12
Téma pro nízkoenergetický dům
Vývojové centrum LIKO-Noe a princip přírodní tepelné stabilizace montované stavby Změna klimatu na Zemi nám v posledních letech dělá starosti. I letošní zima a jaro potvrzují stálý trend v oteplování. V létě jsme sužováni horkem, které jsme nikdy nezažili. V budovách oklopeni chladicími technologiemi trpíme a v domech bez klimatizací horkem nespíme. Před dvěma lety jsme se ve firmě Liko-s rozhodli postavit samostatnou budovu pro pracovníky vývoje. Uplatnili jsme v ní co nejšetrnější přístup k přírodě, který zároveň přináší komfort a příjemné prostředí pro uživatele budovy.
C
htěli jsme vytvořit inspirativní místo, kde se lidem bude dobře pracovat a žít, místo, kde bude lépe než v naší správní budově stavěné sice moderním stylem, tak jako tisíce jiných administrativních objektů (montovaná stavba opláštěná plechem, v našem případě dokonale zateplená pěnovou izolací Icynene, která umožnila snížení nákladů na vytápění téměř na nulu), avšak v létě se stejným handicapem jako všechny podobné stavby. V budovách z oceli a skla chybí
prvek teplotní stabilizace, takže chlad musí obstarávat v létě klimatizace, která nekompromisně útočí na pohodu lidí v budově. Nejsme od přírody zvyklí žít v chladivém průvanu, který přichází shora. Zajímalo nás, jak přehřívání budovy snížíme použitím zelené fasády, kterou jsme si již na jedné naší výrobní hale vyzkoušeli. Haly a moderní budovy z reflexních fasádních a střešních materiálů významně ovlivňují oteplo-
vání okolí staveb a jsem přesvědčen o tom, že společně se stovkami miliónů automobilů na silnicích vyzařují a odrážejí tak velkou energii, že je to jedním z hlavních důvodů globálního oteplování. Začínáme v této oblasti pátrat po výzkumech, které by tuto naši myšlenku podpořily a ještě více daly zelenou budovám se střechami a stěnami jako LIKO-Noe. Zelené stěny a střecha totiž pohlcují hluk a sluneční záření.
Přírodní tepelná stabilizace montované stavby Všechna opatření pro dosažení našeho záměru jsme shrnuli a dali tomu název přírodní tepelná stabilizace montované stavby. Základními stavebními kameny tohoto balíčku jsou: ●● dokonalá tepelná izolace objektu pěnovou difuzně otevřenou izolací Icynene; ●● dřevěná konstrukce objektu ve spojení s pěnou Icynene; objekt je difuzně otevřená stavba a vnitřní prostor dýchá; ●● orientace a rozsah prosklených ploch; ●● napojení interiéru na podzemní prostor; ●● přívod vzduchu podzemním kolektorem; ●● retenční jezero bezprostředně u budovy; ●● zelené fasády; ●● střešní kořenová čistírna odpadních vod na střeše a dočišťovací mokřadní fasáda; ●● systém venkovního zastínění stavby s využitím stromů a stínicích technologií; ●● lidé a technologie započtení jako zdroj tepla; ●● dostatečná plocha otvorů pro větrání čerstvým vzduchem, když potřebujeme dovnitř dostat studenější či teplejší vzduch.
Orientace budovy Významným prvkem k dosažení tepelné pohody bylo snížení prosklené plochy na nutné minimum a orientace oken jinam než na jih. Tím vznikl pilový tvar LIKO-Noe s orientací oken na sever, východ a částečně na západ.
Konstrukční řešení
Obr. 1: Půdorys objektu; 1.01 – vstupní hala; 1.02 – WC ženy; 1.03 – WC muži; 1.04 – centrální variabilní prostor; 1.05 – technická místnost a kuchyňská linka; 1.06 – schodišťový prostor; 1.07 – dílna; 1.08 – akustická komora 4/2016
LIKO-NOE je nízkoenergetický objekt založený na pasech se základovou deskou na pěnoskle s dvouplášťovým obalem. Plášť je tvořen dřevěnými sendvičovými panely s difuzně otevřenou tepelně izolační vrstvou ICYNENE z polyuretanové pěny, která umožňuje odvod znehodnocených vodních par přes povrch stavby. Dále následuje větraná vzduchová mezera s nerezovými samonosnými fasádními rošty pro uchycení živých vertikálních zahrad, které jsou doplněny hliníkovou fasádou s trojskly. Střecha je pultová s mírným sklonem. Je tvořena dřevěnými lepenými nosníky s tepelnou izolaci ICYNENE; finální krytinou je PVC fólie. Na samotné střeše je umístěna kořenová čistička odpadních vod.
Téma pro nízkoenergetický dům
Obr. 2: Pokládka zemního výměníku
Obr. 3: Zahájení montáže stěnových panelů
Obr. 4: Skelet objektu z dřevěných sendvičových panelů
Obr. 5: Dokončený skelet objektu
Obr. 6: Instalace podlahového vytápění
Obr. 7: Montáž oken
Zelená střecha a stěna a hospodaření s vodou K životu zelených fasád a střech je třeba vody. Takže bylo jasné, že vodu, která nám spadne na střechu, nemůžeme jen tak někam odvést kanalizací, ale musíme ji zadržet. Chlad vody zadržené hned u stavby se nám zároveň hodí ke snížení horka okolo budovy. Bylo však jasné, že ztráty vody odparem a její spotřeba v zelených fasádách budou velké, a tak jsme přemýšleli nad tím, jak budeme zásobní jezírko v parnech dotovat. Při řešení pomohla nedávná zkušenost s instalací kořenové čistírny u rodinného domku. Máme ji na-
pojenou dočišťovacím potůčkem na nově vybudované jezírko a vše dokonale funguje. Tato sestava změnila mikroklima v místě stavby. Objevily se zde nové druhy rostlin a živočichů a život v té lokalitě se zlepšil. Ale jak to stejné udělat na omezené a rovné ploše okolo administrativního objektu? Rozhodli jsme dát kořenovku na střechy objektů LIKO-Noe a dočišťovací potok vytvořit na stěnách objektu. Do této čističky posíláme všechnu odpadní vodu z objektu a tím získáváme vodu k závlahám fasád a okolí LIKO-Noe. Bilanci vody ještě ověřujeme v provozu během celého prvního roku života LIKO-Noe, ale co dnes již víme jistě, že i v zimě i přes
uvadlé rostliny čistička spolehlivě fungovala, což dokazují výsledky měření kvality vody. Množství dešťové v kombinaci s vyčištěnou odpadní vodou stačí na zavlažování zelených fasád. V případě extrémního sucha je možné doplnit hladinu jezera z hlubinného vrtu pomocí čerpadla. Vrt je k dispozici za areálem firmy.
Přirozené chlazení a ohřev vzduchu pro větrání Když už jsme u inspirace pro výstavbu montovaných objektů, tak další přišla ze stavby vinného sklípku. Teplotní pohoda místnosti nad schodištěm 4/2016
13
14
Téma pro nízkoenergetický dům
Obr. 8: Objekt po nástřiku tepeněizolační PUR pěny ICYNENE
Obr. 9: Rozvody vzduchotechniky
Obr. 10: Akumulační nádrž
Obr. 11: Betonový objekt akustické komory s izolační pěnou ICYNENE s hydrofobizační ochranou
do sklípku zůstává po celé léto i zimu příjemná a také větrání sklípku je nejlepší dlouhým zemním kanálem, kde se vzduch od země v létě ochladí a v zimě ohřeje. Stejné principy jsme použili u LIKO-Noe. Větrací systém zajišťuje řízené rovnotlaké větrání s rekuperací tepla. Systém přivádí čerstvý filtrovaný vzduch buď ze zemního registru, nebo přímo z fasády. Tyto přívody můžeme ovládat podle požadavků na vnitřní prostředí v místnostech. Současně systém zajišťuje odtah odpadního vzduchu. V prostoru technického zázemí je situována VZT jednotka, která zajišťuje v pracovní době stálou výměnou vzduchu 0,3 h–1 s relativní vlhkostí 35–50 %. Množství větraného vzduchu lze regulovat i na základě měření koncentrace CO2, která se odvíjí od počtu lidí na pracovišti. Čerstvý vzduch je přiveden tepelněizolačním potrubím o kruhovém průřezu z fasády venkovního prostoru nebo vzduchovým zemním registrem, kde je nasávaný vzduch veden speciálním potrubím s antiseptickou povrchovou úpravou uloženým v zemi v hloubce cca 1,5 m. V této hloubce je prakticky konstantní teplota 5 °C, tak4/2016
Obr. 12: Konstrukce akustické komory s prostorem pro kořenovou čističku na střeše
Obr. 13: Dokončená kořenová čistička
Téma pro nízkoenergetický dům
že vzduch je v letním období pasivně ochlazován a v zimním období je naopak předehříván. Na nasávaní je umístěna přepínací tvarovka, přepínání je ovládáno na základě teploty venkovního vzduchu. Rozvod větracího vzduchu je veden kanály v podlahové konstrukci a distribuován štěrbinovými vyústkami. Odtah odpadního vzduchu je zajištěn samostatnou větví VZT přes talířové ventily z místností, kde se tvoří škodliviny. Výfuk odpadního vzduchu z prostoru je veden do jednotky přes zpětnou klapku a fasádu do venkovního prostoru. Jsme mile překvapeni, jak velký efekt nám přírodní tepelná stabilizace přinesla. Ve vedlejší montované budově, stejně zateplené, nám v létě jela klimatizace od rána do večera a v LIKO-Noe, jsme technologické chlazení nespustili. Náklady na vytápění LIKO-Noe přes zimu byly naprosto minimální a spotřebu tepla pokryl termopanel u jezera a akumulační krb v interiéru, kde jsme spálili necelý kubík dřeva. Potvrdil se předpoklad, že kombinací prvků přírodní tepelné stabilizace dokážeme po většinu roku pokrýt tepelnou potřebu budovy bez dalších technologií. Díky tomu může být zařízení na chlazení a ohřev „poddimenzované“. Tím se uspoří mnoho nákladů. Nicméně dnešní komfort si technologickou podporu žádá. Nemůžeme po lidech chtít, aby v zimě v práci seděli u PC v bundách a v létě se nadměrně potili. I my máme technologickou rezervu – pro třeskutou zimu krb a pro léto i mírnou zimu tepelné čerpadlo. V létě chladí a v zimě hřeje. Při navržení těchto technologií jsme také šli také cestou experimentální, kdy část kolektoru tepelného čerpadla máme pod samotnou budovou, část pod jezerem a část okolo jezera. Tím chceme vyzkoušet, jaký vliv má toto netradiční uložení kolektorů na funkci tepelného čerpadla. Tušíme po prvních letošních výsledcích měření, že i toto řešení je efektivní. Celá stavba LIKO-Noe byla experimentem. Nenašli jsme nikde typizované řešení opláštění v kombinaci dřevo, pěna, zelená fasáda. Sama zelená fasáda pro nás byla velkým experimentem, kdy kombinujeme na různých plochách a světových stranách různé typy konstrukce a uchycení substrátu a ten jsme oseli různými druhy trav a vše ještě kombinujeme s různými systémy závlah. Již rok sledujeme a zaznamenáváme, jak se co chová. O osazení a udržování visutých zahrad se starají specialisté v oboru, kteří přesně vědí, jaké rostliny či travní směsi můžeme zaimplementovat do živých stěn na jednotlivých světových stranách. Správný návrh je totiž 80 % úspěchu. Údržba takové fasády je pak minimální. Největší péči potřebuje na jaře, aby se vegetace po zimě co nejrychleji vzpamatovala, jinak si žije svým vlastním životem. Zavlažování jednotlivých segmentů
Obr. 14: Konstrukce zelené fasády
Obr. 15: Čestvě osázená zelená fasády
Obr. 16: Montáž konstrukce pro zelenou stěnu a příprava retenčního jezírka
Obr. 17: Zelená fasáda v drátěné konstrukci
Obr. 18: Instalace zelené fasády
Tabulka: Rozměry objektu LIKO-Noe Objem budovy
1269 m3
Plocha obálky budovy
941 m2
Objemový faktor Energeticky vztažná plocha
0,75 m2/m3 249 m2 4/2016
15
16
Téma pro nízkoenergetický dům
Obr. 19–22: Dokončená stavba
kapkové závlahy fasády řídíme pomocí elektromagnetických ventilů s řídicí jednotkou. Také kořenová čistička umístěná na střeše je jedinečná a podobné řešení jsme nikde nenašli. Zatížení konstrukce jsme eliminovali speciálním složením čisticího štěrku. Chemické rozbory vody ukazují, že jdeme správnou cestou. Montovaná mokřadní dočišťovací stěna je také světovým unikátem.
„Intuitivní“ projektování Velkou výhrou pro nás bylo také spojení s architektem profesorem Zdeňkem Fránkem, který dal našim myšlenkám tu nejkrásnější podobu a který také vždy velmi pružně reagoval na naše další a další požadavky. Celou stavbu jsme od první myšlenky do ukončení vytvořili za jeden rok a z toho stavba samotná od prvního hrábnutí trvala neuvěřitelných 27 dní. Když už experiment, tak se vším všudy. Musím říci, že mnoho řešení jsme navrhli spíše instinktivně než s použitím nějakých výpočtů. Šlapeme po neprobádané cestě a nyní v provozu potvrzujeme, zda je to cesta správným směrem. Jsme přesvědčeni, že jdeme správně. Svědčí o tom nejenom výsledky našich měření, ale také pocity lidí, kteří v LIKO-Noe pracují. Další objekty již budou mít zapracované naše nejnovější zkušenosti a LIKO-Noe2 bude ještě lepší.
V souladu s přírodou
Obr. 23: Interiér s akumulačním krbem 4/2016
Doufáme, že tímto ukazujeme jednu z cest, jak se bránit vysoušení krajiny a oteplování okolo budov. Není to řešení jednoduché a nejlevnější.
Jednoduchá, laciná a škaredá řešení jsme používali v minulých 100 letech bez ohledu na to, co způsobujeme okolí a jak vše působí na lidi, kteří v těchto objektech pracují. Myslím, že dnes bychom si již měli umět dovolit odvážná řešení, která jdou přírodě a lidem vstříc. LIKO-Noe žije. Má za sebou první celou sezonu a my jsme sledovali jeho proměny a snažíme se ve všem najít zákonitosti. Nicméně příroda nás překvapuje a tak to bude i nadále. Musíme se od ní stále učit. Doba arogance lidského druhu už je za námi a stojíme nad propastí. Jsem rád, že jedno z řešení se zrodilo v hlavách českých techniků a světlo světa spatřilo v rukou českých řemeslníků. Jen tak dále! LIBOR MUSIL foto archiv firmy LIKO-S, a. s.
Ing. Libor Musil (*19xx) obsolvoval xxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx. Je předsedou představenstva firmy LIKO-S, a. s.
