Dřevěné a montované konstrukce, Technologie

Dřevěný rodinný dům s prázdninovými byty v Sulzbergu

Obec Sulzberg se nachází na hřebeni 1041 m vysoké stejnojmenné hory v nejsevernější části Bregenzského lesa. Sulzberg hraničí na severovýchodě s německými obcemi Oberreute a Oberstaufen (Horní Allgäu). Ze Sulzbergu je za jasného dne možné přehlédnout směrem k jihu celý Bregenzský les. Na horizontu je přitom možné vidět horské panorama Vorarlberska. Při pohledu na sever je vidět sousední Německo s jeho Allgäu.

Výchozí situace
Rodina se dvěma dětmi měla záměr postavit vlastní rodinný dům a také v bezprostřední blízkosti budovu pro prázdninové byty. Pozemek představoval extrémní výzvu. Spíše než o stavební parcelu jej lze popsat jako svahovou hranu mezi dvěma příjezdovými komunikacemi. O strmosti pozemku vypovídá jediný údaj – na délku rodinného domu činí výškový rozdíl více než 6 metrů. Na druhou stranu tato poloha nabízí krásný výhled na hřeben hory Pfänder. 

Návrh pro investora zpracoval architekt Juri Troy a jeho ateliér Juri Troy Architects. Juri Troy již v četných projektech prokázal, jak je možné dosáhnout na obtížně zastavitelném pozemku nekonvenčního, a přesto funčního řešení. Jako rodilý Vorarlberčan zná velmi dobře krajinu Bregenzského lesa a stavbu do ní citlivě zasadil.

Výslovným požadavkem rodiny – stavebníka – bylo postavit dům s co možná nejnižšími emisemi CO2. Zřetel se měl brát nejen na energetickou spotřebu domu, ale také na energetické náklady (tedy emise CO2) na výrobu stavebního materiálu, včetně jeho dopravy. Architekt Troy má i v této oblasti bohaté zkušenosti a stanovený cíl celostního pohledu zcela odpovídá také jeho přístupu k udržitelnosti ve stavebnictví.

Obr. 1: Půdorys – podkroví, úroveň 1Obr. 1: Půdorys – hlavní podlaží, úroveň 0, byt rodinyObr. 1: Půdorys  – podlaží –1, prázdninové byty

Architektonický koncept
Po intenzivních jednáních s investorem architekt navrhl alternativní koncept řešení. Místo zastavění celého pozemku dvěma samostatnými budovami, které by se pak musely nějakou formou stavebně spojit, zvolil architekt jako vhodnější řešení spojení obou požadavků – tedy na bydlení pro rodinu a na prázdninové byty pro hosty – do jednoho kompaktního objektu. 

Z výškového rozdílu a dvou příjezdových komunikací učinil projektant výhodu. Navrhl celkem čtyřpodlažní budovu. Ve výšce horní příjezdové komunikace se nachází hlavní podlaží (úroveň nula) se vchodem do privátní obytné zóny rodiny Finkových. Tato zóna je zahrnuje dvě vrchní podlaží. Schodiště funguje jako centrální jádro domu, kolem něhož jsou uspořádány obytné místnosti.

Dolní příjezdová komunikace v úrovni –2 tvoří vchod pro prázdninové byty umístěné nad ním v úrovni –1. Ty jsou přístupné i z vrchních podlaží. Vstup je bezbariérový. Privátní obytná zóna rodiny a prázdninové byty jsou tak spojeny – a přesto odděleny. 

Velikost objektu, tvar střechy a použitý materiál jsou inspirovány tradičními místními multifunkčními „lesními domy“ (Wälderhaus), které architekt nově interpretuje. Zvláště od staré fary v Sulzbergu si architekt vypůjčil tvar budovy a střechy a také proporce. Objem domu Finkových se začleňuje do svahu a současně se orientuje podle tvaru pozemku. Také v interiéru se navazuje na tradiční domy v Bregenzském lese: podlaha, stěny a nábytek jsou zhotoveny z masivního dřeva. 

Obr. 2: Řez v ose hřebene střechyObr. 3: Řez kolmo ke hřebeni střechy

Severovýchodní a jihovýchodní strana jsou navenek spíše uzavřeně, ale díky promyšlenému projektu jsou i tak přilehlé interiéry dobře osvětlené. Dobře se uplatnila fasáda z dřevěných šindelů. Toto tradiční obložení stěn vytváří zajímavý kontrast se skulpturálním tvarem budovy. Velkorysým otevřením západní strany se vytvořilo napojení na vnější prostor. Velkoplošné zasouvací dveře skýtají výhledy do hor a vytvářejí plynulý přechod mezi interiérem a exteriérem. 

Tato část obytné zóny byla po dohodě s rodinou záměrně provedena jako „teplý prostor“, aby si jej mohla rodina užívat po celý rok co nejdéle. 

Všechny tři prázdninové byty mají díky ustupujícím lodžiím chráněnou volnou zónu a jsou také příjemně začleněny do průčelí. Orientace na denní světlo a silný vztah k exteriéru byly od počátku zásadními parametry. Cílem bylo, aby všechny pobytové místnosti byly i za pošmourných dnů dostatečně zásobeny denním světlem. 

Obr. 4: Detaily skladby pláště budovy

Architekt Juri Troy zvolil kombinaci promyšleně vsazených vertikálních okenních prvků a světla proudícího shora k osvětlení do hloubky prostoru. Světlo tak prochází obytným prostorem ze tří světových stran a navíc precizně vsazenými střešními okny. Toto strategické využití zenitového světla (tj. světla shora, které je ve dnech, kdy je zamračeno, třikrát intenzivnější než světlo boční) významně zlepšuje kvalitu denního osvětlení, které proniká až do přístupové zóny v hlavním podlaží. 

Při vyhodnocení podílu denního světla pomocí softwaru VELUX Daylight Visualizer byla zjištěna průměrná hodnota 5,6 % v obytné zóně. Průměrně (tedy na více než 50 % celkové plochy) činí podíl denního světla pozoruhodných 5,4 %. Také spací zóna, dětské pokoje a koupelna jsou s průměrným podílem denního světla o hodnotě 2, resp. 4 % bohatě zásobeny přírozeným světlem. Ačkoliv tato čísla vypadají nízká, ve skutečnosti je tento podíl denního světla mimořádně vysoký: norma DIN 5034-4 doporučuje podíl denního světla o hodnotě nejméně 0,95 % ve středu místnosti. Pozoruhodná je u tohoto projektu také rovnoměrnost osvětlení, díky níž se prostor zdá subjektivně ještě světlejší.

Koncept větrání
Četné úvahy vedly k nekonvenčnímu konceptu větrání: tři prázdninové byty na úrovni –1 jsou vybaveny nucenou ventilací obytného prostoru. To zaručuje větrání nezávisle na uživateli a zajišťuje vysokou kvalitu vnitřního ovzduší. Pro privátní zónu se Finkovi po dohodě s architektem rozhodli pro přirozené větrání okny podle potřeby. Okna, optimálně uspořádaná pro tento koncept větrání, využívají komínového efektu, a zajišťují tak rychlou a kontrolovanou výměnu vzduchu.

V topném a v přechodném období jsou okna vybavená elektrickým otevíráním ovládána čidly koncentrace CO2 (umístěnými ve více zónách). Jednotlivé zóny se tak v chladném ročním období odvětrávají jednoduchým způsobem tak, jak to doporučuje renomovaný výzkumník v oblasti hygieny Dipl. Ing. Peter Tappler ze společnosti IBO Innenraumanalytik: optimální je nevětrat zbytečně mnoho, stačí jen podle potřeb zajištění čerstvého vzduchu. Nadměrné větrání by znamenalo jednak plýtvání cennou tepelnou energií a jednak by to mělo za následek extrémně suchý vnitřní vzduch, což není dobré z hygienických a zdravotních důvodů. 

Natural Ventilative Cooling
V parném létě se čidla koncentrace CO2 jednoduše vypínají a větrání se přepíná do režimu chlazení přirozenou ventilací (Natural Ventilative Cooling). Využívá se jednoduchého fyzikálního principu – : nočního chlazení cíleným větráním. Nezávisle na přítomnosti obyvatel se okna pozdě večer pomocí časovače automaticky otevřou a zůstanou otevřená do brzkých ranních hodin. Poté se okna opět sama zavřou. Stavební konstrukce zahřáté během dne se v nočních hodinách opět ochladí. Toto cílené větrání okny je prakticky bez energetických nákladů a představuje tak pasivní chladicí systém. Natural Ventilative Cooling je tak v kombinaci s účinným vnějším zastíněním vhodný způsob k zajištění vyvážené a příjemné teploty v interiéru během léta.

Účinné venkovní stínění chrání před přílišným přehříváním v parném létě. Přesto není třeba místnosti úplně zatemňovat a mohou mít adekvátní osvětlení denním světlem. Střešní okna jsou na jižní straně vybavena transparentními, elektricky ovládanými markýzami, které jsou naprogramovány tak, aby se v parném létě brzy ráno automaticky zatáhly. Také kritická okna na západní straně fasády jsou chráněna transparentním textilním stíněním.

První zkušenosti obyvatel
Kvalita vnitřního ovzduší může být udržována také ve spací zóně na koncentraci CO2 max. 1000 ppm. Podle definice příslušné rakouské normy ÖNORM EN 13779 to odpovídá „zvláštní až vysoké kvalitě vnitřního ovzduší“. V praxi to znamená, že v chladném ročním období se například okna dvakrát až třikrát za noc na několik minut automaticky otevřou. 

Také v rekordně horkém létě roku 2015 se dařilo udržet teploty v místnostech na příjemné úrovni. Přirozené chlazení a větrání navíc u obyvatelům dává možnost pomocí dálkového ovládání kdykoliv zasáhnout a okna otevřít nebo případně zavřít. Je to důležité i psychologicky: obyvatelé cítí, že mají plnou kontrolu nad všmi systémy.

Obr. 5: Osazování modulu schodištěObr. 6: Montáž CLT panelů střechyObr. 7: Střešní okna, příprava na masivní zateplení střešního pláště

Obr. 8: Montáž opláštění štípaným smrkovým šindelemObr. 9: Detail opláštění šindelemObr. 10: „Energetická střecha“ s kolektory a FV moduly

Energie
Společná ambice rodiny – investora – a angažovaného projektanta vedla k uskutečnění důsledného energetického konceptu k pokrytí veškeré spotřeby energie – včetně prázdninových bytů – výhradně z obnovitelných zdrojů, Díky vysoce tepelněizolačnímu plášti budovy, kompaktnímu tvaru objektu a cílenému využití solárních zisků okny bylo možné snížit spotřebu na minimum – bez kompromisů ohledně zdraví a komfortu. Teplo je rozváděno nízkoteplotním podlahovým systémem. Dodatečně je možné vytápět obytnou zónu kamny na dřevo, získávané z vlastního lesa. 

Ohřev užitkové vody je pokryt převážně střešními termálními kolektory o ploše 15 m². Místnosti jsou vytápěny pomocí dálkového tepla z místní výtopny na biomasu v Sulzbergu, která zajišťuje také ohřev zbývající potřeby užitkové vody. 

Celkem 112 m² fotovoltaických modulů dodává tolik elektrické energie, že zejména v letních měsících, navzdory „plné obsazenosti“ budovy, vzniká dokonce přebytek.

To, že využití obnovitelných zdrojů energie a energetická účinnost samy o sobě nemusejí znamenat kompromis, co se týče estetiky a stavební kultury, dokládá „energetická „cha“. Díky optimální orientaci zajišťují plochá střešní okna pasivní solární zisky, mezi okny a okolo nich jsou uspořádány aktivní komponenty (solární kolektory pro přípravu teplé vody a fotovoltaické moduly). Vše je formálně sjednoceno a sladěno do tmavé střešní plochy. 

Přes intenzivní využívání prázdninových bytů po převážnou dobu roku zvládá dům pokrýt spotřebu elektřiny v domácnosti, energii pro provoz čerpadel a také ohřev teplé vody téměř beze zbytku vlastní výrobou. Důsledné využití denního světla a zejména energeticky účinná LED svítidla nové generace vytvářejí ucelený energetický koncept. 

Obr. 11–13: Dokončený objektObr. 11–13: Dokončený objektObr. 11–13: Dokončený objekt

Životní prostředí, materiály a ekologie
Byl sledován jasný, přísný koncept: dům, kompletně zhotovený ze dřeva – z materiálů a s konstrukčními detaily, které se osvědčily po celá desetiletí v drsném alpském klimatu ve výšce 1000 m nad mořem. Základní konstrukce budovy je z masivního dřeva. Jak stěny, tak také střešní konstrukce jsou z křížem vrstveného dřeva. Jako vnější izolace se použily pro stěny a střechu dřevité izolační desky. Fasáda je odvětrávaná a obložená štípanými smrkovými šindeli. Také šikmá střecha je zhotovena podle téhož principu. 

Zvolená konstrukce zaručuje odolnost, má minimální nároky na údržbu po dlouhé období a navíc se dá každá jednotlivá vrstva v případě potřeby opět demontovat. To zaručuje na konci životního cyklu možnost likvidace podle jednotlivých druhů materiálu, příp. jeho recyklaci. Obecně byl kladen velký důraz na to, aby se použily výhradně regionálně dostupné materiály, schopné recyklace a blízké k přírodě.

Obr. 14–17: Interiéry s obkladem ze smrku s bílou olejovou lazurouObr. 14–17: Interiéry s obkladem ze smrku s bílou olejovou lazurou

Obr. 14–17: Interiéry s obkladem ze smrku s bílou olejovou lazurouObr. 14–17: Interiéry s obkladem ze smrku s bílou olejovou lazurou

Tam, kde to bylo přes konstrukci z masivního dřeva nutné, byly jako vnitřní obložení použity panely z masivního dřeva v provedení smrk a byly opatřeny bílou olejovou lazurou, aby se zabránilo zežloutnutí. Lazura zároveň dala dřevu elegantní ráz. Ve spojení s trvanlivou parketovou podlahou z dubu a s nábytkem navrženým Jurim Troyem vznikl klidný, harmonický a celkově blahodárně působící interiér. Materiály, z velké části přírodní, rovněž přispívají k dobrému vnitřnímu klimatu tím, že neobsahují téměř žádné škodlivé látky a působí jako regulace vlhkosti.

Dřevo pro šindele, konstrukční dřevo a dřevo pro panely si přivezli stavebníci z vlastního lesního hospodářství v blízkém Allgäu a z Bregenzského lesa. Všichni řemeslníci, kteří se podíleli na stavbě, pocházeli z okolí 30 km. Objekt tak může sloužit i jako příklad sociální udržitelnosti, která vědomě zachovává hodnoty regionu.

Ondřej Mika s využitím podkladů firmy VELUX ČR
foto Jörg Seiler, VELUX