Neobvyklý pasivní dům nedaleko Brna

Dobrým východiskem stavby pasivního domu byl již pozemek – dostatečně široký a mírně se svažující k jihu. Studio Vize Ateliér zde navrhlo pro čtyřčlennou rodinu přízemní stavbu s jižní stěnou vyklenutou do mírného oblouku a severní částečně zapuštěnou do svahu.

Vějířovitý tvar domu spolu s velkými zasklenými plochami totiž umožnil maximální solární zisky – energie ze slunce je přece zadarmo, bylo by tedy nerozumné nevyužít ji. Přesah střechy je zároveň zvolený tak, aby v létě okna stínil a v zimě, kdy je slunce níž, nebránil přístupu slunečních paprsků do interiéru.

Téměř přesně na jih jsou orientovány všechny obytné místnosti – každá z nich má tak dostatek slunce a přes francouzské okno přímý přístup na terasu a do zahrady. Na severní straně domu jsou potom místnosti, v nichž méně světla ani slunce nepřekáží – předsíň, toaleta či šatník.

Foto Dano Veselský 

Rodinný dům Vějíř navrhlo brněnské architektonické studio Vize Ateliér, tak, aby poskytl pohodlné bydlení čtyřčlenné rodině a dosáhl parametrů pasivní stavby. Foto Dano Veselský

Pravidla rekuperace

Nucené větrání s rekuperací a s tím související požadavek na těsnost však neznamená, že okna nemůžete otevírat. Znamená to jen tolik, že pokud okna otevřete, účinnost rekuperace se snižuje. Když je venku chladno nebo horko, znamenají otevřená okna zvýšení nákladů na vytápění nebo potřebu aktivního chlazení. Pokud je však venku příjemná teplota blízká teplotě v interiéru, nemají otevřená okna žádný negativní dosah.

Interiér zařizují postupně a s rozvahou – domácí paní nechce nic uspěchat. Linku s ostrůvkem si nechali vyrobit na míru u šikovného truhláře. „Byla tak za velmi rozumnou cenu,“ pochvaluje si majitelka. Foto Dano Veselský

Denní světlo se přes sklo dostává i do haly bez oken, pás sklobetonu zase prosvětluje chodbu.

Před přehříváním chrání interiér kromě „kšiltu“ také interiérové žaluzie.

Pohoda v Brně

Ačkoli jsou pasivní domy pověstné hlavně silnou vrstvou tepelné izolace, nejen ta ovlivňuje pocit tepelné pohody v interiéru. Dům Vějíř je založený na 30 cm silné ocelobetonové desce, kterou zespodu izoluje vrstva štěrku z pěnoskla. Svislé nosné konstrukce vyzdili z vápenopískových tvárnic s tloušťkou 17,5 cm a obvodové stěny jsou zvenčí zateplené polystyrenem.

Podstatná část konstrukcí na straně interiéru je tedy masivní a těžká, „Tyto materiály dokážou naakumulovat velké množství tepla, takže v interiéru je stabilní klima bez výkyvů,“ upozorňuje projektant. Změny teploty jsou tu tedy velmi pomalé, což je pre člověka příjemné. „V zimě, když svítilo slunce, měli jsme v domě 23 °C, a i když jsme v noci netopili, teplota klesala velmi pomalu – do rána asi na 20 °C,“ dokazuje domácí paní fungování teorie v praxi dvouletého bydlení.

Při zařizování pokojíčku pro čtyřletou Nelu ani jinde v domě nedělal rodičům atypický tvar půdorysu problémy: „K obloukové stěně jsme téměř žádný nábytek nedávali, jelikož jsou tu okna, a ostatní stěny jsou rovné.“ Foto Dano Veselský

Dvouplášťová plochá střecha má konstrukci z dřevěných vazníků, dostatečnou tepelnou izolaci v tomto případě zabezpečuje foukaná celulóza. Vlastnosti střechy však zásadním způsobem ovlivňuje i nejvrchnější vrstva – zemina s rostlinami. Tato akumulační masa totiž dokáže poměrně účinně bránit prostupu slunečních paprsků a tím letnímu přehřívání interiéru.

„I v horkém létě je tu příjemně i bez klimatizace. V noci otevřeme okna na větračky a na řízeném větrání nastavíme odsávání – zařízení potom odsává teplý vzduch z domu a přes okna proudí dovnitř chladný noční vzduch zvenčí. Tím se dům hezky vychladí.“
PETRA, MAJITELKA DOMU

Výhodou pasivního domu je také těsnost a vysoká tepelněizolační schopnost oken, jejichž povrch tak není studený. Majitelka si chválí i nucené větrání, díky němuž je v domě vždy a v každém počasí čerstvý vzduch i bez otevírání oken. Foto Dano Veselský

„Děti si mohou hrát přímo u okna do zahrady a netáhne na ně.“

Otevřete je, když je to třeba

To, že řízené větrání s rekuperací snižuje únik tepla větráním na minimum a tím šetří velké procento nákladů na vytápění, je prokazatelné, lidé však ještě stále věří různým pověrám. „V pasivním domě opravdu můžete otevírat okna,“ směje se majitelka.

Dům Vějíř je světlým příkladem toho, že v dobře navrženém domě se lidé přirozeně chovají tak, jak mají: „Také jsem měla nejprve obavy, protože v paneláku, kde jsme bydleli předtím, jsem otevírala okna stále. Ale zvykli jsme si velmi rychle. Pravda je, že celou zimu vás tu ani nenapadne okno otevřít, protože to nepotřebujete – stále je tu totiž čerstvý vzduch. A na jaře, kdy je venku příjemně, zase není důvod okna neotevřít a nejít na zahradu.“

Izolace a větrání s rekuperací sice brání tepelným ztrátám, ani pasivní dům však po celý rok nevytopí jen slunce. V tomto domě se vytápí podlahou, vodu v zásobníku ohřívají solární kolektory a v případě potřeby elektřina. Jelikož masa betonu dokáže naakumulovat hodně energie, stačí, pokud má přiváděná vytápěcí voda 30 °C.

zdroj: Vize Ateliér, s.r.o.

zdroj: Vize Ateliér, s.r.o.

Z dobře zaizolované a těsné stavby uniká jen minimum tepla a velká zasklení obrácená na jih zabezpečují od podzimu do jara nezanedbatelné solární zisky. V létě zase chrání okna před sluncem, a tím také interiér před přehříváním, přesahující „kšilt“ střechy. 

Kolik stála stavba

Podle Ing. Rostislava Kubíčka je pasivní dům oproti běžnému nízkoenergetickému obvykle dražší asi o 10 %. Mnoho novostaveb se však prodraží kvůli špatnému výběru firmy či nesprávnému architektovi. V tomto případě byla celková cena domu – od projektu přes stavbu, povrchové úpravy, zařizovací předměty v koupelně a WC, technické vybavení (včetně solárních kolektorů) až po rostlinky na střeše 3,4 mil Kč (což je asi 25 373 Kč/m²).

Ačkoli se na stavbě vystřídalo několik firem, díky tomu, že všechno kontrolovali majitelé domu i projektant, všechno skončilo jejich úplnou spokojeností. „I když jsme si většinou vybírali ty nejlevnější řemeslníky, nemůžeme si stěžovat. Podle nás bývají totiž řemeslníci, kteří pracují sami na sebe, spolehlivější a preciznější než zaměstnanci ve firmách,“ dělí se o zkušenosti z výstavby majitelé.

Přízemní masivní stavba s podlahovou plochou 134 m² a plochou zatravněnou střechou je částečně zapuštěná do terénu. Foto Dano Veselský

Podbití přesahu střechy je z červeného smrku, stejně jako terasa.

Na terasu a z ní do zahrady se dá přes francouzské okno vyjít z každé místnosti.

Jaké jsou provozní náklady

Největší výhodou pasivních domů je jejich mimořádně levný provoz. V domě Vějíř vypočítali podle PHPP roční potřebu tepla na vytápění 14 kWh/m². rok, předpokládané náklady na energii potřebnou na celý jeho provoz byly 19 000 Kč ročně. (Z toho 5 050 Kč na vytápění a 13 950 Kč na ohřev vody, chod spotřebičů a pomocnou energii.)

Foto Dano Veselský

Díky masivním konstrukcím stěn a podlahy je v interiéru stabilní klima bez výkyvů.

Teoretické výpočty byly v tomto případě poměrně přesné a potvrdily se i v praxi – podle první faktury byl rozdíl v předpokládané ceně energie a skutečné platbě jen 1 400 Kč za rok. Za první rok byly reálné roční náklady na provoz domu 20 400 Kč.

Za hlavní příčinu tohoto rozdílu považuje Rostislav Kubíček to, že solární kolektory nainstalovali až asi v polovině roku. „Program PHPP je poměrně detailní a jeho přesnost je ověřená. Takže pokud člověk zadává údaje poctivě, tak jsou výsledky přesné,“ dodává zkušený projektant.

Pokud byste si provoz pasivního domu chtěli porovnat s vlastními ročními platbami za energie, důležité je brát do úvahy, že dům má podlahovou plochu 134 m² a žije tu čtyřčlenná rodina.

Osazení rámu do konstrukce je stejně důležité jako kvalita okenních rámů. Někdy lze samotným osazením dosáhnout lepšího výsledku než dražším rámem.
Ing. Rostislav Kubíček, projektant

foto: Vize Ateliér, s.r.o.

Vrstva granulátu z pěnoskla silná 40 cm, která je pod základovou deskou, izoluje dům zespodu.

foto: Vize Ateliér, s.r.o.

Dům je založen na 30 cm silné ocelobetonové desce, v jejímž středu je rozvod teplovodního vytápění. V mase betonu se tak naakumuluje velké množství tepla a důsledkem je velká tepelná setrvačnost domu – výkyvy vnější teploty v něm ani nejsou cítit.

„Díky velké akumulační mase může být teplota přiváděné vytápěcí vody poměrně nízká. Povrchová teplota podlahy je jen o 3 °C vyšší než teplota vzduchu a ani rozdíl teploty mezi hlavou a nohama není větší, což je pro člověka příjemné,“ upozorňuje projektant.

Vyšší životnost stavby

Tepelná izolace chrání nosnou konstrukci domu před namáháním velkými rozdíly teplot – z exteriéru mrazem (–15 °C) a z interiéru teplem (+20 °C). V zateplené nosné konstrukci je rozdíl teplot jen pár stupňů, což znamená její menší zátěž a vyšší životnost. Polystyren je volbou dobré ceny, z ekologického hlediska také není horší než jiné materiály. Produkce CO₂ na kilogram materiálu je u něj sice poměrně vysoká, jelikož je však mimořádně lehký, celková hmotnost materiálu potřebného na zateplení domu je malá.

foto: Vize Ateliér, s.r.o.

Svislé nosné konstrukce jsou z vápenopískových tvárnic, obvodové jsou zateplené polystyrenem. Výhodou dvouvrstvé konstrukce je podle Rostislava Kubíčka například to, že daných tepelněizolačních parametrů se dosáhne při menší tloušťce než u jednovrstvových konstrukcí. Vápenopískové tvárnice mají přitom nejlepší statické vlastnosti při nejmenší tloušťce: „Nosné stěny tu mají tloušťku jen 175 mm, víc není z pohledu statiky potřeba.“

Dalším plusem je akumulační hmota ze strany interiéru a ze strany exteriéru ochranný „kožich“, který brání úniku tepla. Akumulační prvek přitom pomáhá udržovat vnitřní klima stabilní, bez velkých výkyvů, což je pro člověka ideální. „Důležitou předností dvouvrstvé konstrukce je i jednoduché odstranění tepelných mostů,“ zdůrazňuje projektant.

Větrání bez tepelných ztrát

Pro pasivní domy je typické nucené větrání s rekuperací. Větrací jednotka je v technické místnosti v severní části domu, vzduch se rozvádí vzduchotechnickými potrubími skrytými v podhledu chodby a ve snížené části stropu v obývacím pokoji. Z míst, kde vznikají pachy nebo vlhkost, se vzduch odsává, do pokojů se přivádí čerstvý. Rekuperace znamená zpětné získávání tepla z odváděného vzduchu, které se spolu s čerstvým vzduchem vrací zpět do domu. Tím se tepelné ztráty větráním sníží na minimum (o 80 až 90 %). Aby systém správně fungoval, musí být obvodové konstrukce domu těsné, což se ověřuje tzv. blower-door testem.

foto: Vize Ateliér, s.r.o.

Dvouplášťová plochá střecha s provětrávanou vzduchovou mezerou má konstrukci z dřevěných příhradových vazníků. Foukaná celulózová izolace byla optimální volbou jednak pro komplikovaný tvar vnitřního prostoru, jednak z hlediska svých vlastností a působení v difuzně otevřené konstrukci. Je také méně rizikovým materiálem – stejně jako dřevo, i celulóza má totiž přirozenou schopnost pohlcovat vlhkost. Pokud by se tedy dostala do konstrukce voda, rozptýlí ji do velké plochy a nenastane lokální degradace tepelné izolace.

Foto Dano Veselský

Extenzivní zelená střecha včleňuje při pohledu od ulice, ze severu, dům do zahrady. Jejím úkolem je také chránit dům před přehříváním.

Foto Dano Veselský

Zdrojem tepla na vytápění a ohřev vody jsou solární kolektory, které ohřívají vodu v akumulační nádrži, v případě potřeby je doplňuje elektrická spirála. Teplo se do interiéru odevzdává podlahou. Díky umístění rozvodů podlahového vytápění v masivní základové desce z betonu s velkou tepelněizolační schopností (využívá se tu tzv. aktivace betonového jádra) stačí v tomto systému ohřát vodu na 30 °C.

Magické 3 stupně

„Pri porovnaní dvojskla a trojskla je důležitá hlavně vnitřní povrchová teplota zasklení,“ upozorňuje Rostislav Kubíček. „Pokud chcete docílit vnitřního komfortu, žádný z povrchů by neměl být chladnější o více než 3 °C oproti teplotě vzduchu. Jelikož teplota vnitřního povrchu trojskla neklesá více než 3 °C pod teplotu vzduchu, může být zdroj tepla kdekoli, nemusí být u oken – to je jeden z důležitých faktů ve prospěch výběru trojskla. U dvojskla je teplotní rozdíl vyšší a zdroj tepla tedy musí být u okna, aby člověk neměl pocit chladu.“

Foto Dano Veselský

Okna v pasivním domě musí být správně osazena – tak, aby bylo místo styku utěsněno a nevznikaly v něm tepelné mosty. Důležité jsou také jejich parametry – jednak součinitel prostupu tepla U, který hovoří o tepelněizolačních vlastnostech, jednak celková propustnost energie, která projde přes sklo – označovaná g. S parametrem g souvisí propustnost světla, a tedy výška solárních zisků i pocit světlosti v interiéru. Hodnota g je důležitá hlavně u vícečetného zasklení a měla by být vyšší než 50 %. V domě Vějíř použili okna s dřevěným rámem a moderním superčirým trojsklem, jež mají U_f = 1 W/(m² . K), U_g = 0,6 W/(m² . K) a g = 63 %.

Energeticky pasivní rodinný dům Vějíř

Místo stavby: Brno-Bystrc
Autor: Vize Ateliér, s. r. o., Ing. arch. Martin Krč a Ing. Rostislav Kubíček
Projekt: 7/2009
Dokončení: 7/2011
Podlahová plocha: 134 m²
Potřeba tepla na vytápění: 14 kWh/(m²) a (výpočet podle PHPP)
Průvzdušnost: n₅₀ = 0,3 h^-1 (Blower door test)

Konstrukce
Založení: železobetonová deska na štěrku z pěnoskla
Nosné svislé konstrukce: vápenopískové cihly
Obvodové stěny: vápenopískové cihly zateplené EPS
Typ střechy: plochá dvouplášťová, zelená
Konstrukce střechy: příhradové vazníky, zateplená foukanou celulózou
Okna: dřevěná, zasklená solárním trojsklem

Vize Ateliér, s. r. o.
Ing. arch. Martin Krč
Ing. Rostislav Kubíček
www.vizeatelier.eu
www.facebook.com/VizeAtelier.eu

Text: Erika Kuhnová
Foto: Dano Veselský a Vize Ateliér
Zdroj: časopis HOME