Pasivní rodinný dům s ateliérem, Příbor (MS kraj)

Záměrem  bylo navrhnout a postavit co nejúspornější rodinný dům s  přidruženou funkcí  architektonického  a energetického  ateliéru se  dvěma byty v patře, jejichž nájem by částečně  pokryl náklady na úvěr a současně  by významnou roli hrál i vzhled a estetická kvalita stavby. Koncept byl od počátku poměrně přesný: ztvárnění obdélníkové hmoty domu, definované limity zakoupeného pozemku na jižním svahu s výhledem na Beskydy.  Dům měl být navržen minimálně v pasivním standardu s tím, že velký důraz bude kladen na dlouhodobou energetickou udržitelnost. Důležité bylo také propojit technologie a materiály domu tak, aby technicky a energeticky fungovaly a ve výsledku byly co nejjednodušší pro vlastní výstavbu.

Architektonické a dispoziční řešení

Vnější podoba rodinného domu je výrazně ovlivněna požadavky, které byly na stavbu kladeny. Zadáním byla jednoduchá kubická hmota domu,  při splnění  pasivního  nebo až nulového standardu. Jedná se o jednoduchou hmotu, která není a neměla být v ničem složitá z důvodu rychlosti výstavby,  ceny  a splnění pasivního standardu. V architektonickém návrhu exteriéru jsme pracovali s barvou fasády i s rozměry a příčným nebo podélným rozdělením oken.

Pozemek, umístěný v řídké zástavbě okrajové části malého města Příbor byl maximálně využit a svým tvarem a orientací jasně předurčil tvar domu. Šířka pozemku je 13 m, proto jsme byli limitováni šířkou domu na 7 m. Délka pozemku  činí 60 m, kde 25 m ukrojí ochranné pásmo lesa, proto jsme byli limitováni i délkou domu. Do svažitého  pozemku byla stavba osazena  tak, aby nevyčnívala nad ostatními domy, tedy 1,8 m pod úroveň terénu. Dům má dvě podlaží, každé o užitné ploše 105 m², je usazen  do jižního svahu v obležení beskydských kopců s výhledem  na hřeben Pusteven, Kněhyně a Smrku.

Dům je umístěn v severní části pozemku a je orientován kratší stranou po vrstevnici. Dominantní dvoupodlažní hmota je částečně zapuštěna ve svahu směrem od severu k jihu. Ze západu je při návrhu jinak jednoduché hmoty domu rozehrána estetická mozaika dvou rozměrů oken a prostor mezi okny je doplněn vhodně tmavším odstínem omítky, čímž je zcelena hlavní fasáda. Bílý střešní lem byl ve své spodní části ukončen přesně ve výšce  nadpraží oken. Severní část domu je utopena ve svahu o více než 2,5 m – díky čemuž dům působí z pohledu od cesty jako jednopodlažní. Z obou delších stran je 3 m prostor, jenž je z východu využit pro schodiště  k bytům s opěrnou zdí, která rozděluje výškově  prostor podél hranice pozemku a tvoří tak soukromí pro terasu. Ze západu je vybudována rampa ke vstupu do architektonického ateliéru. Oba vstupy do domu jsou díky využití svahu a odlišné orientaci vstupů navzájem odděleny.

Jižní fasáda domu s velkým prosklením se otevírá do zahrady a dále do beskydských kopců a chytá jižní sluneční paprsky. Šedá omítka byla z praktického hlediska vybrána tak, aby ve spodní části nebylo patrno zaprášení. Ve vyšších  částech byla naopak na fasádu použita světle  šedá až bílá barva. Na fasádě se tedy nešetřilo, domu byla díky různým tloušťkám izolace dodána plasticita. Pokud svítí slunce, vrhají tyto detaily na fasádu menší stíny, které vytvářejí dojem, že stěna stavby není jednolitá.

Hlavní vstup po ocelovém schodišti do dvou menších bytů v patře je umístěn na východní straně a je chráněn proti povětrnostním vlivům mírně zapuštěnými vchodovými dveřmi. Ze zádveří je přístupný sklad, severní a jižní byt. Byty jsou rozměrově a dispozičně stejné, pouze zrcadlově otočené. Po otevření bytových dveří následuje chodba s nikou pro botník a šatník. Z chodby je přístupná koupelna se  sprchovým  koutem,  samostatné  hygienické  zařízení a ložnice s prostorem pro velkou šatní skříň. Chodba je otevřená do obývacího prostoru s kuchyní a jídelnou.

Přízemí, kde se nachází architektonický ateliér, má hlavní vstup ze západní strany, po vstupu do chodby je v celé levé části samostatné hygienické zařízení, koupelna se sprchovým koutem a hygienickým zařízením a technická místnost. Naproti chodbě je prosklená zasedací místnost s kuchyní. Celá tato popsaná část se nachází v horní úrovni přízemí se světlou výškou 2,55 m. Z chodby se dostaneme po třech schodech do spodní úrovně se světlou výškou 2,95 m, kde se nachází architektonický ateliér s kompletačním ostrůvkem uprostřed a pracovními stoly podél delších stěn, součástí ateliéru je telefonní, akusticky odhlučněná mikrobudka pro delší hovory.

V interiéru jsou dominantní přírodní betonové stropy z prefa panelů, pro vyvážení a dosažení teplého dojmu z interiéru v bytech je použito ve  značné  míře pro veškeré  zařizovací předměty  dřevo. Podlahy v bytech jsou laminátové ze světlého dubu, který se výborně doplňuje s hrubým a studeným  betonem a bílými hladkými sádrovými omítkami. Elektroinstalace je v bytech na betonovém stropu přiznána. V přízemí je interiér zařízen podobně. Stropy jsou přírodní betonové z prefa panelů, elektroinstalace již není přiznána, po výpočtu osvětlení pracovní plochy jsou v uvedeném  prostoru instalovány panely 300 × 1200 mm v LED  provedení. V ateliéru je preferován kov, sklo, beton. Z toho důvodu je schodiště mezi úrovněmi ocelové, z lístkového plechu, celá zasedací místnost s kuchyní se nachází na otevřené straně ze skleněných  příček, podlaha je stejně jako strop z betonu, na níž je pochozí vrstva z PVC.

Konstrukční řešení

Dům je založen na běžné základové desce, rozdělené do dvou v ýškových úrovní z důvodu maximálního využití svažitého pozemku. Obvodové stěny, vůči zemině tvořící zhruba 30 % plochy, jsou v přízemí vyzděny ze ztraceného bednění, vyztuženého ocelí a zalitého betonem. Mají dvojí funkci: fungují jako opěrná zeď a jako akumulační médium ať už chladu, nebo tepla. Zbytek zdiva je z pórobetonu tl. 250 mm z důvodu jednoduchého zdění a jednoduchosti provádění jednotlivých profesí. Na domě nejsou žádné překlady nad okny, využilo se bednění a provedl pouze železobetonový věnec, díky čemuž bylo docíleno nadstandardní výšky oken. Všechny  parapety v patře bytů jsou naopak nízké. V přízemí jsou parapety oken přesně ve výšce pracovních stolů.

Strop je tvořen v přízemí i v patře prefa betonovými předepjatými panely, které jeřáb uložil za 90 minut. Následně se kolem těchto panelů vybetonoval ŽB věnec. Svislé  obvodové konstrukce v patře jsou již tvořeny kompletně z pórobetonu tl. 250 mm. Plochou  střechu  kryje izolace  EPS 100  o průměrné tl. 350  mm a spádové  klíny tl. 100  mm.  Hydroizolační  vrstvu  tvoří asfaltové pásy  se  dvěma  vnitřními dešťov ými  vpustěmi,  které  vedou  do instalačních  šachet,  umístěných  za stěnou  ze SDK samostatných hygienických  zařízení. Podlaha v přízemí ateliéru je zateplena z EPS 150S tl. 250 mm a je zalita betonem s podlahovým vytápěním. Fasáda je zateplena EPS Greywall tl. 250 mm. Tepelný most u kastlíku žaluzií je nejkritičtějším  místem, na které se projektanti většinou nezaměřují. Z toho důvodu je přiložen výpočet tohoto detailu, ani ne tak z důvodu, že je vhodné mezi obvodovou stěnu a žaluzii vložit alespoň 120 mm  běžné  tepelné izolace, ale pro vhodnější  řešení s PIR deskou. Je jasné, že pokud se při návrhové venkovní teplotě –15 ºC tvoří rosný bod v běžné tepelné izolaci ve 100 mm, je návrh jakékoliv izolace s menší tloušťkou nevhodný. Detail také vypovídá o použité kotvě. Pro ilustraci je přiložen výpočet rozdílu mezi ocelovou kotvou a kompozitní kotvou – jako ukázka toho, jaké detaily rozhodují o vlastnostech  pasivních domů.

Energetická náročnost

Celý dům je energeticky a technicky optimalizován tak, aby při esteticky působícím vzhledu byl stavební firmou jednoduše proveditelný a bylo tak možné náklady udržet v rozumných mezích. Zároveň nabízí svým uživatelům veškerý komfort, zdravé vnitřní prostředí a ekonomicky dlouhodobou udržitelnost. Vedle praktických zkušeností jsme při návrhu uplatnili i nové technické systémy, které nejsou v ČR stále tak běžné, jak by se mohlo na první pohled zdát. Fotovoltaika s bateriovým úložištěm anebo řízené větrání s rekuperací stále ještě není běžnou součástí rodinných domů.

Velké jižní okno v přízemí je pevné, stejně tak v bytech v patře jsou čtyři největší okna pevná, ve zbytku stavby jsou otevíravá. Kvalitní okna od rakouské firmy Internorm jsou v provedení plast – hliník a dochází u nich k maximalizaci skla (trojsklo) a minimalizaci rámu. Tím dostáváme do domu větší solární zisky, které pomáhají v zimním období k prohřátí interiéru. Z jižní strany je okno šířky 4,5 m a výšky 2,75 m, které je zdrojem venkovních solárních zisků z nízkého zimního slunce. Okna nebylo možné řešit jako předsazená, ale pouze zalícovaná, vzhledem ke statickému omezení pórobetonovými tvárnicemi. Vyhnuli jsme  se tak komplikacím a okna osadili kolem dokola do 50 mm tvrdého polystyrenu pro minimalizaci tepelných mostů. Součinitel prostupu tepla oken U_w  je 0,69 W/m²K a solární faktor g je 0,50, což je o 3 % příznivější než běžněji používané trojsklo se součinitelem prostupu tepla U_g  = 0,5 W/m²K.

Těsnost domu / blower door test

Dům je výborně utěsněn. Nejsou v něm navrženy složité  konstrukční detaily, což je základem úspěchu, nad realizací domu byl také zajištěn odborný stavební dohled. Ve výsledku  byly dosaženy hodnoty neprůvzdušnosti 0,09! Limit pro pasivní domy je přitom na hodnotě 0,6. U zrekonstruovaných staveb bývá úspěchem dosažení hodnot kolem 2,5.

V současnosti  je u pasivních  domů  samozřejmostí  uložení oken na těsnicí komprimační pásky. Důležité je také kvalitně provedená fólie parozábrany u staveb, kde je projektanty navržena. U našeho domu jsme fólii jako parozábranu nepoužili, vzhledem k betonovému stropnímu panelu s betonovou zálivkou ve spárách, který je po obvodu utěsněn ŽB věncem, čímž je zajištěna pevnost a těsnost. Nakonec nebylo třeba ani sádrovat a tmelit zásuvky a jiné prostupy kvůli těsnosti.

Podle naší zkušenosti je mnohem náročnější zajistit těsnost stavby zevnitř, u pasivního domu jsme ji tedy provedli zvenku. Celá fasáda z tvárnic se zalila řidším fasádním lepidlem a díky tomu, že jsme na kotvení polystyrenu nepoužili hmoždinky, byla zajištěna těsnost na celé obálce budovy bez jakéhokoliv porušení. Kabeláže, vodní potrubí nebo napojení k tepelnému čerpadlu byly zatmeleny. Proto nám vyšel blower door test při n₅₀: 0,09 h^-1. Tato energeticky úsporná a těsná obálka domu doplňuje navržené technické systémy.

Vytápění a ohřev TV

Dům je z hlediska vytápění a ohřevu teplé vody osazen vzduchovým tepelným čerpadlem IV T AIR X70 o výkonu 7 kW. Ohřev teplé vody je zajištěn  přes  samostatnou  akumulační  nádrž o objemu  500  l. Podlahové vytápění se dělí na tři samostatné okruhy pro individuální nastavení teploty každé bytové jednotky nebo ateliéru. V létě pro režim  chlazení  přes  inverzní chod  tepelného  čerpadla slouží k akumulaci chladné vody akumulační nádrž o objemu 100 l, z té je pak voda opět distribuována do podlahového vytápění, kde předává chladicí výkon cca 30 W na 1 m². K dispozici je chladicí výkon 6,7 kW při teplotě 35 °C v exteriéru a 18 °C v podlahovém topení, bez dodatečných nákladů.

Řízené větrání s rekuperací vzduchu

Na domě je instalována  největší  jednotka určená  do rodinných domů od švýcarské firmy Zehnder, montáž provedla firma MOJE-REKUPERACE s.r.o. Jednotka Zehnder ComfoAir Q600 při svém nejvyšším výkonu větrá až 600 m³/hod, je vybavena důležitou entalpií pro udržení vlhkosti v interiéru, největším tepelným výměníkem na tuzemském trhu a předehřívacím registrem.

Do kanceláře v přízemí jsme z důvodu požadavku čistého betonového stropu bez dodatečných podhledů navrhli přívodní podlahové potrubí, v zázemí jsou pouze odtahy pod podhledem. Jednotka se nachází v technické místnosti, rozvody do patra se vedly v kastlíku podél kuchyňské linky. V patře v bytech jsou rozvody uschovány rovněž v kastlíku nad kuchyní nebo šatní skříní v ložnici a obývacím pokoji.

Fotovoltaika

Na ploché  střeše  je instalováno čtrnáct monokrystalických  fotovoltaických panelů AEG/BENQ s účinností 18 % a výkonu 360 Wp o celkovém výkonu systému 5040 Wp. Ty jsou napojeny na asymetrický třífázový regulátor a měnič VICTRON, energie je uchovávána v bateriovém uložišti BYD 7,5 kWh LifePO₄. V praxi to znamená, že jsme od března do října téměř nezávislí na energii ze sítě. Přes den, kdy svítí slunce, je plně v provozu ateliér a spotřebovává energii počítači, vzduchotechnikou, plotrováním a LED  osvětlením. Slunce svítí dál, i po odchodu domů a dobíjí se bateriové úložiště, které slouží přes noc pro byty v patře. Energie je tak přes den maximálně využita. Aktuálně máme běžně denní spotřebu ze sítě jen cca 2 kWh. Cena 1 kWh je 2,30 Kč. Provoz ateliéru a dvou bytů tedy stojí cca 5 Kč denně. Vyrobená energie je přes den distribuována do přímé spotřeby a přebytky se ukládají do baterií.