Obnova Strednej odbornej školy stavebnej Emila Belluša v Trenčíne

15. února 2020

doc. Ing. arch. Henrich Pifko, PhD.

Od začiatku minulého roku musia byť všetky nové verejné budovy budovami s takmer nulovou spotrebou energie, pri obnove budov je prípustná o stupeň horšia energetická trieda. Stále sa stretávame s nárekmi nad tým, aké náročné (ba až nesplniteľné) sú tieto požiadavky.

Autor:

doc. Ing. arch. Henrich Pifko, PhD.

Absolvent Fakulty architektúry STU (1983), pedagóg na FA STU (Ústav ekologickej a experimentálnej architektúry), autorizovaný architekt (AA SKA, CEPHD), spoluzakladateľ Inštitútu pre pasívne domy, vedie fakultné centrum Architektúra 2020.

Zjavne sme takmer desaťročie, ktoré sme mali po prijatí európskej smernice EPBD II na prípravu našich projektantov, investorov a dodávateľov na plnenie náročnejších štandardov, premrhali. V skutočnosti však nie je dosahovanie náročnejších štandardov energetickej hospodárnosti budov až taký problém, chce to len istú dávku know-how, pevné odhodlanie a spoluprácu všetkých zúčastnených strán.

Obnova budov – ide to aj kvalitne

Príkladom, že to ide, dokonca aj nad rámec zákonných požiadaviek, je obnova Strednej odbornej školy stavebnej Emila Belluša v Trenčíne. Stavba pôvodne v energetickej triede E je po obnove budovou s takmer nulovou spotrebou energie (trieda A0), spĺňa teda požiadavky pre súčasné novostavby.

Pozoruhodné je, že toto sa podarilo dosiahnuť pri zachovaní architektonických hodnôt objektu – zateplenie nemusí znamenať narušenie výrazu a kompozície, chce to len invenčný prístup projektanta.

Cieľom obnovy tu bolo hlavne zníženie energetických strát (výsledok zodpovedá posunu o päť tried, pri bežnej obnove sa neraz uspokojíme s posunom o jednu triedu) a zlepšenie vnútorného prostredia, obzvlášť dôležité pri školských budovách s veľkými nárokmi na vetranie tried. Projektanti si dali za cieľ aj zachovanie charakteru stavby, v ktorej doznieva uvoľnený výraz neskorej moderny šesťdesiatych rokov (realizácia ukončená v roku 1970, architekt Rastislav Šavlík, držiteľ ceny Dušana Jurkoviča). Výsledný vizuál zachováva tektoniku i členenie fasád, vrátane členenia výplní otvorov.

Konštrukčné riešenie

Charakter a konštrukcie pôvodnej budovy boli pri obnove zachované. Štíhly štvorpodlažný monoblok školy (10 × 130 m) dopĺňa šošovkovitý vstupný pavilón prestrešený zavesenou lanovou konštrukciou a nižší štvorcový trakt s bazénom a telocvičňou. Nosnú konštrukciu tvorí v administratívnej časti priečna rámová oceľobetóvová monolitická konštrukcia, v učebnej časti kombinovaný pozdĺžny murovaný systém s monolitickým oceľobetónovým pozdĺžnym rámom (konštrukčná výška 3,45 m, modul 6,9 + 3/6,0 m). Charakteristickým autorským riešením je presklená fasáda hlavnej chodby orientovaná na sever. Veľkorysé presklenie, členené subtílnymi rámami, dostatočne presvetľuje všetky chodbové trakty budovy spájajúce učebne a zároveň poskytuje takmer neobmedzený vizuálny kontakt s exteriérom.

Najdôležitejším rozhodnutím koncepcie obnovy z kompozičného hľadiska bolo zachovanie presklenej fasády orientovanej na sever, aj napriek vyššej energetickej náročnosti a nutnosti využiť sklá a rámy špičkovej kvality. Ako nová izolačná vrstva je navrhnutá na časti objektu aj metalická odvetraná fasáda s farebne akcentovanými komunikačnými priestormi (krčky, vedľajšie únikové schodisko). K výraznej úprave došlo na južnej fasáde, kde boli lineárne železobetónové markízy (nevyhovujúce kvôli veľkým tepelným mostom) „vystrihnuté“ a nahradené systémom fixného horizontálneho tienenia s prerušením tepelného mosta v kotvení.

Technologické riešenie

Výsledkom integrovaného prístupu k navrhovaniu, zahŕňajúcemu simulácie pre hľadanie nákladového optima, je súbor progresívnych technológií a riešení. Redukcia tepelných strát a nákladov na vykurovanie bola dosiahnutá týmito opatreniami:

precízne zateplenie extrudovaným polystyrénom a minerálnou vlnou hrúbky 200 mm;
sanácia tepelných mostov;
nahradenie železobetónových markíz slnolamami;
optimalizácia detailov;
predsadená montáž okien do roviny tepelnej izolácie (slepé rámy z OSB dosiek);
použitie výplní otvorov s hodnotou U = 0,75 W/(m²·K);
a v neposlednom rade inštalácia semicentrálneho riadeného vetrania s rekuperáciou.

Ohrev vody

Zlepšenie efektívnosti ohrevu vody priniesla, popri optimalizácii riadiacich systémov, inštalácia fototermického solárneho systému na prípravu teplej vody: na streche je celkovo 96 fototermických panelov využívanýchnaohrevbazéna(45 %) a ako náhrada za elektrický ohrev TV (55 %).

Osvetlenie

Odstránenie horizontálnych železobetónových tieniacich deliacich prekladov a sklobetónových nadsvetlíkov okien všetkých učební zvýšila prístup denného svetla v učebniach o 50 % a energetickú hospodárnosť zlepšila LED osvetľovacia sústava s inteligentným riadením Schneider KNX na základe snímačov jasu.

Fotovoltický systém

Fotovoltický systém tvorí 117 panelov á 270 Wp (spolu 31,5 kWp), sústava je doplnená akmulátorom s kapacitou batérie 39,9 kVAh.

Vetranie

Vetranie, ktoré zabezpečuje kvalitné vnútorné prostredie pre výučbu a zároveň úspory tepla, tvorí hybridný systém: nútené vetranie s rekuperáciou tepla je kombinované s kontrolovaným automatickým prirodzeným vetraním s čidlom CO₂ / Rh / teploty v každej triede, výkon vetrania je individuálne nastaviteľný. Nútené vetranie zabezpečujú tri jednotky Atrea Duplex 5000 Multi Eco s účinnosťou rekuperácie nad 80 %. Nočné predchladenie (automatické prirodzené vetranie, deaktivácia vykurovania a vzduchotechniky) zlepšuje tepelnú pohodu v teplých mesiacoch roka. Na základe simulačných predpokladov môže byť potenciál úspor vďaka týmto technológiám a konštrukčným opatreniam až do 50 000 eur za rok, pri súčasnom zlepšení vnútorného prostredia stavby. Reálna úspora bude priebežne vyhodnocovanáa optimalizovaná meracím a monitorovacím systémom spotreby tepla aj elektriny Heat2Go.

Skúsenosti z projektovania a realizácie

Ing. Michal Lešinský, autor návrhu, opísal svoje skúsenosti týmito slovami:

Projekt obnovy SPŠ stavebnej Emila Belluša v Trenčíne bol pre nás z viacerých hľadísk neobyčajnou výzvou. Jednak potrebou dosiahnutia špičkových energetických úspor pri veľkom tlaku na efektivitu a zároveň silne limitovanom rozpočte, na druhej strane snahou o vytvorenie kvalitného a zdravého vnútorného prostredia pre žiakov a učiteľov a dosiahnutia nízkych koncentrácií CO2 v triedach. Pod tlakom na nákladové optimum a komplexnosť obnovy sme sa rozhodli využiť a aplikovať pri návrhu prístup „integrovaného navrhovania“, teda angažovanie multidisciplinárneho projektového tímu vrátane využitia energetických simulácií už od úvodných fáz konceptu. Toto, doplnené osvieteným investorom (Trenčianskym samosprávnym krajom), možnosťou aplikovať zásady navrhovania pasívnych domov a podporou tímu implementačnej agentúry SIEA vytvorilo výsledok, ktorý nás posunul za hranice konvenčného a obvyklého.

Unikátnosť sa niesla aj celým procesom výstavby. Či už pri boji o subtílnosť fasádnych hliníkových profilov, predsadenú montáž okien, ladení MaR domu, ale napríklad aj pri potrebe realizátora vysporiadať sa s náročnou požiadavkou na riešenie neprievzdušnosti izolačnej obálky objektu, čo je stále na slovenskom stavebnom trhu pomerne neobvyklou „disciplínou“. Minimálne rovnakou výzvou je však zabezpečenie efektívnej a optimalizovanej prevádzky budovy. Bez nej sebelepší dom nenaplní ani polovicu pôvodných očakávaní. Aj toto je jedným z rozmerov a cieľov projektu – vytvorenie praktickej učebnej pomôcky v mierke 1 : 1 pre študentov moderného stavbárskeho remesla.

Záver

Neraz sa stretávame s mýtom, že kvalitná obnova je príliš drahá. Pozrime sa teda na pár konkrétnych údajov z tejto realizácie. Pred rekonštrukciou bola spotreba tepla 858,9 MWh/rok (energetická trieda E), spotreba elektrickej energie 136,7 MWh/rok a priemerné ročné náklady na energie 87 600 eur.

Pri rekonštrukcii bola projektom ambiciózne vytýčená cieľová spotreba tepla 192,15 MWh/rok (–77 %: energetická trieda A0), spotreba elektrickej energie 82,2 MWh/rok (–60 %) a ročné náklady na energie pod 30 000 eur/rok (cca –70 %). Ide teda o zlepšenie hospodárnosti zhruba o dve tretiny pri nákladoch obnovy 70 eur/m³.

Pri obnove budov by sme nemali hovoriť len o energii a peniazoch – dôležité je aj predĺženie životnosti budovy (nielen fyzickej, ale aj morálnej) a zlepšenie prostredia v nej: triedy bez prievanu, s dostatkom denného svetla, s tepelným komfortom počas celého roka a bez prekračovania prípustných koncentrácií CO₂ sú nesporným, aj keď ťažko vyčísliteľným prínosom. Aj preto môžeme povedať, že tu ide o ukážkovú a efektívnu obnovu už skoro polstoročie starého, no architektonicky hodnotného objektu.

Identifikačné údaje o stavbe

Stavba: Obnova Strednej odbornej školy stavebnej Emila Belluša v Trenčíne-Zlatovciach, Slovensko

Investor: Trenčiansky samosprávny kraj s podporou operačného programu Kvalita životného prostredia OP KŽP – EŠIF

Návrh: PIO KERAMOPROJEKT, a.s., Ing. Michal Lešinský, Ing. Mário Pečit

Spolupráca

Stavebná časť: Ing. Matúš Benák

Statika: Ing. Richard Hlinka

Elektroinštalácia: Ing. Richard Duriš

Zdravotechnika: Ing. Partik Ružič

Vykurovanie: Ing. Adriana Pilchová

Vzduchotechnika: Ing. Martina Lešinská

Požiarna ochrana: Ing. Dušan Trško

Plán organizácie výstavby: Ing. Juraj Cíbik

Návrh: 12/2015–03/2016

Realizácia: 11/2017–06/2018

Investičný náklad: 2,61 mil. eur

Zastavaná plocha: 3113,32 m²

Obostavaný objem: 31 180,60 m³