Technické řešení

Při přípravě stavebního projektu se podařilo navázat spolupráci s rakouským architektem Georgem W. Reinbergem. Díky jeho zkušenosti, invenci, úsilí a autoritě se podařilo na pozemek v centru obce dostat všechy potřebné funkce způsobem, který je adekvátní charakteru obce a který dává dobrý příklad pro obnovu venkova.

Od samého počátku jsme počítali s tím, že budova má sloužit nejen k teoretickému vzdělávání ohledně udržitelného stavění, ale také jako praktický příklad vhodných řešení. K tomu také vybízely tři části budovy: velké veřejné prostory, podkrovní pracovna s knihovnou a ubytovací trakt.

Vždy bylo také jasné, že budova musí mít mnohem nižší spotřebu tepla, než je u nás běžné, a že ta musí být hrazena z obnovitelných zdrojů. Postupně se všichni zúčastnění ztotožnili s myšlenkou, že by budova měla splňovat základní standard kvality, tj. standard pasivní.

Docílit toho není pro budovu s takovým využitím a takové dispozice zrovna snadné. Problémem je velmi proměnný počet uživatelů, členitost budovy a orientace budovy, která nenahrává velkým zimním pasivním solárním ziskům. Nejdůležitější tedy bylo užívat poměrně tlustné izolační vrstvy.

Postupy a technologie

1. Průřez zdí seminární části budovy
   Přední část centra je konstruována z betonu (podlaha, zdi a strop kuchyně) v tloušťce 16?20 cm. Tloušťka nadzemní tepelně izolační vrstvy přidané zvenčí ? zde použita minerální vlna ? je 28 cm, na střechách 40 cm.
2. Průřez zdí ubytovací části budovy
   Ubytovací část je budována z cihel o tloušťce 20 cm. Slámu jako izolační materiál jsme původně chtěli použít na celou ubytovací část, z požárních důvodů to bylo možné jen u západní zdi obrácené do sadu, dále od sousedního pozemku. Slaměná vrstva (o objemové hmotnosti asi 90 kg/m³) má tloušťku 40 cm.
3. Tepelné mosty z podloží
   Jsou v přední části omezeny jen asi na polovinu délky stěny, vynechané mezery v nosné zdi pod okny jsou vyplněné polystyrenem XPS. Základová deska je vyztužená betonovými patkami a pasy. Na ní je tepelně izolační vrstva tloušťky 20 cm z EPS a betonová plovoucí podlaha. Jde „jen” o tepelné mosty do podloží o stálé teplotě, izolovaného od okolí obvodovým XPS v tloušťce 16 cm, s pokračováním nad terénem až do hlavní nadzemní izolace ještě s další 8 cm vrstvou. Přerušení tepelného mostu v ubytovně je řešeno vrstvou plynosilikátových tvárnic mezi betonovým základem a cihelnou stěnou.
4. Zelená střecha
   Jako tepelná izolace na vodorovné střechy ubytovací části byla použita sláma (40 cm).
5. 5 Vodní hospodářství
   Dešťová voda z poloviny střechy Centra je vedena přes speciální filtr, který odstraní pevné nečistoty (listí, větvičky), s přepadem do kanalizace. Nádrž velikosti 5,6 m³ by měla pokrýt potřebu domu na splachování záchodů a na umývání podlah.
6. Okna
   Otevíravá a sklápěcí okna splňují pasivní standard (až na čtveřici oken střešních, která v takovém standardu, jenž by platil i pro jejich šikmou polohu, na trhu dosud nejsou). Fixní zasklení by mělo být levnější a navíc i tepelně lepší (bez rámu, nebo s přeizolovaným rámem). Proto je použito všude tam, kde otvíravé není potřeba: u většiny oken sálu, ve vstupní části apod. U světlíků nad kuchyní a ubytovacím traktem jsou použita trojskla do přeizolovaných světlíkových rámů.
7. Fasádní kolektor
   K zaskleným plochám patří i fasádní kolektor s plochou 22 m² na průčelí budovy, který bude instalován dodatečně. Moduly jsou tenké, většina tepelné izolace až do obvyklé tloušťky 28 cm je až za nimi.
8. Vytápění a ohřev pitné vody
   Pochází ze dvou zdrojů: z obecní výtopny a ze dvou velkých kolektorů, nového fasádního a kolektoru na střeše moštárny. Systém využívá tepelného zásobníku, který již léta stojí za moštárnou. V zásobníku je 9 m³ topné vody, nad kterou je jeden krychlový metr dusíku coby expanzní nádrž. V případě napojení na výtopnu pracujeme se zásobníkem proto, že využíváme jen malé domovní přípojky jdoucí k sousedům ? teplo budeme odebírat jen tehdy, když to nenaruší jejich zásobování.
9. Topení čerstvým vzduchem
   Čerstvým vzduchem lze topit v podkroví i v sále, jsou ale přidány i běžné, avšak malé radiátory. V ubytovací části se větracím vzduchem netopí vůbec.
10. Samotížné noční provětrávání
    Kladli jsme důraz na možnost vydatného samotížného nočního provětrávání budovy, otevřením horních oken, přízemních klapek ve foyer a případně i vstupních dveří.
11. Nucená cirkulace vzduchu
    Nucená cirkulace vzduchu probíhá mezi podkrovní kanceláří (s nemalými solárními zisky) a sálem. Tak bude možno solárních zisků využít beze zbytku a prostředí v podkroví zůstane příjemné.
12. Větrání
    V celém objektu je instalováno řízené větrání se zpětným získáváním tepla ? rekuperací. Teplo se z odcházejícího vzuchu předává vzduchu čerstvému s účinností až 90 %. Větrání v přední části budovy má možnost značné regulace průtoku.
    Zadní trakt není připojen na společný ventilační systém, ale jednotlivé dvojice apartmánů budou mít společnou větrací jednotku s účinnou rekuperací. Ta bude v provozu jen dle potřeby.
13. Omítky a těsnost budovy
    Holé betonové zdi mají sice své příznivce, my jsme se však rozhodli vylepšit je na pohled i funkčně hliněnými omítkami. Ty jsou použity i na cihlových zdech.
    Dalším úkolem vnitřních omítek bylo (zejména u cihelné zdi, v níž nebyly maltovány svislé spáry) zajistit vzduchotěsnost budovy. Obtížným místem jsou hlavně přechody z omítek na stropní trámy, které procházejí cihelným zdivem.

Nosné a tepelně izolační materiály, izolace slámou

Přední část centra je proto konstruována z betonu (podlaha, zdi a strop kuchyně), zadní pak z cihel, obé v tloušťce 20 cm. Tenčí cihelný systém nebyl dostupný, tenčí betonovou zeď v takové délce a výšce (ve štítě 9 m) s velkými okenními otvory také nebyl nikdo schopen navrhnout a garantovat. I takové tloušťky jsou ale ještě přijatelné, i když tepelně už zbytečné (u betonu by tepelně, na denní stabilizaci teploty interiéru, stačila polovina, u cihel třetina).

Větších tlouštěk dosahuje nadzemní tepelně izolační vrstva, na všechny konstrukční vrstvy přidaná zvenčí. S výjimkou jedné zdi a střechy jde o minerální vatu, na zdech v tloušťce 28 cm, na střechách 40 cm.

Na zdech jsou tepelné izolace vkládány mezi „žebříky“ tvořené dvojicí latí 3 cm × 5 cm propojené čverci z OSB desky tloušťky 2 cm. Žebříky jsou ke zdem připojeny krátkými plechovými úhelníky. Prostor mezi latěmi je v žebřících vyplněn pěnovým polystyrénem, čímž vznikl téměř „pasivní“ levný rošt. Pod izolační vrstvou je levná parozábrana, na izolační vrstvě šikmé bednění, rákos a omítka.

Západní zeď ubytovacího traktu má izolaci ze slámy. Slámou jsme původně chtěli izolovat celou ubytovací část, z požárních důvodů to bylo možné jen u zdi obrácené do sadu, pryč od sousedů. Slaměná vrstva (o objemové hmotnosti asi 90 kg/m³) má větší tloušťku, 38 cm. Je to jak proto, že na této zdi nebyla nouze o místo, tak i proto, že je coby izolační materiál levná. Asi poprvé na světě byl použit systém kladení několika tenčích vrstev slámy oddělených svislými vrstvami papíru. Cílem bylo rozdělit konvekci v prodyšné izolační vrstvě do tří až čtyř buněk napříč tepelného toku, aby teplotní spád v konvektivní buňce klesl na třetinu až čtvrtinu. Na slaměnou izolaci překrytou lepenkou přišlo šikmé bednění, fólie s difúzním odporem max. 0,2 m vzduchu, svislé latě a vodorovný modřínový obklad. Nebyla instalována žádná parozábrana, difúzní odpor samotné cihlové zdi a vnitřní omítky je vyšší než odpor souvrství vně cihelné zdi.

Sláma byla také použita na většinu plochy vodorovné střechy, totiž nad celou ubytovací částí. Sláma je překrytá OSB deskami spojenými na pero a drážku, na deskách je vyskládaná klínovitá vrstva z tvrdé minerální vaty vyspádovaná k odtokům a zakrytá fólií proti dešti. Do tohoto bazénu pak přišla vrstva oblázků a hlíny (10 cm).

Na vodorovných střechách je pod tepelně izolační vrstvou důkladná parozábrana z pokoveného polyetylénu. V případě slámy je navíc využito její difúzní otevření do té zdi (a atiky nad ní), která je rovněž izolována slámou a obsahuje pod obkladem provětrávanou vzduchovou vrstvu.

O nadzemních tepelných izolacích lze říci, že jsou provedeny bez tepelných mostů, tepelné mosty z podloží jsou omezeny jen asi na polovinu délky stěny. Je použita základová deska vyztužená betonovými patkami. Na ní je tepelně izolační vrstva tloušťky 20 cm z EPS a betonová podlaha. Stěny nenavazují na základy průběžně, pod okny jsou odděleny XPS vrstvou. Jde „jen“ o tepelné mosty do podloží o stálé teplotě, izolovaného od okolí obvodovým XPS v tloušťce 16 cm, s pokračováním nad terénem až do hlavní nadzemní izolace ještě s další 8cm vrstvou.

Prosklené plochy

Okna, která jsou v běžné budově tou nejslabší částí, dostávají v pasivním domě zcela nový význam. Díky tepelným ziskům ze slunce nám pomohou pokrýt velkou část potřebného tepla na vytápění. Musí mít vynikající tepelně-technické parametry. Výsledkem je, že okna víc tepla do domu přivedou než kolik skrze ně unikne ven.

Otvíravá okna v Centru Veronica mají izolační trojskla vyplněná kryptonem a splňují pasivní standard. Rám okna má vloženou tepelnou izolaci a zvenčí je chráněn hliníkem.

Všude, kde není potřeba otevírání oken, bylo použito zasklení fixní(u některých oken sálu, ve vstupní části a u světlíků nad kuchyní a ubytovacím traktem). Fixní zasklení je levnější a navíc i tepelně lepší, díky absenci komplikovaných rámů. U oken v sále jsou použity běžné hliníkové rámy, které jsou zcela překryty vnější polystyrenovou izolací.

Před okny sálu, kanceláře a u střešních oken jsou instaloványvenkovní žaluzie. U oken ubytovací části i u proskleného foyer počítáme s možností letního přidání vnějších záclon, které se v případě potřeby zatáhnou.

K zaskleným plochám patří i fasádní kolektor s plochou 22 m² na průčelí budovy. Moduly jsou tenké, většina tepelné izolace až do obvyklé tloušťky 28 cm je až za nimi.

Omítky a těsnost budovy

Obvodový plášť budovy musí být co nejvíce vzduchotěsný. Toho můžeme dosáhnout kvalitním provedením konstrukčních detailů a dokonalým napojením vzduchotěsných prvků (hliněná omítka, rám okna) pomocí speciálních lepících pásek.

Holé betonové zdi mají sice své příznivce, my jsme se však rozhodli vylepšit je na pohled i funkčně hliněnými omítkami. Ty jsou použity i na cihlových zdech. Dalším úkolem vnitřních omítek bylo (zejména u cihelné zdi, v níž nebyly maltovány svislé spáry) zajistit vzduchotěsnost budovy. Obtížným místem jsou hlavně přechody z omítek na stropní trámy, které procházejí cihelným zdivem. Hliněné omítky také zlepšují režim vlhkosti vzduchu v domě. V sále jsou omítky použity v přírodní podobě a v ubytovací části jsou opatřeny barevným kaseinovým nátěrem.

V průběhu stavby a po jejím dokončení byla vzduchotěsnost budovy testována Blower door testem pro odhalení netěsností.

Větrání s rekuperací tepla

Větráním okny uniká z interiéru velké množství tepla. Proto musíme v pasivních domech v chladných obdobích roku řešit větrání jiným způsobem než otevřením oken, a to řízeným větráním se zpětným získáváním tepla (rekuperací).

Mechanické větrání je nezbytností - vydýchaný vzduch nesmí ven odejít teplý, musí nejprve předat své teplo čerstvému vzduchu, který přichází dovnitř. Toho se dosáhne pomocí protiproudého výměníku teplot, který pracuje s účinností až 85%. I bez přihřívání se čerstvý, v zimě mrazivý vzduch dostane dovnitř nejvýše jen o tři až pět stupňů chladnější, než je teplota interiéru. Tímto dosahujeme při větrání úspor energie na vytápění.

O potřebné tři (či více) stupně lze přicházející vzduch ještě dále dohřívat ve vzduchotechnické jednotce prostřednictvím tepla z obecní výtopny nebo ze solárního systému.

Dvě velké vzduchotechnické jednotky - pro sál s kanceláří a pro kuchyň - jsou umístěny v technické místnosti v suterénu. Větrání má možnost značné regulace průtoku.

Systém větrání a vytápění v Centru Veronica musel být řešen odlišně než v klasických pasivních rodinných domech, kde stačí dohřev větracího vzduchu ve vzduchotechnické jednotce. V našem případě musíme reagovat na velmi proměnný počet osob, které v různých částech budovy ve stejném čase pobývají, a tedy na různé požadavky pro větrání. Jelikož někdy potřebujeme vytápět (temperovat) místnost i v době, kdy není dlouhodoběji využívána a provoz vzduchotechniky by byl zbytečně nákladný (není potřeba větrat), přidali jsme do sálu běžné, avšak malé radiátory napojené na teplo z obecní výtopny.

Ubytovací část není připojena na společný ventilační systém, ale vždy dvojice pokojů má společnou větrací jednotku s účinnou rekuperací. Ta je v provozu jen podle potřeby. Příchozí větrací vzduch dohřívat nelze, proto se pro dotápění pokojů rovněž využívají radiátory, které jsou napojeny na teplo z výtopny.

Vytápění a ohřev vody

Typickou technologií pasivních domů je topení čerstvým vzduchem potřebným beztak pro větrání. V našem případě to nestačilo, vzhledem k velmi proměnnému počtu osob, které v různých částech budovy budou pobývat. Ani topení cirkulačním vzduchem jsme nemohli prohlásit za adekvátní, má zbytečně velkou spotřebu elektřiny.

Čerstvým vzduchem lze topit v podkroví i v sále, jsou ale přidány i běžné, avšak malé radiátory. V ubytovací části se větracím vzduchem netopí vůbec. Zadní trakt není připojen na společný ventilační systém, ale jednotlivé dvojice apartmánů budou mít společnou větrací jednotku s účinnou rekuperací. Ta bude v provozu jen dle potřeby. Větrání v přední části budovy též, navíc má možnost značné regulace průtoku.

Po mnoha úvahách jsme rezignovali na odběr tepla či chladu z podloží. Důvodem byla příliš vysoká cena zemních prací pro položení tlustého vzduchového či tenkého fridexového potrubí, a nedostatek vody ve studních pro využití takového nejjednoduššího zdroje. Zato jsme kladli důraz na možnost vydatného samotížného nočního provětrávání budovy, otevřením horních oken, přízemních klapek ve foyer a případně i vstupních dveří. Dalším zajímavým prvkem je nucená cirkulace vzduchu mezi podkrovními kanceláří (s nemalými solárními zisky) a sálem. Tak půjdou solární zisky využít beze zbytku a prostředí v podkroví zůstane příjemné.

Teplo pro vytápění i ohřev pitné vody pochází ze dvou zdrojů: z obecní výtopny a ze dvou velkých kolektorů, nového fasádního a kolektoru na střeše moštárny. Systém využívá tepelného zásobníku, který již léta stojí za moštárnou. V zásobníku je devět krychlových metrů topné vody, nad kterou je jeden krychlový metr dusíku coby expanzní nádrž. V případě napojení na výtopnu pracujeme se zásobníkem proto, že využíváme jen malé domovní přípojky jdoucí k sousedům – teplo budeme odebírat jen tehdy, když to nenaruší jejich zásobování. Pokud jejich odběr klesne, budeme naopak moci nabíjet náš tepelný zásobník.

Osvětlení v Centru Veronica

Zatímco u běžných domů představuje spotřeba elektřiny na osvětlení malou část celkové spotřeby energie, u pasivních domů, vzhledem k jejich minimální spotřebě energie na topení, se elektřina na osvětlení v celkové bilanci projeví významně.

Proto stavba využívá v maximální možné míře osvětlení denním světlem. Tam, kde nejsou možná okna – kuchyně, chodba v ubytovně – využil architekt světlíky. Umělé (večerní a noční) osvětlení interiéru – zejména seminárního sálu, je navrženo a provedeno s důrazem na maximální energetickou účinnost. V sále jsou zářivky zapojeny tak, aby je bylo možné elektronicky stmívat.

Pitná a dešťová voda

Pitná voda - Objekt je zásobován pitnou vodou ze studny, která se nachází na zahradě.

Využití dešťové vody v Centru Veronica - Ke splachování WC a umývání podlah se využívá voda dešťová, zachycovaná ze sedlové střechy seminární části Centra. Ta je přes speciální filtr, který odstraní pevné nečistoty, svedena do nádrže o objemu 5,6 m³ umístěné v technické místnosti v suterénu.

Zelená střecha nad ubytovací částí Centra

Zelená střecha je hojně využívaný prvek u pasivních domů. Rostou na ní teplomilné druhy trav a sukulenty. Zeleň reguluje teplotu, omezuje přehřívání střechy a snižuje negativní působení povětrnostních vlivů na střechu. Stavba opatřená zelení je při pohledu shora menším zásahem do krajiny. Nutná je však dobrá vodotěsná izolace proti prorůstání kořenů. Zelená střecha samotná také nezajišťuje tepelnou izolaci střechy.

Přírodní materiály v interiérech Centra

Velká pozornost byla věnována i materiálům a předmětům na vybavení Centra. Příkladem je třeba použití přírodního linolea, kaseinové nátěry hliněných omítek či nábytek vyrobený místními výrobci z českého dřeva certifikovaného systémem FSC – šetrné lesní hospodaření. Požadavkem při nákupu elektrických spotřebičů a výpočetní techniky byla nejpřísnější kritéria na energetickou účinnost.