostatku denního světla, a tím
maximální vyuţití denního světla, a proti tomu zamezení tepelným ziskům v letním
období. Tomu odpovídá charakter dispozice. Obvyklé jsou dvě koncepce - podobně
jako u škol, vícepodlaţní monoblok s vnitřním zaskleným atriem, kdy jsou jednotlivá
křídla navrţena jako třítrakt (obr. 16).
Nebo dvoutraktové řešení, jehoţ zástupcem je pasivní AB Energy base na předměstí
Vídně (obr. 17). U severní fasády jsou soustředěny jednotlivé kanceláře, k jiţní
sofistikovaně prosklené energetické fasádě jsou situovány open space. Pilovitá fasáda
podle ročního období brání, nebo propouští sluneční záření do hloubky dispozice
(obr. 18). Vícepodlaţní zimní zahrady zvlhčují přiváděný vzduch do systému řízeného
větrání.
V pasivním energetickém standardu jsou známy realizace rekonstrukcí historických
objektů, rovněţ památkově chráněných staveb, výstavních a výrobních hal. Existuje
příklad prakticky soběstačné vysokohorské chaty, vězení v rámci nového rozsáhlého
justičního areálu, nebo moderní, katolický církevní centrum, atd. Pro všechny tyto
stavby je z dispozičního hlediska charakteristickým rysem pouze zlomek potřebných
27
ploch pro technologie TZB, oproti „běţné“ výstavbě. Z toho mohou profitovat investoři
vyšším podílem prodejní plochy, při nepatrně vyšších, či stejných pořizovacích
nákladech.
Obr. 16: Pasivní AB Energon, Ulm, Německo, 2002. Zdroj: architekti Oehler a Faigle archkom.
Obr. 17: Pasivní administrativní budova Energy Base, architekt: POS Architekten ZT.KG
(foto: Michaela Václavská).
Obr. 18: Vyuţití pasivní solární energie jiţní fasádou v zemním a letním období. Zdroj: PHI
Darmstadt/CPD.
28
A2.5 OBVODOVÝ PLÁŠŤ
A2.5.1 Návrh a konstrukční řešení spodní stavby
A2.5.1.1 Plošné základy – základová deska, pasy, patky, rošty
Základy všech staveb jsou navrhovány na základě inţenýrsko-geologického průzkumu.
Velké stavby (BD, administrativní stavby apod.) jsou zakládány na patkách, pasech
nebo pilotech. V případě menších staveb mohou být základy z betonové desky, nebo
vyzděny z betonových nebo skořepinových tvárnic, které se vyplní betonem a dle
potřeby prováţí výztuţí, a tím vytvářejí ztracené bednění. Mají však menší prostorovou
tuhost, coţ se můţe projevit při dotvarování podloţí trhlinami na vrchní stavbě.
Založení nepodsklepených menších staveb je na zámrznou hloubku, na betonové desce
izolované od podloţí extrudovaným polystyrénem a hutněným štěrkopískovým
polštářem s drenáţí. XPS (extrudovaný polystyren) nebo styrodur lze v tomto případě
v závislosti na parametrech podloţí – propustné/nepropustné, rovněţ nahradit násypem
z hutněného, tepelně izolačního kameniva – například z granulovaného pěnového skla
(obr. 19). Základová spára je v těchto případech chráněna po obvodě domu metrovou
šikmo skloněnou clonou z nenasákavých tepelně izolačních desek, přesahem podsypu
z pěnoskla nebo izolačními svislými péry.
Obr. 19: Ztracené bednění z extrudovaného polystyrénu, oddělení podloţí od vrchní stavby
granulovaným pěnosklem.
Technologie je zranitelná při provádění nebo rekonstrukcích přípojek inţenýrských sítí,
které tvoří drenáţ přivádějící vodu do podloţí stavby. Základová, betonová deska podle
poţadavků na únosnost je buď vyztuţena standardně ocelovými profily, nebo řešena
jako vláknobeton (skelná, nebo syntetická plastová vlákna), příp. drátkobeton.
V případě dřevostaveb je alternativu k těţké a kontaktní silikátové spodní stavbě
založení na bodových opěrách - vrtaných pilířích, nebo prefa patkách. Spodní líc
vrchní stavby je při tomto způsobu zaloţení od úrovně upraveného terénu oddělen
29
provětrávanou (průleznou, tedy kontrolovatelnou vzduchovou mezerou) min. 500 mm.
Podlahu nad terénem tvoří tepelně izolovaný nosný dřevěný rošt. Tímto konceptem je
vyloučena rovněţ potřeba speciální izolace proti vlhkosti i proti radonu. Nesmíme
zapomenout na dokonalou tepelnou izolaci přípojek v partiích vedených přes
vzduchovou mezeru a vzduchotěsné ošetření prostupů rovinou konstrukce podlahy nad
terénem.
U nepodsklepené stavby obvykle tepelně izolujeme boky základových pasů vnějšího
obvodu domu od úrovně základové desky aţ po loţnou spáru základů v nezámrzné
hloubce (maximálně 1300 mm). V tomto případě postačuje např. 50–100 mm
extrudovaného (nenasákavého) polystyrénu. Pro pasivní domy je obvykle aplikováno
100–200 mm.
U podsklepené stavby přibývá komplikace s dokonale provedenou izolací, nejčastěji
proti tlakové vodě. V současnosti v podobě těţkých asfaltových pásů, nebo
hydroizolační plastové fólie. Novým materiálem jsou potom na technologickou kázeň
při aplikaci velmi náročné izolační stěrky - vícevrstvé pastovité hmoty.4 Případně je
moţné pouţití technologie bílé vany.
Stěny suterénu jsou obvykle zatepleny lepenými nebo kotvenými deskami
extrudovaného, minimálně nasákavého polystyrénu spojeného na pero a dráţku
a s důsledně vystřídanými spárami. Tepelná izolace je chráněna drenáţní nopovanou
fólií a vrstvou netkané textilie. Tepelný most mezi spodní stavbou a první vrstvou zdiva
u těţkých stěn je moţné přerušit vloţením 100 mm tl. tvarovek z pěnoskla, coţ je velmi
drahé řešení, příp. méně účinnější vrstvou plynosilikátových tvárnic. V případě lehkých
dřevostaveb sehrají obdobnou roli desky z extrudovaného polystyrénu.
V místě soklu musí tepelná izolace základů nebo suterénu důsledně, bez přerušení,
navazovat na tepelnou izolaci obvodových stěn vrchní stavby. Oddělení je pouze
v podobě systémové dilatační spáry.
Samostatnou otázkou je potom návrh a provedení účinného drenáţního systému, který
pomáhá chránit spodní stavbu v závislosti na geologické skladbě podloţí
u nepodsklepeného i podsklepeného domu.
A2.5.1.2 Hlubinné základy – piloty, pilíře
V případě zakládání větších staveb v málo únosném podloţí se volí technologie
ţelezobetonových pilot, nebo podle rozměrů pilířů. Komplikuje se tím tepelné oddělení
vrchní stavby. Výhodou je moţnost aktivace betonového jádra pilot vloţením kapilár
s teplosměnnou, nemrznoucí kapalinou, vyuţívající potenciál geotermální energie.
A2.5.2 Návrh a konstrukční řešení obvodového pláště
A2.5.2.1 Dřevěné konstrukce
Typickým reprezentantem jsou moderní dřevostavby. Statická/nosná sloţka je totiţ
obvykle integrovaná s tepelně izolační. Jedná se vţdy o vícevrstvé konstrukce, kdy je
moţné vlastnosti konstrukce navrhnout dle konkrétní potřeby a účelu.
4 Pozor, pouze některé jsou odolné proti vnikání radonu do stavby.
30
Nejčastěji pouţívané jsou z hlediska principu nosné konstrukce:
lehké skeletové stavby,
stavby roubené,
stavby z dřevěných vrstvených desek.
Podle způsobu výstavby jsou děleny na prefabrikované, obvykle panelové, uţívané
nejčastěji v případě typových domů, zhotovované z jednotlivých prvků přímo na
staveništi a aplikované při stavbách podle individuálního projektu. Z hlediska stavební
fyziky rozeznáváme difúzně uzavřené a otevřené konstrukce. V případě difúzně
otevřené konstrukce to znamená, ţe odpor jednotlivých vrstev vůči průchodu vodních
par směrem k exteriéru klesá, jsou na vnitřním líci vybaveny parobrzdou, která je
technologicky proveditelnější, oproti parozábraně. Při realizaci vţdy dochází ke
zhoršení vlastností konstrukcí. Rovněţ v reţimu uţívání jsou tyto konstrukce méně
zranitelné. Jejich pořizovací cena je obecně vyšší, neţ u uzavřených konstrukcí.
A2.5.2.2 Sloupkový systém – Two-by-four
Nosnou stěnovou - sendvičovou konstrukci lehkého skeletu tvoří dřevěné rámy ze
sloupků a příčníků z úsporného fošnového či sloţeného profilu vyplněného tepelnou
izolací, nejčastěji minerální vlnou, dřevovláknitými deskami nebo balíky slámy.
Nejkvalitnější provedení je z profilů z lepeného dřeva. Standardem je pouţití suchého,
hoblovaného, certifikovaného řeziva. Stěny se kotví na dřevěný, od spodní stavby
izolovaný, práh uloţený na základových betonových pasech spojených tenkou
vyztuţenou deskou.
Stěna je z vnější (lépe z vnitřní strany, kde plní zároveň funkci parozábrany) zaklopena
obvykle statickou, konstrukční dřevoštěpkovou (OSB) deskou a opatřena přídavnou
tepelnou izolací vykrývající tepelné mosty nosných prvků a vrstvami fasády. Vně můţe
být pouţit kontaktní zateplovací systém, nebo různé druhy předvěšených obkladových
materiálů s odvětrávanou mezerou.
Z vnitřní strany je parozábrana bránící pronikání vlhkosti z interiéru do konstrukce
krytá obvykle dalším deskovým materiálem, například sádrokartonem a další vnitřní
vrstva tepelné izolace s rozvody instalací – tzv. instalační předstěna nebo rovina,
sádrokarton, palubky či jiné deskové materiály.
A2.5.2.3 Sloupkový systém – I profily
Nosná konstrukce stěny se řeší například pomocí zdvojeného rámového systému
v posunuté poloze, nebo sloupků na bázi nosníků tvaru „I“, kdy je subtilní stojina jiţ
z výroby opatřena tepelnou izolací, případně pomocí dřevěných ţebříkových profilů
opět s moţností vyloučení tepelných mostů (obr. 20).
31
Obr. 20: Příklad dřevěných ţebříkových nosníků. Zdroj: PHI Darmstadt.
A2.5.2.4 Masivní dřevěné stěny
Roubené dřevěné domy jsou v tradičním pojetí jednovrstvé konstrukce sestavené
z masivních profilů kruhového průřezu (kuláče) nebo opracovaných do tvaru trámů.
Charakteristickým prvkem je právě roubení – předsazení profilů ve stycích,
např. nároţí. Dům je obvykle sestaven ve výrobě, rozebrán a finálně smontován na
stavbě. Při výstavbě se provádí tzv. technologická přestávka trvající 2–6 měsíců, kdy
dochází k sesychání a dotvarováním jednotlivých dřevěných prvků, a tím
i k rozměrovým změnám v řádu aţ desítek centimetrů.
Jednoduché, jednovrstvé, dřevěné profily jsou však z hlediska tepelného odporu na
hranici poţadovaných normových hodnot. V místě loţných spár vyplněných ucpávkou
potom obvykle nevyhovují. Na druhou stranu to lze řešit přidanou masivní vrstvou
tepelné izolace z vnitřní strany, kdy ale dochází ke ztrátě kontaktu s masivním dřevem
v interiéru. Řešením jsou dvojité, relativně tenké roubené stěny z masivních nebo
lepených profilů vyplněné kontaktně tepelnou izolací o potřebných dimenzích.
A2.5.2.5 Panely z vrstveného dřeva
Konstrukce z vrstveného, masivního dřeva jsou skládané z průmyslově vyrobených
velkoplošných dílců (obr. 21). Nosné prvky jsou vyráběny na řízených
automatizovaných linkách a pouţívány jako stavebnice pro stěnové, stropní i střešní
konstrukce. Pro vnitřní strukturu panelů se obvykle vyuţívá čtyř druhů skladeb:
kříţem slepené prvky z jednotlivých vrstev řeziva, nebo desek
z aglomerovaného dřeva či vzájemné jejich kombinace,
prvky z vrstveného řeziva - lamel vzájemně spojených kolíky, či hřeby,
dutinové, nebo komůrkové panely sloţené z jednotlivých modulů,
masivní homogenní plošně lisované desky, například na bázi OSB.
Jednotlivé prvky nosné konstrukce jsou spojovány na zámek, jištěné lepením a vysoko
pevnostními vruty. Kontaktní tepelná izolace obvodového pláště se aplikuje zásadně
z exteriérové strany nosné konstrukce a je chráněna obkladem fasády s odvětrávanou
32
mezerou nebo kontaktně systémovou skladbou omítky. Skladbu lze pruţně upravit pro
poţadovaný standard energetické náročnosti.
Obr. 21: Panelová konstrukce Woodstock v Basileji. (foto: Jiří Oslizlo).
A2.5.2.6 Zděné konstrukce
Jedná se vţdy o dvouvrstvou konstrukci, kde vnitřní zděná nebo skládaná vrstva
zajišťuje sloţku statickou/nosnou, vnější vrstva tepelně izolační. Zděné konstrukce mají
dobrou akumulaci tepla, jsou technologicky nenáročné na provádění, při malé tloušťce
dosahují vysoké únosnosti a pevnosti. Jejich primární energie při výrobě je zbytečně
vysoká.
Pro šetrné budovy je účelné se vyhnout materiálům jako tenkostěnné cihelné tvárnice
spojované na pero a dráţku typu „term“, které obecně nemají dobré vlastnosti tradiční
pálené cihly, ani vlastnosti kvalitního izolantu a je pro ně charakteristické:
nadbytečně tlusté zdivo při relativně malém tepelném výkonu,
problematické dosaţení vzduchotěsnosti,
obvykle tepelné mosty v místě překladů a věnců,
rozdílná tepelná vodivost v horizontálním a svislém směru,
technologicky náročné, velmi křehké,
suché spoje vedou k praskání omítek,
při dráţkování elektrorozvodů sekáním je narušena statika stěny,
s nízkou akumulací tepla,
při výrobě se vypalují v pecích, mají významnou ekologickou stopu,
doplňkové tvarovky, podstata kvality systému, lze jen problematicky koupit
v malém mnoţství kusů potřebném pouze pro jeden rodinný dům,
při špatné technologické kázni a nedodrţení doporučených postupů při
zabudování můţe docházet k proudění vzduchu dutinami, a tím k ochlazování
zdiva samého a tepelným ztrátám.
Dalším hojně pouţívaným materiálem jsou plynosilikátové/pórobetonové tvárnice,
které výše uvedené poţadavky rovněţ optimálně nesplňují:
nadbytečně tlusté zdivo při menším tepelném výkonu,
technologicky náročné na provádění,
nízká hmotnost vede k niţší akumulaci tepla,
33
velmi nasákavé, vysoká zabudovaná vlhkost přímo z výroby,
vysoká míra dotvarování a objemových změn konstrukce vede k nutnosti
vyztuţovat omítky,
pro vypěnění je uţíván neekologický hliníkový prášek.
Vhodnější volbou jsou vápenopískové bloky, tvárnice z keramzitu, betonové
skořepinové tvárnice. Vnější tepelně izolační vrstvu můţe tvořit kontaktní zateplovací
systém na bázi fasádního (bílého) polystyrénu nebo minerální vlny, označovaný
zkratkou ETICS, chráněný omítkou nebo obkladem. Pro kontaktní systémy účinnější je
pouţití šedého fasádního polystyrénu. Díky příměsi grafitu se podařilo omezit
propustnost materiálu pro tepelné záření a má proto o 20 % lepší tepelné vlastnosti neţ
běţný bílý polystyrén. Lze ho aplikovat bez kotvení, jen lepením v ploše na srovnaný
podklad.
V případě kotvení desek EPS musí být lepící hmota aplikována minimálně na 40 %
plochy desky, po obvodě uzavřené rámečkem proti zatékání deště v montáţním stádiu.
Talíře hmoţdinek musí být do líce zapuštěny a překryty vlepenými zátkami z EPS.
Desky se kladou od spodu na „teplý“ zakládací soklový profil výhradně na vazbu, na
vlasovou spáru. V místě ostění nesmí být průběţná spára. Je zakázané zpracovávání
malých odřezků. Opravy širokých spár je moţné provést PUR pěnou. Součástí systému
jsou dilatační, okapní, začišťovací a těsnící profily. Rámy oken se překrývají 60 mm
izolantu.
Existuje masivní tvárnicový zdící systém - tvárnice se sestává ze dvou k sobě slepených
částí – vápenopískové nebo pěnosilikátové těţké, nosné vrstvy, tl. 200 mm, a účinné
izolační vnější vrstvy z lehkého plynosilikátu s volitelnou tloušťkou dle způsobu
vyuţití. Jednotlivé tvárnice se dále k sobě přímo na stavbě lepí na vlasové spáry a mají
několikrát zalomené styčné spáry. Systém je doplněn o obdobně řešené stropní panely
a konstrukce plochých a šikmých střech.
Alternativou jsou systémy ztraceného bednění, kdy je konstrukce z tvárnic nebo desek
tvořících tepelný izolant skládaných na sucho zmonolitněna betonem. Ztrácí se pozitivní
vlastnost akumulace tepla. Akumulační jádro se odděluje od interiéru.
A2.5.2.7 Železobetonové monolitické konstrukce
Často uţívaným a ekonomickým konstrukčním systémem zejména u větších veřejných
staveb je monolitická ţelezobetonová konstrukce. Provádění je závislé na systémovém
bednění:
skeletový systém, s vyzdívkami,
stěnový monolitický systém,
kombinovaný stěnový a skeletový systém.
V případě spodní stavby je rozhodující volba hydroizolačního systému – povlakové
hydroizolace, které nelze uţít tam, kde se očekává sedání a dotvarování stavby nebo
princip „bílé vany“, kde je nosná část stěny navýšena cca o 100 mm nepropustnou
vrstvu. Podle způsobu vyuţití (vytápěný, nevytápěný suterén, garáţe, nebo pobytové
místnosti) je ţádoucí zvolit třídu betonu A (vnitřní povrch suchý) aţ třída A4 (povrch
mokvající) dle normy TP ČBS 02.
34
Tomu odpovídá i provedení vnější tepelné izolace, jejíţ průběh můţe komplikovat
zalomená základová spára, patky a piloty.
Jedná se o prostorově tuhou konstrukci vhodnou i pro náročné stavby organických
tvarů. Ţelezobetonový plášť je spojitý a dosahuje dobrých parametrů relativní
vzduchotěsnosti.
Často se vyuţívá těţké monolitické akumulační jádro a lehký dřevěný prefabrikovaný
velkoformátový obvodový plášť, např pasivní AB Energon v Ulmu, pasivní gymnázium
AHS Korneuburg (obr. 22) nebo pasivní BD Holbeinstrasse 88 v Dráţďanech.
Obr. 22: Pasivní gymnázium AHS
Korneuburg.
Masivní ţelezobetonové konstrukce
umoţňují aktivaci, kdy jsou mezi výztuţ
před betonáţí vloţeny kapiláry
s nemrznoucí kapalinou, které umoţňují
vyuţít stálou teplotu konstrukce –
aktivace betonového jádra – stropů, nebo
stěn, kdy deska v interiéru funguje jako
velkoformátový chladič nebo topení.
Tyto technologie je ekonomické
vyuţívat u budov, kde se kvalita obálky
a relativní vzduchotěsnost pláště blíţí
pasivnímu standardu (příkladem budovy,
kde aktivace stropů proto dobře
nefunguje, je NTK v Praze).
A2.5.2.8 Ostatní konstrukce
Sláma
Lze použít jako tepelnou izolaci, zde nás více zajímají vlastnosti materiálu pro nosné
konstrukce. Nosné konstrukce ze slámy mají dlouhou tradici….zmiňuje Veleslavova
bible, kolem roku 1350. V USA od roku 1885.
V ČR dosud chybí právní předpisy, které by regulovaly uţití slámy v nosných
konstrukcích. Jedná se o plně přírodní materiál, odpad ze zemědělské výroby s dobrými
environmentálními i tepelně technickými vlastnostmi. Jeho většímu rozšíření brání spíše
nedůvěra stavebníků, neţ její nedostatek. Josef Chybík uvádí, ţe v roce 2008 bylo
cca 30 % vyprodukovaného objemu v ČR vyuţitelného ve stavebnictví, coţ činí
v přepočtu 1,8 mil. tun slámy.
Nejčastěji se vyuţívá v balících, jejichţ objemová hmotnost je 110–120 kg.m-3
podle
typu vázacího stroje, nebo se vyrábí pro nosné konstrukce panely z lisované slámy. Při
práci se slámou je nezbytné dodrţet obdobné konstrukční zásady ochrany jako při
pouţití materiálů na bázi dřeva. Nosná stěna pasivního dvoupodlaţního rodinného domu
z balíků slámy, oboustranně omítnutá přes drátěné pletivo, navlékaných na závitové
tyče sevřené spodním a vrchním prahem z masivního dřeva, byla testována v PAVUSu
ve Veselí nad Luţnicí v červnu roku 2011.
35
Obr. 23: Poţární zkouška konstrukce nosné stěny z balíků slámy.
Ověřená poţární odolnost, dle protokolu o zkoušce, činí neuvěřitelných 2:20 hod (!).
Stěna si přitom i po ukončení zkoušky zachovala svojí celistvost (obr. 23). Tedy pro
srovnání, vydrţela podstatně více, neţ obdobná stěna z tenkostěnných cihelných tvárnic
s výplní polystyrénu (zkouška byla z části pokryta grantem ČVUT, autor se na zkoušce
rovněţ sponzorsky podílel).
Hlína
Patří k nejstarším stavebním materiálům. Nepálená hlína se postupně stává i v České
republice znovuobjeveným materiálem rovněţ pro moderní energeticky úsporné stavby.
Pouţívá se jako místní materiál k výrobě dusaných nosných i výplňových konstrukcí do
bednění a pomocného dřevěného skeletu (obr. 24), nebo v podobě nepálených cihel
a tvárnic zděných na hliněnou maltu.
Tvárnice je moţné vyrábět přímo na staveništi v malých lisech, nebo koupit jako
průmyslový výrobek, který je jiţ opatřen certifikátem kvality. Při svépomocné
malovýrobě je nezbytné provést granulometrický rozbor, který ověří mechanické
vlastnosti. Tyto se dají vylepšit přidáním pískových, či štěrkových frakcí. Přidáním
vápenného hydrátu regulujeme vlhkost směsi a zároveň má pozitivní desinfekční
účinky. Slaměná řezanka v hlíně ovlivňuje tepelně technické vlastnosti. Doplňkovým
materiálem jsou hliněné/jílové, často pytlované (jako suché směsi) omítky. Lze je
probarvovat a aromatizovat bylinami, například levandulí.
Materiál je bezvýhradně přátelský k ţivotnímu prostředí a 100 % recyklovatelný,
cenově dostupný, únosnost se běţně pohybuje na úrovni pálených cihel niţší kvality,
nebo hubeného betonu. Špičkovou vlastností hliněných konstrukcí je schopnost
vyrovnávat vlhkost v domě. Na druhou stranu je třeba konstrukce důsledně chránit před
působením vody (vzlínající vlhkost, kondenzace, zatékání). Dosud chybí dostatečné
normované ověření mechanických a tepelně technických vlastností, coţ brání většímu
rozšíření tohoto jedinečného materiálu.
36
Průkopníkem hliněné architektury je v globálním měřítku například architekt Gernot
Minke s celou řadou pozoruhodných realizací značného rozsahu.
Obr. 24: Kaple smíření v Berlíně, příklad nosné dusané hliněné stěny s fragmenty zbytků
původního kostela v pásmu berlínské zdi. Architekti: Reitermann a Sassenroth.
37
A2.6 KONSTRUKCE STŘECHY
A2.6.1 Návrh a konstrukční řešení střechy
Střechu je moţné povaţovat za "pátou fasádu" domu, neboť tvoří nezanedbatelnou část
pláště stavby. Tvar střechy, její sklon, vyspělost konstrukčního řešení a pouţitý materiál
krytiny výrazně ovlivňují výsledný vzhled budovy a její tepelně technické vlastnosti.
Střecha by měla působit přirozeným a vyváţeným dojmem v kontextu místa.
Celková forma střechy by měla přirozeně vyplývat z dispozičního a konstrukčního
řešení celého domu, jeho stylu i barevnosti.
Střecha chrání před ochlazováním v zimě, ale zároveň v létě před přehříváním, zajišťuje
tepelnou stabilitu. Odvádí dešťové vody, ale také zamezuje pronikání vlhkosti vzniklé
vnitřním provozem do konstrukce střechy. Případným navlháním izolace se zhoršují
tepelně izolační vlastnosti, kondenzování vlhkosti můţe vést k tvorbě plísní aţ
k uhnívání dřevěných prvků krovu. Klíčová je proto volba všech materiálů střechy,
jejich správná skladba a dodrţení technologického postupu při realizaci na stavbě.
Součástí konstrukce střechy jsou kromě krovu a krytiny také všechny detaily a prostupy
střechou: komíny, antény, vpusti, atiky, okna, světlíky, ventilační hlavice, klempířské
prvky jako okapy, svody a ţlaby.
Tvarová optimalizace
Z hlediska tvarové optimalizace hraje důleţitou roli návrh střechy. Cílem je co největší
vnitřní vyuţitelný objem uzavřít do co nejmenší plochy obvodového pláště vč. pláště
střešního. Tepelné ztráty domu se realizují právě rozhraním vnitřního a vnějšího
prostředí, které tvoří tepelná obálka domu – obvodový plášť.
Z tohoto hlediska je optimální návrh ploché, nebo pultové střechy, kompromis jiţ na
hranici optima je ještě jednoduchá střecha sedlová. Jakékoliv další tvarové sloţitosti
zhoršují tepelnou bilanci domu a významně komplikují konstrukční detaily řešené
střechy.
Z hlediska poţadavku osvětlení a oslunění podkrovních místností je sice lepší volit
vikýře, neţ střešní okna, ale i zde je kladen důraz na tvarovou jednoduchost
a proveditelnost detailů v nízkoenergetickém standardu, zejména návazností oken na
konstrukci vikýře, v tomto místě vzniká rozsáhlý tepelný most a pro stavebníka
energetické ztráty.
S optimálním tvarovým řešením souvisí rovněţ správný a nekonfliktní návrh odvádění
dešťových vod, bleskosvodů a všech detailů střešního pláště.
Optimální je omezit všechny prostupy hydroizolačním souvrstvím střechy, například
ventilační hlavice kanalizace, anténní drţáky, komínová tělesa. Pokud se nelze
prostupům vyhnout a realizovat v obvodovém plášti, nesmí být umisťovány do blízkosti
střešních nástaveb, úţlabí vikýřů, nebo změny tvarů střechy. Zbytečnou komplikací
a obvykle lineárním tepelným mostem jsou střešní nadezdívky. Rovněţ vnitřním
svodům vody se snaţíme vyhnout a řešíme je na fasádě (obr. 25).
38
Obr. 25: Kompaktní hmota nízkoenergetické administrativní budovy do
Plzně je ukončena ustoupeným podlaţím s pasivní bytovou nástavbou, autor:
Josef Smola.
Dělení střešních konstrukcí
Podle základní konstrukce se střechy dělí na jednoplášťové, dvouplášťové a více
plášťové. Jednoplášťová střecha odděluje chráněné vnitřní prostředí od exteriéru jedním
střešním pláštěm. U dvouplášťové střechy jsou oba pláště odděleny větranou
vzduchovou mezerou, nebo větraným půdním prostorem.
Role dostatečně dimenzované odvětrávané mezery je v případě energeticky úsporných
domů podstatně vyšší neţ u běţné výstavby.
Její dimenze by proto měla být cca třínásobek aţ čtyřnásobek výpočtových normových
hodnot. Je důleţitým faktorem, který pozitivně, nebo negativně ovlivňuje přehřívání
prostor podkroví v letním období. Větraná mezera musí být důsledně chráněna
(kovovou) mříţkou proti hmyzu a hlodavcům. Její vyústění potom musí odolat
hnanému dešti i odtávání sněhu. Napojení mříţky na sousedící konstrukce je jištěno
podélným lištováním.
Z hlediska střešní krytiny u plochých střech preferujeme zelené vegetační extenzivní
skladby souvrství.
39
A2.7 VELIKOST, POLOHA A OPTIMALIZACE OKEN
A2.7.1 Obecně
Okna a vchodové dveře a vrata oddělují chráněné vnitřní prostředí od exteriéru. Tvar,
poloha, velikost, členění a umístění oken má zásadní vliv na celkový výraz domu. Jde
o způsob členění oken, poměr otevíraných a pevných částí, způsoby otevírání, typy
kování, konstrukční tloušťku rámů a jejich materiál, způsob osazení do fasády, způsob
stínění, charakter skleněné výplně, spolehlivost i snadnost ovládání, a z toho všeho
vyplývající uţivatelský komfort. Působí na ně tedy mimo jiné vlhkost, teplotní rozdíly,
sluneční záření, vítr a také pohyb lidí. Z energetického hlediska je praktické si
uvědomit, ţe obvykle 40% z celkových tepelných ztrát je zapříčiněno výplněmi otvorů.5
Při formulování nároků nelze zapomenout ani na ţivotnost konstrukce výplní otvorů
a míru nezbytné údrţby po dobu provozu. O umístění oken, dveří, jejich směru
a způsobu jejich otevírání rozhoduje zejména funkčnost a praktická moţnost zařízení
místností obvyklým nábytkem.
Z hlediska poţadovaných normových hodnot oslunění a osvětlení je postačující plocha
oken vůči podlahové ploše obytné místnosti asi 1/6. Rozsáhlost prosklených ploch
zbytečně navyšuje investiční náklady i tepelné ztráty a vede k poruchám teplotní
stability místností zejména v letním období vlivem přehřívání, při absenci stínících
prostředků. Opačným extrémem mohou být příliš malá okna na osluněné strany, která
způsobí pocit chladu v interiéru, zejména v letním období.6
Mnoţství solárních zisků lze ověřit výpočtovými metodami. Z hlediska tepelných ztrát
je výhodnější návrh jednoho většího okna, neţ např. tří menších o stejné úhrnné ploše,
důvodem je větší podíl rámů oken, které mají horší vlastnosti neţ prosklené výplně.
Obecně platí, ţe okna na jih mají kladnou bilanci, na východ a západ vyrovnanou
bilanci, okna orientovaná na sever bilanci ztrátovou.
Vhodným, u nízkoenergetických a pasivních domů nevyhnutelným, řešením je řízené
větrání s rekuperací tepla, které zajistí optimální odchod škodlivin, mikrobů i vlhkosti
z místnosti do exteriéru a zároveň přivede dostatek čerstvého vzduchu, kyslíku pro
dýchání. Jinak můţe docházet ke kondenzaci vlhkosti, eventuálně i tvorbě plísní na
ostění a v nadpraţí oken. S tím souvisí poţadavek prakticky vzduchotěsného připojení
rámu okna na konstrukci obvodového pláště v interiéru. Okna zároveň představují
rozhodující přerušení celistvosti hlavní vzduchotěsné vrstvy.
Skleněné výplně s plynovou náplní mají vţdy lepší součinitel prostupu tepla, neţ
přilehlý rám okna. Důleţitý je celkový součinitel prostupu tepla okna označený jako
UW, jehoţ hodnota se můţe vlivem zhoršujícího vlivu rámů značně lišit od součinitele
prostupu tepla prosklené části. Certifikát vydaný na okno rozměru 1000 × 1500 mm
platí pro okna stejného výrobce, která mohou být menší, nikoliv však větší.
5 I nejkvalitnější okna mají vţdy výrazně horší tepelně technické vlastnosti neţ sousedící obvodový plášť.
Jiţ z tohoto důvodu se vyplatí nad umístěním, velikostí a způsobem otevírání oken pečlivě přemýšlet.
6 Tepelný výkon jednoho běţného nestíněného okna je aţ 800 W, celá stěna má potom výkon v hodnotě
několika kilowatů. Prudké sluneční záření má při jiţní orientaci energetický tok aţ 1000 W.m-2
. V případě
západního sluníčka je intenzita ještě stále poloviční.
40
Z hlediska způsobu otevírání jsou
nejvýhodnější otevíravá křídla neţ
posuvná. Ponecháním otvíravých pouze
menších částí oken se šetří cca 15 %
nákladů a rovněţ se minimalizují tepelné
ztráty. Přihlédnout musíme k moţnosti
čištění a běţné údrţby oken.
Výpočtově lze doloţit, ţe obvyklé řešení
rohových okem s vloţeným rohovým
sloupkem nesplňuje poţadavky na
dodrţení vnitřní povrchové teploty
v místě připojovací spáry. Vhodnější
řešení nároţí je pomocí bezrámového
zasklení a styk třískel na tupý sraz
s vytmelením spáry a překrytím úzkou
lištou. Případná bodová nosná
konstrukce, sloupek apod., je od
konstrukce okna oddělena jako součást
interiéru v teplé zóně.
Pro pasivní domy se nedoporučují
střešní okna, která jsou náročná na
zabudování do konstrukce krovu
a vyţadují kvalitně provedený tepelně
izolační límec v chladné části
konstrukce. Vhodnější řešení jsou dobře
zateplené světlovody s trojsklem.
Specifickou problematikou je správný
návrh konstrukce světlíků, jsou-li
poţadovány (obr. 26).
Obr. 26: Schematický přehled konstrukcí oken
a vstupních dveří v pasivním standardu.
Zdroj: PHI Darmstadt.
A2.7.2 Požadavky na zabudování oken do konstrukce
Rozhodující pro správnou funkci oken, kromě jejich konstrukce, je rovněţ správné
zabudování do obvodového pláště. To závisí na dvou faktorech - polohy okna vůči líci
fasády, příp. tepelně izolační vrstvě, a vlastní technické řešení připojovací spáry.
U energeticky efektivních domů je správná poloha okna ve vnitřním líci vnějšího
zateplení, okenní rám je z vnější strany v ostění i nadpraţí standardně přetaţen 60 mm
tepelné izolace. Izoluje se rovněţ podkladní plocha vnějšího parapetu. Okno je
u zděných a ŢB staveb vyvěšeno z roviny ostění na speciálních rektifikovaných
kotvách. Improvizovaným řešením je dřevěný osazovací profil. Další moţností je
krabicovitý box z OSB desek, který vynáší okno z roviny ostění (obr. 27).
41
Obr. 27: Příklad kotvení okna do tepelně izolovaného boxu z OSB,
dřevěný pasivní dům Votice.
Velké výkladce na úrovni přízemí jsou potom opírány o systémové tepelně izolační
profily z recyklovaného plastu, nebo zátěţového polystyrénu – součásti dodávky okna,
které jsou zároveň vzduchotěsné.
Umístěním oken z/do líce fasády vzniká rozsáhlý tepelný most, který nelze bez
speciálních a cenově náročných opatření řešit. Lineární činitel prostupu tepla tepelným
mostem „ψ“ můţe být o dva řády horší a obvykle nesplňuje další závazné normové
poţadavky. Chybně umístěná okna vůči líci ostění mohou způsobit aţ dvojnásobnou
potřebu tepla na vytápění.
Na druhou stranu tu stojí vţdy v protikladu dvě hodnoty. Rovina okna blíţe exteriéru,
navyšuje solární zisky, ale zhoršuje lineární tepelný most připojovací spáry. Řešením je
optimalizace pomocí výpočtových metod.
U oken rozeznáváme tři druhy spár. Funkční – mezi rámem a křídlem okna,
a zasklívací spáry – mezi rámem křídla a skleněnou výplní, musí být řešeny kvalitně
přímo z výroby. Připojovací spára je vystavena činnosti na stavbě. Sestává s vnitřního
a vnějšího uzávěru a mezilehlé tepelně izolační výplně (vady oken lze zjistit pomocí
termokamery jiţ ve výrobě nebo po zabudování). Nepřípustná je výplň spáry běţnou
PUR pěnou.
Připojovací spára musí mít nulovou zatékavost a průvzdušnost, zároveň však musí
umoţňovat řádné kotvení okna a jeho dilataci v nosné konstrukci. Dle technické normy
má být připojovací spára široká 20 mm. Klíčovým okamţikem je vyřešení
vzduchotěsnosti napojení rámu v interiéru na sousedící povrch ostění – omítku, nebo
dřevěné prvky. Speciální systémové pásky se aplikují s lepidlem na jedné straně, v tom
případě jsou nalepeny na vnitřní líc rámu okna, nebo s lepidlem na obou protilehlých
stranách, kdy se přilepují na spodní plochu rámu okna.
42
A2.7.3 Stínící technika oken
U větších prosklených ploch je nezbytné navrhnout vhodný způsob stínění,
k zamezení přehřívání interiéru. Optimální a ekonomický způsob je, pokud je
stínění dosaţeno převáţně architektonickými prvky, přesahy střech, slunolamy,
pergolami, markýzami (obr. 28), plátěnými stříškami, příp. konstrukcemi se
šplhavou zelení. Další moţností je posilování akumulační schopnosti konstrukčních
dílů stavby s cílem dosáhnout fázového posunu v příjmu a výdeji tepla.
Obr. 28: Pevné stínící slunolamy, pasivní Dům snů,
autor: Josef Smola, spolupráce Kateřina Mertenová.
Kaţdý vnější předokenní stínící prvek je násobně účinnější neţ vnitřní, např. ţaluzie
a rolety, mají spíše charakter prostředku chránícího vizuálně pohledu do interiéru. Při
průchodu cca 50–60 % slunečního záření do interiéru ho plochy vnitřních ţaluzií pohltí,
čímţ dojde k jejich rozehřátí aţ na teplotu 40–50 C a ţaluzie potom fungují jako
radiátory do interiéru.
V případě pouţití mechanických vnějších prvků máme moţnost vyuţití vnějších rolet
(kovové lamelové, nebo plošné látkové) a ţaluzií. Volbu máme mezi manuálním
a motorovým, i automatickým ovládáním s čidly na teplotu a vítr. Velmi náročné je
zejména správné řešení zabudovaných rolád ţaluzií, které jsou nejčastěji tepelným
mostem, pokud se nespokojíme s méně vzhlednými boxy montovanými k líci fasády.
V takovém případě je moţným řešením pouţití prvků s předokenními boxy, příp.
vloţení desky vysoce účinné vakuové izolace. Třetí moţností jsou speciální boxy, kde
jsou jiţ dořešeny prostupy ovládacích prvků vedoucích z interiéru k boxům ţaluzií přes
hlavní vzduchotěsnou vrstvu.
Prakticky neřešitelné je vzduchotěsné provedení manuálního ovládání, proto se
u energeticky úsporné výstavby pouţívá řešení s elektrickými motory, coţ však
nemalou částkou zatěţuje rozpočet. Součástí systému je větrová stanice, která
automaticky zajistí, ţe při silných poryvech větru budou stínící prvky uloţeny
v chráněné poloze. Pamatovat je třeba i na moţnost poruchy a zajištění snadné
přístupnosti k motorům a prvkům ovládání, vodícím lištám nebo lankům.
43
A2.8 RELATIVNÍ VZDUCHOTĚSNOST OBÁLKY BUDOVY
Vymezení relativně vzduchotěsné roviny rovněţ hraje svojí roli. Klíčový je vztah
a závislost mezi mírou vzduchotěsnosti, moţnostmi větrání, nároky hygienických
poţadavků a dosahování energetické úspornosti měřené tepelnými ztrátami.
S poţadavkem relativní vzduchotěsnosti je nutné zároveň zmínit vliv na účinnost
řízeného větrání se zpětným získáváním tepla.
Obálka kaţdého domu je do jisté míry prodyšná. Netěsnosti vznikají v nedokonalých
konstrukčních detailech, infiltrací spár oken a dveří, ale i funkčními otvory typu komín,
ventilační otvory v garáţi, nebo otvory pro odvod vzduchu z digestoře.
Mezi interiérem a exteriérem je přirozený rozdíl v tlaku vzduchu vyvolaný rozdílem
teplot. Způsobuje to rozdílná hustota vzduchu. Teplý vzduch má niţší koncentraci neţ
vzduch vnější, chladnější. Teplý, vlhký vzduch z interiéru, nasycený vodními parami
(činnost obyvatel, pračka, myčka, květiny apod.) má tendenci unikat netěsnostmi přes
konstrukci obvodového pláště do chladnějšího vnějšího prostředí. To je dáno rozdílnými
koncentracemi vodních par ve vzduchu, které se snaţí vyrovnat.
Dalším faktorem ovlivňujícím rozdíly v tlaku vzduchu mezi interiér a exteriér je nápor
nebo sání větru dle směru jeho působení na budovu, to lze ovlivnit výběrem pozemku,
umístěním stavby a jejím tvarovým řešením. Vliv na rozdíly tlaku má také instalované
řízené větrání v reţimu podtlakovém, či přetlakovém, např. kuchyňská digestoř nebo
hořící krb.
Netěsnosti způsobují vyšší tepelné ztráty a rovněţ riziko kondenzace vodních par ve
skladbě konstrukce. V místě, kde se potká vnitřní vzduch s vnějším při teplotě rosného
bodu, dojde ke kondenzaci a hromadění vlhkosti, která ve svém důsledku (pokud jí
koncept řešení neumoţní odvětrat) zpravidla generuje plísně, hnilobu, houby a zejména
u dřevostaveb můţe vést aţ k destrukci stavby. Čím je obálka domu lépe zateplená, tím
větší vliv lokální netěsnosti mají. Tlak nasycených vodních par se vţdy soustřeďuje na
defektní místa – princip „protrţeného bazénu“. Pro představu: netěsností o šířce 1 mm
a délce jednoho metru vniká do konstrukce aţ 360 g vody za den (!). Netěsnosti rovněţ
sniţují účinnost navrţeného větracího systému, včetně rekuperace, řízené větrání
pracuje s objemem rodinného domu jako s uzavřeným okruhem. Zhoršují rovněţ
akustické vlastnosti konstrukce.
Důleţitým poţadavkem je ochrana z vnější strany tepelnou izolaci před profouknutí
větrem a vzdušnou vlhkostí, tím se sníţí její účinnosti těsnou větrovou zábranou, či
konstrukčním opatřením.
Při jakémkoliv návrhu energeticky úsporného domu je nutné pamatovat, ţe hlavní
vzduchotěsná vrstva musí být plně funkční po celou dobu ţivotnosti stavby, tzn. pouţití
systémových přípravků, certifikovaných materiálů a komponentů. Proto dosaţení
stanovených poţadavků neprůvzdušnosti obálky n50 [h-1
] patří ke klíčovým
poţadavkům pro správnou funkci nízkoenergetických a pasivních domů.
44
Požadované hodnoty n50 [h-1
]
V českých předpisech jsou poţadavky na vzduchotěsnost budov zakotveny jiţ od roku
2002, kdy technická norma ČSN 73 0540 - Tepelná ochrana budov poprvé začala
uvádět doporučené hodnoty intenzity výměny vzduchu n50 [h-1
], které byly postupně
doplněny o poţadavky na vzduchotěsnost obálky budovy, místností s řízeným větráním,
nebo klimatizací, vzduchotěsností spár a dalších netěsností a ochrany izolací proti
účinku větru (tab. 1).
Uvedená hodnota intenzity výměny vzduchu při běţných provozních podmínkách
uvádí, kolik % vzduchu je přípustné obměnit v rodinném domě, či bytové jednotce
všemi netěsnostmi za hodinu. Její povolená hodnota závisí na způsobu větrání. Pro
běţnou výstavbu je hodnota stanovena na 4,5 h-1
.
S rostoucí relativní vzduchotěsností obálky energeticky úsporných domů se dostáváme
do rozporu s oprávněným poţadavkem hygienických předpisů na normovou výměnu
vzduchu. Prakticky jediným moţným řešením je realizace řízeného větrání s rekuperací
tepla.
Tab. 1: Přehled výměny vzduchu z ČSN 73 0540 – 2: Větrání v budově
Větrání v budově n50,N [ h-1
]
Přirozené, nebo kombinované 4,5
Nucené 1,5
Nucené se zpětným získáváním tepla 1,0
Nucené se zpětným získáváním tepla v budovách se zvláště nízkou potřebou
tepla na vytápění – pasivní domy 0,6
A2.8.1 Metoda tlakového spádu, blower-door test [BDT]
V praxi se pouţívá několik metod měření netěsností. Nejrozšířenější je metoda
tlakového spádu, tzv. blower-door test, dle ČSN EN 13829. Metoda se skládá ze dvou
testů, „A“ a „B“. Test „B“ slouţí ke kontrole správnosti parotěsné roviny - provedení,
umoţňuje relativně snadnou identifikaci vad, vč. vizuální kontroly a jejich opravu -
provádí se ve fázi rozestavěné stavby, kdy je rovina obnaţená. Test „A“ je uţívaný po
úplném dokončení stavby k ověření parametrů a k porovnání s testem „B“. Nejčastěji se
provádí jako součást přejímkového řízení stavby, před kolaudací.
Podstatou testu je měření mnoţství vzduchu, které pronikne netěsnostmi při různých
hodnotách tlakového spádu vyvolaného uměle ventilátorem. Standardní hodnotou je
50 Pa (jedná se o zatíţení, kterému je stavba vystavena například při silném větru
o rychlosti 10–14 m.s-1
). Měření se má provádět za klidného počasí, pokud moţno při
bezvětří, při minimálních rozdílech vnitřních a vnějších teplot. Měření se provádí ve
dvou sériích při podtlaku a při přetlaku. Obě hodnoty se mohou lišit, např. netěsnosti při
nedolepených parozábranách na bázi fólií se v jednom směru mohou tlakem více
otevírat, naopak v protisměru je tlak vzduchu přimkne k sobě.
45
U větších budov nebo jiných
typologických druhů má měření svoje
specifika. Zatímco u rodinných domů
měříme celý objem vytápěné/větrané
části, u bytových domů jednotlivé byty.
V případě jiných staveb se obvykle
měřené úseky člení podle druhu
vyuţití, administrativa, obchody apod.,
na celky, které mají nezávislý systém
řízeného větrání. V těchto případech
tvoří vzduchotěsnou obálku nejen stěny
obvodového pláště, ale rovněţ dělící
mezibytové stěny, či konstrukce
ohraničující jednotlivé provozy.
U velkých administrativních budov lze
pro natlakování vyuţít instalovaný
systém vzduchotechniky. Výsledky
testu jsou souhrnně, včetně vyznačení
defektních míst, dokladovány snímky
z termovizní kamery (je-li moţné ji
vzhledem k rozdílům teplot
interiér/exteriér pouţít). Závěry se
uvedou ve stavebním deníku
a protokolu o měření.
Obr. 29: Příklad měření blower door testu,
pasivní Dům Stromů, Sulice.
A2.8.2 Způsoby odhalování netěsností
Adresná detekce jednotlivých netěsných míst slouţí nejen jako první krok k jejich
opravě, ale zároveň jejich poloha v konstrukci, umístění, případné opakování shodných
vad v jednom typu stavby vede k analýze příčin, jejich sumarizaci, vyhodnocení
a poučení.
Jejich lokalizaci pro kontrolu oprav při dalším měření lze učinit u malých staveb do
protokolu slovním popisem, či přímo do stavebního deníku postupně podle čísel
místností v projektové dokumentaci spolu s fyzickým vyznačením a číslováním,
například barevným značkovačem.
Ošidností lokalizace netěsností je jejich moţný nepravidelný průběh v závislosti na
zvoleném konstrukčním systému. Zejména u dřevostaveb, kdy je lehká sloupková
konstrukce opláštěná několika vrstvami deskových materiálů, nebo u zdiva
z tenkostěnných cihelných tvárnic můţe mít netěsnost indikovaná na vnitřním povrchu
v interiéru od svého původce na metry daleko (pro ověření je nejvhodnější kombinace
s vnitřním termovizním měřením).
Detekčními metodami je ruka odborníka citlivá na pohyb vzduchu, inertní dým,
amemometr, měření ultrazvukem a termovizní snímkování.
46
A2.9 VYLOUČENÍ, PŘÍP. OMEZENÍ TEPELNÝCH MOSTŦ
A2.9.1 Principy eliminace tepelných mostů a tepelných vazeb
Omezení, nebo vyloučení (zejména v případě pasivních domů) tepelných mostů
a tepelných vazeb v konstrukci. Tepelné mosty vznikají jako slabší místa v rámci
jednoho druhu konstrukce, např. chybně napojené pásy izolace, nebo vadně provedené
zdivo (obr. 30). Tepelné vazby jsou na styku dvou druhů konstrukcí, např. připojovací
spára oken. Tepelné mosty a tepelné vazby jsou místa, kde je konstrukce z hlediska
účinnosti tepelné izolace oslabena. Dochází v nich ke zvýšené hustotě tepelného toku ve
srovnání s okolím. Nejčastěji tam, kde prochází nosná konstrukce, dochází ke styku
obvodového pláště a rámu oken, případně ve spárách zdících materiálů. Vzniká dílem
chybně navrţenou konstrukcí, dílem technologickou nekázní na stavbě, dílem jako
přirozená vlastnost celé řady konstrukčních materiálů.
Řešení a eliminace tepelných mostů
předpokládá velkou zkušenost
architekta, zejména z praxe a realizace
energeticky úsporných domů na stavbě.
Celá řada detailů, která se jeví na
papíře jako optimálně vyřešena, se
můţe ukázat na stavbě jako
nerealizovatelná a problematická.
S trochou nadsázky lze stavební fyziku
obohatit v duchu české tradice novým
termínem. V případě celé řady běţně
realizovaných staveb se dá dále hovořit
o „tepelných tunelech“. To jsou ta
místa, kde se prakticky optimalizací
tepelných mostů a vazeb při projektové
činnosti a realizaci nikdo nezabýval.
Bohuţel takových staveb je stále
významné mnoţství.
Zásadní je vyloučit tepelné mosty
a vazby na systémovém rozhraní
vytápěných a nevytápěných částech
budovy. Oddělení exteriéru
a interiéru. Oddělení spodní stavby od
vrchní. Oddělení dvou vytápěných
dispozičních částí s jiným reţimem
uţívání.
Obr. 30: Přerušení tepelného mostu v místě
kotvení svodu do ETICS pomocí vloţených
prvků ze zátěţového polystyrénu.
A2.9.1.1 Konstrukční detaily základů a obvodového pláště
Předpokladem správného návrhu a realizace nízkoenergetických a pasivních domů je
vypracování knihy konstrukčních detailů, tzn. rozkreslení všech podstatných vazeb
stavby do podrobnosti postačující nejen pro nacenění konstrukce stavební firmou
47
v rámci výběrového řízení na zhotovitele stavby, ale rovněţ pro správné provedení při
realizaci (v návaznosti na dílenskou a výrobní dokumentaci zhotovitele stavby). Jsou
důleţitým podkladem pro kontrolu stavby.
Detaily by měly být zpracovány alespoň v měřítku 1:10 s podrobným popisem skladeb
konstrukcí a důsledným okótováním. Jednotlivé komponenty a materiály by měly být
jednoznačně specifikovány svými vlastnostmi a poţadovanými parametry, nikoliv
obchodními názvy (v případě veřejného výběrového řízení je to ostatně ze zákona
vyloučeno). Důraz je kladen na grafické vyznačení trasování hlavní vzduchotěsné
vrstvy, detailů jejího napojování a zajištění podélným přítlakem. Klíčové uzly je potřeba
rozkreslit v měřítku 1:5, nebo dle potřeby aţ 1:2. Po formální stránce je ideální řazení
v knize detailů systematicky podle postupu výstavby od spodní stavby po střechu.
Pro názornost jsou v případě základů a svislého obvodového zdiva RD nezbytné
následující detaily:
napojení vodorovné části základů na svislé stěny suterénního zdiva;
detail ostění okna v suterénním zdivu, případně řešení anglického dvorku;
návaznost spodní stavby na vrchní v místě soklu a okapního chodníčku;
návaznost terasy na podlahu přízemí domu;
detail u vstupních dveří;
detail u vjezdu do garáţe/přístřešku pro auto;
připojení konstrukce garáţe, nebo přístřešku k plášti domu;
řešení ostění okna v nadzemní části stavby;
návaznost obvodového pláště na strop nad 1.NP;
detail kotvení pergoly, slunolamu, balkonu do obvodového pláště;
prostup obvodovým pláštěm.
Kniha detailů spolu s tabulkami a výpisy výplní otvorů, příp. dalších výrobků, je
doplněním projektu pro stavební povolení/ohlášení stavby dle vyhlášky. U větších
a sloţitějších staveb jde o vypracování kompletního projektu pro provedení stavby,
jehoţ jsou samozřejmě stavebně konstrukční detaily nedílnou součástí. Nezbytným
parametrem je snadná proveditelnost detailu. Neboť i po všech ostatních stránkách
správně navrţený detail můţe být v extrému nerealizovatelný.
Rozhodující detaily je nezbytné posoudit z hlediska stavební fyziky.
Při koncipování detailu poučený a v praxi zkušený projektant navrhuje jednotlivé
materiály a části s tím, ţe zároveň modeluje postup realizace a zabudování jednotlivých
prvků při zohlednění montáţních přípravků a spojovacích prostředků v jednotlivých
postupových krocích. A rovněţ zajištění dostatečného prostoru a přístupnosti
jednotlivých komponentů v montáţním stádiu.
Následuje příklad: obvodový plášť, dřevěný, (z obtíţně pochopitelných důvodů),
montovaný letmou, prvkovou montáţí na místě. Nosné prvky – dřevěné ţebříky z latí
spojených oboustrannými příloţkami z OSB desek jsou kotveny mezi břity stropů
a stěn. Výplň - konopná izolace na stavbě ručně vkládaná do ţebříků generuje pásma
kondenzace. Ţelezobetonové prvky jsou zapuštěny do pláště a oslabují tepelnou izolaci
– vytvářejí systémové tepelné mosty v obou směrech. Fasádu tvoří kontaktní,
neidentifikovatelná fóliová, difúzně otevřená membrána, která je zároveň dle autorů,
48
dokonale vodotěsná. Přes fólii je vruty kotven dvojitý laťový rošt = treláţ umoţňující
růst popínavých rostlin, (ale i šplhání dětí). Parozábrana na bázi OSB desek je nespojitá,
přerušovaná vetknutými ţelezobetonovými nosnými prvky. Pojistná hydroizolace
nechrání stavbu v montáţním stádiu.
Navrţený systém generuje řádově desítky obtíţně realizovatelných
„překombinovaných“ a sloţitých detailů, které jsou povětšině v rozporu s principy
konstrukčními a ochrany dřeva (obr. 31 a obr. 32), (zdroj: přednáška J. Smoly na
mezinárodní konferenci Dřevostavby, Volyně, 2011).
Poznámka: Všechny tyto výhrady realizace stavby potvrdila.
Obr. 31 a Obr. 32: Nekorektní řešení obvodového pláště pasivní
administrativní budovy Otevřená zahrada Brno, autor: Projektil/Deltaplan.
A2.9.1.2 Konstrukční detaily střechy
V případě návrhu šikmé či ploché střechy by měly být zpracovány minimálně
následující detaily, a to i u malého nízkoenergetického, či pasivního domu:
detail napojení obvodového pláště na konstrukci střechy u okapní římsy;
detail napojení obvodového pláště na konstrukci střechy u štítu;
detail změny výškové úrovně střechy;
detail u hřebene;
detail návaznosti střechy na stěnu střešní nástavby;
49
detaily u atiky;
detaily u vikýře;
detaily u střešního okna;
detail prostupu pláštěm střechy;
detail u střešní vpusti.
50
A2.10 ENERGETICKÉ A VODNÍ HOSPODÁŘSTVÍ Cílem této kapitoly je formulovat zásady návrhu technického zařízení budovy v relacích
k architektonicko-konstrukčnímu návrhu. Popsat zásadní úvahy, kterými se
architekt/projektant řídí při koncipování energeticky efektivní, udrţitelné stavby,
odlišnosti od „běţné“ výstavby. Jaké moţnosti se mu nabízejí, při preferování OZE
(podrobným a komplexním popisem moţností, principů a příkladů řešení TZB se potom
zabývají následující kapitoly ve studijních textech A10–A14, resp. B7–B10).
A2.10.1 Energetické hospodářství
Koncept energeticky vysoce úsporné a udrţitelné budovy vychází z principu spolupráce
všech profesí a energetického specialisty, doslova „od první skicy“.
Cílem je při návrhu konceptu tím nejekonomičtějším způsobem, to je stavebně
konstrukčními opatřeními, sníţit energetickou náročnost budovy na minimum a zbylý,
k provozu potřebný podíl energií, zajistit kombinací převáţně OZE umístěnými ve
vnitřních prostorách, na opláštění stavby, či na pozemku budovy.
ČSN 73 0540 – 2, Tepelná ochrana budov – Část 2: Poţadavky, z října 2011 uvádí
v části A.5.4.1 obecný komentář k energeticky nulovým budovám:
„Hodnocení vychází z roční bilance energetických potřeb a energetické produkce
v budově a jejím okolí, vyjádřené v hodnotách primární energie. Předpokládá se, že
budova je připojena na obvyklé energetické sítě. Zpravidla je výhodné, aby stavební
řešení a technická zařízení budovy byla navržena tak, aby odpovídala standardu pasivní
budovy…“.
Budoucí návrh státní energetické koncepce by měl v oblasti výstavby vycházet
z poţadavku jednotných právních předpisů týkajících se standardu stavebně technického
řešení budov s moţností vyuţití lokálních zdrojů energií, dle specifik jednotlivých
lokalit a regionů, v rámci realizace bezpečných a flexibilních smart girds, smart city.
Cílem je vyuţívat pokud moţno lokální zdroje energie s jejich spotřebou v místě, avšak
s dostatečnou rezervou vzájemně propojených decentralizovaných přenosových soustav
a rozvodů médií, v lokálním, regionálním, státním i evropském měřítku.
Zatím je klíčovou poloţkou energetického mixu v ČR navrhováno jádro 50 %, OZE
20 %, ostatní (hnědé uhlí, zemní plyn) 30 %, cílový stav k roku 2030 (akademik Václav
Pačes, Lidové noviny, 7. července 2012). Koncepce, na které se shodla komise
sestavená ze zástupců jednotlivých energetických odvětví, (zatímco předchozí nezávislá
vládní komise byla sestavena podle stranického principu).
51
Tab. 2: Schéma aplikace moţných úspor v jednotlivých segmentech TZB a jejich vliv na
ţivotní prostředí v případě udrţitelné výstavby, ve vztahu k náplni činnosti architekta
a očekávání stavebníků. Zdroj: [30], doplnil Josef Smola.
TZB
MOŽNÉ ZDROJE
ÚSPOR
OCHRANA
ŽIVOTNÍHO
PROSTŘEDÍ
Architektura →
Struktura budovy
Uspořádání budovy
Pojetí vnějšího
prostředí
Obvodový plášť
Akumulace tepla
Recyklované
materiály
Stavebník/Uživatel →
Komfort
Spotřeba
Flexibilita
Standardy
Nároky na
bezpečnost
Ţivotnost
Trţní hodnota
IQ systémy řízení
← Vytápění
vyšší efektivita
pasivní vyuţití solární
energie
→
Sníţení
skleníkového
efektu
Sníţení kyselosti
půdy
← Chlazení
chlad země
adiabatické chlazení
zařízení bez obsahu freonů
volné chlazení
vyloučení klimatizace
→ Ozónová vrstva
← VZT
systémy vzduch/voda
minimalizace objemu
průtoku vzduchu
aktivní větrání nahrazovat
pasivním
přirozené větrání
chlazení vodou
→ Suroviny
← Zdravotní
technika
oddělené systémy
vysoká účinnost
uţitková/ technologická
voda
→ Zásoby vody
←
Osvětlení,
elektr.
spotřebiče
vyšší účinnost
nové zdroje a svítidla, LED
zónové osvětlení
barevnost osvětlení
→ Suroviny
←
Alternativní
zdroje
energie
teplo/chlad země
solární systémy
kogenerace
tepelná čerpadla
→ Suroviny
Klima
Při návrhu stavby a posuzování jednotlivých variant vnímáme celý systém TZB jako
jeden komplex (tab. A2.2), kde jsou vţdy jednotlivé systémy vzájemně provázené
a spolupůsobí se synergickým efektem. Musíme vţdy přihlédnout k lokálním
moţnostem zdrojů energie a specifikám daného pozemku a parametrům jeho okolí.
Hodnotíme výši pořizovacích nákladů, vůči úspoře nákladů provozních po dobu
ţivotnosti stavby, včetně doby návratnosti investice.
Proto typická otázka: Co je účinnější PV kolektor, nebo termický? Případně, co je
výhodnější, tepelné čerpadlo vzduch/voda, nebo země/voda? Postrádají smysl, jsou-li
52
vytrţeny z kontextu komplexního návrhu se zohledněním poţadavků stavebníka
a ekonomickými moţnostmi danými lokalitou.
Principiální zásady návrhu energetického hospodářství v členění dle štítku PENB:
Budovy blíţící se pasivnímu standardu spotřebovávají na vytápění pouze zlomek
energie, oproti běţným stavbám (u PD „faktor 10“). Tomu odpovídá úsporné
dimenzování a minimalizování technologií, doplňkové soustavy pro vytápění.
Preference vyuţití nízkospádového tepla. V pasivním standardu jsou vnitřní
teploty v obytných místnostech prakticky vyrovnané, proto je jedno, kam
budeme situovat doplňkový zdroj tepla. Okna nesálají ani v zimě chladem,
vnitřní povrchová teplota je obvykle v zimě v rozmezí 16–17 ºC, naopak okna
namrzají z exteriéru.
Chlazení budovy vůči letnímu přehřívání má být řešeno primárně stavebně
technickými opatřeními. Vyjma speciálních provozů (laboratoře, operační sály
nemocnic), není v tuzemských klimatických poměrech potřeba klimatizace.
Obecně platí, ţe strojové chlazení je 3x energeticky náročnější, neţ vytápění.
Lze řešit vyuţitím geotermálního zdroje chladu, nočního předchlazování,
aktivace ţelezobetonových konstrukcí, chladících podhledů a stěnových panelů.
Bez řízeného větrání s rekuperací tepla nelze ani u běţné výstavby zajistit
poţadované parametry vnitřního prostředí obytných a pobytových místností,
zejména koncentrace CO2 do hodnoty 1500 ppm a zároveň energetickou
úspornost stavby. Klíčovým rozhodnutím je volba systému. Kombinované
teplovzdušné větrání a vytápění, nebo systém větrání oddělený od systému
vytápění. Vyuţití kompaktních agregátů? Moţnost dohřevu, chlazení a vlhčení
vzduchu, centrálně, lokálně? Vyuţití zemních výměníků, vzduchových,
solankových?
Z hlediska způsobu rozvodů vzduchotechniky, umístění větracích jednotek
a poţadovaných parametrů, je klíčové rozhodnutí volba systému: lokálního,
decentrálního, centrálního, nebo semicentrálního. Moţnosti trasování vzhledem
k typu dispozice a poţárním úsekům.
Příprava teplé vody s preferencí solárního ohřevu. V případě vnitřního bazénu,
nezbytnost. Zváţení poměru centrální přípravy/akumulace a lokální přípravy
vzhledem k očekávanému uţivatelskému komfortu a teplotním ztrátám
v rozvodech. Návrh cirkulace, či nikoliv. Moţnost rekuperace odpadní vody –
sprchy sportovních zařízení?
Osvětlení a ostatní elektrické spotřebiče. Obecně trend k LED osvětlení. Návrh
a instalace nočního osvětlení v residenční výstavbě. Zváţit příkony spotřebičů,
preferování vysoce úsporných. Zváţení z toho vyplývajících vnitřních tepelných
zisků. Vyuţití inteligentních odpojovacích relé k omezení současného výkonu.
Moţnosti rekuperace elektrické energie z provozu výtahů, auto výtahů. Omezení
světelného smogu.
53
A2.10.1.1 Obnovitelné zdroje energie (OZE)
Obnovitelnými zdroji energie jsou obnovitelné nefosilní přírodní zdroje: energie větru,
slunečního záření, geotermální energie, energie vody, půdy, vzduchu, energie biomasy,
energie skládkové, kalové a bioplynu.
Biomasa je veškerá hmota organického původu, dřevo, rychle rostoucí energetické
plodiny, organické zemědělské, průmyslové a komunální odpady – například dřevní
odpad, piliny, štěpky, sláma, exkrementy hospodářsky uţitkových zvířat.
Jsou to energetické zdroje, které při návrhu energeticky efektivních, udrţitelných budov
preferujeme.
Využití energie větru
Kromě problematiky velkých
větrných elektráren se vyvíjí i menší
systémy pro aplikaci na rodinných
domech a větších stavbách.
V ČR není účinnost větru vysoká,
výrazně niţší, neţ v přímořských
oblastech. Problematická je nárazová
činnost zařízení a moţnost
konzervování elektrické energie pro
její vyuţití v čase spotřeby a dosud
nepříznivý poměr cena/výkon.
Nezbytnost poradit si s designem
vrtulí v rovině střechy, nebezpečí pro
ptáky, případně hluk rušící sousedy.
Pilotním projektem je například
Butiquehotel Stadthalle ve Vídni,
kde jsou větrné turbíny (obr. 33)
nainstalovány v rámci energetického
mixu OZE na střeše v centrální části
města. Na veletrhu energeticky
úsporných staveb v roce 2012
v rakouském Welsu byly vystaveny
prototypy větrných turbín pro RD.
Využití energie slunečního záření
Na území ČR dopadá sluneční záření v rozmezí 940–1140 kWh.m-2
.rok. To je
3400–4100 MJ.m-2
.rok. Rozdíl ve výkonu mezi severem a jihem České republiky.
[Zdroj – ČHMÚ]. Přesto patříme do odlišného slunečního pásma neţ například
Rakousko, kde je v průměru za rok o 60 dnů slunečního svitu více [Zdroj – PHI
Darmstadt].
Aktivně vyuţívají energii slunce kolektory. Obvykle deskové prefabrikované modulové
konstrukce, které se dají spojovat do délky i plochy. Ideální sklon je 30–45°, orientace
Obr. 33: Větrná turbína pro RD na
veletrhu ve Welsu.
54
ke slunci, optimálně čistý jih, bez zastínění. Pokročilé varianty jsou přímo integrovány
do konstrukce stěny či střechy.
Termické kolektory vţdy obsahují teplosměnné médium, (běţně voda s glykolem, nebo
cenově méně dostupné teplonosné oleje). Nejúčinnější, ale i nejdraţší jsou s vakuovými
trubicemi, s moţností i svislé montáţe na fasády. Jsou nevhodné pro ohřev bazénové
vody. Běţně dodávané jsou cenově dostupnější deskové kolektory, s různou konstrukcí
plochých absorbérů, se skříněmi z hliníku, pozinkovaného plechu, nerezu, plastu, ale
třeba i ze dřeva. Orientačně je potřeba cca 1,5 m2/osobu, celoroční účinnost cca 60 %.
Slouţí zejména k přípravě teplé vody. Absorbér kolektoru přeměňuje záření na teplo, to
je trubním vedením jímáno v akumulačním, či zásobníkovém ohřívači vody.
Připravovat teplou vodu například do vnějšího bazénu jinak, třeba elektrickými
přímotopy je aktuálně i do budoucna energetické i ekologické zvěrstvo.
Na plochu 1 m2
vodní hladiny je potřeba cca 0,5–0,8 m2
plochy slunečního kolektoru.
Součástí systému jsou propojovací a připojovací potrubí (síťovaný polyetylén, měď,
ocel) dokonale tepelně izolované (minerální vlna, PUR tvarovky, pěnová pryţ),
oběhová čerpadla, expanzní nádoby, odvzdušňovací a pojistné ventily, elektronická
regulace, tepelný zásobník. V případě zásobování bazénu tvoří tepelný zásobník přímo
bazén. Hmotnost prázdného kolektoru činí 20–30 kg.m-2
. Jednotlivé panely lze zapojit
sériově, paralelně i kombinovaně. Minimální garantovaná ţivotnost je 20 let, skutečná
mnohem vyšší.
Přebytek výkonu termických kolektorů je moţné v letním období vyuţít k regeneraci
zemních vrtů, je-li jimi systém TZB vybaven. Maximální teplota je do 40 ºC – jinak
hrozí poškození sondy.
Fotovoltaické kolektory (PV) přeměňují energii slunce přímo na elektrický proud.
Základem jsou křemíkové články s tl. vrstvy 50–190 nm. Standardní velikosti 102/102
mm aţ 156/156 mm.
V provedení monokrystaly mohou mít libovolnou barevnost i tvar na panelu, tmavé
barvy jsou účinnější. Polykrystaly mají naopak tónování v jednom odstínu s přiznanou
strukturou krystalu, coţ můţe být výzvou pro architekty (obr. 34).
Obr. 34: Porovnání designu křemíkového polykrystalu a běţného PV
článku. Foto: Michaela Václavská.
55
Počítat musíme s nutností měničů (nad 20 A), které ze stejnosměrného proudu vytvoří
pro síť nezbytný proud střídavý. Vyuţitím PV kolektorů se můţe stát stavba nejen
nulová, ale energeticky plusová.
Obvyklé jsou panelové konstrukce s odolným rámem a tvrzeným krycím sklem. Na trhu
jsou rovněţ PV tašky a šablony, kterými lze pokrýt i sloţité tvary střech orientované na
jih.
Vysoce účinné jsou nové PV trubicové kolektory, s aplikací na bílou odrazivou
hydroizolaci plochých střech velkých nákupních center.
Objevily se první výrobci PV fasád, kde jsou články v různé formě součástí konstrukce
obkladu fasády, jejích pevných částí, či v transparentním provedení, jako výplně otvorů.
Jsou jiţ vyvinuty a v prodeji i v ČR systémy, které zároveň vyrobenou energii ukládají
do bateriových vodíkových článků (obr. 35). Dosud velmi špatný poměr cena/výkon.
Obr. 35: Vodíkový článek společnosti Fronius určený pro RD.
PV panely je propojovat do větších celků. Optimální sklon v našich poměrech je 30 na
čistý jih. Hmotnost panelů se pohybuje do 15 kg.m-2
. Očekávaná ţivotnost je aktuálně
25 let, za předpokladu eliminace levných asijských výrobků. Samozřejmostí je evropský
certifikát. Návrhem a montáţí by měla být pověřena vţdy odborná firma.
Připojení v rámci lokální sítě je moţné trojího druhu:
Ostrovní systém – je na vnější síti zcela nezávislý, nutný zásobník elektrické
energie.
Plně připojený systém – přebytky dodává do sítě, kterou vyuţívá v letním
období jako akumulátor, v zimě si ze sítě odebírá.
Poloostrovní systém – přebytky spotřebovává v rámci budovy (např. ohřev TV),
nedostatek řeší odběrem ze sítě.
56
Ani v této oblasti se vývoj nezastavil, pracuje se na zvýšení účinnosti pomocí
nanotechnologií, vyuţití biosystémů inspirovaných v přírodě či pomocí koncentračních
článků, které zvýší světelný tok.
Pokročilou technologií jsou nanotechnologie, které umoţňují s vyuţitím principu
Fresnelovy čočky „mikro potisk“ na vnější vrstvu trojskla oken. Drobná síť čoček,
vzhledem k tvaru jejich zakřivení umoţňuje proniknutí nízkého sklonu slunečních
paprsků v zimním období dovnitř interiéru, naopak větší uhel tepelného záření v letním
období účinně odkloní. Příklad pilotního projektu, pasivní administrativní budova
společnosti Fronius ve Welsu.
PV fólie integrované s funkcí hydroizolace mohou být „trójským koněm“, který umoţní
vyuţití PV i v případě památkově chráněných objektů, nebo v památkových zónách.
Vyuţití solárních kolektorů se dosud pracovníci tuzemské památkové péče, na rozdíl od
Rakouska nebo Německa, křečovitě brání. Příklad Nové scény Národního divadla
v Praze, kde je v rámci energeticky úsporných opatření na ploché střeše fólie „2 v 1“
nainstalována.
Výzvou k inovativnímu ztvárnění interiérů jsou PV pruţné fólie určené k aplikaci do
interiéru ve formě tapet na stěny i strop. V USA je jiţ zavedená průmyslová výroba
k běţnému pouţití.
V této oblasti lze očekávat progresivní vývoj.
Geotermální energie, voda, půda, vzduch
Nejpouţívanější systémy vyuţívající energii podloţí lze dělit na zemní vrty
a energetické základy. V 100metrové hloubce pod upraveným terénem je ustálená
teplota cca 12 ºC. Podle druhu podloţí lze získat výkon v rozmezí 25–84 W.bm-1
sondy.
Nejúčinnější je skalní podloţí, nejméně účinné jsou suché písky a štěrky.
Zemní vrty se provádějí obvykle do hloubky 100–150 m. Průměr vrtu činí 140 mm.
Vrt je vybaven čtveřicí tlakových polyethylenových potrubí Ø 32–40 mm s chráněnou
sondou na špici. Náplň, uzavřený okruh teplosměnného nemrznoucího média,
voda + glykol, nebo solanka. Volný objem vrtu je tlakově injektován/tampónován
cemento-bentonitem. Vzdálenosti vrtů jsou podřízeny topnému výkonu zkušebního vrtu
+ měření, které se provádí k určení vydatnosti podloţí, min. 5 m. Rozhoduje rovněţ
určení, topení, nebo kombinace topení/chlazení. Výkon jednotlivých vrtů, nebo
„vrtných polí“ můţe být v rozmezí 6 kW pro RD aţ 1 MW pro velké a rozsáhlé stavby.
Vrty nemají být umisťovány do zastavěné plochy stavby, hloubka zhlaví a jejich
vodorovných propojení pod základovou spárou činí 2 metry. Vrty nejsou vodním dílem,
k jejich povolení není potřeba vodoprávní rozhodnutí, pouze územní rozhodnutí. Postup
je obdobný, jako při provádění vrtané studny. Nutný je protokolárně podchycený
monitoring vodních zdrojů v okolí před a po realizaci vrtu. V rámci Projektu organizace
výstavby (POV) musí být ponechán na staveništi prostor pro navezení a odvoz vrtné
soupravy (obr. 36).
57
Obr. 36: Provádění zemního vrtu na pasivní stavbě, Otevřená zahrada, Brno.
Z hlediska ochrany ţivotního prostředí představují vrty nebezpečí při propojení
několika hladin zvodnění. Z toho důvodu je naprostou nezbytností provedení
tamponování – zpětné utěsnění vrtu.
Energie z vrtu můţe slouţit přímo k pasivnímu chlazení – chlad z vrtu je vyuţit bez
tepelného čerpadla přímo, tzv. „free cooling“, pouze s oběhovým čerpadlem o nízkém
příkonu. Nebo je dále moţná přeměna v tepelném čerpadle země/voda.
Příkladem stavby můţe být (údajně nízkoenergetická) nejvyšší budova v Brně AZ
Tower, kde byla na základě poţadavku investora v průběhu jiţ rozestavěné stavby
provedena aktivace základové desky a pilot. Celková potřeba chladu/tepla 2 MW (!), je
pokryta OZE pouze z 10 %. Zdroj: Milan Trs, GERO top.
Energetické základy. Piloty, základové desky, milánské stěny.
První stavby byly prováděny od roku 1970, jedná se o ověřenou technologii. Vychází
z principu aktivace betonového jádra. Do armokošů pilot Ø 200 – 1200 mm, nebo
výztuţe desky jsou vloţeny natlakované plastové kapiláry, které po zabetonování
přenášejí energii podloţí chlad/teplo k vyuţití ve stavbách. Nejvhodněji v kombinaci
s tepelným čerpadlem.
Tepelná čerpadla (TČ)
ČR je aktuálně nabídka 115 značek TČ. Předpokládaná ţivotnost je 50 tis. provozních
hodin, coţ odpovídá cca 20leté činnosti. TČ jsou v podstatě bezúdrţbová.
Nezranitelnějším dílem je kompresor. Jsou to zařízení, která umí přeměnit
nízkopotencionální teplo obsaţené v okolním prostředí na energii vyuţitelnou pro
vytápění a ohřev teplé uţitkové, technologické, nebo bazénové vody.
Maximální teplota výstupu je 65 ºC, běţná teplota činí 55 ºC. Provozem tepelného
čerpadla neunikají ţádné emise do ovzduší.
Podle toho jaký zdroj se vyuţívá a do jaké teplonosné látky se teplo z nízké teplotní
hladiny do hladiny vyuţitelné přečerpává, rozlišujeme tepelná čerpadla typu:
vzduch/voda,
voda/voda,
země/voda.
58
Hrubě zjednodušeně si to můţeme představit jako zařízení, které umoţňuje energii
rozptýlenou řídce v prostředí zahustit a vyuţít.
V principu je to uzavřený chladící okruh, v němţ jsou obsaţeny dva výměníky,
výparník a kondenzátor. Na výstupu z výparníku je zapojen kompresor poháněný
elektrickým motorem. Průkazem o účinnosti tepelného čerpadla je takzvaný „topný
faktor“, poměr elektrické energie vloţené vůči vyrobené, který se aktuálně pohybuje
kolem 1/4 - 1/5. „Roční pracovní číslo“ (JAZ/SPF) je potom výkaz v průběhu roku,
který rovněţ zahrnuje v rámci vynaloţené elektrické energie konkrétní instalaci, včetně
čerpadel, regulace a ventilátorů. V zimě se přirozeně účinnost sniţuje.
Méně účinné, ale vzhledem k pořizovacím nákladům příznivé je vyuţití TČ
vzduch/voda. Při stísněném pozemku a u rekonstrukcí je třeba zváţit akustický
výkon = obtěţování sousedů hlukem a moţnost sání a výfuku vzduchu z kompresoru.
Čerpadlo je obvykle instalováno s dalším menším zdrojem tepla, které je schopné
překlenout méně účinné zimní období. Kompresor můţe být poháněn elektrickým, nebo
plynovým motorem.
TČ voda/voda jsou V ČR málo pouţívaná. Potřeba blízkosti řeky, velká spotřeba
elektrické energie pro sací čerpadlo, nejsloţitější systém, nebezpečí vychlazení
spodních vod.
TČ země/voda , rozšířené ve spojitosti se zemními vrty, aktivovanými základy, nebo
plošnými kolektory v rámci konstrukce parkoviště, fotbalového hřiště, či jiných
plošných staveb.
V průměru o 30 % vyšší účinnost, neţ TČ vzduchová.
A2.10.1.2 Energie biomasy
V případě energeticky efektivních staveb pro bydlení, rodinných a bytových domů,
staveb pro ubytování se obvykle uplatňují kotle na kusové dřevo, štěpky a peletky,
v závislosti na moţnostech lokality.
Kotle a krbová kamna na kusové dříví
Jednoduché zařízení, teplovodní kotel, pro spalování kusového dříví, obvykle v podobě
polen standardních rozměrů. Na trhu jsou jiţ výrobky umoţňující automatický reţim
spalování paliva ze zásobníku. Pokročilejší variantou je zplyňovací kotel, řízený
elektronikou s moţností regulace výkonu s vysokou účinností. Účinnost a ţivotnost
ovlivňuje však kvalita a zejména vlhkost paliva. Dostupné jsou jiţ motorové stroje na
štípání kulatiny na polena, různých velikostí a výkonů.
Do této kapitoly patří rovněţ krbová kamna a uzavřené krbové vložky, které doplňují
interiér i o sálavou sloţku tepla – hořící oheň. Umoţňují prostřednictvím výměníku
rovněţ ohřev teplé vody. Jejich obsluha je však manuální, coţ podstatně sniţuje
uţivatelský komfort. Kusové dříví je aktuálně nejlevnější zdroj energie. Výhodou je
proto vlastní les.
Pozor však na spalování chemicky ošetřeného dřeva, případně aglomerovaných
výrobků, OSB, dřevovláknitých, nebo dřevotřískových desek. Lepidla a chemické
příměsi vytvářejí při hoření toxické látky, které zároveň zkracují ţivotnost kotle/kamen.
59
Kotle na dřevo a peletky vyţadují relativně vysoké náklady, aby bylo moţné zajistit
komfortní regulaci.
Kotle a kamna na peletky
Spalují dřevěné, nebo konopné peletky (malé válečky) lisované z odpadu, pilin. Průměr
4–10 mm, délka do 50 mm. Jedná se o vysoce účinné, homogenní palivo, 2 kg pelet
mají výhřevnost jednoho litru oleje. Peletky jsou pneumatickým, nebo mechanickým
způsobem transportovány ze zásobovacích cisteren do kapacitních zásobníků
v místnosti oddělené od kotelny. Odtud jsou v automatickém reţimu podávány
šnekovým dopravníkem do kotlíku, kde jsou spalovány. Kotel je řízen elektronikou
s rozhraním s moţností ovládání přes mobilní telefon či internet. Popel je v minimálním
objemu schraňován do speciálního kontejneru, odkud je jednou za čas obsluhou
vynášen na kompost nebo likvidován jako domovní odpad.
Moţné je rovněţ pořízení vlastního peletovacího lisu. Pořizovací cena automatického
kotle je dosud vysoká. Pro domy v pasivním standardu jsou pouţívány malé kompaktní
kotle, kde je včetně zásobníku na palivo integrováno „vše v jednom“. Vyrábí se rovněţ
v provedení do interiéru s okénkem. Pozor si musíme dát na přehřátí a je relativně
hlučným zařízením. Výkon v rozmezí 3–10 kW.
Zařízení pro obytné celky jsou výkonově v řádu desítek aţ stovek kW.
Další moţností je pořízení automatického kotle na dřevěnou štěpku, které se však
aktuálně vyplatí u kotlů s větším výkonem – od 50 kW, pro větší stavby. Nárokuje si
rovněţ velký prostor na sklad paliva. Vývoj však jistě přinese výsledky a ekonomickou
vyuţitelnost i pro menší stavby.
A2.10.1.3 Energie bioplynu
Energie bioplynu z biostanic se vzhledem k investiční náročnosti a dalším aspektům
uplatní více u obytných skupin domů a vesnické zástavby, neţ u jednotlivých budov.
A2.10.2 Vodní hospodářství
Největší podíl na spotřebě vody má průmysl, zemědělství a energetika. I ve stavebnictví
a v oblasti bydlení lze uspořit a lépe vyuţívat potenciál planety. Zahrnuje oblast
dešťového hospodářství, ekonomické vyuţívání pitné vody, odstraňování splaškových
vod, to vše v souladu s principy udrţitelného stavění. Voda je jedním ze základních
prvků potřebných k ţivotu člověka.
Proto je klíčové v rámci návrhu koncepce stavby zvaţovat oddělení systému zásobování
pitné a uţitné (šedé) vody, která kromě údrţby zahrady postačuje v interiéru například
pro obsluhu toalet nebo pro praní prádla.
A2.10.2.1 Pitná voda
Ve střední Evropě, uvádí architekt Eugen Nagy, se získává pitná voda z 60 % ze
spodních vod. Cca 15 % spotřeby je čerpáno z pramenů a 25 % filtrací a úpravou vod
povrchových. Svrchní horizont klesá stále níţe a tak se i v některých oblastech Evropy
voda stane „ropou třetího tisíciletí“.
V této oblasti máme dosud dva běţné zdroje, připojení na veřejný vodovodní řad v ulici
s měřením spotřeby a smlouvou s provozovatelem sítě = garantovaný jako zdravotně
60
nezávadný, a vlastní studnu s pitnou vodou, za jejíţ kvalitu si stavebník odpovídá sám
(s moţností většího obsahu kovů, dusičnanů, případně biologického znečištění ve vodě,
zejména v hustší zástavbě).
Ke korektnímu návrhu, provedení a uţívání patří také úspora, ke které slouţí celá řada
racionalizačních opatření.
A2.10.2.2 Užitková, dešťová voda
Běţnou podmínkou podle vodního zákona je zajištění likvidace dešťových vod na
vlastním pozemku. V případě energeticky úsporných domů je jiţ standardním
poţadavkem vyuţít dešťové vody pro vnitřní obsluhu domu a údrţbu pozemku.
Modelový příklad - dešťové vody jsou ze střechy sváděny systémem okapů a svodů přes
lapače střešní krytiny (zachycují nečistoty splavené ze střechy) do leţatého podzemního
vedení, které je zaústěno do zahradní jímky. Podle konkrétní situace a velikosti domu je
kapacita jímky cca 5–9 m3 (obr. 37).
Obr. 37: Zahradní jímka před zapuštěním do terénu, energeticky úsporný dům
Lipany, autor: Helmut Dietrich, spolupráce Josef Smola.
Konstrukce je betonová, nebo montovaná plastová s kotvením k základové desce
bránící vyplavení (Archimédův zákon). Odtud je uţitková dešťová voda čerpána zpět do
domu pro obsluhu toalet, případně automatické pračky, mytí aut, zálivku zahrady
z výtokových ventilů na fasádě domu. Před tím je filtrována a upravena v domácí
stanici.
V suchém období má jímka automatické doplňování vody z vnitřního rozvodu pitné
vody domu přes elektromagnetický ventil s hladinovým čidlem. Uţitková voda a pitná
voda se nikdy z hlediska hygienických předpisů nesmí potkat, aby nedošlo ke
kontaminaci veřejného řadu.
Přebytek uţitkové vody slouţí k zálivce zahrady s přepadem do vsaku, nebo přírodního
jezírka v závislosti na charakteru geologie podloţí (propustné/nepropustné). Stavba je
běţně připojena na veřejný řad pitné vody s vodoměrnou soupravou měřící spotřebu.
61
Zpevněné plochy na pozemku jsou pokud moţno řešeny jako propustné s moţností
vsakování dešťových vod s preferencí a v posloupnosti: zatravňovací prvky a dlaţdice,
na sucho skládaná dlaţba, beton a asfaltové plochy.
Do jímky, či vsaku můţe být podle povahy podloţí zapojen i drenáţní systém chránící
základovou spáru domu před zvodněním.
V případě staveb větších obytných celků se přirozeně nabízí více moţností úměrných
poţadavkům právních předpisů a sloţitosti stavby a dalších inţenýrských objektů.
Odvodněny musí být všechny zpevněné plochy. Je na zváţení nezbytná míra jejich
nepropustnosti z hlediska funkčního vyuţití s cílem zpomalit odtok a umoţnit vsak na
pozemku. Drenáţní systémy mohou být víceúrovňové a jsou jiţ náročným systémem
projektovaným specialistou. V případě parkovacích ploch pro auta musí být na
odpadním potrubí dešťových vod instalován odlučovač ropných produktů.
U větších urbanistických celků se pracuje v rámci generelu zeleně s plochami, které
jsou integrovány v navrţených zahradních a sadových úpravách. Jedná se například
o suché poldry, štěrkové záhony a vsaky, jako součást ozelenění větších veřejných
ploch, umělá, řídce dláţděná koryty mezi řadami pozemků domů, případně náročnější
systém uměle vytvořených kanálů, ozeleněných otevřených vodních ploch, do kterých
jsou zaústěny svody ze střechy. Lemují chodníky a ulice a spolu s vodomilnou zelení
a vodními květinami vytvářejí příjemné mikroklima.
A2.10.2.3 Odstraňování splaškových vod
Kritickým a nesystémovým řešením jsou vodotěsné žumpy a septiky. V tuzemských
poměrech je zejména problematická jejich „vodotěsnost“, zejména v případě blízkostí
studny.
Při dostatečně velkém pozemku je plně ekologickou alternativou kořenová čistička,
která však není všemi odbory ţivotního prostředí povolována. Případně je podmínkou
předřazení biologické čističky, jako prvního stupně čištění. Další moţností je
samostatná biologická čistící stanice, kde je obvykle úřady vyţadován přepad do trvalé
vodoteče. A přirozeně standardní a korektní řešení je svedení splaškových vod do
veřejného kanalizačního řadu.
Cílem je oddělit fekálie (černá voda) od ostatní znečištěné (šedé) vody. To je základní
předpoklad ekologického hospodaření s vodou. Dobrou volbou jsou kompostovací
záchody.
Kompostovací záchody jsou ekologickou moţností, jak sníţit objem odpadů a naopak
je vyuţít pro údrţbu a hnojení zahrady. Záchod ušetří 15 – 20 m3 vody/osobu/rok.
Je schopen zpracovat exkrementy i biologický odpad z kuchyně na principu aerobního
kompostování („dýchající mikroorganismy“) s vnitřní teplotou procesu aţ 65–70 °C
spolehlivě odstraní choroboplodné zárodky. Konstrukce sestává z objemného, vnitřně
členěného, tepelně izolovaného zásobníku, umístěného obvykle v suterénu, toaletní
trubice ukončené těsným poklopem, a ventilační trubice nad úroveň střechy, příp. shozu
biologického odpadu z kuchyně. Zásobník pro 6 ti člennou rodinu má objem cca 4 m3,
s vyprazdňováním hotového kompostu kaţdé 2–3 roky [29].
Kořenové čističky (obr. 34) pracují na principu přečištění odpadních vod
prostřednictvím rostlin, baktérií a mikroorganismů, simulují přírodní mokřad. Jejich
62
provoz je řádově úspornější, neţ u klasických mechanických čističek, které vţdy
vyţadují příkon elektrické energie a jsou konstrukčně relativně sloţité. Její konstrukce
sice podléhá pevným pravidlům, ale je technologicky nenáročná. Optimálně sestává z tří
zón. Z vlastní kořenové čističky, dočišťovací vodní nádrţe a případně okrasné mělčinné
vodní nádrţe s břehovými porosty. U větších aplikací je na přívodu odpadních vod
usazovací kalová nádrţ, dále kontrolní šachta s čerpadlem a přepadem do vlastní čistící
vany. Na konci procesu je výstupní kontrolní šachta přepadem do vodoteče, nebo
jezírka.
Vana hloubeného výkopu o hloubce do 1000 mm, vystlaná fóliovou hydroizolací
s ochranou, je na dně opatřena filtrační vrstvou – záhozem písku, štěrku, oblázků
a valounů kamene. Následuje propustná vrstva zeminy, substrátu. S výhodou lze pouţít
rovněţ pórovitých materiálů, keramzitu, perlit, které zvětšují aktivní plochu pro čistící
mikroorganizmy. Ve vegetačním souvrství, jsou pouţity druhově vybrané rostliny,
(chrastice, rákos, orobinec, kosatec). Po zakořenění je čistička občasně pochozí a dobře
se zapojuje do kontextu okolní zeleně. Odplevelování je moţné zaplavením povrchu
vodou. Zelenou masu je třeba po čase obnovit. Při porušení technologického postupu
hrozí vymrznutí rostlin. Účinnost a správnou funkci zhoršují saponáty. Uváděná
účinnost je do 90 %, v zimě niţší. Minimální účinná plocha je 25 m2, pro jednu osobu je
třeba počítat s cca 3–5 m2. Pořizovací náklady jsou cca 50 % ceny biologických čistíren,
provozní jsou aţ o dva řády niţší.
Obr. 38: Příklad blokové kořenové čističky v centrální části Berlína v
zimním období.
Vsaky, nebo také podmoky, jsou mělká zařízení vyhloubená pod úroveň terénu, které
zajišťují v závislosti na geologii podloţí rozptýlení vody a její zasáknutí do zeminy. Je
do nich sveden přepad ze zahradní jímky, z přírodního jezírka, případně z drenáţního
systému domu. Nejběţnější, často realizovaná podoba je hluboký výkop vyplněný
štěrkem s geotextilií. V praxi obvykle pouze na základě hrubého odhadu projektanta
stavby.
63
Typický, profesionálně navrţený vsak pro běţný rodinný dům si můţeme představit
jako soustavu vějířovitě uspořádaných válců opatřených ochrannou a filtrační vrstvou
z geotextilie o průměru jednoho metru. Válce jsou vyplněny štěrkem zapuštěné cca
1,8 metru pod úroveň terénu a nakryté zeminou. V nepropustných zeminách, či
v zeminách sprašových mají naopak podobu svislých vsakovacích studní, které
umoţňují zasakování vody do spodních horizontů.
Parametry a návrh vsaku je ověřen výpočtem na základě hydrogeologického posudku.
Vsaky jsou hodnoceny opět jako vodní stavby, jejich projekt zpracovává autorizovaný
specialista.
A2.10.2.4 Přírodní jezírko
Rozumnou a k ţivotnímu prostředí přátelskou alternativou je přírodní jezírko
s břehovými čistícími porosty, s moţností koupání, které se dobře integruje do okolní
krajiny. Vracíme tím krajině její původní druhovou bohatost a romantiku. Vodní plocha
je rovněţ vítaným bydlištěm celé řady ţivočichů a hmyzu.
Jedná se o uměle vytvořenou vodní plochu, která na rozdíl od pevných bazénů můţe mít
libovolně tvarovanou břehovou čáru. Z hlediska urbanistického řešení to poskytuje
architektovi neomezené moţnosti. S vodní hladinou lze pracovat i ve vertikálním směru,
v podobě různých úrovní propojených přepady, kaskádami, jezy, či vtoky. Tvoří
významný akustický a vizuální vjem (obr. 39).
Funkčně se skládá ze středové hluboké zóny s volnou vodní hladinou umoţňující
plavání i chov ryb, které jsou důleţitou součástí čistící schopnosti (odstraňují vodní
ţouţele a larvy komárů) s vyspádováním do jednoho místa s moţností odsávání
usazenin organického původu a mělké filtrační břehové zóny o šířce 2–3 metry, se
záhozem filtračního substrátu o mocnosti 200–400 mm a porosty vodomilných rostlin.
Hluboká část je kolem dvou metrů, břehové mělčiny 500–800 mm. Poměr obou částí je
z hlediska plochy optimálně 1/1. Konstrukci tvarově a výškově vymodelovaného dna
s maximálním sklonem do 50 °, tvoří přímo do výkopu dusané jílové těsnění pokryté
hydroizolační fólií. Jednotlivé pásy jsou lepené, nebo svařované.
Obr. 39: Přírodní jezírko v návaznosti na terasu dřevěného NED Bukov, Ústí
nad Labem, architekt: Josef Smola, foto: Lubomír Fuxa.
64
Břehové lavice a kapsy mohou být ohraničeny PVC profily zabalenými opět do izolace,
nebo pytli s pískem a valouny, které znemoţňují sjíţdění substrátu do hlubších částí
jezírka. Z konstrukce lze vytvářet rovněţ ostrovy. V letních měsících je třeba počítat
s odparem jednoho litru vody z metru čtverečného a jeho doplňováním. Maximální
kolísání hladiny by mělo být zajištěno do 10 cm hladinovým čidlem se spínačem.
Architektonickými a konstrukčními prostředky je třeba zakrýt obnaţenou fólii. „Je
třeba počítat s tím, že se biotop usadí a začne optimálně fungovat až tak během dvou
sezón“,… jak uvádí Ing. Irena Kučerová. Po tuto dobu můţe být voda kalnější. Jezírko
by nemělo být stíněné, zejména z jiţní strany. Podmínkou je plný dopad slunečního
záření = účinná fotosyntéza. Pozor na znečištění opadavými dřevinami.
Rybí osádka se určuje poměrem 10 cm součtové délky/1m3 objemu nádrţe. Pro ryby je
ţivotně důleţitý obsah kyslíku ve vodě. To lze zajistit provzdušňováním, filtrací
s cirkulací, nebo proudící vodou s výškovým rozdílem a pádem na hladinu. Největším
spotřebitelem kyslíku je mikroskopický plankton na hladině (řasy, sinice) ve chvíli
biologického odumření – v případě nepovedeného návrhu.
Napájení technologie v minimálním rozsahu je moţné fotovoltaickými panely.
Koupací část můţe být pohodlně přístupná z mola, či terasy navazující na přízemí
domu. Ve spodní stavbě terasy je potom v šachtě umístěna technologie. Její vybavení
a rozsah je nezbytné určit individuálně, případ od případu odborníkem, který provede
odpovídající ověření a výpočty.
Jezírka nad 40 m2 zastavěné plochy jsou vodní stavbou a vyţadují dvoustupňové
projednání v územním a vodoprávním řízení. Projekt můţe zpracovat pouze příslušný
autorizovaný odborník.
65
A2.11 ODLIŠNOSTI NÁLEŢITOSTÍ A KOORDINACE PROJEKTOVÉ DOKUMENTACE OPROTI STANDARDNÍ VÝSTAVBĚ
Projektování a zpracování projektové dokumentace staveb je proces upřesňování
informací o stavbě. Kaţdý předchozí stupeň dokumentace je zadáním pro stupeň
dokumentace následující. Jednotlivé stupně dokumentace jsou řazeny chronologicky,
podle zavedeného postupu projektových prací.
A2.11.1.1 Studie/návrh stavby
Zadání či podklad dokumentace pro územní rozhodnutí
Jedná se o stupeň „před projektové“ přípravy, ve vyhlášce přímo neuvedený, nicméně
v projektové praxi zavedený a uţívaný (rozsah a obsah je popsán v profesních
výkonových standardech ČKA/ČKAIT, závazných pro autorizované osoby).
Určuje základní koncept stavby a jejího umístění, shromaţďuje vstupní podklady pro
návrh stavby, včetně formulace cílů investora.
Na úrovni studie se řeší zejména:
umístění a orientace stavby na pozemku,
optimalizace A/V,
funkce a činnosti zajišťované stavbou a předpokládané ve stavbě,
tepelné zónování dispozic dle typologie druhů budov a činností,
optimalizace velikostí a umístění oken, vzhledem ke světovým stranám,
celkové tloušťky konstrukcí zohledňující předpokládaný konstrukční a tepelně
izolační systém,
předpoklady pro eliminaci tepelných mostů a tepelných vazeb,
předpoklady pro nekonfliktní a spojitou hlavní vzduchotěsnou vrstvu (HVV),
a to vše s přihlédnutím k navrhovanému konceptu zásobování budovy a jejich zón
energiemi pro vytápění (a příp. chlazení), větrání, vč. úpravy vlhkosti vzduchu (příp.
klimatizace), přípravu teplé vody a osvětlení, s ohledem na místní dostupnost
a vyuţitelnost obnovitelných či alternativních zdrojů energie.
Zásadou návrhu je komplexní (holistický) přístup a proporčně vyváţené naplnění
uvedených kritérií.
A2.11.1.2 Dokumentace pro územní rozhodnutí [DUR]
Obsah a rozsah dokumentace k žádosti o vydání rozhodnutí o umístění stavby nebo
zařízení, nebo rozhodnutí o změně stavby a o změně vlivu stavby na využití území
DUR se zpracovává podle přílohy č. 4 vyhlášky č. 503/2006 Sb., o podrobnější úpravě
územního řízení, veřejnoprávní smlouvy a územního opatření.
Doporučení: Provést základní kalkulace a optimalizace pomocí vhodných návrhových
programů (např. PHPP), včetně ekonomické optimalizace se zohledněním celoţivotního
cyklu stavby, vytipování klíčových konstrukčních detailů a principů jejich
konstrukčního řešení.
66
Obvyklá praxe, kdy projektant navrhne intuitivně koncept stavby, který je v závěru
prací potvrzen spolupracujícími profesemi a specialistou na stavební fyziku
a energetické poradenství, při navrhování energeticky úsporných staveb neobstojí.
Od samého počátku zrodu konceptu je nezbytné interaktivně zapojit odborníky na
energetické optimalizace s vhodnými návrhovými programy.
A2.11.1.3 Dokumentace pro stavební povolení [DSP]
Projektová dokumentace pro ohlášení stavby, k žádosti o stavební povolení
a k oznámení stavby ve zkráceném stavebním řízení
Vypracování klíčových konstrukčních detailů jako podklad pro jejich katalogové
hodnocení (tj. přednostní vyuţití dostupných, nejlépe verifikovaných, katalogů
hodnot fRsi a e pro typické detaily konstrukčních řešení).
Podkladové základní výkresy pro specialisty (půdorysy a řezy; tzv. „slepé
výkresy“) s grafickým vyznačením průběhu hlavní vzduchotěsnící vrstvy.
Upřesnění skladeb zejména pro teplosměnnou obálku budovy nebo jejích
tepelných zón, včetně návrhových hodnot tepelných veličin (obvykle odlišných
od deklarovaných hodnot poskytovaných výrobci).
A2.11.1.4 Dokumentace pro provedení stavby [DPS]
Stavební část musí obsahovat dopracování sloţky (knihovny) konstrukčních detailů co
do obsahu, rozsahu a podrobností tak, aby byly správným, úplným, proveditelným
a bezpečným podkladem pro realizaci stavby.
Náleţitosti textové a výkresové části stavebně konstrukčních detailů se stanovují co do
obsahu a rozsahu následovně:
1. Obecné
detail musí obsahovat verbální název detailu (např. parapet okna);
detail musí obsahovat jméno zpracovatele detailu, pokud je součástí stavební
dokumentace, tak standardní rozpisku na výkresu;
pokud jsou detaily řazeny do dokumentace stavby, tak by měly být řazeny za sebou
tak, jak se postupně realizují na stavbě (nejdříve základ, věnce, střecha …);
pokud je to možné, musí detail obsahovat piktogram umístění na stavbě (silueta
budovy se zakroužkováním, či jinak graficky vyznačeným místem detailu).
2. Stavební část
2.1 Grafická forma
měřítko 1:10 až 1:2 (nekreslí se spojovací prvky jako vruty aj.);
bude vyznačeno rozhraní materiálů;
bude vyznačeno rozhraní vrstev (např. 2 vrstvy minerální vlny);
materiály budou pojednány graficky (šrafy, textury);
doporučuje se jednotné značení materiálů;
67
výkresy budou provedeny černobíle, resp. tak, aby bylo možné je interpretovat
i černobíle (kopírování, a tím i srozumitelnost pro potřeby realizace stavby).
2.2 Popisy
vrstvy musí být popsány odkazem s uvedením materiálu a jeho
charakteristických vlastností, pokud to stupeň projektové dokumentace
a podmínky jeho zhotovení umožňují, tak i označením použitého výrobku
(vysvětlení: pro výběrová řízení nelze použité materiály označovat obchodním
označením, pak je nutné uvést požadované vlastnosti použitého materiálu,
např. u minerální vlny hodnotou výp., ρ …);
vrstvy musí být okótovány (nestačí uvést tloušťku vrstvy v popisu, lze tolerovat
neokótování vrstev nevýznamné tloušťky).
3. Tepelně technická část
u popisu detailu musí být uvedeny použité výpočtové hodnoty a okrajové podmínky
zdroje energie, případně jeho přípojky;
u výpočtu musí být uveden zpracovatel výpočtu a použitý výpočtový program
vč. označení verze;
výsledkem výpočtu je teplotní faktor a lineární (bodový) činitel prostupu tepla;
výsledky v případě potřeby mohou být rozšířeny o vlhkostní bilanci, tepelné toky,
povrchovou teplotu pro konkrétní okrajové podmínky a další údaje dle konkrétní
potřeby;
ve výpočtu lineárního činitele prostupu tepla musí být jasně uvedeno, kde je
uvažovaná hranice mezi 2 konstrukcemi, např.: pro výpočet osazení otvorové
výplně do stěny byl jako hranice uvažován čistý rozměr otvorové výplně.
Doporučení:
Zpracovat pro rozhodující technologické operace kontrolní a zkušební plány (viz
např. dle ČSN 73 2901 k provádění ETICS).
A2.11.1.5 Dokumentace skutečného provedení stavby [DSPS]
Zejména dokladovat změny teplosměnné obálky budovy a technických systémů
s vlivem na spotřebu energie budovy. V případě podstatných změn zpracovat změnu
průkazu energetické náročnosti budovy (PENB).
Změny zpracovat v rozsahu, obsahu a podrobnosti na úrovni DPS, (nebo v úrovni
projektové dokumentace podle které se stavba provádí, např. DSP).
A2.11.1.6 Posílení kontrolních mechanismů (kontroling) ke zvýšení
kvality staveb
a) Vytýkací řízení a přejímka dokumentace
Forma výstupní kontroly a oprav dokumentace vhodná pro všechny stupně zpracování
dokumentace staveb, zejména při předání dokumentace objednateli (stavebníkovi,
68
investorovi, nejlépe za přítomnosti technického dozoru stavebníka - TDS) a při předání
dokumentace zhotoviteli (ve vlastním zájmu zajistí budoucí zhotovitel, aby mohl za
stavbu dle dokumentace odpovídat).
b) AD - Autorský dozor
Upřesnění zákonných povinností, včetně doporučení vhodného obsahu, rozsahu,
způsobu zajištění a součinností s technickým dozorem stavebníka (TDS)
a koordinátorem bezpečnosti a ochrany zdraví při práci.
c) TDS - Technický dozor stavebníka
Upřesnění podle dostupných podkladů, zejména výkonový a honorářový řád
ČKA/ČKAIT, stará vyhláška FMTIR (tehdy technický dozor investora, TDI), skripta
ČVUT v Praze, technická pravidla CZB 1-2009, metodické materiály ČKAIT
v profesním informačním systému Profesis, komerční publikace.
Poznámka: Vyhláška č. 499/2006 Sb., se nevztahuje na rozsah a obsah projektové
dokumentace pro stavby letecké, stavby drah a na dráze včetně zařízení na dráze. Výše
uvedená doporučení platí pro objekty s chráněným vnitřním prostředím (např. nádražní
budovy, letecké terminály, služební budovy), obdobně.
69
SEZNAM OBRÁZKŦ Obr. 1: Obálka vytváří nekonformní moţnosti řešení objemu zástavby s celou řadou
pilovitých objemů ve střešních partiích. Zdroj: R. Knowles. ........................... 9
Obr. 2: Prvním realizovaným příkladem města, kde byly tyto principy aplikovány, je
„Solar city“ v Rakouském Pichlingu, nedaleko Lince. Zdroj: Google. ......... 10
Obr. 3: Naopak nepochopitelná je urbanistická koncepce připravované městské čtvrti
v Praze – Trojmezí. Mechanicky opakovaná solitérní zástavba bez ambice
vybudovat město. Zdroj: PPF. ........................................................................ 10
Obr. 4: Principy udrţitelnosti města, „smart“ městská část Hammarby Sjöstad,
Stockolm. Zdroj: město Stockholm. .............................................................. 12
Obr. 5: Kapiláry uloţené do tubusu tunelu. Zdroj: Rehau, Ing. Ivo Zeman. .............. 12
Obr. 6: Příklad NTK Praha, jejíţ okolí je z větší části vybetonováno. ....................... 13
Obr. 7: Příkladem nekorektní regulace je urbanistická studie/dnes územní studie.
Dolní Břeţany, 2005. ..................................................................................... 15
Obr. 8: Ověřování trajektorie slunce a pozemku pomocí průhledného štítku
s diagramem drah Slunce. .............................................................................. 17
Obr. 9: Vliv umístění domu vzhledem k morfologii okolního terénu. Ing. Martin
Zizka, Sonnenplatz, Grosschönau. ................................................................. 18
Obr. 10: Dům pro seniory, Modřice. Autoři: Aleš Brotánek, Jan Praisler, Josef Smola.
........................................................................................................................ 18
Obr. 11: Projekt pasivního bytového domu Bubeneč Gardens, Praha, autoři: Jakub
Masák, Petr Němejc, Josef Smola. ................................................................. 19
Obr. 12: Půdorys přízemí, pasivní bytový dům Roschègasse 20, Vídeň. Zdroj:
architekt Martin Treberspurg. ........................................................................ 24
Obr. 13: Půdorys přízemí, pasivní ZŠ Wels, Mauth. Zdroj: webové stránky města
Wels, Rakousko .............................................................................................. 25
Obr. 14: Pasivní gymnázium se sportovní halou, AHS Korneuburg, Vídeň Zdroj:
Ateliér Hübner ZT GmbH. ............................................................................. 25
Obr. 15: Supermarket Spar v pasivním standardu, vizualizace. Zdroj: Spar. ............... 26
Obr. 16: Pasivní AB Energon, Ulm, Německo, 2002. Zdroj: architekti Oehler a
Faiglearchkom. ............................................................................................... 27
Obr. 17: Pasivní administrativní budova Energy Base, architekt: POS Architekten
ZT.KG (foto: Michaela Václavská). ............................................................ 27
Obr. 18: Vyuţití pasivní solární energie jiţní fasádou v zemním a letním období.
Zdroj: PHI Darmstadt/CPD. ........................................................................... 27
Obr. 19: Ztracené bednění z extrudovaného polystyrénu, oddělení podloţí od vrchní
stavby granulovaným pěnosklem. .................................................................. 28
Obr. 20: Příklad dřevěných ţebříkových nosníků. Zdroj: PHI Darmstadt. .................. 31
Obr. 21: Panelová konstrukce Woodstock v Basileji. (foto: Jiří Oslizlo). ................... 32
70
Obr. 22: Pasivní gymnázium AHS Korneuburg. .......................................................... 34
Obr. 23: Poţární zkouška konstrukce nosné stěny z balíků slámy. .............................. 35
Obr. 24: Kaple smíření v Berlíně, příklad nosné dusané hliněné stěny s fragmenty
zbytků původního kostela v pásmu berlínské zdi. Architekti: Reitermann a
Sassenroth. ...................................................................................................... 36
Obr. 25: Kompaktní hmota nízkoenergetické administrativní budovy do Plzně je
ukončena ustoupeným podlaţím s pasivní bytovou nástavbou, autor: Josef
Smola. ............................................................................................................. 38
Obr. 26: Schematický přehled konstrukcí oken a vstupních dveří v pasivním standardu.
Zdroj: PHI Darmstadt. .................................................................................... 40
Obr. 27: Příklad kotvení okna do tepelně izolovaného boxu z OSB, dřevěný pasivní
dům Votice. ..................................................................................................... 41
Obr. 28: Pevné stínící slunolamy, pasivní Dům snů, autor: Josef Smola, spolupráce
Kateřina Mertenová. ....................................................................................... 42
Obr. 29: Příklad měření blower door testu, pasivní Dům Stromů, Sulice. ................... 45
Obr. 30: Přerušení tepelného mostu v místě kotvení svodu do ETICS pomocí
vloţených prvků ze zátěţového polystyrénu. ................................................. 46
Obr. 31 a Obr. 32: Nekorektní řešení obvodového pláště pasivní administrativní budovy
Otevřená zahrada Brno, autor: Projektil/Deltaplan. ....................................... 48
Obr. 33: Větrná turbína pro RD na veletrhu ve Welsu. ................................................ 53
Obr. 34: Porovnání designu křemíkového polykrystalu a běţného PV článku. Foto:
Michaela Václavská. ....................................................................................... 54
Obr. 35: Vodíkový článek společnosti Fronius určený pro RD. ................................... 55
Obr. 36: Provádění zemního vrtu na pasivní stavbě, Otevřená zahrada, Brno. ............ 57
Obr. 37: Zahradní jímka před zapuštěním do terénu, energeticky úsporný dům Lipany,
autor: Helmut Dietrich, spolupráce Josef Smola. ........................................... 60
Obr. 38: Příklad blokové kořenové čističky v centrální části Berlína v zimním období.
........................................................................................................................ 62
Obr. 39: Přírodní jezírko v návaznosti na terasu dřevěného NED Bukov, Ústí nad
Labem, architekt: Josef Smola, foto: Lubomír Fuxa. ..................................... 63
71
SEZNAM TABULEK Tab. 1: Přehled výměny vzduchu z ČSN 73 0540 – 2: Větrání v budově ............... 44
Tab. 2: Schéma aplikace moţných úspor v jednotlivých segmentech TZB a jejich
vliv na ţivotní prostředí v případě udrţitelné výstavby, ve vztahu k náplni
činnosti architekta a očekávání stavebníků. Zdroj: [30], doplnil Josef Smola.
...................................................................................................................... 51
72
LITERATURA [1] TYWONIAK, J.: Nízkoenergetické domy. Principy a příklady. Praha: Grada, 2005.
[2] TYWONIAK, J.: Nízkoenergetické domy 2. Principy a příklady. Praha: Grada, 2008.
[3] HUMM, O.: Nízkoenergetické domy. Praha: Grada, 1999.
[4] ŠUBRT, R., WOLF. M.: Stavební detaily. Tepelné mosty, Praha: Grada, 2002.
[5] ŠUBRT, R. a kol.: Katalog tepelných mostů, 1 – Běţné detaily, České Budějovice: Energy
Consulting, 2008.
[6] HANZALOVÁ, L., ŠILAROVÁ, Š. a kol.: Ploché střechy, Informační centrum ČKAIT,
Praha, 2005.
[7] PASIVNÍ DOMY., Sborník přednášek z mezinárodní konference, Brno: Centrum
pasivního domu, 2005, 2006, 2007, 2008 a 2009.
[8] ZDRAVÉ DOMY 2005., Sborník přednášek z konference, Brno: FA VUT, 2005.
[9] RŮŢIČKA, M.: Stavíme dům ze dřeva, Praha: Grada, 2006.
[10] POČINKOVÁ, M.,ČUPROVÁ, D.: Úsporný dům, Brno: ERA, 2004.
[11] ŠÁLA, J.: Zateplování budov. Praha: Grada, 2000.
[12] NOVOTNY, M., MISAR,I.: Ploché střechy, Praha: Grada, 2003.
[13] BLAICH, J.: Poruchy staveb. Bratislava: Jaga, 2001.
[14] NEUFERT, E.: Navrhování staveb. Praha: Consultinvest, 2000.
[15] SMOLA, J.: Stavba rodinného domu krok za krokem, Praha: Grada, 2007.
[16] SMOLA. J.: Stavba a uţívání nízkoenergetického a pasivního domu, Praha: Grada, 2011.
[17] NOVÁK, J.: Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov, Praha: Grada, 2008.
[18] MINKE,G.: Building with earth, Basilej: Birkhäuser, 2006.
[19] MINKE, G., FRIEDEMANN, M.: Stavby ze slámy. Ostrava – Plesná: Hel, 2009.
[20] CHYBÍK, J.: Přírodní stavební materiály. Praha: Grada, 2009.
[21] KOLB, J.: Dřevostavby, Praha: Grada, 2008.
[22] CÍLEK, V., KAŠÍK. M.: Nejistý plamen, Praha: Dokořán, 2007.
[23] PIIRONEN, E.: Small Houses in Finland, Helsinky: Rakennustieto Oy, 2004.
[24] SCHLEIFER, S.: Small Houses, Kolín: Taschen, 2006.
[25] THOMPSONOVÁ., A.: Feng shui, Frýdek - Místek: Alpress,1996.
[26] LAM KAM CHUEN: Příručka Feng shui, Praha: Václav Svojtka & Co.,1998.
[27] BÍLEK, V.: Dřevostavby, navrhování dřevěných vícepodlaţních budov, Praha:
Nakladatelství ČVUT, 2006.
[28] MÁRTON,J.: Stavby ze slaměných balíků, Liberec: Jan Márton, 2010.
[29] NAGY, E.: Manuál ekologickej výstavby, Permakultúra, 2007.
[30] KRATOCHVÍL, P.: Zelená architektura.cz, Praha: Galerie Jaroslava Frágnera, 2008.
[31] ADÁMEK, J.: Potenciální chyby při výstavbě nízkoenergetických domů, Soudní
inţenýrství VUT Brno, Junior stav, 2009.
Tato skripta jsou financována z evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky
NÁRODNÍ STAVEBNÍ CENTRUM PROJEKT EDUR – EDUKACE UDRŢITELNÉHO ROZVOJE
A2 – Architektonické a konstrukční zásady budov dle principů trvale udržitelné výstavby
Ing. arch. Josef Smola a kolektiv
Toto skriptum prošlo oponentskou, jazykovou a grafickou úpravou.
Vydalo Národní stavební centrum roku 2012
1. vydání, 2012, náklad 25 výtisků
ISBN 978-80-87665-01-5