Vítěz soutěže Český ostrovní dům 2018

Koncept obytného prostoru pro desítky lidí, který se v rámci vlastní soběstačnosti snaží vytěžit maximum ze svého umístění a prostředí, se stal vítězem soutěže Český ostrovní dům 2018.

Objekt, který nenechá ani kapku použité vody nazmar, čerpá energii pro svůj provoz ze slunce a počítá s chovem zvířat, ryb a pěstováním plodin pro uspokojení potřeb obyvatel přímo na pozemku – právě takový je vítěz Českého ostrovního domu, soutěže, která dává studentům prostor zkoumat možnosti soběstačných domů, které se nemusí spoléhat na obecnou nebo městskou infrastrukturu.

Třetí ročník soutěže, stejně jako předchozí ročníky, přinesl řadu velmi propracovaných a povedených konceptů hospodárných domů.

Stejně jako loňský rok vybrala porota šest nejlepších děl – vítězem se stal projekt Zuzany Kopilákové, studentky architektury v Bratislavě. Její koncept počítá s vlastní produkcí bio potravin, chovem zvířat, maximálním využitím veškeré použité vody a se sdílením přebytků elektřiny s přilehlou obcí.

Urbanistický koncept a idea

Cílem off grid konceptu je maximalizace soběstačnosti. Objekt se snaží využít prostředí, v němž se nachází, a s využitím místních zdrojů poskytnout místo vhodné pro život rodin nezávislých na vnějších zdrojích. Jde zejména o energetickou soběstačnost, recyklaci odpadu a vody, produkci potravin, a tím uzavření životního cyklu, který je součástí přírody a udržitelného fungování v ní.

Koncept in grid znamená, že objekt je zasazen do modulové mřížky, která zároveň představuje jakýsi univerzálně použitelný model fungování tohoto konceptu, s jistými možnostmi uspořádání. V tomto případě je modulová síť přeložena přes pozemek a do ní racionální umístěny objekty, které svým uspořádáním navazují na svažující se terén a modulová síť se díky tomu dostává i do prostoru.

A do třetice – filozofie share grid je postavena na celkovém sdílení, a to nejen energií a produkce, ale i sdílení prostor. Energie, vytápění, produkce jídla, odpad, voda – každý z těchto sektorů je na určitém místě řešen centralizovaně pro všechny objekty. Sdílené však nejsou jen energie a produkce, ale také společné prostory, jako jsou sauna, prádelna, společenské pavilony, kobky či parkovací přístřešek, které vyžadují určitou údržbu.

A právě v rámci údržby je navržena jakási dělba práce. To znamená, že každý dům má na starosti údržbu vybraného sektoru. Výsledné zisky, ať už ve formě zeleniny nebo elektrické energie, jsou mezi rodinami sdíleny. Na funkčnosti jednoho celku se tedy podílejí všichni.

Dopravní a komunikační řešení

Z dopravního hlediska bylo nutné rozšířit původní přístupovou komunikaci podél severovýchodní hranice pozemku, která má šířku tři metry. S touto změnou se počítá i v územním plánu, protože na druhé straně silnice je plánované lyžařské středisko. Dále se navrhují i cyklostezky a chodník pro pěší, který slouží jako přístupová komunikace k pozemku.

Celý pozemek má dva vstupy ze severovýchodní strany. Nižší vstup slouží zejména pro cyklisty, protože hned při něm je umístěn přístřešek pro kola. Zároveň je však bezbariérovým přístupem, který vede rovným chodníkem až do centra pozemku.

Tento sjízdný chodník slouží také pro nákladní vozidlo, které po něm přiveze dřevo až do technické místnosti, případně pro popelářské auto. V případě exkurzí tento vstup umožňuje i vstup pro návštěvníky, protože v této části je umístěna ohrada pro zvířata a skleníky se zahradami.

Horní vstup slouží zejména pro vjezd s vozidlem do parkovacího přístřešku a také jako soukromý vstup pro obyvatele. Přes střed pozemku vede hlavní komunikační osa paralelně s hlavní cestou a slouží k propojení jednotlivých sektorů.

Pod ní mohou vést všechny inženýrské sítě s centrem v technické místnosti. Všechny zpevněné plochy umožňující pohyb po pozemku jsou umístěny v rámci gridu (6 × 8 m) a jsou řešeny jako vodopropustná zatravňovací dlažba.

Ekofarma

V části pozemku u přístřešku pro kola je eco farma se skleníkem pro pěstování ovoce a zeleniny, skleník pro akvaponiku, pod skleníky jsou umístěny zásobníky užitkové vody, dále venkovní sezónní zahrady také pro pěstování plodin a chov zvířat.

Z důvodu blízkosti přilehlé Lipenské nádrže s možností chovu ryb je jeden skleník vyhrazen pro akvaponiku. Jde o systém, který spojuje konvenční akvakulturu – chov ryb, vodních měkkýšů a korýšů – s hydroponií, tedy pěstováním rostlin ve vodě bez potřeby půdy.

Odpadní voda z chovu ryb slouží jako organické hnojivo pro rostliny, zatímco rostliny čistí vodu od rybích výkalů a moči. Díky tomuto neustálému procesu klesá spotřeba sladké vody v porovnání s konvenčním chovem ryb až o 90 %.

Tento systém je výhodný i z hlediska co největšího využití plochy na produkci jídla, protože je možné pěstovat vertikálně. Celý systém může být poháněn energií z fotovoltaických panelů. Samotný chov zvířat je zabezpečený oplocenou plochou s možností výběhu zvířat a s malou stájí/zemědělským objektem.

Odpad a KCOV

V blízkosti chovu zvířat je také umístěn přístřešek s odpadem a kompostové kontejnery. Odpadové separační kontejnery jsou barevně rozděleny na kov, papír, plast, sklo a směsný komunální odpad a jejich umístění umožňuje přístup popelářského vozu. Kompostový kontejner je umístěn zvlášť pod přístřeškem na území chovu zvířat a vyprodukované hnojivo lze využít k hnojení ekofarmy.

Na protilehlé straně centrální komunikační osy pozemku se nachází kaskádová kořenová čistička, která se skládá ze tří modulových částí. Nejvyšší část s kořenovými rostlinami a štěrkem slouží pro pročištění odpadové černé vody z domácností. S přepadem do druhé části, v níž se výkaly dočistí mezi kořenovými rostlinami.

Třetí část slouží jako dočišťovací jezírko s přečištěnou vodou. Nejvyšší část může být kryta skleníkem, aby se zamezilo šíření zápachu a omezily se sezónní výkyvy v čisticím výkonu. Pročištěná užitková voda vede do zásobníků užitkové vody a slouží k zalévání zahrad a ekofarmy.

Architektonický koncept

Návrh odráží současnou architektonickou formu bydlení s využitím kvality místa, které daná lokalita nabízí. A to zejména terénní podmínky a výhled na vodní plochu Lipenské nádrže. Cílem bylo vsadit domy do terénu tak, aby byly zajištěny samostatné vstupy k jednotlivým bytům, a zároveň podpořit koncept sdílení i v dispozičním řešení.

Důležité bylo také zohlednit omezení územního plánu, které dovoluje maximálně jednopodlažní objekty s obytným podkrovím, podsklepením a sedlovou střechou o sklonu 30 až 45°. Jádrem architektonického návrhu je tedy koncept jednoho podlaží, které je polozapuštěné do terénu, a dvou obytných podkroví položených na tomto podlaží.

Obytná podkroví mezi sebou sdílejí společný prostor a jejich sedlové střechy připomínají drobnou frymburskou architekturu. Tvoří spolu jeden objekt, sestávající ze tří bytových jednotek, který nemusí působit monumentálně. Působí spíše jako soubor menších objemů.

Objekt koresponduje s modulovou sítí a obývací místnosti jsou orientovány směrem na vodní plochu. Čili největší prosklené plochy jsou na jihozápadní straně. Na jižní stranu jsou orientovány sedlové střechy, na které je možné umístit fotovoltaiku.

Dispoziční řešení

Zatímco horní podkrovní byty jsou řešeny maximálně pro čtyřčlennou rodinu, spodní podlaží je velkorysejší a určené pro šestičlennou rodinu. Podkroví jsou objemově stejná s možností variability obytných místností, ložnice a dětského pokoje.

V zadní části obytných podkroví se nacházejí vikýře, které vždy směřují ven od centra celého objektu. V interiéru vikýře vytvářejí prostor, který je využit jako loft a tvoří samostatnou obytnou místnost. V rámci kompaktního řešení má loft sníženou výšku a je použitelný jako ložnice nebo dětský pokoj. V pěti takových objektech by tedy mělo bydlet celkem 70 lidí.

Materiálové řešení

Všechny domy jsou navrženy objemově stejně. Prostor pro variabilitu vzniká při uspořádání dispozice, přičemž se mění i fasádní otvory, ale zejména při materiálovém řešení. Podkroví jsou navržena jednolitě, stejně jako jejich konstrukční řešení. To znamená, že se materiálově nerozdělují na stěnu a střechu, ale jsou celé tvořeny oplechováním, což podporuje i výraz položených malých objektů na dolním podlaží.

Oplechování lze řešit ve více odstínech. Proměnné mohou být i stěny vikýřů při vstupu a při prostoru loftu. Tam je možná povrchová úprava s různými barvami minerální omítky, dřevěným obkladem či dlažbou. Rovněž je variabilní i povrchová úprava dolního podlaží.

Konstrukční řešení

Domy jsou založeny na základové železobetonové desce, která je uložena na lůžku z drceného pěnového skla. Lůžko slouží jako primární tepelná izolace spodní stavby. Protože spodní podlaží jsou částečně zapuštěna v terénu, jsou včetně stěn a stropní konstrukce vystavěna z monolitického železobetonu.

Ze severozápadní strany, ze které je celé spodní podlaží pod úrovní terénu, slouží stěna zároveň jako opěrná zeď. Vzhledem k této skutečnosti jsou stěny, které jsou v kontaktu se zeminou, izolovány tepelnou izolací z extrudovaného polystyrenu.

Stěny v kontaktu se vzduchem jsou zatepleny s EPS-GreyWall. K stropní železobetonové desce jsou ukotveny dřevěné příhradové nosníky, které vytvářejí jednolitou sedlovou konstrukci podkroví. Konstrukce podkroví jsou izolovány foukanou celulózou.

Technologické řešení

Vytápění

Návrh centrálního zásobování pro tento soubor plyne hlavně z nízké potřeby vytápění a teplé vody v jednotlivých domech. Systém je řešen centralizovaně v podzemní technické místnosti. Teplo je generováno ve dřevoplynovém kotli, který je součástí kogenerační jednotky a ústí do komína.

Vyrobené teplo se využívá k ohřevu vody ve dvou zásobnících TUV (2 000 litrů). Teplá voda ze zásobníků je přiváděna do podlahových otopných obvodů v jednotlivých bytových jednotkách. V technické místnosti se nachází i sklad samotného paliva – dřeva.

Zásobování z úrovně terénu je zajištěno výtahem, ke kterému má přístup i nákladní vozidlo po sjízdném chodníku. Alternativně mohou být použity peletky jako palivo pro kogenerační jednotku, což by mohlo díky integrovanému zásobníku zautomatizovat provoz.

Samotná technická místnost je dobře přístupná výtahem nebo schodištěm a umožňuje případnou revizi zařízení. Příprava a ohřev pitné vody probíhá v jednotlivých bytech ve výměnících tepla, umístěných v technické místnosti na 1. NP. Výměníky jsou napojeny na centrální rozvod tepla – v centrální technické místnosti.

Rekuperace

Rekuperace tepla při větrání je řešena lokálně pro každý dům, vždy však pro všechny tři bytové jednotky. Rekuperační jednotka je umístěna v technické místnosti spodního podlaží. Čerstvý vzduch je přiváděn přes vstup umístěný ve vegetační ploše mezi horními podlažími. Přivedený vzduch je upravován v solankovém výměníku tepla a následně veden v stropních podhledech komunikačních místností do obývacích místností.

Do horních podlaží je veden stoupačkami. Znečištěný vzduch z koupelen, kuchyní a šaten je v stropních podhledech odváděn do rekuperační jednotky a z ní do odvodního komína u zadní štítové zdi. Každá bytová jednotka obsahuje regulační box, kterým lze regulovat přívod a teplotu vzduchu.

Elektrická energie

Hlavním zdrojem elektrické energie jsou fotovoltaické panely a dřevoplynová kogenerační jednotka, která zároveň slouží i jako zdroj vytápění a teplé vody celého komplexu. Tato kombinace vede k minimalizaci potřeby dodávek el. energie z veřejné sítě. Kogenerační jednotka je centrálně umístěna v jádře komplexu v podzemní technické místnosti.

Do této místnosti je přiváděn i stejnosměrný proud z fotovoltaických panelů umístěných na parkovacím přístřešku, na JV stranách sedlových střech domů a JZ stranách zábradlí. V případě nedostatečné kapacity produkce energie alternativními zdroji je do této místnosti přiváděn také proud z veřejné sítě.

Naopak v případě přebytku elektřiny zejména v letním období může být energie dodávána do veřejné sítě nebo může být využita na automatizaci zalévání vnější ekofarmy a skleníků, což by zejména v letním období odlehčilo údržbu tohoto sektoru.

Všechny přívody ústí do regulačního modulu, který mění stejnosměrný proud z panelů na střídavý a zároveň reguluje využívání jednotlivých zdrojů podle potřeby. Vyrobená elektrická energie je uskladněna v akumulační stěně.

Na pokrytí potřeb vytápění a ohřátí teplé vody předpokládáme výkon kogenerační jednotky 50 kW. Tato kogenerační jednotka by měla pokrýt převážnou část energie v otopném období. V letním období převážnou část elektrické energie pokrývá PV elektrárna spolu s PV na střechách domů. Celkově je možné na plochu parkovacího přístřešku použít 180 fotovoltaických modulů a na plochy domů 295 modulů.

Vodní hospodářství

Využití pitné a dešťové vody

Stávající zdroj pitné vody na pozemku v jižní části, který podporuje samostatnost konceptu, je po úpravě v úpravně pitné vody využíván k zásobování všech objektů na pozemku. Vzhledem k návrhu konceptu ekofarmy, která vyžaduje větší přísun vody, bylo jasnou volbou využít všechny sedlové střechy pro sběr dešťové vody na pozemku.

Dešťová voda ze sedlových střech domů, skleníků a teras je svedena do podzemních potrubí pod hlavní komunikační osou a zachycována ve velkých podzemních nádržích pod terasou mezi skleníky. Z druhé nádrže je umožněn propad do vsaku v dolní části pozemku. Tato voda je využívána na zalévání sezónních zahrad, celoroční zalévání skleníků, akvaponiky a pro zvířata.

Nakládání s odpadovou a užitkovou vodou

Aby byl soubor skutečně autonomní s použitím principů recyklace, bylo do konceptu zařazeno nakládání s odpadní vodou na pozemku. Je to důležité i proto, že obec řeší problém s malou kapacitou přečerpávací stanice odpadních vod. Proto veškerá odpadní voda může být přečišťována a zpětně využita na pozemku pomocí kořenové čistírny odpadních vod.

Odpadní voda (černá) z domácností je pod hlavní komunikační osou vedena do kořenové čistírny odpadních vod, kde je přes kaskády přečišťována a svedena do zásobníků užitkové vody. Tato voda je pak znovu použitelná také pro zalévání.

Recyklování šedé vody

Šedá voda z domácností (umyvadel a sprch) je zachycována samostatně v každém domě, kde je ve středu pod zemí umístěna domácí filtrační jednotka šedé vody se zásobníkem (pískové filtry). Pročištěná voda je znovu použitelná pro splachování. V případě nedostatku je do této jednotky navržen přívod užitkové vody ze zásobárny a v případě přebytku je umožněn vsak pod domem.

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB Haustechnik 1/2019.