Environmentálně vyspělá stavba – školicí centrum Pikovice

11. května 2009

Partneři sekce:

Stavební odvětví s sebou přináší stále naléhavější otázky spojené s udržitelným rozvojem a vlivem na životní prostředí. Podle aktuální situace lze usuzovat, že zájem o nízkoenergetické a pasivní domy stoupá, ale informovanost odborné veřejnosti nikoliv. Tento problém lze řešit kvalitní osvětou a cíleným přenosem informací o trendech a inovacích v oblasti udržitelného stavebnictví.

Pro zajištění dlouhodobě udržitelného rozvoje je nezbytné zkvalitnit další profesní vzdělávání a osvětu, stejně jako zajistit přenos know-how a nových informací mezi výzkumnou a aplikační sférou v daném oboru a přispět k popularizaci výsledků výzkumu a informací o technologickém vývoji v ČR i v EU.

O projektu
Experimentální a demonstrační objekt environmentálně vyspělé výstavby – školicí centrum Pikovice je z typologického hlediska rodinným domem s progresivním dispozičně provozním řešením. Funkci individuálního bydlení je objekt schopen beze zbytku plnit, v předpokládaném provozu po dokončení a kolaudaci stavby však bude v rozhodující míře sloužit studijním, výzkumným, informačním a osvětovým účelům, to vše se zaměřením na všestranně environmentálně vyspělé principy, metody a technologie výstavby sídel, stavebnictví a navrhování staveb. Při studijním, výzkumném, informační a osvětovém provozu objektu bude funkce bydlení zachována v tzv. vnitřním domě. Studijním, výukovým a informačním účelům bude sloužit jak prostor ateliéru, tak i meziprostor vnitřní zahrady.

Cílem všech složek projektu je podpora priorit – snižování energetické náročnosti budov a optimalizace využívání obnovitelných zdrojů nikoliv pouze ve vztahu k užívání objektů, ale i ve vztahu k navrhování architektur, konstrukčního řešení a technických zařízení budov, k jejich provádění, k výrobě použitých materiálů a ke způsobům dodávek. Takový cíl nelze realizovat bez značné míry odborného experimentu, který bude vyhodnocován a jeho výsledky publikovány, zveřejňovány pomocí internetových stránek, odborných časopisů, setkání, workshopů a podobně.

Projekt má tři základní části:

Návrh, projektová příprava a výstavba experimentální a demonstrační budovy – objektu environmentálně vyspělé výstavby.
Vývoj a výzkum inovativních prvků a principů environmentálně vyspělého stavebnictví a architektury. Tento vývoj a výzkum probíhá ve fázích návrhu, projektové a výrobní přípravy stavby, v provozu budovy po dokončení výstavby budou ověřovány výsledky vývoje inovativních prvků, budou sledovány a měřeny dosažené parametry konstrukčních prvků a zařízení stavby a jejího provozu, v případě potřeby bude vývoj pokračovat k optimalizaci dosahovaných výsledků.
Již v souvislosti s přípravou realizace experimentální stavby a dále v jejím provozu bude probíhat činnost vzdělávací, osvětová, informační (včetně transferu informací) i popularizační – jednak formou seminářů, školení, přednášek a praktických demonstrací, jednak formou stáží.

Technika a design
Architektonické, stavebnětechnické a technologické řešení stavby experimentálního objektu vychází z těchto tezí:

Architektura není protikladem přírodního rámce a naopak, obydlí není vyčleňováno z krajiny: místo toho je krajina přetvářena k bydlení a architektura se stává součástí přírody.

Prostory i stavební konstrukce jsou důsledně navrženy tak, aby ideálně sloužily zamýšleným procesům a funkcím – místo toho, aby k tomu následně byly přizpůsobovány, a namísto kompromisů a ústupků na straně procesů.

Prostory samy vytvářejí nový způsob bydlení, nové zážitky, nové (efektivnější) procesy, resp. eliminují ty neproduktivní a neefektivní – místo toho, aby se (více či méně zdařile) přizpůsobovaly procesům existujícím.
Pozitivní estetické i psychologické kvality (potenciál) okolí jsou důsledně využity pro obohacení (vnitřních prostorů) budovy, budova včetně úprav pozemku není více či méně rušivým zásahem do krajiny, ale její součástí a metamorfózou.

Popis navrhovaného řešení
Dominantním prostorem návrhu je zimní zahrada – prostor s přechodovým mikroklimatem, který příznivě ovlivňuje okrajové podmínky pro nezanedbatelnou plochu obvodového pláště. V základních principech se jedná o výrazně kompaktní tvarové řešení objektu orientovaného jihozápadně. Přechodový prostor zimní zahrady s výraznými tepelně – akumulačními prvky je navržen cca 2,5m pod úrovní terénu, kde využívá větší stability okrajových podmínek. Vodní prvky, koupací jezírko (bazén) i vodopád, se výrazně podílejí na tvorbě mikroklimatu přechodového i interiérového – stejně jako pasivní ventilační systém využívající teplotně stabilizujících vlastností zemní hmoty. Mikroklimatické funkce zajišťuje i intenzivní zeleň rostoucí v zimní zahradě.

Tvarově výrazné elementy určující charakter architektury jsou součástí energetického řešení navrženého objektu a jsou zapojeny do funkcí akumulace tepelných zisků, nebo naopak ochrany před nadměrnými tepelnými zisky. Tepelné izolace obytného prostoru i systém jeho vytápění a ventilace odpovídají charakteru pasivního domu. Nedílnou součástí environmentálně orientované koncepce návrhu je konečně i systém nakládání s vodou, jehož součástí je kořenová čistírna odpadních vod.

V rámci obvodových plášťů a střechy obytné části (interiéru) jsou použity dřevěné nosníky s vloženou izolací ze slámy o tloušťce 40 cm. Základ konstrukce střechy tvoří čtyři hlavní dřevěné lepené nosníky, které jsou využity i pro zavěšení podlahy obytné části. Strop pod obytnou částí tvoří dřevěné sbíjené vazníky, které umožní nerušené vedení technického vybavení objektu s nasypaným tepelněizolačním recyklovaným materiálem.

Obvodový plášť na jižní a západní straně zimní zahrady je celý prosklený. Opěrné stěny jsou monolitické a masivní zděné z místního kamene a zajišťují mimo jiné funkci akumulace tepelných zisků. Pro interiérové konstrukce a povrchy budou použity nepálené materiály režných cihel a omítky pro akumulaci vlhkosti v kombinaci s deskovými materiály a kamenným obkladem.

Výzkum a vývoj
Cílem tohoto projektu je vývoj a výzkum inovativních prvků a principů environmentálně vyspělého stavebnictví a architektury; tento vývoj a výzkum bude probíhat ve fázích návrhu, projektové přípravy a realizace stavby experimentálního demonstračního pasivního domu v Pikovicích, po dokončení výstavby budou v budově ověřovány výsledky vývoje inovativních prvků, sledovány a měřeny dosažené parametry konstrukčních prvků a zařízení stavby i jejího provozu a v případě potřeby bude vývoj pokračovat k optimalizaci dosahovaných výsledků.

Předmětem vývoje a výzkumu experimentálního domu v Pikovicích budou mimo jiné:

prostory budov s přechodovým mikroklimatem (ani interiér, ani exteriér) – jejich funkce v provozu budovy, možnosti využití obyvateli budovy, jejich funkce mikroklimatické a energetické,
systémy a prvky pasivní akumulace tepla v obytných budovách a pasivní ochrany před nadměrnými tepelnými zisky,
aplikace principů kořenových čistíren v systémech pasivní ventilace a akumulace tepla,
využití systémů kořenových čistíren pro vnitřní koupací bazénky,
aplikace systémů oběhových čerpadel v rámci kořenových čistíren napájených solárními zdroji,
úprava mikroklimatu interiérových a přechodových prostorů prostřednictvím intenzivní vegetace.

Předmětem návrhu, projektové přípravy a výstavby objektu je:

komplexní energetické hodnocení objektu,
hodnocení tvarového řešení objektu,
návrh a hodnocení primárně nosných konstrukcí,
návrh a hodnocení obvodového pláště, výplní otvorů, vnitřních dělicích konstrukcí,
hodnocení objektu z hlediska tepelné ochrany budov, stavební akustiky a denního osvětlení a oslunění,
hodnocení kvality vnitřního mikroklimatu budovy,
environmentální hodnocení jednotlivých konstrukcí a objektu (hodnocení životního cyklu budovy z hlediska vložené energie a spojené produkce škodlivin),
koncepční návrh a hodnocení systému větrání a vytápění,
detailní hodnocení využití zemního kolektoru.