Cihlový dům pro budoucnost

18. září 2012

Partneři sekce:

V areálu českobudějovického výstaviště roste od dubna 2012 pasivní cihlový rodinný dům. Ojedinělá stavba bude sloužit k testování tepelnětechnických vlastností cihelných materiálů v kombinaci s používanými technologiemi pro domy s nízkou energetickou náročností v praxi.

Dům, jehož realizátorem je společnost Heluz cihlářský průmysl, v. o. s., je stavěn jako výzkumný a monitorovací objekt z pohledu tepelnětechnické funkce stavby a po jeho dokončení plánovaném na duben příštího roku zde budou probíhat měření a zkoumání chování vnitřního prostředí a sledování spotřeby energie v objektu. Stavební práce byly zahájeny koncem dubna a hrubá stavba byla dokončena v červenci. Projekt je realizován za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu. Na jeho realizaci se budou podílet i další známé firmy, například Recifa, Cemix, SIKO, Atrea, Sulko, Schneider Electric či IQ Domy.

Architektonické řešení

Stavba svým architektonickým řešením odpovídá rodinnému domu a projekt, navržený ve spolupráci s Fakultou stavební ČVUT v Praze, splňuje všechny požadavky pro dosažení pasivního standardu (podle ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – Požadavky a TNI 73 0329). Tvar budovy je velmi jednoduchý, kompaktní, bez výčnělků, střecha byla navržena pultová o mírném spádu, sklonitá k severní straně. Dům je dvoupodlažní, nepodsklepený, vhodný pro rovinatý, případně mírně svažitý terén. Užitná plocha činí 139,7 metrů čtverečních, zastavěná plocha 90,75 metrů čtverečních. Dispoziční řešení vyplývá z požadavku simulace objektu, který je určen k bydlení pro 4- až 6člennou rodinu, a z vhodnosti umístění jednotlivých místností ke světovým stranám. Využití obytných místností ve druhém nadzemním podlaží bude plnohodnotné, minimální světlá výška je 2,25 metrů. V přízemí rodinného domu se nachází obývací pokoj, kuchyně, koupelna s WC, ložnice pro hosty a technická místnost. Z obývacího pokoje a pokoje pro hosty je vstup na terasu. V patře je ložnice, dva dětské pokoje, šatna, koupelna a WC se sprchovým koutem. K domu je možné přistavět garáž.

Popis konstrukcí obálky budovy
Při výstavbě experimentálního domu jsou využívány inovační stavební materiály a technologie. Nadstandardní je založení na železobetonové základové desce, která je od štěrkového podloží izolována 35- až 50centimetrovou vyspádovanou tepelněizolační vrstvou z hutněného násypu pěnového skla. Pro splnění náročných požadavků z pohledu těsnosti obvodových konstrukcí včetně podlahy byla provedena vodorovná vodotěsná izolace z asfaltových pásů, svařovaná, s plynotěsným utěsněním prostupů. Boční strany základové desky jsou opatřeny extrudovaným polystyrenem o tloušťce 14 centimetrů. Tato tepelná izolace překrývá i soklové zdivo tvořené jednou a zčásti dvěma řadami cihelných bloků s integrovanou tepelnou izolací Heluz Family 38 2in1. Toto řešení bylo zvoleno vzhledem k výšce budoucího upraveného terénu kolem objektu.

Obvodovou konstrukci tvoří jednovrstvá masivní stěna z broušených cihelných bloků Heluz Family 50 2in1, vyplněných integrovaným expandovaným polystyrenem, které jsou vyzděné na celoplošnou tenkovrstvou maltu. Součinitel prostupu tepla zdiva je 0,11 W/(m². K). Pro vazby rohů a vyzdívání ostění a parapetů otvorů byl využit doplňkový sortiment, cihly krajové a krajové poloviční s kapsou pro vložení tepelné izolace. Nad otvory byly osazeny nosné keramické překlady doplněné izolací z šedého polystyrenu o tloušťce 22 centimetrů. Na jižní a západní straně objektu byly použity nosné roletové a žaluziové překlady se schránkou pro venkovní stínicí systémy. Všechny překlady byly uloženy do tepelněizolační malty.

Strop nad prvním nadzemním podlažím byl navržen keramický polomontovaný z nosníků a vložek Heluz Miako. Obvodové zdivo je v rovině stropu ukončeno věncovkami, které byly pro zvýšení tepelněizolačních vlastností vysypány polystyrenem. Pro eliminaci tepelného mostu v rovině stropu byl podél věncovek uložen šedý polystyren tloušťky 20 centimetrů. Strop nad druhým nadzemním podlaží a zároveň nosnou konstrukci střechy tvoří keramobetonové stropní panely uložené ve spádu 7 stupňů.

Masivní nosná konstrukce střechy byla zvolena z důvodu vysoké schopnosti akumulace tepla a zamezení přehřívání místností ve druhém nadzemním podlaží. Tepelnou izolaci střechy zajišťují desky z PIR pěny v celkové tloušťce 30 centimetrů.

Důležitou součástí obalové konstrukce budovy jsou speciální okna pro pasivní domy s tepelněizolačními skly. Byl zde použit zcela nový profil rámů oken, jehož uvedení na trh se plánuje na podzim letošního roku, a speciální způsob osazení oken do obvodové konstrukce.

Kromě nadstandardních tepelněizolačních vlastností obvodového pláště budovy je nutné pro dosažení pasivního standardu zajistit její vzduchotěsnost. Na tu má přímý vliv kvalita provedení jednotlivých konstrukcí včetně detailů. Dosažení hodnoty vzduchotěsnosti n₅₀ ≤ 0,6 h^–1 má přímý vliv na účinnost zpětného získávání tepla výměnou vzduchu při nuceném větrání. Jednou z výhod konstrukčního řešení experimentálního domu jsou masivní cihelné obvodové konstrukce včetně střešního pláště, u kterých se vzduchotěsnost zajistí spolehlivě vrstvou vnitřní omítky.

Technická zařízení
Zdrojem tepla a teplé vody bude integrovaný zásobník tepla v kombinaci se střešním fotovoltaickým systémem. Integrovaný zásobník tepla bude osazen elektrickými topnými spirálami, které budou ohřívat TUV a vodu pro vytápění. Objem zásobníku je 500 litrů. Elektrická energie vyprodukovaná fotovoltaickými panely bude primárně využívána k přípravě teplé užitkové vody a vody pro vytápění. V letním období, kdy bude přebytek energie, bude uchovávána v bateriích a může být využívána například pro zajištění osvětlení v objektu. K tomuto řešení se přistoupilo z důvodu využití sluneční energie tak, aby získaná energie byla dostupná v kterýkoli časový okamžik, a nikoli pouze v době, kdy sluneční záření dopadá na fotovoltaické panely.

Otopná soustava ve druhém nadzemním podlaží je tvořena otopnými tělesy, v přízemí pak podlahovým vytápěním. Pro zajištění hygienických limitů na větrání a také optimálních mikroklimatických podmínek pro bydlení byla zvolena instalace rekuperační jednotky se střední účinností 85 procent pro výkon cca 200 m³/h. Použití nuceného větrání s rekuperací tepla je zároveň nutnou podmínkou pro dosažení nízké potřeby tepla na vytápění.

Proč cihlový dům?

Domy s obvodovou konstrukcí z jednovrstvého cihelného zdiva se vyznačují snadnou proveditelností, dlouhou životností a příjemným mikroklimatem. Cihelné bloky prošly v posledních 25 letech velkým vývojem a jejich tepelněizolační vlastnosti se zlepšují téměř 10násobně. Po vyplnění dutin cihelných bloků tepelnou izolací se dosáhlo součinitele prostupu tepla 0,11 W/(m² . K), což je hodnota nižší než normou doporučená hodnota pro pasivní domy. Další zvyšování jejich tepelněizolačních parametrů je již neekonomické a nemá zásadní význam. Je třeba se zaměřit na správnou volbu ostatních konstrukcí tvořících obalovou konstrukci budovy, optimální řešení detailů a vybavení domu technologiemi, které mohou uspořit nejvyšší část nákladů na jeho provoz.

V České republice dosud není postaven pasivní dům, jehož obvodovou konstrukci tvoří jednovrstvé cihelné zdivo bez dodatečné tepelné izolace. Cílem společnosti Heluz je postavit dům, který bude splňovat požadavky směrnice EU na výstavbu po roce 2020 při použití tradičního přírodního materiálu a klasického způsobu výstavby a prokázat, že po vybavení technologiemi, jako jsou rekuperace a fotovoltaické panely, lze u cihlového rodinného domu dosáhnout třídy energetické náročnosti A, splnit požadavky pro pasivní domy a zajistit téměř nulovou potřebu energie.

Na tomto objektu bude monitorována kvalita vnitřního prostředí, tepelná stabilita, tepelné ztráty a spotřeba elektrické energie. Experimentální dům s jednovrstvou cihelnou obvodovou konstrukcí by měl vyvrátit mýty a předsudky, že pasivní dům může být pouze dřevostavba nebo budova s těžkou obvodovou konstrukcí se silnou vrstvou tepelné izolace.