Jak navrhnout zdravou budovu?

22. dubna 2015

Partneři sekce:

Během posledních 10 let se ukázalo, že vývoj zdravé a energeticky šetrné budovy, která zamezuje přehřátí v létě a zároveň zajišťuje dobrou kvalitu vzduchu v budovách, je mnohem komplikovanější a komplexnější než jednoduché nainstalování klimatizace.

V klimatizovaných budovách jsou zdravotní problémy (průvan, alergie) častější než v budovách s přirozenou ventilací. Podle našich průzkumů 90 % lidí preferuje přirozenou ventilaci před klimatizovanými budovami. Koncept zdravých budov tuto alternativu nabízí. Zaměřuje se na zdravé, pohodlné a energeticky efektivní vnitřní klima, které odpovídá Evropským předpisům pro využití energie, jako přímý důsledek Kjótského protokolu. Toto se navíc pozitivně odráží v atmosféře pro lidi, kteří žijí a pracují v těchto budovách, a vede to ke zvýšené produktivitě. Jako výsledek, budovy, které jsou navrženy podle Konceptu zdravých budov, nabízejí výhody pro vlastníky, obyvatele domu a životní prostředí.

Koncept zdravých budov nabízí dobrou kvalitu vzduchu díky přirozené ventilaci, jakož i příjemnou teplotu během léta za pomoci externích systémů SUNCLIPS a ICARUS a za využití přirozené noční ventilace. Tento koncept může být využit jak v nových, tak i v renovovaných budovách. Koncept zdravé budovy představuje přátelské řešení pro člověka a životní prostředí

Koncept zdravé budovy je ve výsledku kombinací následujících tří prvků:

průběžná ventilace,
noční ochlazování,
solární stínění.

Průběžná ventilace

Průběžná ventilace zaručuje odpovídající kvalitu vzduchu v místnostech (=DKVV). V souladu s normami dodává čerstvý vzduch, znečištěný je odváděn ven dle principu přísunu, průchodu a výstupu vzduchu .

Průběh teplot v budově v závislosti na venkovní teplotě bez ventilace a s řízenou ventilací

Noční ochlazování

Noční ochlazování je konceptem přirozeného proudění vzduchu v noci, které ochlazuje budovu a její ovzduší. Tímto způsobem je dosaženo optimální teploty při minimální spotřebě energie v letním období. Kromě dostatečného množství termální vrstvy, která pojme chlad, je potřebný dostatečný oběh vzduchu prostřednictvím kanálů pro přísun, průchod a výstup vzduchu. Proudění vzduchu potřebné pro noční ochlazování je 10krát vyšší než proudění vzduchu potřebné pro průběžnou ventilaci. Proto je noční ochlazování také nazýváno intenzivní ventilací.

Pasivní šachtová ventilace – Ventilace celou budovou založená na přirozeném proudění vzduchu. Vzduch je přiváděn a odváděn napříč komínem. Toto je ideální řešení, jelikož ventilace probíhá, i když není žádný vítr.

Solární stínění

Solární stínění je rovněž součástí konceptu zdravých budov. Zlepšuje teplotní i vizuální pohodlí budov: trvalé externí systémy solárního stínění SUNCLIPS a ICARUS, které předcházejí solární kumulaci a vpouštějí do budovy omezené množství tepla. Kromě funkčního významu systému dodává řešení solárního stínění budově estetický vzhled.

Případová studie 1 – Budova IVEG v Antwerpách

Administrativní budova, kterou si pronajal antwerpský dodavatel elektřiny IVEG na konci roku 1999, se měla stát energeticky efektivní kancelářskou budovou. Jednou ze stěžejních podmínek pro vytvoření příjemné atmosféry v kancelářské budově je kontrola teploty za teplých dnů. Intenzivní noční ventilace a uchování chladu tvoří příjemnou denní teplotu i bez použití klimatizace. Klimatizace je nejjednodušším řešením, avšak ne tím cenově nejvýhodnějším. Proto je nejlepším řešením využít toho, co nabízí příroda, a umožnit, aby budova pravidelně sama „dýchala“. Toto se děje pomocí velmi jednoduchého systému nazývaného „noční ochlazování“. Budova dostává svou denní dávku čerstvého vzduchu.

Přirozený proud vzduchu vchází do budovy ventilačními mřížemi (Renson typ 411-R) umístěnými vpředu budovy. Motorem poháněné clony jsou obsluhovány automaticky pomocí počítačového programu. Program počítá s vnitřní i vnější teplotou, větrem atd. Proud vzduchu opouští budovu dvěma ventilačními věžemi . V těchto věžích jsou výstupové klapky řízeny stejným počítačovým programem. Takto cirkuluje přirozený proud vzduchu v noci budovou a odvádí přebytečnou teplotu z předchozího dne. Teplo, které se uložilo v termální vrstvě budovy (v podlažích a ve stropu), je přes noc odvedeno. Tímto způsobem může termální vrstva, která byla ochlazena, znovu během dne ukládat přebytečné teplo. Takto se mohou lidé v létě těšit příjemnému pracovnímu prostředí.

Případová studie 2 – zkušební projekt BBRI v Limette

BBRI (Belgický institut pro stavební výzkum) zahájil zkušební projekt renovace stávajících budov a vytvoření lepšího, energeticky efektivního vnitřního klimatu. Cílem projektu je uplatnit u těchto budov měřítka účelné renovace, která mají pozitivní vliv na životní prostředí, a tato měřítka zhodnotit. Pro tento zkušební projekt byla použita kancelářská budova BBRI v Limette, v Belgii. V rámci zkušebního projektu byl úspěšně aplikován princip nočního ochlazování. Kumulace slunečního tepla v létě byla dramaticky snížena instalací externího solárního stínění a zlepšením izolačního stupně sítě a střechy.

Dále byla významně snížena kumulace vnitřního tepla nahrazením starého osvětlení vysoce efektivním inteligentním osvětlovacím systémem. Kancelářská budova neměla žádné falešné podlahy nebo stropy, takže termální vrstva během dne snadno ukládala teplo. Termální vrstva se může prostřednictvím intenzivní ventilace čerstvým vzduchem přes noc ochladit, aby v kancelářích byla ráno příjemně svěží teplota a aby budova byla znovu připravena ukládat přebytečné teplo. Intenzivní ventilace je prováděna budovou z jedné strany na druhou. Proto byly velké segmentové panely zkušební budovy (Renson typ 431) začleněny do obou fasád. Okna za segmenty a vnitřních dveří jsou v noci otevřeny, aby bylo dosaženo dobrého proudění vzduchu.

Intenzivní ventilace je prováděna budovou z jedné strany na druhou. Proto byly velké segmentové panely zkušební budovy (Renson typ 431) začleněny do obou fasád.

Případová studie 3 – Ventilace v kancelářské budově Renson

Jako specialista v přirozené ventilaci a solárním stínění postavil Renson svou velkoprostorovou kancelář v souladu s konceptem zdravé budovy. Pro realizaci této myšlenky byly použity ty nejpokrokovější ventilační koncepty v kombinaci s externím solárním stíněním ICARUS.
Průběžná ventilace trvale zajišťuje přísun čerstvého vzduchu klapkovými ventilátory. Proto byly nad okna umístěny jak samoregulační klapkové ventilátory INVISIVENT AK, které dodávají vzduch při noční ventilaci, tak i TH-90, které byly zaskleny do oken v zasedacích místnostech. Odvod vzduchu je prováděn střešními věžemi

Jak zajistit čerstvý vzduch? (Kolem budovy jsou ve spodu struktury opláštění umístěny vodorovné slunolamy (Renson typ L.066) (2). Za těmito clonami se nachází síť proti hmyzu a za ní jsou umístěna okna (3), která se otevírají a zavírají pomocí počítačového ovládání (závisející na teplotě, větru atd…) Horký vzduch je odváděn 15 pasivními šachtami (4), které jsou zakončeny věžemi Renson. Tyto odváděcí šachty jsou rovněž opatřeny automaticky otevíranými a zavíranými okny. Přebytečné kumulaci tepla v budově je zamezeno trvalým a nastavitelným vnějším solárním stíněním ICARUS (5) (pohyblivým) v jihozápadním směru.

Noční ochlazování se používá v letních měsících. Budova je intenzivně chlazena, jak vzduch v místnosti, tak i termální vrstva (beton). Během dne slouží ochlazená termální vrstva k ochlazování vnitřního vzduchu a k redukování tepla sálajícího ze stropu. Abychom mohli úspěšně použít noční větrání, musíme pokud možno co nejvíce zabránit kumulaci vnějšího tepla. Přebytečné kumulaci tepla v budově je zamezeno trvalým a nastavitelným vnějším solárním stíněním (pohyblivým) v jihozápadním směru. Spojení nočního ochlazování, solárního stínění a průběžné ventilace zajišťuje pohodlnou, energeticky efektivní a zdravou budovu.

Foto: Pelz
Jaromír Pelz

Autor je jednatelem společnosti Pelz, s.r.o.